Океан надежд

Еще в IV в. до н. э. древнегреческий философ и естествоиспытатель Аристотель заметил, что если кипятить в закрытом сосуде соленую воду, то пар кипящей воды не будет содержать солей. Перегоняя морскую воду и конденсируя пар, он впервые опреснил ее. Такой способ опреснения соленой воды получил название дистилляция. Дистиллят — это вода с очень малым содержанием солей, получающаяся за счет конденсации пара, образующегося при нагревании соленой воды. Чтобы употреблять такую воду для питья, в дистиллят приходится добавлять определенное количество солей, необходимых для жизнедеятельности организма.

Существует два способа дистилляции: выпарка и мгновенное вскипание. Простейший аппарат для дистилляции посредством выпарки представляет собой сосуд, наполненный соленой водой, внутри которого расположены трубы. По этим трубам проходит греющий пар (или горячая вода). Соленая вода нагревается, испаряется и пар ее конденсируется, образуя обессоленную воду. Однако тепло, выделяющееся при конденсации этого пара, целесообразно использовать в следующей ступени испарения, такой же конструкции, где за счет него можно испарить дополнительное количество соленой воды. Далее это тепло поступает в третью ступень и т. д. Число таких последовательно работающих ступеней испарения определяется тепловой экономичностью установки и колеблется от 4 до 15. Исходная соленая вода входит в первую камеру, частично испаряется, а затем поступает во вторую. Пройдя все ступени испарения, сильно упаренный рассол сливается, а дистиллят собирается и направляется к потребителям. Этот способ опреснения наиболее распространен, так как обеспечивает большую производительность установки по получению пресной воды и достаточно надежен.

В последние годы широко применяются дистилляционные установки, работающие по принципу мгновенного вскипания. При этом методе соленая вода подогревается в нагревательной части установки, небольшая ее часть превращается в пар, а основная масса подается в следующие ступени с понижающимся давлением, в которых происходят аналогичные процессы. Пар превращается в дистиллят, и вода перед входом в нагреватель требует незначительного подогрева. В последней ступени оставшаяся соленая вода чистично сбрасывается при продувке, а большая ее часть в обратном порядке следует через конденсаторы к нагревателю, после чего этот цикл повторяется снова. Почти все проекты мощных опреснительных установок основаны на способе мгновенного вскипания.

Термокомпрессионный метод аналогичен выпарке, с той лишь разницей, что для повышения тепловой экономичности, полученной в камере испарения, пар сжимается компрессором. Эти установки очень удобны, так как они могут работать на двигателях внутреннего сгорания, что делает их независимыми от наличия в районе электроэнергии. Такая установка работает в городе Росуэлле в США.

Метод дистилляции имеет широкое применение в морском флоте. Проблема снабжения морских судов пресной водой существует на протяжении всей истории морского судоходства. Легко понять, как неэффективны заходы торговых или промысловых судов в порты специально за пресной водой. Сейчас большинство судов, совершающих длительные рейсы, вооружено опреснительными установками, вырабатывающими пресную воду (дистиллят) для котлов и пресную воду для питья путем выпаривания морской воды.

Необходимо отметить, что при методе дистилляции может быть использована энергия не только органического топлива, но и Солнца. В этом случае этот метод называется методом гелиоопреснения. Гелиоустановка представляет собой бетонированный бассейн, наполненный соленой водой, дно и стенки которого окрашены в черный цвет. Соленая вода в таких бассейнах быстро нагревается солнечными лучами и испаряется. Чтобы уловить пары и сконденсировать их, бассейн перекрывается стеклянной крышей (в виде домика), а по краям крыши изнутри устанавливаются наклонные желоба, в которые стекает пресная вода и накапливается там. К сожалению, производительность таких опреснительных установок невелика и в самых благоприятных условиях не превышает 5 л воды в сутки с 1 м2 поверхности бассейна. Да и стоимость 1м3 воды пока довольно высока — от 3 до 6 руб.