Как известно – вакуумное выпаривание, это процесс концентрирования жидких отходов при пониженном давлении методом частичного удаления жидкости испарением в процессе кипения. При выпаривании жидкость извлекается из объема раствора.
Технология достаточно эффективная, но энергозатратна по времени. Нужно постоянно поддерживать определённый вакуум и подводить теплоту, которая расходуется на парообразование и на работу пара против внешнего давления при увеличении объёма паровой фазы.
Например, при давлении в 0,05 атм. температура кипения воды равна 29 градусам, а давление в 0,1 атм. заставляет воду кипеть уже при 45.45 градусах.
Исходя из выше изложенного необходимо определить, какие технологические процессы промышленного производства способны “бесплатно” обеспечить достаточно продолжительное время заявленные выше значения давления и температур.
Рассмотрим работу классической градирни, например, металлургического производства. Классическая градирня имеет в среднем температуру воды на входе 50-60 градусов, а на выходе 30-40 градусов.
Принцип работы градирни достаточно прост. Вода в градирню подаётся под давлением. В верхней части градирни расположены распылительные насадки. Горячая вода разбрызгивается вниз. На своем пути вниз капли воды встречаются с мощным восходящим воздушным потоком и т.д.
Рассматривая принцип работы классической градирни – прослеживается простое решение без затратной технологии вакуумного выпаривания воды.
Температура в 50-60 градусов в наличии. Трубчатый теплообменник перед входом в градирню, размещённый в классическом выпарном баке обеспечит стабильный тепловой поток для вакуумного выпаривания воды.
Осталось найти техническое решение создания в классическом выпарном баке на непрерывной основе вакуума в диапазоне 0,05-0,1 атм. за счёт определённого технологического процесса работы самой градирни.
Таким техническим решением является классический вакуумный водоструйный насос, с которым все знакомы ещё со школьных уроков физики. Принцип действия классического водоструйного насоса – создание разряжения за счет протекающей через трубки струи воды. Вырываясь из сопла утончающейся трубки в ограниченное пространство с низким давлением, вода движется с большой скоростью и захватывает воздух из бокового отвода насоса. Степень остаточного давления, которое может обеспечить водоструйный насос, вычисляется давлением паров воды при определенной температуре. Так, при температуре воды +30 С давление можно понизить до 0,041 атм.