DE102018009783A1 - Method for avoiding oversaturation in a membrane distillation module when operating in combination with crystallization - Google Patents

Method for avoiding oversaturation in a membrane distillation module when operating in combination with crystallization Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betriebsweise für ein Verfahren zur Kristallisation von Salzen und/oder Gewinnung von Destillat aus hochkonzentrierten Salzlösungen. Das Verfahren auf welches die Erfindung anzuwenden ist, besteht aus einer Kombination von einer Membrandestillation zum Wasserentzug und einer räumlich getrennten Kristallisation in einem gerührten Kristallisationsreaktor. Der gerührte Kristallisationsreaktor und Membrandestillation sind in einem Kreislauf miteinander verschaltet.Die Betriebsweise zeichnet sich dadurch aus, dass die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit von Salzen ausgenutzt wird um eine unerwünschte Kristallisation von Salzen im Membrandestillationsmodul vermeiden. Hierzu wird die Membrandestillation bei einer höheren Temperatur betrieben als der Kristallisationsreaktor.Die Temperatur im Membrandestillationsmodul wird dabei so hoch gewählt, dass ein Betriebspunkt gefunden werden kann, bei dem keine Übersättigung im Membrandestillationsmodul erzeugt wird. Dadurch fehlt die physikalische Voraussetzung zur Kristallisation, sodass Kristallisation vermieden wird.Durch Abkühlen wird im Kristallisationsreaktor eine Übersättigung erzeugt, sodass hier kontrolliert Salze kristallisiert werden können und ein Übersättigungsabbau erfolgt.Durch diese Betriebsweise wird ein stabiler und gut zu kontrollierender Betrieb möglich.The invention relates to an operating mode for a method for crystallizing salts and / or obtaining distillate from highly concentrated salt solutions. The process to which the invention is to be applied consists of a combination of membrane distillation to remove water and spatially separated crystallization in a stirred crystallization reactor. The stirred crystallization reactor and membrane distillation are interconnected in a circuit. The mode of operation is characterized in that the temperature dependence of the solubility of salts is exploited to avoid undesired crystallization of salts in the membrane distillation module. For this purpose, the membrane distillation is operated at a higher temperature than the crystallization reactor. The temperature in the membrane distillation module is selected so high that an operating point can be found at which no oversaturation is generated in the membrane distillation module. As a result, the physical prerequisite for crystallization is missing, so that crystallization is avoided. By cooling, supersaturation is generated in the crystallization reactor, so that controlled salts can be crystallized and supersaturation is reduced. This mode of operation enables stable and well-controlled operation.

Description

Stand der TechnikState of the art

Verschiedene Membranverfahren zur Aufkonzentrierung und Reinigung haben sich in den letzten Jahrzehnten auf dem Markt etabliert. Davon sind vor allem die Verfahren der Umkehrosmose, Dialyse, Nanofiltration und Mikrofiltration zu nennen. Den Verfahren ist gemeinsam, dass sie bei sehr hohen Salzkonzentrationen nahe der Sättigung noch keine breite Anwendung finden. Hierfür gibt es verschiedene Gründe. Ein Grund bei druckbetriebenen Verfahren wie der Umkehrosmose, ist, dass aufgrund des hohen Osmotischen Druckes, die aufzuwendenden Drücke und damit die technischen Anforderungen sehr hoch werden, was die Wirtschaftlichkeit der Verfahren verringert. Ein weiterer nicht zu unterschätzender Grund ist die Gefahr der Beschädigung der eingesetzten Membran durch auskristallisierende Salze.Various membrane processes for concentration and cleaning have been established on the market in the past decades. Of these, the processes of reverse osmosis, dialysis, nanofiltration and microfiltration are particularly noteworthy. The processes have in common that they are not yet widely used for very high salt concentrations close to saturation. There are several reasons for this. One reason for pressure-operated processes such as reverse osmosis is that due to the high osmotic pressure, the pressures to be applied and thus the technical requirements become very high, which reduces the economics of the processes. Another reason that should not be underestimated is the risk of damage to the membrane used by crystallizing salts.

Das Verfahren der Membrandestillation hingegen besitzt die notwendigen Voraussetzungen um auch bei Salzlösungen nahe der Salzsättigung unter bestimmten Umständen eine wirtschaftliche Alternative zu konventionellen Verfahren wie der technischen Verdampfung oder der solaren Eindunstung darzustellen. Nichtsdestotrotz können auskristallisierende Salze auch hier ein ernstzunehmendes Problem darstellen.The process of membrane distillation, on the other hand, has the necessary prerequisites to present an economical alternative to conventional processes such as technical evaporation or solar evaporation, even in salt solutions close to salt saturation. Nevertheless, crystallizing salts can also be a serious problem here.

Das Prinzip der Membrandestillation wird in der Literatur ausführlich beschrieben (e.g. [1], [2]). Die Triebkraft ist eine Dampfdruckdifferenz, die über eine hydrophobe Membran erzeugt wird, indem eine Temperaturdifferenz zwischen der Lösungsseite (Feedseite) und der Destillatseite angelegt wird. Dadurch kann selbst bei Lösungen unter dem Siedepunkt der Salzlösung noch ein Wasserentzug stattfinden. Da auch bei gesättigten Salzlösungen durch Einstellung einer geeigneten Temperaturdifferenz eine ausreichend hohe Dampfdruckdifferenz zwischen Lösungs- und Destillatseite erzeugt werden kann, ist das Verfahren daher auch für derartige Anwendungsfälle technisch möglich.The principle of membrane distillation is described in detail in the literature (e.g. [1], [2]). The driving force is a vapor pressure difference, which is generated over a hydrophobic membrane by applying a temperature difference between the solution side (feed side) and the distillate side. This means that even with solutions below the boiling point of the salt solution, water can still be extracted. Since a sufficiently high vapor pressure difference between solution and distillate side can be generated even with saturated salt solutions by setting a suitable temperature difference, the method is therefore technically possible for such applications.

Der Durchtritt des Wassers durch die Membran erfolgt über die Dampfphase. Daher ist es zwingend erforderlich bei diesem Verfahren Energie zur Verdampfung des Wassers aufzuwenden. Hierzu wird die notwendige Energie lösungsseitig aus einer externen Wärmequelle zugeführt oder eine zuvor erhitzte Lösung in ausreichender Menge eingespeist, die sich bereits auf einem hohen Temperaturniveau befindet und sich aufgrund des Wasserentzugs abkühlt. Destillatseitig muss entsprechend Energie zur Kondensation abgeführt werden.The water passes through the membrane via the vapor phase. It is therefore imperative to use energy to evaporate the water in this process. For this purpose, the necessary energy is supplied on the solution side from an external heat source or a sufficient amount of a previously heated solution is fed in, which is already at a high temperature level and cools down due to the water removal. On the distillate side, energy must be removed for condensation.

Es gibt bereits kommerziell erhältliche Membrandestillationsmodule in welchen durch eine geeignete Strömungsführung eine Wärmerückgewinnung stattfindet, bei welcher die Kondensationswärme des Destillats zur Aufwärmung der feedseitigen Lösung genutzt wird [3].There are already commercially available membrane distillation modules in which heat recovery takes place through a suitable flow control, in which the heat of condensation of the distillate is used to heat the feed-side solution [3].

Bei gesättigten Salzlösungen tritt bei weiterer Konzentrierung eine Übersättigung auf. Wird diese im Membrandestillationsmodul abgebaut, d.h. dass Salze im Membrandestillationsmodul auskristallisieren, kann dies die Funktion des Membrandestillationsmoduls beinträchtigen oder zum Erliegen bringen. Benetzung und Lösungsdurchtritt durch die Membran zur Destillatseite können die Folge sein. Unter Umständen ist auch eine irreparable Beschädigung der verwendeten Membran möglich. Verstärkt wird das Problem der Kristallisation durch die Abkühlung der Salzlösung während des Wasserentzugs und einer daraus resultierenden Temperaturpolarisation an der Membranoberfläche. Ein Betrieb mit Kristallisationsabbau im Membrandestillationsmodul wurde in den Zeitraum von 1987 bis 1989 bei AKZO (NL/D) im Technikumsmaßstab durchgeführt. Die dort verwendeten Membrandestillationsmodule konnten zwar auch bei auftretender Kristallisation betrieben werden, allerdings gab es Probleme mit Verblockung von Kapillaren durch Kristallisate. Die Kinetik der Kristallisation von Salzen im Bereich von Membranflächen und die Auswirkung auf verschiedene Anwendungsfälle wurde u. a durch Weckesser untersucht [4]With saturated salt solutions, supersaturation occurs with further concentration. If this is removed in the membrane distillation module, i.e. the fact that salts crystallize in the membrane distillation module can impair the function of the membrane distillation module or bring it to a standstill. This can result in wetting and passage of solution through the membrane to the distillate side. Under certain circumstances, irreparable damage to the membrane used is also possible. The problem of crystallization is exacerbated by the cooling of the salt solution during the removal of water and the resultant temperature polarization on the membrane surface. Operation with crystallization degradation in the membrane distillation module was carried out at AKZO (NL / D) on a pilot plant scale from 1987 to 1989. The membrane distillation modules used there could be operated even when crystallization occurred, but there were problems with blocking of capillaries by crystals. The kinetics of the crystallization of salts in the area of membrane surfaces and the effect on various applications has been u. a examined by Weckesser [4]

Eine Verfahrensweise, bei der Membrandestillation auch bei hochsalinaren Lösungen geeignet ist, wurde bereits in Patent DE 102007012774A1 „Verfahren zum Flüssigkeitsentzug und Kristallisation in einem Destillationsmodul“ (J. Bach, B. Schultheis, K-UTEC AG) beschrieben. In diesem Patent wird die Membrandestillation mit einem Kristallisationsreaktor zum Übersättigungsabbau kombiniert um ein besseres (gröberes) Kristallisat zu erhalten und eine Kristallisation im Membrandestillationsmodul zu vermeiden. Das beschriebene Verfahren richtet sich in erster Linie an die Verwendung eines geeigneten Kristallisationsreaktors und skizziert in Grundzügen die Verschaltung von Kristallisationsreaktor und Membrandestillationsmodul. Eine Betriebsweise, welche sicherstellt, dass es zu keiner Übersättigung im Membrandestillationsmodul kommt, und somit unerwünschte Kristallisation im Membrandestillationsmodul unterbindet, ist bei Anwendung der erläuterten Verfahrensweise zwar prinzipiell möglich, wurde aber nicht weiter beschrieben. Die Ausarbeitung einer solchen Betriebsweise steht noch aus.A procedure in which membrane distillation is also suitable for high-saline solutions has already been patented DE 102007012774A1 "Process for liquid withdrawal and crystallization in a distillation module" (J. Bach, B. Schultheis, K-UTEC AG). In this patent, the membrane distillation is combined with a crystallization reactor for supersaturation degradation in order to obtain a better (coarser) crystallizate and to avoid crystallization in the membrane distillation module. The described method is primarily aimed at the use of a suitable crystallization reactor and outlines the connection of the crystallization reactor and membrane distillation module. An operating mode which ensures that there is no oversaturation in the membrane distillation module and thus prevents undesired crystallization in the membrane distillation module is in principle possible when using the method described, but has not been described further. The elaboration of such an operating mode is still pending.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung löst das Problem, bei der Kombination einer Membrandestillation mit einem Kristallisationsreaktor zum räumlich zur Wasserverdampfung getrennten Übersättigungsabbau sowie durch eine indirekte Einspeisung der zu konzentrierenden, ggf. aus mehreren verschiedenen löslichen Komponenten bestehenden, Salzlösung eine Kristallisation von Salzen im Membrandestillationsmodul selbst sicher zu vermeiden, dahingehend, dass eine konkrete Betriebsweise beschrieben wird, welche das Auftreten einer Übersättigung, die die physikalische Voraussetzung für die Kristallisationsprobleme bildet, im Membrandestillationsmodul verhindert.The invention solves the problem when combining a membrane distillation with one Crystallization reactor for spatially separate supersaturation degradation as well as by indirectly feeding in the salt solution to be concentrated, which may consist of several different soluble components, to safely avoid crystallization of salts in the membrane distillation module itself, in that a concrete mode of operation is described which indicates the occurrence of a Supersaturation, which is the physical prerequisite for the crystallization problems, is prevented in the membrane distillation module.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Es wurde gefunden, dass bei dem Betrieb eines Membrandestillationsmoduls in Kombination mit einem Kristallisationsreaktor zum Übersättigungsabbau, eine Übersättigung im Membrandestillationsmodul durch das Aufbringen von Temperaturunterschieden zwischen Membrandestillationsmodul und Kristallisationsreaktor vermieden werden kann.It has been found that when a membrane distillation module is operated in combination with a crystallization reactor to reduce supersaturation, oversaturation in the membrane distillation module can be avoided by applying temperature differences between the membrane distillation module and the crystallization reactor.

Der physikalische Hintergrund ist die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit von Salzen. Je nach Art des Salzes kann die Löslichkeit mit der Temperatur steigen oder sinken. Die hier beschriebene Verfahrensweise eignet sich insbesondere zur Kristallisation von Salzen aus komplex zusammengesetzten Salzlösungen, deren Löslichkeit mit der Temperatur steigt. Sie eignet sich insbesondere auch zur Konzentrierung komplex zusammengesetzter Salzlösungen weit über den Sättigungspunkt eines oder mehrerer Salze hinaus, dahingehend, dass eine Betriebsweise eingestellt werden kann, bei der das jeweils zu kristallisierende Salz, sicher außerhalb des Membrandestillationsmoduls kristallisiert werden kann.The physical background is the temperature dependence of the solubility of salts. Depending on the type of salt, the solubility can increase or decrease with temperature. The procedure described here is particularly suitable for the crystallization of salts from complex salt solutions, the solubility of which increases with temperature. It is also particularly suitable for concentrating complex salt solutions far beyond the saturation point of one or more salts, to the extent that an operating mode can be set in which the salt to be crystallized in each case can be safely crystallized outside the membrane distillation module.

Dies wird dadurch ausgenutzt, dass der Wasserentzug im Membrandestillationsmodul bei einer anderen Temperatur stattfindet als der Übersättigungsabbau im Kristallisationsreaktor. Da der Wasserentzug im Membrandestillationsmodul durch eine höhere Temperatur begünstigt wird und die meisten Salze eine höhere Löslichkeit bei höherer Temperatur besitzen, wird das Membrandestillationsmodul bei einer höheren Temperatur betrieben, als dies bei dem Kristallisationsreaktor der Fall ist.This is exploited in that the water removal in the membrane distillation module takes place at a different temperature than the supersaturation degradation in the crystallization reactor. Since the water removal in the membrane distillation module is favored by a higher temperature and most salts have a higher solubility at a higher temperature, the membrane distillation module is operated at a higher temperature than is the case with the crystallization reactor.

Der Betriebszustand im Membrandestillationsmodul wird so gewählt, dass die Lösung zu keinem Zeitpunkt im Modul übersättigt ist. Dies erfolgt durch Einstellung der Temperaturdifferenz zwischen Kristallisationsreaktor und Membrandestillationsmodul. Sie wird mindestens so groß gewählt, dass die das Membrandestillationsmodul verlassende und gegenüber ihrem Eintritt konzentrierte Salzlösung zu keinem Zeitpunkt übersättigt ist, und in dieser durch den Lösungsmittelentzug konzentrierten Lösung bei der im Kristallisationsreaktor herrschende Temperatur eine Übersättigung eines oder mehrerer Salze erzeugt und an Ort und Stelle durch Kristallisation der Salze abgebaut wird.The operating state in the membrane distillation module is selected so that the solution is never oversaturated in the module. This is done by setting the temperature difference between the crystallization reactor and the membrane distillation module. It is chosen at least so large that the salt solution leaving the membrane distillation module and concentrated towards its entry is never supersaturated, and in this solution, which is concentrated by the removal of solvent, at the temperature prevailing in the crystallization reactor, one or more salts are oversaturated and in place is broken down by crystallization of the salts.

Der Temperaturunterschied wird durch Kühlung des Kristallisationsreaktors mit einem Kühlmittel und Erwärmen der Lösung vor dem Eintritt in das Membrandestillationsmodul mittels eines geeigneten Heizmittels (z.B. Heizdampf, Heißwasser, Abwärme, etc.) erreicht.The temperature difference is achieved by cooling the crystallization reactor with a coolant and heating the solution before entering the membrane distillation module using a suitable heating medium (e.g. heating steam, hot water, waste heat, etc.).

Diese Betriebsweise ermöglicht einen kontinuierlichen Zustrom an frischer Startlösung sowie den Austrag der konzentrierten Lösung jeweils vor oder nach dem Kristallisationsreaktor. Dadurch kann sowohl die Einspeiselösung in das Membrandestillationsmodul als auch die aus dem Membrandestillationsmodul austretende Lösung in ihrer Zusammensetzung und Temperatur zeitlich konstant gehalten werden. Eine Voraussetzung ist dabei das Erhitzen der Lösung auf eine konstante Temperatur vor dem Eintritt in das Membrandestillationsmodul.This mode of operation enables a continuous inflow of fresh starting solution and the discharge of the concentrated solution before or after the crystallization reactor. As a result, both the feed solution into the membrane distillation module and the solution emerging from the membrane distillation module can be kept constant over time in terms of their composition and temperature. A prerequisite is heating the solution to a constant temperature before entering the membrane distillation module.

Im Falle, dass die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit eines oder mehrerer Salze abhängig von der Konzentration der übrigen Komponenten ist, kann in manchen Fällen durch die Kombination der Aufkonzentrierung und der Kristallisation die Lösungszusammensetzung dahingehend verschoben werden, dass auch dann eine Übersättigung im Membrandestillationsmodul vermieden und gleichzeitig eine räumlich getrennte Kristallisation erreicht werden kann, wenn ein zu kristallisierendes Salz in der Startlösung keine oder nur eine geringe Temperaturabhängigkeit aufweist. Zur Veranschaulichung sei hier ein eine Magnesiumchlorid-Lösung genannt, die an Natriumchlorid und Kaliumchlorid gesättigt ist. Die zu kristallisierenden Komponenten sind hier Natriumchlorid und Kaliumchlorid. Bei einer Konzentration von 100 g/kgH2O an Magnesiumchlorid ist die Temperaturabhängigkeit des Natriumchlorids verschwindend gering. Bei einer Aufkonzentrierung auf 300 g/kgH2O steigt die Temperaturabhängigkeit des Natriumchlorids deutlich an. Die hier beschriebene Betriebsweise ermöglicht es für eine Startlösung mit 100 g/kgH2O an Magnesiumchlorid den Betrieb der Membrandestillation in Kombination mit einer Kristallisation bei einer Konzentration von 300 g/kgH2O, sodass, obwohl die Startlösung eine verschwindend geringe Temperaturabhängigkeit des Natriumchlorids aufweist, eine entsprechende höhere Temperaturabhängigkeit für einen stabilen Betrieb genutzt werden kann.In the event that the temperature dependence of the solubility of one or more salts is dependent on the concentration of the other components, the combination of concentration and crystallization can in some cases shift the solution composition in such a way that oversaturation in the membrane distillation module is avoided and at the same time an spatially separated crystallization can be achieved if a salt to be crystallized in the starting solution has no or only a slight temperature dependency. A magnesium chloride solution saturated with sodium chloride and potassium chloride may be mentioned here for illustration. The components to be crystallized here are sodium chloride and potassium chloride. At a concentration of 100 g / kgH 2 O of magnesium chloride, the temperature dependence of the sodium chloride is negligible. With a concentration to 300 g / kgH 2 O, the temperature dependence of the sodium chloride increases significantly. The mode of operation described here makes it possible to operate the membrane distillation in combination with a crystallization at a concentration of 300 g / kgH 2 O for a starting solution with 100 g / kgH 2 O of magnesium chloride, so that although the starting solution has a negligible temperature dependence of the sodium chloride , a correspondingly higher temperature dependency can be used for stable operation.

Eine Zeichnung, welche das Verfahren veranschaulicht, ist beigefügt (siehe hierzu ). Die Anwendung des Verfahrens ist nicht auf Wasser als Lösungsmittel beschränkt, sondern ist ebenfalls dankbar für weitere Systeme, wie z.B. Systeme in denen Salze in organischen Lösungsmitteln gelöst sind. Ebenfalls kann diese Erfindung bei anderen Feststoffen mit zu Salzen ähnlichen Kristallisationseigenschaften angewandt werden.A drawing illustrating the process is attached (see here ). The application of the method is not limited to water as a solvent, but is also grateful for other systems, such as systems in which salts are dissolved in organic solvents. This invention can also be applied to others Solids with crystallization properties similar to salts are used.

Beispiel:

  • Eine Startlösung mit der Zusammensetzung Mg 3,00 wt%, Na 4,00 wt%, K 2,00 wt%, Cl 14,75 wt%, SO4 2,70 wt%, soll um den Faktor 2 aufkonzentriert und dabei entstehendes Salz gewonnen werden.
Example:
  • A starting solution with the composition Mg 3.00 wt%, Na 4.00 wt%, K 2.00 wt%, Cl 14.75 wt%, SO4 2.70 wt% should be concentrated by a factor of 2 and the salt formed be won.

Dazu wird die Lösung in einem Kreislauf aus einem Membrandestillationsmodul und Kristallisationsreaktor geführt. Der Kristallisationsreaktor wird bei 20°C betrieben. Hierdurch kristallisiert NaCI und KCl aus (0,10 kg Salt bezogen auf 1 kg Startlösung). Die Lösung aus der Kristallisation wird mittels Wärmetauscher für die Membrandestillation auf 80°C erwärmt. Da bei dieser Temperatur die Löslichkeit von NaCI und KCl deutlich höher ist, ist die Lösung nun nicht mehr gesättigt. Im Membrandestillationsmodul kann dadurch ohne Gefahr der Kristallisation Wasser entzogen werden. Um die Lösung um den Faktor 2 aufzukonzentrieren wird mittels eines 2-Effekt-Membrandestillationsmoduls mit einer entsprechend großen Membranfläche, 0,37 kg Destillat bezogen auf 1 kg Startlösung erzeugt. Das anfallende Kondensat, welches die Reinheit von destilliertem Wasser hat, kann anstelle von Frischwasser für andere Prozesse verwendet werden. Durch eine Rückführung von Konzentrat zum Feed des Membrandestillationsmoduls und ggf. Einspeisung von Startlösung kann die gewünschte Konzentration (z.B. Na 1,7 wt%) im Feed der Membrandestillation eingestellt werden. Die konzentrierte Lösung wird anschließend abgekühlt und dem Kristallisationsreaktor zugeführt Durch die Absenkung der Temperatur wird die Löslichkeitsgrenze überschritten und es kristallisiert wie oben beschrieben Salz aus. Der Kreislauf ist somit geschlossen. Das auskristallisierte Salz wird mittels einer Zentrifuge abgetrennt und kann weiter verwertet werden. Ein Teil der konzentrierten Lösung wird abgestoßen. In dem genannten Beispiel wären dies 0,53 kg konzentrierte Lösung bezogen auf 1 kg Startlösung.For this purpose, the solution is circulated from a membrane distillation module and crystallization reactor. The crystallization reactor is operated at 20 ° C. As a result, NaCl and KCl crystallize out (0.10 kg salt based on 1 kg starting solution). The solution from the crystallization is heated to 80 ° C. by means of a heat exchanger for the membrane distillation. Since the solubility of NaCl and KCl is significantly higher at this temperature, the solution is no longer saturated. In the membrane distillation module, water can be removed without risk of crystallization. In order to concentrate the solution by a factor of 2, 0.37 kg of distillate based on 1 kg of starting solution is produced using a 2-effect membrane distillation module with a correspondingly large membrane area. The resulting condensate, which has the purity of distilled water, can be used for other processes instead of fresh water. The desired concentration (e.g. Na 1.7 wt%) in the feed of the membrane distillation can be set by returning the concentrate to the feed of the membrane distillation module and, if necessary, feeding the starting solution. The concentrated solution is then cooled and fed to the crystallization reactor. By lowering the temperature, the solubility limit is exceeded and salt crystallizes out as described above. The cycle is closed. The salt which has crystallized out is separated off by means of a centrifuge and can be used further. Part of the concentrated solution is rejected. In the example mentioned, this would be 0.53 kg of concentrated solution based on 1 kg of starting solution.

Durch die beigefügte Skizze wird das Beispiel erläutert (siehe hierzu ).The example is explained by the attached sketch (see here ).

Zeichnungendrawings

siehe gesondertes Dokumentsee separate document

Literaturliterature

  1. [1] Rautenbach; Membranverfahren, Grundlagen bei der Modul- und Anlagenauslegung, Springer-Verlag, 1996[1] Rautenbach; Membrane process, basics of module and system design, Springer-Verlag, 1996
  2. [2] Ripperger, Schneider; Die Transmembrandestillation; Chem.-Ing.-Techn. 60(1988)2; 144-145 [2] Ripperger, Schneider; Transmembrane distillation; Chem.-Ing.-Techn. 60 (1988) 2; 144-145
  3. [3] H. Lyko, „Neue Entwicklungen in der Membrantechnik, Bericht von der Kasseler Tagung der DGMT“, F & S Filtrieren und Separieren, Jahrgang 31 (2017) Nr. 2 [3] H. Lyko, "New Developments in Membrane Technology, Report from the Kassel Conference of the DGMT", F & S Filtration and Separation, Volume 31 (2017) No. 2
  4. [4] Dirk Weckesser; Dissertation Universität Erlangen; 2008 [4] Dirk Weckesser; Dissertation University of Erlangen; 2008

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102007012774 A1 [0007]DE 102007012774 A1 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • Ripperger, Schneider; Die Transmembrandestillation; Chem.-Ing.-Techn. 60(1988)2; 144-145 [0020]Ripperger, Schneider; Transmembrane distillation; Chem.-Ing.-Techn. 60 (1988) 2; 144-145 [0020]
  • H. Lyko, „Neue Entwicklungen in der Membrantechnik, Bericht von der Kasseler Tagung der DGMT“, F & S Filtrieren und Separieren, Jahrgang 31 (2017) Nr. 2 [0020]H. Lyko, "New Developments in Membrane Technology, Report from the Kassel Conference of the DGMT", F & S Filtration and Separation, Volume 31 (2017) No. 2 [0020]
  • Dirk Weckesser; Dissertation Universität Erlangen; 2008 [0020]Dirk Weckesser; Dissertation University of Erlangen; 2008 [0020]

Claims (3)

Verfahren zur Vermeidung der Kristallisation aus Lösungen in einem Membrandestillationsmodul, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsentzug in dem Membrandestillationsmodul und die Kristallisation von Feststoffen in einem gerührten Kristallisationsreaktor räumlich getrennt voneinander erfolgt und dadurch gewährleistet wird, dass im Membrandestillationsmodul zu keiner Zeit eine Übersättigung an Salzen auftritt, indem durch einen ausreichend großen Temperaturunterschied zwischen Membrandestillationsmodul und Kristallisationsreaktor ein Betriebszustand eingestellt werden kann, bei dem gleichzeitig zu keinem Zeitpunkt eine Übersättigung im Membrandestillationsmodul auftritt und im Kristallisationsreaktor zu jedem Zeitpunkt eine Übersättigung erzeugt wird.Method for avoiding crystallization from solutions in a membrane distillation module, characterized in that the liquid withdrawal in the membrane distillation module and the crystallization of solids in a stirred crystallization reactor are spatially separated from one another and thereby ensure that no oversaturation of salts occurs at any time in the membrane distillation module, in that an operating state can be set by a sufficiently large temperature difference between the membrane distillation module and the crystallization reactor in which no oversaturation occurs at any time in the membrane distillation module and an oversaturation is generated in the crystallization reactor at any time. Verfahren nach den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein kontinuierlicher Zustrom an frischer Startlösung sowie ein Austrag einer konzentrierten Lösung jeweils vor oder nach dem Kristallisationsreaktor erfolgt und dadurch sowohl die Einspeiselösung in das Membrandestillationsmodul als auch die aus dem Membrandestillationsmodul austretende Lösung in ihrer Zusammensetzung und Temperatur zeitlich konstant gehalten werden können.Procedure according to the Claim 1 , characterized in that there is a continuous inflow of fresh starting solution and a discharge of a concentrated solution in each case before or after the crystallization reactor, and thus both the feed solution into the membrane distillation module and the solution emerging from the membrane distillation module can be kept constant in terms of composition and temperature over time . Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anreicherung gelöster Stoffe herbeigeführt wird, wodurch eine ursprünglich geringe Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit eines oder mehrerer gelöster Stoffe durch Aufkonzentration anderer gelöster Stoffe erhöht wird, sodass gleichzeitig zu keinem Zeitpunkt eine Übersättigung dieser gelösten Feststoffe im Membrandestillationsmodul auftritt und im Kristallisationsreaktor zu jedem Zeitpunkt eine Übersättigung eines oder mehrerer dieser Feststoffe erzeugt und dort durch Kristallisation abgebaut wird und sowohl die Einspeiselösung in das Membrandestillationsmodul als auch die aus dem Membrandestillationsmodul austretende Lösung in ihrer Zusammensetzung und Temperatur zeitlich konstant gehalten werden können.Procedure according to the Claims 1 to 2nd , characterized in that an accumulation of solutes is brought about, whereby an originally low temperature dependence of the solubility of one or more solutes is increased by concentration of other solutes, so that at no time does a supersaturation of these solids occur in the membrane distillation module and in the crystallization reactor for each At the time, one or more of these solids are supersaturated and broken down there by crystallization, and both the feed solution into the membrane distillation module and the solution emerging from the membrane distillation module can be kept constant in terms of their composition and temperature over time.
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