Т.к. горячая вода в любом случае разбрызгивается форсунками, то можно достаточно просто в конструктивном плане доработать форсунки в вакуумно-распылительные модули, заставив их работать как для распыления горячей воды под давление, а также как вакуумный водоструйный насос. Это обусловлено тем, что как в одном, так и в другом случае основой обоих процессов является распыление воды под давлением, что наглядно продемонстрировано следующим рисунком № 1.
Рис. 1. Вакуумно-распылительный модуль градирни.
Исходя из вышеизложенного работа классической градирни с доработанными распылительными форсунками в вакуумнораспылительные модули позволит дополнительно и без каких-либо дополнительных затрат проводить технологический процесс вакуумного выпаривания за счёт утилизации низко потенциального тепла и остаточной энергии промышленной градирни (охладительной башни).
Схема реализации способа представлена на рис. № 2.
Рис. № 2. Схема реализации способа концентрации водных растворов отходов промышленного производства вакуумным выпариванием за счёт утилизации низко потенциального тепла и остаточной энергии промышленной градирни.
Основные параметры заявленного способа, как время и количество воды вакуумного выпаривания можно “приближённо” оценить (без учёта времени нагрева водного раствора до температуры кипения и приняв КПД нагревателей и т.п. = 1).
Удельная теплота парообразования 1 кг воды при температуре в 50 градусов – 643 Вт. Для упрощения оценочных характеристик примем условно, что 1 литр воды выкипает за 1 час при подведении 1 кВт тепла.
Если учесть, что современные промышленные градирни имеют тепловую нагрузку (количество тепла, утилизируемого на градирне) порядка 100 кВт – 1 Мвт можно условно оценить, что за 1 час из выпарного бака полностью выкипит от 100 до 1000 кг воды соответственно.
Таким образом водный концентрат отходов промышленного производства может концентрирован до порошкового состояния для последующей утилизации или переработки за счёт абсолютно бесплатной энергии разбрызгивания воды в промышленных градирнях.
Преимущества
Практически «бесплатная энергия» (уже теряемая в виде испарения);
Простая реализация – на основе существующих градирен, возможна организация испарительных/концентрирующих секций;
Возможность концентрирования жидких отходов до пастообразного или сухого остатка;
Повышение экологической чистоты – благодаря уменьшению сбрасываемых жидких стоков;
Энергосбережение, переработка или безопасная утилизация отходов без дополнительных источников энергии.
Оценочные расчёты
Пример – градирня с тепловой нагрузкой 500 кВт – эквивалентна испарению 500 л