DE102004010017A1

DE102004010017A1 - Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas

Info

Publication number: DE102004010017A1
Application number: DE102004010017A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2005-09-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Meerwasseerentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas, die ohne mechanischen Aufwand, also ohne mechanische und/oder elektrische Pumpe, sehr leise und ohne jegliche Schadstoffe bei der Energieerzeugung zum Druckgas, in wenigstens einer Umkehrosmoseanlage die notwendige Entsalzung für Trinkwasser ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas die mit Hilfe von flüssigem Stickstoff, der im Meerwasser mit Hilfe von wenigstens einem Wärmetauscher verdampft wird, den notwendigen Gasdruck zum Beaufschlagen des Meerwassers in der Umkehrosmoseanlage ermöglicht und wobei dadurch der Einsatz von jeglichen Pumpen in der Meerwasserentsalzungsanlage entfällt. Somit wird das Reinigen von Flüssigkeiten durch die Umkehrosmose ohne jegliche mechanische Pumpe ermöglicht.

Herkömmliche Umkehrosmoseanlagen benötigen mechanische Pumpen um den notwendigen Druck, Beispielsweise zur Trinkwassergewinnung, in der Flüssigkeit zu erhalten. Dies führt zu Verschleiß in den mechanischen Teilen und es bedarf einer ständigen Wartung der mechanischen Teile. Des Weiteren sind hier Pumpenelement notwendig die bei großen Anlagen sehr geräuschintensiv sind und somit eine Beeinträchtigung durch Geräusche in der Umgebung nach sich ziehen. Höchstdrücke mit über 15 bar führen in den meisten Fällen zu einem sehr hohen Energieverbrauch da extrem hohe Pumpenleistungen erforderlich sind. Aus dem derzeitigen Stand der Technik sind solche Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas nicht bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas bereit zu stellen, bei dem die zuvor dargestellten Nachteile vermieden werden.

Der Aufbau der Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas wird wie folgt dargestellt. Flüssiger Stickstoff wird in wenigstens einem geeigneten Flüssigstickstofftank gespeichert und bevorratet. Die Entnahme von flüssigem Stickstoff erfolgt über wenigstens eine Leitung für flüssigen Stickstoff Dieser flüssige Stickstoff wird nun einer Flüssigstickstoffverdampfereinheit zugeführt, die über einen Wärmetausch durch die im Meerwasser gespeicherte Wärme den flüssigen Stickstoff verdampft. Das somit entstandene Stickstoffdruckgas wird nun über wenigstens eine Stickstoffdruckgasleitung dem Meerwassertank der Umkehrosmoseanlage zugeführt. Hier wird mit dem anliegenden Stickstoffgasdruck das Meerwasser beaufschlagt, und es wird somit der notwendige Druck zur Funktion der Umkehrosmoseanlage bereitgestellt. Über ein ständiges Nachverdampfen von flüssigem Stickstoff wird das in der Umkehrosmose austretende Meerwasser ausgeglichen. Somit bleibt der Arbeitsdruck für die Umkehrosmoseanlage ständig erhalten. Ist nun das Meerwasser fast vollständig ausgetreten, so wird über eine Regeleinheit die Zufuhr von Stickstoffdruckgas in den Meerwassertank der Umkehrosmoseanlage gesperrt und es erfolgt eine Abnahme des Restgases in einen so genannten Pufferspeicher. Überschüssiges Restgas mit zu niedrigem Druck wird abgelassen. Der Meerwassertank der Umkehrosmoseanlage wird auf das neue mit frischem Meerwasser selbstständig gefüllt und wieder verschlossen, wobei aber hier das Restgas im Pufferspeicher als Energiequelle dienen kann, wenn sich beispielsweise der Meerwassertank außerhalb des Meeres befinden sollte. Der zuvor Abgeregelte Zulauf von Stickstoffdruckgas wird wieder geöffnet und es beginnt einer neuer Zyklus von Meerwasserentsalzung in der Umkehrosmoseanlage.

Die zuvor dargestellte Problemstellung wurde somit umfassend gelöst.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas wird diese mit Photovoltaikstrom und oder Windenergie und oder Wellenenergie und oder Solarenergie selbstständig flüssigen Stickstoff und oder flüssige Luft in einer vorgeschalteten Verflüssigungsanlage erzeugen, um somit autark ständig Meerwasser entsalzen zu können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung an Hand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas
Auf 1 Bezug genommen: Diese zeigt die Prinzipdarstellung eines Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 in einer Schemadarstellung. Die Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 umfasst einen Flüssigstickstofftank 1 mit Einfüllstutzen 2 und Stickstoffdruckgas 3 sowie flüssigen Stickstoff 4, die Verdampfereinheit 5 und den dazugehörigen Verbindungsleitungen für flüssigen Stickstoff 6 und Stickstoffdruckgas 7 sowie dem Meerwasser 8 für die Umkehrosmoseanlage 9 und den dazugehörigen Steuerventilen 10. Des Weiteren ist hier dargestellt der Pufferspeicher 11 für das restliche Stickstoffdruckgas 13 das im Meerwassertank 12 der Umkehrosmoseanlage 9 verblieben ist. Dieses Restgas 13 wird zur anschließenden Weiterverwendung als Energiequelle genutzt. Die Regeleinheit 14 im Meerwassertank 12 der Umkehrosmoseanlage 9 dient zum öffnen und schließen der Stickstoffdruckgasleitung 7.
Die Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 ist in einem ersten Ausführungsbeispiel wie in 1 dargestellt.

1: Flüssigstickstofftank
2: Einfüllstutzen
3: Stickstoffdruckgas
4: Flüssiger Stickstoff
5: Verdampfereinheit
6: Flüssig Stickstoffleitung
7: Stickstoffdruckgasleitung
8: Meerwasser
9: Umkehrosmoseanlage
10: Steuerventile
11: Pufferspeicher
12: Meerwassertank Umkehrosmose
13: Stickstoffrestgas
14: Regeleinheit
15: Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas
16: Trinkwasser

Claims

Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit wenigstens einem Flüssigstickstofftank 1 sowie mit wenigstens einer Verdampfereinheit 5 für flüssigen Stickstoff 4 ausgestattet ist und somit ein Stickstoffdruckgas 3 erzeugt und das nun mit diesem Druck des Stickstoffdruckgases 3 den Antrieb für das Meerwasser 8 in wenigstens einem Meerwassertank 12 der Umkehrosmoseanlage 9 bildet und wobei hier das Stickstoffdruckgas 3 das Meerwasser 8 direkt und oder indirekt über ein Medium wie eine Membran beaufschlagt und wobei in der Verdampfereinheit 5 der Wärmetausch im Meerwasser 8 stattfindet und wobei nun über ein ständiges Nachverdampfen von flüssigen Stickstoff 4 das den im Meerwassertank 12 der Umkehrosmoseanlage 9 sinkenden Meerwasserstand mit nachströmenden Stickstoffdruckgas 3 ausgleicht und wobei nun dieses den Meerwassertank 12 gefüllte Stickstoffdruckgas 3 als Stickstoffrestgas 13 über eine Stickstoffdruckgasleitung 7 und eine Steuereinheit und oder Regeleinheit 14 zur weiteren Verwendung als Energiequelle in einem Pufferspeicher 11 eingelagert wird um somit für die weiteren technischen Einrichtungen wie Regeleinheiten 14 und oder Steuerventile 10 und oder den Transport von Meerwasser 8 und oder Trinkwasser 16 genutzt zu werden.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dieser vorgeschaltet wenigstens einen Luftverflüssigungsanlage befindet die mit Hilfe der Energie von Windenergie und oder Sonnenenergie und oder Wasserenergie und oder Magnetmotorenenergie selbstständig flüssige Luft und oder flüssigen Stickstoff erzeugt um hier eine autarke Trinkwasserproduktion zu ermöglichen.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hier das Stickstoffrestgas 13 im Pufferspeicher 11 als Energiequelle sowohl für das Ansaugen von Meerwasser 8 und oder aber auch für den Weitertransport des Trinkwassers 16 genutzt werden kann.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in ihm auch anderes verflüssigtes Gas verwendet werden kann.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sowohl Stationär wie Mobil verwendet werden kann.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Meerwasserentsalzungsanlage 15 entfernt liegender und oder stehender Tank für flüssigen Stickstoff 4 eine andauernde Stickstoffversorgung übernehmen kann.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch mit Hilfe von zusätzlichen Wärmequellen der flüssige Stickstoff 4 verdampft werden kann.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hier verschiedenste Sicherungseinrichtungen angebracht werden um hier ein Fehlverhalten bei der Bedienung auszuschließen.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese auch auf mobilen Fahrzeugen zu Lande zu Wasser und in der Luft befinden kann.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese auch komplett und oder auch nur in Teilen im Meerwasser 8 befinden kann und aber auch komplett an Land sich befinden kann.
Meerwasserentsalzungsanlage mit Stickstoffdruckgas 15 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das im Meerwassertank 12 der Umkehrosmoseanlage 9 verbleibende Stickstoffrestgas 13 an die Umgebungsluft abgegeben werden kann.