Дистилляция морской воды в походе. Дистилляция воды
Дистиллированная вода и основные методы дистилляции
Дистиллированная вода и основные методы дистилляции
Что мы знаем о воде? Ученые до сих пор открывают ее новые свойства, пытаясь познать вечную тайну воды. На сегодняшний день научных изысканий хватило, чтобы определить несколько видов воды согласно источникам ее получения. К природным источникам относят все виды подземных вод: ключевая, родниковая, колодезная и артезианская вода, а также водные запасы Мирового океана и воду, заключенную в ледниках Северного Ледовитого океана.
Обычно для питья и бытовых нужд человек используют артезианскую воду, которая попадает к нему в дом через систему водопровода, и мы называем ее водопроводной. В последнее время качество такой воды очень сильно ухудшилось, и ее непосредственное употребление в сыром виде грозит человеку многими неприятными заболеваниями. Она содержит в себе множество вредных микробов и опасных вирусов, которым совершенно не страшна ни дезинфекция хлором, ни кипячение.
Поэтому в крупных городах все чаще появляются бюветы, которые сооружаются на месте артезианских скважин. Глубина таких скважин более 100 м, в зависимости от залегания подземных вод, поэтому остается надежда, что мы получаем естественную природную воду без химикатов и вредных примесей. Ведь, как известно, человек состоит на треть из воды, поэтому очень важным для его полноценной жизнедеятельности является качество того, что он пьет. Многие из нас устанавливают фильтры для воды или покупают бутилированную воду.
Есть еще один вид воды, который человек успешно использует в своих целях. Это дистиллированная вода.
Многие, не зная ее природы появления, наделяют ее ложными качествами, кто-то приписывает ей исключительно полезные свойства, кто-то, наоборот, уверен, что такая вода «мертвая» и пригодна только для технических целей.
Итак, что собой представляет дистиллированная вода? Это вода, которая имеет обычную для этой жидкости химическую формулу Н2О. Но в отличие, допустим, от водопроводной, в ней содержится незначительное количество инородных веществ, и используются она в исследовательских и медицинских целях.
Процесс ее получения происходит в специальных агрегатах, в которых обычная пресная вода выпаривается и конденсирует пар.
Этот процесс называется дистилляция.
Остаток, который выпарился, содержит в себе все те примеси, которые были в обычной воде, поэтому получается, что дистиллированная вода выходит практически обеззараженной. Сам процесс дистилляции основан на физических свойствах воды – парообразное летучее состояние, и на химическом солей, которые являются нелетучими элементами.
Дистилляция широко применяется для вывода солей и минеральных веществ из морской воды. В тропических районах посредством парникового эффекта, налитая в мелкие лотки вода, конденсируется водяной пар. Такие установки являются спасением для прибрежных тропических зон, вблизи которых расположены засушливые земли, остро нуждающиеся в живительной влаге.
Идеальной конструкцией опреснительных установок является та, которая позволяет использовать тепло, которое выделяется при конденсации пара, вторично. Примечательно то, что дистилляция морской воды имеет невысокую стоимость и составляет порядка 1у.е. за 4000 л.
Сложное слово «дистилляция» означает совершенно простой принцип получения чистой воды. Однако промышленное использование самого процесса вызывает множество проблем. Когда происходит выпаривание пресной воды, примесь солей, постепенно достигает высокой концентрации, в результате чего осаждается. Такой осадок образует накипь, засоряющая трубы, и снижает теплопроводность стенок сосуда.
Во избежание этого уже дистиллированную морскую воду сбрасывают, и набирают новую ее порцию. При этом необходимо соблюдать аккуратность, потому что можно растерять запас тепла, который был накоплен в морской воде таким образом, в противном случае опять возникнет надобность подогревать холодную морскую воду.
Однако тепловых потерь избежать практически невозможно, потому что они связаны с загрязнением окружающей атмосферы и удорожанием процесса дистилляции.
Стоимость дистиллированной воды напрямую зависит от затрат на ее получение. Затраты обычной выпарной установки составляют 40% от стоимости получаемой воды. Поэтому проводятся поиски и выдвигаются предложения более дешевых методов опреснения, которые исключают непосредственное испарение.
Одним из таких способов является метод распыления замороженной морской воды в вакуумных камерах. Техника вакуумного охлаждения представляет собой следующую процедуру: воду охлаждают ниже температуры замерзания и получают рассол, содержащий смесь кристаллов во льде. На следующем этапе лед отделяют и подвергают повторной кристаллизации столько раз, пока не будет достигнута максимальная его чистота. Этот принцип нашел широкое применение и поставлен на промышленный поток, производительность которого до 1 млн. л в день пресной воды.Дистиллированная вода совершенно безвредна, но она не содержит микроэлементы, поэтому если вы сделали выбор в ее пользу, то обязательно введите в свой рацион фрукты и овощей, которые компенсируют недостаток полезных веществ.
www.watermap.ru
Что такое дистилляция, где применяется, описание процесса
Что такое дистилляция? Это процесс, заключающийся в превращении жидкости в пар, который затем снова конденсируется в жидкую форму. Простейшим примером может служить дистилляция воды, когда пар из чайника осаждается в виде капель на холодной поверхности.
Применение и история
Дистилляция используется для отделения жидкостей от нелетучих твердых веществ, как при перегонке спиртных напитков из сброженных материалов, или для разделения двух или более жидкостей с различной температурой кипения, как при производстве бензина, керосина и смазочных масел из нефти. Другие промышленные применения включают переработку таких химических продуктов, как формальдегид и фенол, опреснение морской воды.
Процесс дистилляции, вероятно, использовался еще древними экспериментаторами. Аристотель (384-322 гг. до н. э.) упоминал, что чистую воду можно получить путем испарения морской. Плиний Старший (23-79 гг. н. э.) описал примитивный способ конденсации, при котором масло, получаемое путем нагревания канифоли, собирается на шерсти, помещенной в верхней части перегонного куба.
Простая дистилляция
Большинство методов дистилляции, применяемых в промышленности и лабораторных исследованиях, являются вариациями простой перегонки. В этой базовой технологии используется куб или реторта, в которых жидкость нагревается, конденсатор для охлаждения пара и емкость для сбора дистиллята. При нагреве смеси веществ в первую очередь перегоняется наиболее летучее из них или то, у которого температура кипения минимальна, а затем дистиллируются другие, или не дистиллируются совсем. Такой простой аппарат прекрасно подходит для очистки жидкости, содержащей нелетучие компоненты, и достаточно эффективен для разделения веществ с разной точкой кипения. Для лабораторного использования части аппарата обычно делают из стекла и соединяют их пробками, резиновыми шлангами или стеклянными трубками. В промышленных масштабах оборудование делают из металла или керамики.
Фракционная дистилляция
Метод, называемый фракционной, или дифференциальной, дистилляцией, был разработан для нефтепереработки, потому что простая перегонка для разделения жидкостей, температура кипения которых мало отличается, неэффективна. При этом пары многократно конденсируются и испаряются в изолированной вертикальной емкости. Особую роль здесь играют сухопарники, фракционные колонны и конденсаторы, позволяющие вернуть некоторую часть конденсата назад в куб. Цель состоит в том, чтобы добиться тесного контакта между поднимающимися разными фазами смеси, чтобы только самые летучие фракции в форме пара достигали приемника, а остальное возвращалось в виде жидкости в сторону куба. Очищение летучих компонентов в результате контакта между такими противотоками называется ректификацией, или обогащением.
Многократная дистилляция
Данный метод еще называют многостадийным мгновенным испарением. Это еще один вид простой перегонки. С его помощью производится, например, дистилляция воды на крупных коммерческих опреснительных установках. Преобразование жидкости в пар не требует нагрева. Она просто попадает из емкости с высоким атмосферным давлением в емкость с более низким. Это приводит к быстрому испарению, сопровождающемуся конденсацией пара в жидкость.
Вакуумная перегонка
В одной из разновидностей процесса с пониженным давлением для создания вакуума используется вакуумный насос. Этот метод, называемый «вакуумная дистилляция», иногда применяется при работе с веществами, которые обычно кипят при высоких температурах или разлагаются при кипении в нормальных условиях.
Вакуумные насосы создают в колонне давление, которое значительно ниже атмосферного. В дополнение к ним используются вакуумные регуляторы. Тщательный контроль параметров очень важен, поскольку эффективность разделения зависит от различия в относительной летучести при данной температуре и давлении. Изменение этого параметра может негативно повлиять на ход процесса.
Что такое дистилляция в вакууме, хорошо знают на нефтеперерабатывающих заводах. Обычные методы перегонки отделяют легкие углеводороды и примеси от тяжелых углеводородов. Остаточный продукт подвергают вакуумной дистилляции. Это позволяет отделить высококипящие углеводороды, такие как масла и воски, при невысоких температурах. Метод также применяется при разделении чувствительных к нагреву органических химических соединений и для восстановления органических растворителей.
Что такое дистилляция паром?
Паровая перегонка является альтернативным методом перегонки при температурах ниже нормальной точки кипения. Она применяется, когда дистиллируемое вещество не смешивается и химически не реагирует с водой. Примерами таких материалов являются жирные кислоты и соевое масло. В ходе перегонки в жидкость подается пар, который нагревает ее и вызывает испарение.
Дистилляция в насадочной колонне
Хотя насадочные колонны чаще всего применяются для абсорбции, они также используются для перегонки парожидкостных смесей. Такая конструкция обеспечивает большую площадь контактной поверхности, что повышает эффективность системы. Другое название такой конструкции – ректификационная колонна.
Принцип работы заключается в следующем. Сырьевая смесь компонентов с разной волатильностью подается в центр колонны. Жидкость стекает вниз через насадку, а пар движется вверх. Смесь в нижней части резервуара попадает в подогреватель и выходит из него вместе с паром. Газ устремляется вверх через насадку, подхватывая наиболее летучие компоненты жидкости, выходит из колонны и попадает в конденсатор. После сжижения продукт поступает в сборник флегмы, где он разделяется на дистиллят и фракцию, используемую для орошения.
Различная концентрация приводит к тому, что менее летучие компоненты переходят из паровой фазы в жидкую. Насадка увеличивает продолжительность и площадь контакта, что повышает эффективность разделения. На выходе пар содержит максимальное количество летучих компонентов, в то время как в жидкости их концентрация минимальна.
Насадки заполняются в навал и пакетами. Форма наполнителя может быть либо случайной, либо геометрически структурированной. Его делают из инертного материала, такого как глина, фарфор, пластик, керамика, металл или графит. Наполнитель, как правило, имеет размеры от 3 до 75 мм и отличается большой площадью поверхности, контактирующей с парожидкостной смесью. Преимущество заполнения в навал заключается в большой пропускной способности, стойкости к большим давлениям и низкой стоимости.
Металлические наполнители имеют высокую прочность и хорошую смачиваемость. Керамические обладают еще более высокой смачиваемостью, но они не такие прочные. Пластиковые достаточно прочны, но плохо смачиваются при низкой скорости потока. Поскольку керамические наполнители устойчивы к коррозии, они используются при повышенных температурах, которые пластик не выдерживает.
Пакетные насадки представляют собой структурированную сетку, размеры которой соответствуют диаметру колонны. Обеспечивают наличие длинных каналов для потоков жидкости и пара. Они дороже, но позволяют снизить перепады давления. Пакетным насадкам отдается предпочтение при невысокой скорости потока и в условиях низкого давления. Обычно их делают из древесины, листового металла или тканой сетки.
Применяются для восстановления растворителей и в нефтехимической промышленности.
Дистилляция в ректификационной колонне
Наиболее широкое распространение получили колонны тарельчатого типа. Количество тарелок зависит от желаемой чистоты и сложности разделения. Оно влияет на то, какой высоты будет ректификационная колонна.
Принцип работы ее следующий. Смесь подается посредине высоты колонны. Разница в концентрации приводит к тому, что менее летучие компоненты переходят из потока пара в поток жидкости. Газ, выходящий из конденсатора, содержит наиболее летучие вещества, а менее испаряемые выходят через нагреватель в поток жидкости.
Геометрия тарелок в колонне влияет на степень и тип контакта между разными фазовыми состояниями смеси. Конструктивно они выполняются ситчатыми, клапанными, колпачковыми, решетчатыми, каскадными и т. д. Ситчатые тарелки, в которых имеются отверстия для пара, используются для обеспечения высокой производительности при низких затратах. Более дешевые клапанные тарелки, в которых отверстия снабжены открывающими и закрывающими клапанами, склонны к засорению из-за скопления на них материала. Колпачковые снабжены колпачками, позволяющими пару проходить через жидкость сквозь крошечные отверстия. Это самая передовая и дорогая технология, эффективная при низких скоростях потока. Жидкость течет от одной тарелки к другой вниз по сливным вертикальным трубам.
Тарельчатые колонны часто используются для восстановления растворителей из технологических отходов. Также они применяются для восстановления метанола при операции сушки. В качестве жидкого продукта выходит вода, а летучие органические отходы переходят в паровую фазу. Вот что такое дистилляция в ректификационной колонне.
Криогенная перегонка
Криогенная дистилляция заключается в применении общих методов перегонки к газам, охлажденным до жидкого состояния. Система функционирует при температурах ниже -150 °С. Для этого используются теплообменники и змеевики. Вся конструкция называется криогенным блоком. Сжиженные газы поступают в блок и перегоняются при очень низких температурах. Колонны криогенной дистилляции могут быть насадочными и пакетными. Пакетный дизайн более предпочтителен, поскольку насыпной материал менее эффективен при низких температурах.
Одним из основных применений криогенной дистилляции является разделение воздуха на составляющие его газы.
Экстрактивная перегонка
В экстрактивной ректификации используются дополнительные соединения, которые действуют как растворитель для изменения относительной летучести одного из компонентов смеси. В экстрактивную колонну к разделяемым веществам добавляется растворитель. Компонент сырьевого потока, который требуется извлечь, соединяется с растворителем и выходит в жидкой фазе. Другой компонент испаряется и выходит в дистиллят. Вторая перегонка в другой колонне позволяет отделить вещество от растворителя, который затем возвращается на предыдущий этап, чтобы повторить цикл.
Экстрактивная ректификация применяется для разделения соединений с близкими температурами кипения и азеотропных смесей. Экстрактивная ректификация не так широко распространена в промышленности, как обычная дистилляция, из-за сложности конструкции. Примером является процесс получения целлюлозы. Органический растворитель отделяет целлюлозу от лигнина, а вторая перегонка позволяет получить чистое вещество.
fb.ru
Дистилляция морской воды в походе
Что делать в походе, когда в пути не предусматривается питьевая вода? Например, будут болота, озёра, реки (типа Днепра), лиманы, моря. Но не будет чистой и пресной воды.
Обычно туристы берут с собой специальные обеззараживающие воду таблетки, вспоминают бабушкины рецепты про обеззараживание воды травами, дезинфекцию воды перекисью или марганцовкой.
Это всё хорошо подходит для пресной и относительно прозрачной воды. Такую, в принципе, можно просто прокипятить минут двадцать и спокойно на ней готовить.
Но что делать, если в походе предусматривается встреча только с солёной водой? Например, Южный берег Крыма и Керченский полуостров, где есть на что посмотреть, имеют очень мало источников пресной воды.
Можно, естественно, покупать пресную воду. Но в таких местах она достаточно дорога. А если днёвка устроена вдали от цивилизации?
Получается, выход один — нести воду с собой. А это несколько неудобно, к 15 килограммовому рюкзаку добавить ещё и пятилитровую баклажку с водой.
Для того чтобы избежать подобных неудобств и путешествовать по Керченскому полуострову без проблем, был проведен эксперимент по опреснению морской воды с помощью процесса дистилляции.
Что такое дистилляция
Дистилляция — это когда вода кипит, пар над ней собирается, охлаждается, превращается обратно в воду в ёмкости-приёмнике.
Ступени дистилляции:
На рисунке цифрами обозначены:
1. Огонь2. Ёмкость с морской водой3. Передающее пар устройство (трубка)4. Охлаждающее устройство5. Приёмная ёмкость6. Очищенная вода
Почему дистилляция очищает воду от солей? Потому что соли кипят при более высокой температуре, чем вода. Поэтому первой испаряется вода. Без солей. Что и нужно сделать с морской водой.
Что будет, если в воде, которую дистиллируют, есть вещества, кипящие при меньшей температуре? Например, летучие органические вещества? Они испарятся первыми. Поэтому один из принципов дистилляции — не направлять собиратель пара сразу в принимающее устройство, а дать воде серьёзно закипеть.
Также важный принцип дистилляции — хорошее охлаждение пара. От эффективности охлаждения напрямую зависит производительность устройства. Если часть пара не охлаждается, а улетучивается, то, соответственно, получится меньше чистой воды.
Итак, как мы проводили дистилляцию морской воды на практике.
Дистилляция морской воды на практике
Место проведения: пляж севернее села Подмаячное возле г. Керчь. До ближайшего магазина с водой топать минимум полчаса по жаре. Там, конечно, красиво — обрывы, слои ископаемых и т.п. Но жарко.
Источник воды: Азовское море. Не очень солёное море, солёность порядка 10 грамм на литр. По сравнению с ним солёность Чёрного моря — 16-20 грамм на литр.
Материалы и оборудование:
* два кирпича;* костёр;* туристический чайник;* изогнутая аллюминиевая трубка;* стеклянная бутылка;* ямка в песке;* кружка для морской воды;* много дров и очень много терпения (которое не связано с дистилляцией; просто в этом месте чрезвычайно много кусючей мошкары, от которой нет спасения).
Процедура дистилляции очень проста. Морская вода — в чайник, чайник — на огонь. Ямка в земле. В неё под наклоном зарывали стеклянную бутылку. Из песка торчало только горлышко, в которое и вставлялась передающая пар трубка.
Всё — вода кипела, проходила по трубке в бутылку, там охлаждалась. Для лучшего охлаждения бутылку поливали холодной (относительно, конечно) морской водой. По мере испарения солёную воду доливали в чайник.
Теперь ноу-хау технологии:
I. Первое, что было скорректировано, это уровень морской воды в чайнике. Морская вода должна занимать меньше половины объёма, лучше одну треть. Это нужно для повышения интенсивности парообразования. Неизвестно, почему пара в таком случае образуется больше, но оказалось, что это так.
II. Далее, нельзя поливать для охлаждения пара передающую трубку. Охлаждающая вода оказалась коварна, и стекала по трубке (кстати, длинной — порядка 80 см) снизу в бутылку с чистой водой. Соответственно, вкус у очищенной воды был не очень.
III. Потом, пластиковую бутылку для приёмного устройства лучше не брать. Поскольку её корёжит от пара. Хотя, если стеклянной под рукой нет, сойдёт и из пластика. В месте, где был расположен лагерь, в изобилии присутствовали как пластиковые, так и стеклянные бутылки.
Результаты: за 30-40 минут дистилляции описанным способом очищается порядка 350 миллилитров воды.
Выводы
Испробованный дистиллятор отлично очищает морскую воду. Соли в полученной воде не ощущаются на вкус. По всей видимости, их там просто нет :) Процесс очистки требует достаточно большого количества топлива. Тщательное охлаждение приёмной ёмкости повышает производительность дистиллятора почти вдвое. Испробованный дистиллятор с учётом всевозможных поправок и проблем за днёвку может обеспечить чистой водой 2-3 человек на 2-3 дня. Для того чтобы снабдить чистой водой большее количество людей на дольшее время необходим либо более совершенный дистиллятор (что утяжелит его конструкцию и сделает сложной транспортировку), либо сделать испробованный дистиллятор личным снаряжением (за днёвку каждый участник очищает себе нужное количество воды).
Таким образом, проведённые исследования показали прекрасные результаты очистки морской воды походным способом. Самое главное, что вес чайника и трубки для пара не превышал 500 грамм.
Похожие статьи по выживанию:
survinat.ru
Дистилляция морской воды в походе. / ЛикБез / НеПропаду
На рисунке цифрами обозначены:1. Огонь.2. Ёмкость с морской водой.3. Передающее пар устройство (трубка).4. Охлаждающее устройство.5. Приёмная ёмкость.6. Очищенная вода.Почему дистилляция очищает воду от солей? Потому что соли кипят при более высокой температуре, чем вода. Поэтому первой испаряется вода. Без солей. Что и нужно сделать с морской водой.Что будет, если в воде, которую дистиллируют, есть вещества, кипящие при меньшей температуре? Например, летучие органические вещества? Они испарятся первыми. Поэтому один из принципов дистилляции — не направлять собиратель пара сразу в принимающее устройство, а дать воде серьёзно закипеть.Также важный принцип дистилляции — хорошее охлаждение пара. От эффективности охлаждения напрямую зависит производительность устройства. Если часть пара не охлаждается, а улетучивается, то, соответственно, получится меньше чистой воды.Итак, как мы проводили дистилляцию морской воды на практике.Дистилляция морской воды как она получилась.Место проведения: пляж севернее села Подмаячное возле г. Керчь. До ближайшего магазина с водой топать минимум полчаса по жаре. Там, конечно, красиво — обрывы, слои ископаемых и т.п. Но жарко.Источник воды: Азовское море. Не очень солёное море, солёность порядка 10 грамм на литр. По сравнению с ним солёность Чёрного моря — 16-20 грамм на литр.Материалы и оборудование:• два кирпича;• костёр;• туристический чайник;• изогнутая аллюминиевая трубка;• стеклянная бутылка;• ямка в песке;• кружка для морской воды;• много дров и очень много терпения (которое не связано с дистилляцией; просто в этом месте чрезвычайно много кусючей мошкары, от которой нет спасения).Процедура дистилляции очень проста. Морская вода — в чайник, чайник — на огонь. Ямка в земле. В неё под наклоном зарывали стеклянную бутылку. Из песка торчало только горлышко, в которое и вставлялась передающая пар трубка.Всё — вода кипела, проходила по трубке в бутылку, там охлаждалась. Для лучшего охлаждения бутылку поливали холодной (относительно, конечно) морской водой. По мере испарения солёную воду доливали в чайник.Теперь ноу-хау технологии:I. Первое, что было скорректировано, это уровень морской воды в чайнике. Морская вода должна занимать меньше половины объёма, лучше одну треть. Это нужно для повышения интенсивности парообразования. Неизвестно, почему пара в таком случае образуется больше, но оказалось, что это так.II. Далее, нельзя поливать для охлаждения пара передающую трубку. Охлаждающая вода оказалась коварна, и стекала по трубке (кстати, длинной — порядка 80 см) снизу в бутылку с чистой водой. Соответственно, вкус у очищенной воды был не очень.III. Потом, пластиковую бутылку для приёмного устройства лучше не брать. Поскольку её корёжит от пара. Хотя, если стеклянной под рукой нет, сойдёт и из пластика. В месте, где был расположен лагерь, в изобилии присутствовали как пластиковые, так и стеклянные бутылки.Остальные подробности на видео:
narod.ru/disk/1670212000/distillator_part1.avi.htmlnarod.ru/disk/1670214000/distillator_part2.avi.html
Итак, с особенностями дистилляции всё. Ах да, дрова. Можно сказать, что в пределах лагеря дров не осталось в принципе как явления.Результаты: за 30-40 минут дистилляции описанным способом очищается порядка 350 миллилитров воды.Выводы.Испробованный дистиллятор отлично очищает морскую воду. Соли в полученной воде не ощущаются на вкус. По всей видимости, их там просто нет :) Процесс очистки требует достаточно большого количества топлива. Тщательное охлаждение приёмной ёмкости повышает производительность дистиллятора почти вдвое. Испробованный дистиллятор с учётом всевозможных поправок и проблем за днёвку может обеспечить чистой водой 2-3 человек на 2-3 дня. Для того чтобы снабдить чистой водой большее количество людей на дольшее время необходим либо более совершенный дистиллятор (что утяжелит его конструкцию и сделает сложной транспортировку), либо сделать испробованный дистиллятор личным снаряжением (за днёвку каждый участник очищает себе нужное количество воды).Таким образом, проведённые исследования показали прекрасные результаты очистки морской воды походным способом. Самое главное, что вес чайника и трубки для пара не превышал 500 грамм.
nepropadu.ru
Дистилляция
Является традиционным, эффективным и надежным методом водоподготовки, обеспечивающим высокую степень очистки, возможность получения горячей воды и обработки паром, что важно при производстве лекарственных средств в соответствии с правилами GMP .
Общий принцип получения воды этим методом заключается в следующем: питьевая вода, прошедшая предварительную подготовку, поступает в дистиллятор, состоящий из трех основных узлов: испарителя, конденсатора и сборника. Испаритель с водой нагревают до кипения. Пары воды поступают в конденсатор, где они сжижаются и в виде дистиллята поступают в сборник. Все нелетучие примеси, находившиеся в исходной воде, остаются в дистилляторе.
Следует отметить, что дистилляция редко используется для получения воды очищенной, т.к. существуют более экономичные методы, описанные выше.
Для получения воды очищенной используют дистилляторы, которые отличаются друг от друга по способу нагрева, производительности и конструктивным особенностям.
Метод однократной дистилляции неэкономичен, так как при его использовании велики энергозатраты на нагрев и испарение воды (около 3000 кДж на кг пара), а также затраты воды на конденсацию пара (около 8 л воды 1 кг пара). Использование однократной дистилляции целесообразно для малых потреблений воды - 10-20 л/ч.
Более эффективным и экономичным, по сравнению с обычной дистилляцией, являются высокоэффективные многоколоночные дистилляторы. Но они чрезвычайно дороги, к тому же высоки затраты на предподготовку воды для них. Их применение целесообразно для получения воды для инъекций.
Основной принцип многоколоночного дистилляционного аппарата состоит в том, что требующаяся для переноса тепла разница температур (что соответствует разнице давлений) получается при нагреве первой колонны паром с высокой температурой. Пар, полученный в первой колонне, охлаждается в дистиллят, давая ему немного подогреть работающую при более низкой температуре и давлении вторую колонну. Пар второй колонны, в свою очередь, подогревает третью колонну, которая функционирует при атмосферном давлении. Таких колонн может быть несколько. Только в последней колонне полученный пар требует для охлаждения в дистиллят типичного охладителя с холодной водой. Таким образом, энергию используют на подогрев только первой колонны дистиллятора, а охлаждающую воду – только в последней колонне для охлаждения пара. Увеличивая число колонн, можно уменьшить расход как пара, так и воды, так как в каждой колонне уменьшается количество испаряемой воды и пара в охладителе.
Другим экономичным методом дистилляции является метод термического сжатия. Компрессорный дистилляционный аппарат действует по принципу природных законов для газов: при повышении давления газа, т.е. при сокращении его объема, его температура поднимается. Когда вода в баке кипячения и сам аппарат сначала нагреваются до 100 оС подводимой извне энергией, вода начинает при атмосферном давлении кипеть. В этот момент включается насос, в баке снижается давление и одновременно снижается температура газа, т.е. точка кипения воды на стороне всасывания снижается, но с другого конца пар уплотняется и температура и давление со стороны сжатия поднимаются. Полученный таким образом пар под давлением с более высокой температурой используется для подогрева бака кипячения с помощью спирали. Пар остывает и образовавшаяся из пара дистиллированная вода вытекает из аппарата. В аппарате нет обычного конденсатора и не требуется охлаждающей воды. Если дистиллированную воду используют холодной, оставшееся в дистилляторе тепло почти полностью переносится в питательную среду в теплообменник. При включенном термокомпрессоре и стабилизации работы дистилляционного аппарата дополнительной энергии не требуется. Недостатками этого метода являются возможность попадания в чистую воду посторонних частиц, высокий уровень шума и необходимость в постоянном техническом обслуживании. Поэтому данный метод практически не используется при получении воды для фармацевтических целей.
К достоинствам дистилляции, несомненно, можно отнести высокую степень очистки, возможность получения горячей воды, обработки паром.
К недостаткам метода дистилляции следует, в первую очередь, отнести его достаточно высокую стоимость и значительное потребление энергии. В связи с возможностью образования накипи на поверхностях дистиллятора, неспособности удалять газообразные вещества (аммиак) необходимо проводить соответствующую водоподготовку.
www.mediana-filter.ru
Дистилляция воды - Справочник химика 21
| Рис. 24. Прибор для дистилляции воды |  |
Теоретически дистилляционный метод очистки воды может привести к полному отделению летучих веществ от нелетучих. Летучие вещества в основном удаляются с первыми порциями дистиллята, нелетучие накапливаются в дистилляционном остатке, который удаляют через специальное устройство. Однако на практике существуют две причины, которые вызывают загрязнения дистиллята 1) дж )фузия водяной пленки, которая смачивает все внутренние поверхности установки и попадает в дистиллят 2) унос водяным паром капелек воды. Ди( узию водяной пленки можно предотвратить нагреванием до 120—150 °С части установки между исходной колбой и холодильником (рис. 1.15). Так как значительно больше дистиллят загрязняется за счет второй причины, то при конструировании аппаратов для дистилляции воды используют различные способы для ее устранения. Уменьшить унос капель паром можно следующими способами 1) равномерным кипением воды, что достигается погружением в воду тонких стеклянных капилляров или продуванием очищенного газа 2) изменением направления движения водяного пара, что достигается установкой различного типа каплеуловителей или специальных дистилляционных [c.24]
Достоинством метода простой перегонки является, как видно из рис. 7, простота его осуществления. Примером очистки рассматриваемым методом может служить дистилляция воды. Соли, содержащиеся в воде, имеют температуру кипения зна- [c.48]Аппарат для дистилляции воды, шт................1 [c.185]
Аппарат для дистилляции воды типа 2001/4 [c.360]
Аппараты для дистилляции воды обычно работают при постоянном уровне жидкости в перегонном кубе. Это достигается благодаря тому, что предварительно нагретая в конденсаторе вода поступает в куб при непрерывном отводе ее избытка, что и обеспечивает регулирование уровня. Благодаря применению кварцевого стекла гарантируется высокая степень чистоты дистиллята (см.-рис. 147). [c.216]
Вода. Отделение от воды механических примесей. Дистилляция воды. Строение молекулы воды и ее полярность. Химические реакции с участием воды. Гидратация. Каталитическое действие воды. [c.160]
Схема Киевского городского молочного завода сложна и имеет ряд технологических и конструктивных недостатков. Для приготовления регенерирующих растворов и раствора НП, а также для отмывки колонн используют дистиллированную воду. Растворы солей, соляной кислоты и обезжиривающего вещества ОП готовятся в отдельных емкостях, из которых они передавливаются сжатым воздухом в соответствующие буферные емкости (рис. 1). Применение дистиллата в данной технологии не обязательно. Он успешно может быть заменен умягченной водой. Циклограмма работы установки показывает, что все растворы можно готовить в одной емкости и использовать одну буферную емкость для подачи реагентов на ионитовую колонну, поскольку последовательность процессов исключает необходимость одновременной обработки катионита более чем одним раствором. Уменьщение количества емкостей и коммуникаций весьма желательно для облегчения процесса стерилизации оборудования после каждого рабочего цикла. Наличие паровой дистилляции воды в цехе ионитного молока неблагоприятно влияет па температурный режим. [c.234]
Некоторые сведения, в частности о наибольшем размере силикатных разновидностей, находяш,ихся в растворе силиката натрия с соотношением 5102 КагО, равным 3,3, были получены на основании изучения соответствующего сложного эфира кремневой кислоты [69]. Кремневая кислота с низкой молекулярной массой настолько нестабильна в водных растворах, что любая попытка выделить ее путем испарения воды даже при комнатной температуре приводит лишь к быстрой полимеризации такой кремневой кислоты в гель. Вследствие этого прямая эте-рификация кремневой кислоты оставалась непрактичной вплоть до того времени, когда Кирк [70] открыл метод переведения кремневой кислоты с низкой молекулярной массой из водного раствора в спиртовой. Это достигается экстракцией кремневой кислоты подходящим полярным органическим растворителем с одновременным насыщением водной фазы хлоридом натрия Затем добавляется подходящий спирт, например н-бутиловый. При этом эффективно протекает этерификация за счет азеотроп-нон дистилляции воды из спиртового раствора [29]. [c.191]
При дистилляции вода легко отделяется от сырого метанола. Изобутен может быть получен тремя способами, в каждом из которых сырьем служит СНГ [c.231]
При дистилляции вода очищается от примесей, при этом ее окисляемость снижается до 0>3—0,4 мг OJn, дистиллят освобождается от гуминовых кислот, на 95 % уменьшается содержание фульвокислот. Однако для очистки больших объемов воды требуются большие энергетические затраты и большой расход воды на охлаждение конденсата. [c.129]
На патрубки холодильника надевают каучуковые трубки нижнюю соединяют с водопроводным краном, верхнюю, отводящую воду, опускают в раковину или в воронку для стока воды. Воду в холодильник следует пускать несильной струей, чтобы не сорвало трубку. Каучуковые трубки должны лежать свободно, изломы на них недопустимы. Дистилляцию воды ведут при слабом кипении. Для равномерного кипения в воду можно опустить кипятильные камешки (кусочки пористой керамики) или запаянные с одного конца короткие капилляры. Воздух, находящийся в кипятильных камешках или в капиллярах, мельчайшими пузырьками выходит наружу, и вода кипит равномерно, без толчков. [c.38]
Дистилляция воды. Налить в стакан 100 мл водопроводной воды и добавить по 2—3 мл растворов хлорида и сульфата натрия. Пользуясь соответствующими реактивами, доказать наличие в растворе хлор- и сульфат-ионов. Смонтировать прибор по рис. 55. Влить в колбу 1 воду из стакана и прилить 10 мл раствора фуксина. Нагреть воду в колбе до кипения, собирая дистиллят в приемник. Первые 10 мл дистиллята вылить в раковину. После того как в приемнике соберется вторая порция дистиллята объемом 10—20 мл, перегонку прекратить. [c.167]
Большое практическое значение имеет работа по дистилляции воды. Чистой воды в природе нет, в воде всегда содержат- [c.37]
На процесс серебрения весьма сильное влияние оказывают различные примеси (табл. 33), имеющиеся в применяемых реактивах или случайно внесенные в растворы, поэтому для приготовления последних используют чистые реактивы и обессоленную (чаще всего способом дистилляции) воду. [c.91]
Дистилляция воды с последующей конденсацией пара производится в многоступенчатых испарителях. Острый пар подается в змеевик I ступени испарителя, где охлаждается и конденсируется, образуя обессоленную воду. Охлаждающая вода нагревается, образует пар, который передается в змеевик П ступени испарителя и конденсируется. Обогащенная солями охлаждающ-ая вода (рассол) сбрасывается в канализацию. Всего в испарителях бывает до четырех — шести ступеней. Первичная энергия для дистилляции воды может быть получена за счет сгорания топлива, электроэнергии, солнечной радиации. [c.124]
Р и с. 156. Аппарат для дистилляции воды с нагревателями сопротивления в виде свечей из кварцевого стекла (Народное стекольное предприятие в Ильменау). [c.243]
Шоттом и др. разработан автоматический аппарат для дистилляции воды с электрическим обогревом, выполненный из дюралюминия 50 (рис. 148). Отдельные модели этого прибора дают от 10 до 70 л/ч дистиллированной воды с электропроводностью менее 0,5 мкСм при условии, что аппарат подпитывают полностью обессоленной водой. Народное предприятие Иенский завод стекла Шотт выпускает дистилляционные установки с электрическим и паровым обогревом производительностью от 8 до 110 л/ч. Бидистилляторы с электрическим обогревом имеют производительность 8 и 24 л/ч. Для них специально разработан погружной ( нагреватель THQ 6 (номинальная мощность 6 кВт). [c.217]
Очистка воды дистилляцией. Вода обычно загрязнена. Как правило, она содержит растворенные соли и газы, а иногда и органические вещества. Воду, используемую в химических целях, очищают дистилляцией. Для хранения и транспортировки дистиллированной воды часто применяют сосуды и трубки из чистого олова. Стеклянные сосуды в этом отношении не удовлетворяют предъявляемым требованиям, ввиду того что соединения щелочных металлов, входящие в состав стекла, медленно растворяются в воде. В тех случаях, когда необходимо иметь очень чистую воду, следует пользоваться перегонным аппаратом и сосудами, изготовленными из плавленого кварца. [c.258]
В неорганическом анализе дистилляционными методами отделяют мышьяк, сурьму и олово в виде галогенидов, хром — в виде Сг02СЬ, осмий и рутений — в виде тетраоксидов. При определении кремния в силикатах его отделяют в виде 51р4. Серу в форме сульфитных и сульфидных ионов обычно выделяют в виде ЗО2 и Н2З после подкисления анализируемого раствора. Галогены можно отогнать из водного раствора в виде свободных элементов (часто после селективного окисления) и галогеноводородов. Из трудно-плавящихся веществ примеси металлов можно выделить в элементарном виде нагреванием при высокой температуре. Наоборот, в легколетучих веществах, (например, кислотах) содержание металлов определяют после полного или частичного отделения основного вещества дистилляцией. Примером использования рассматриваемых методов для очистки веществ служит дистилляция воды — стандартная операция в практике аналитических лабораторий. Методом сублимации можно хорошо очистить иод или некоторые органические соединения (например, 8-гидроксихинолин). [c.80]
В США построенные ректификационные установки после непродолжительной эксплуатации были законсервированы как нерентабельные. Стоимость 1 кг тяжелой воды на этих установках достигала 300—500 долл. Экономичность процесса извлечения дейтерия дистилляцией воды можно увеличить применением теплового насоса, т. е. вторичным сжатием пара для обогрева куба колонны. [c.17]
Дистилляция применяется для крупномасштабного разделения изотопов нескольких элементов, В разделе 13,7 рассматривается применение дистилляции воды и водорода в крупных масштабах для производства тяжелой воды. [c.349]
Весьма удобны лабораторные установки для дистилляции воды, алектронагрев которых основан на электропроводности воды. — Прим. ред. [c.244]
Аппарат для определения СО (Реберга) с запасными колонками и др. частями Аппарат для дистилляции воды Аппарат для встряхивания пробирок Ареометры, набор в ящике Аспираторы металлические на 4—5 л Аспираторы металлические на 1 л [c.418]
Весьма полезна предварительная очистка питательной воды в ионообменном фильтре, как например в аппарате для дистилляции воды, выполненном из инертного по отношению к воде кварца фирмы Хереус-Кварцшмельце (Ханау). В последнее время применяют горизонтальные цилиндрические перегонные кубы. Разбрызгивание кипящей воды (брызгоунос) и образование [c.218]
Процесс электролиза также применялся Манхэттенским инженерным округом в Моргантауне (Западная Виржиния) и в Трейле (Британская Колумбия) [6], но только с целью конечного концентрирования тяжёлой воды из обогащённой воды, поступавшей из первоначальной установки, в которой применялся другой процесс. В Моргантауне производилось в месяц 1,2 т 020 с концентрацией 99,7% из продукта установки для дистилляции воды, содержащей 87-91 % дейтерия. [c.287]
Эфироносная флора насчитывает ок. 3 тыс. видов растений (в СССР — ок. 1 тыс.) пром. значение имеют 150—200. Для выделения Э. м. используют сырое, подвяленное, высушенное или ферментированное сырье. Самый распростр. метод получения — перегонка с водяным паром (гидродистилляция) выход 0,01—20%. Для более полного извлечения Э. м. дистилляц. воду перегоняют вторично (когобирую -) [c.723]
Основной способ очистки воды от нерастворимых примесей (частиц песка, глины и пр.) — отстаивание или фильтрование. Для очистки воды от растворенных солей ее дистиллируют. Для выполнения этой работы целесообразно разбить учащихся на бригады по 2—3 человека. Каждая бригада под руководством преподавателя собирает прибор для дистилляции воды. Перегонку можно вести из колбы Вюрца или из круглодонной колбы с соединительной трубкой. [c.38]
В Ок-Риджской национальной лаборатории построен каскад для получения экснериментальных количеств кислорода, высокообогащенного по О , вместе с побочный продуктом 04 Каскад представляет собой комбинацию колонок для дистилляции воды и колонок для термодиффузионного разделения изотопов кислорода (см. раздел 13.8). [c.349]
Сьютер 8 для отделения воды от таких щелочных материалов, как едкий натр, пользовался азеотропиой дистилляцией воды с ксилолом. [c.462]
Изучено много методов получения дейтерия. Наиболее перспективными из них оказались хи.мический обмен между водой и водородом, а также между водой и газообразным сероводородом, дистилляция воды н жидкого водорода, электролиз воды. Так как каждый из этих методов имеет свои трудности, выбрать из них паилучший нелегко. Поэтол1у все они применяются. [c.352]
Реакционные газы после охлаждения и конденсации поступают в от1пар ую колонну низкого давления (работающую при 5 ат), где удаляются амины, растворенные в реакционной воде. На выходе из отпар-ной колонны смесь сухих аминов и аммиака сжимается до 17,5 ат и поступает в ректификационную колонну, с верха которой из газового потока отбирают основную часть аммиака и направляют на рецикл. Не содержащие аммиак амины отбирают со дна колонны при температуре 115°С и подают в колонну, где путем экстрактивной дистилляции водой выделяют триметиламин. Водный раствор (25—35%-ный) смеси моно-и диметиламинов поступает в отпар ную колонну высокого давления, где амины отгоняют от воды. Сухая смесь аминов разделяется в ректификационной колонне. Количество образующихся аминов зависит от соотношения метанола и аммиака при соотношении, равном 4, наблюдается максимальный выход монометиламина, при соотношении 1,5 — максимальный выход триметиламина [89]. [c.59]
Полученный продукт, содержащий 15% ВаО, далее концентрируется до 90% ВгО на двух каскадах с шестью колпачковыми колоннами каждый конечный продукт-— 99,75% В О — получается электролизом. В настоящее время стадия электролиза зал1енена дистилляцией воды. [c.15]
chem21.info
Дистилляция питьевой воды « Попаданцев.нет
Мы уже обсуждали перегонный куб и его применение для очистки спирта и перегонки нефти и смолы. Дистилляция питьевой воды на корабле — решение очевидное для самого недалекого попаданца, но история вопроса демонстрирует странное расхождение теории и практики у наших предков.
Еще Аристотель описывал способ превращения морской воды в питьевую. В записках Василия Великого есть эпизод, когда автор с товарищами дистиллирует пар котла на губках, выжимая из них питьевую воду. Этот метод был известен адмиралу Ричарду Хоукинсу, датчанам(Jan Huygen van Linschoten (d. 1611), Aegidius Snoeck (d. 1637), Cornelius Drebbel) и испанцам самое позднее в начале 17 века.
Первое упоминание о употреблении виски(дистиллята спирта) в Шотландии относится к 1405 году, когда некий глава клана гигнулся преставился дал дуба на Рождество от неумеренного употребления вышеупомянутого продукта. И самое позднее в конце пятнадцатого века в Шотландии и Ирландии самогон не гнал лишь ленивый. При этом само слово виски происходит от кельтского слова uisce(вода), что как бы намекает нам, что дистилляция спирта не была эксклюзивным островным изобретением. Одним словом простой народ был прекрасно знаком с процессом.
Было распространено странное мнение о том что дистиллированная вода сохраняет “a bituminous substance, and a spirit of sea salt” — битумную(смолянистую?) субстанцию и «дух» морской соли. В середине восемнадцатого века вдруг появляется с десяток патентованных дистилляторов, и все авторы настойчиво рекомендуют добавлять что-то для нейтрализации «вредных» свойств дистиллированной воды. В качестве нейтрализатора каждый предлагает что-то свое — уксус, известь, пепел…
Уже упомянутый нами в статье о цинге Джеймс Линд провел эксперимент с двумя группами пациентов, которых поили дождевой и дистиллированной водой и заключил что дистиллированная вода ничуть не хуже обычной без какой-либо дополнительной обработки. Он же провел эксперимент с самодельным аппаратом из обычного морского чайника и мушкетного ствола. Аппарат выдавал порядка 5 литров воды в час при расходе 1.1 кг дров — КПД порядка 70%. Он отметил лишь что воду после дистилляции желательно отстаивать, чтобы исчез запах.
Откуда взялось это суеверие про «дух» морской соли? Дистиллированная вода может быть опасна при высоком потоотделении, точнее чуть более опасна чем обычная — соли выводятся из организма с потом, но замена не поступает с водой, что приводит к тепловому удару. Но разница в солености между пресной родниковой водой и дистиллированной ничтожна, а рацион моряка времен парусного флота в избытке содержал соль.
Нежелание разводить огонь на корабле? Но огонь неизбежно использовался при готовке пищи и освещении.
Возможно в одном из первых дистилляторов использовался ядовитый припой? Или изобретатели патентованных дистилляторов пытались набить себе цену знанием «тонкостей» процесса? Кто знает…
И хоть дистилляция пресной воды и была известна еще Аристотелю, а простые моряки продолжали умирать от жажды, будучи окружены миллионами тонн воды. Они умирали в 1684 на борту барки La Belle в нескольких сотнях метров от берега, пили мочу на борту приватира под командованием George Shelvoke в 1719 и вновь умирали в 1762, при осаде Гаванны — это лишь несколько примеров, найденных при поверхностном поиске. Археологи нашли на La Belle несколько ящиков с мушкетами, мушкетных стволов должно было быть достаточно и у пирата приватира Shelvoke и у британцев, осаждавших Гаванну. Можно не сомневаться, что там хватало также чайников и инструментов.
К концу восемнадцатого века наконец наступает перелом. Дистиллятор стоит на борту «Резолюшна» капитана Кука в 1772-ом. В 1809 тридцать кораблей королевского флота оснащают патентованными устройствами “Lamb Patent Fire-Hearth”, способными производить до 100 литров воды в час. Распространенность знания о дистилляции воды значила, что моряки догадаются соорудить дистиллятор из подручных средств. Например описан случай с японским парусником Tokuju-Maru, потерявшем паруса при шторме в 1813. Команда соорудила несколько ranbiki и спаслась от жажды.
Так откуда же такой разрыв между теорией и практикой? Почему моряки не могли освоить этот простейший прием?
С одной стороны само существование этого разрыва говорит о том что даже самый невежественный попаданец найдет чем удивить окружающих. С другой — распространять свои знания в широкие массы ему будет не так просто.
www.popadancev.net
