DE1517438A1

DE1517438A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gereinigten Wassers

Info

Publication number: DE1517438A1
Application number: DE19611517438
Authority: DE
Inventors: Jones Jun George Ellis; Martin Hess
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1960-05-12
Filing date: 1961-05-10
Publication date: 1969-09-04
Also published as: US3119772A; GB948380A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gereinigten Wassers.
Die Erfindung betrifft ein chemisches Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtennen von Wasser aus wässrigen Salzlösungen und betrifft insbesondere ein verbessertes Hydratherstellungsverfahren und eine Vorrichtung zum Abtennen von @asser aus wässrigen Salzlösungen.
Bs sind bereits'Verfahren bekannt, um frisches oder trinkbares nasser aus Salzwasser zu gewinnen, jedoch ist es schwierig, die Abscheidung wirksam in großem Maßstab und mit einem so Geringen kostenaufwand durchzuführen, daß dadurch ein Ersatz für Wasser aus üblichen Quellen erhalten wird oder aber die Menge des so zur Verfügung stehenden Wassers erhöht wird.
Solche Verfahren sind z.B. das Destillations-, das Eisbildungs-und das Hydratbildungsverfahren. Sie alle beruhen auf dem Grundsatz, da# Wasser bei einer bestimmten Temperatur abgeschieden bei bei einer anderen TemI)eratur gewonnen wird.
Vielleicht das älteste und am häufigsten verv;endete Verfahrenssystem ist die Destillation, jedoch tritt bei ihr das problem der Kesselsteinbildung auf. Weiterhin bilden die Anforderungen, die dieses Verfahren an den brennstoff und die Anlage stellt, einen großen Iachteil. Das Destillationsverfahren ist dadurch verbessert worden, daß billige Energiequellen, rie beispielsweise Sonnenenergie, verwendet wurde, jedoch blieben dabei die Kosten für die Ausrüstung hoch. Beispielsweise ½ct man geschätzt, daß zur Versorgung einer Stadt der Grö#e von Los Angeles mit aus Salzwasser gewonnenem $frischem Wasser Vorrichtungen zum Auffangen von Sonnnenenergie mit einem Flächenbereich von 250 Quadratmeilen erforderlich wären. Darüber hinaus gibt es viele Orte, an denen nur kleine Mengen Sonnenenergie zur Verfügung stehen, so daß der Flächenbereich der Auffangorrichtungen noch grö#er sein müßte.
Das Gefrier- und das Hydratverfahren erweisen sich gegenüber den Destillationsverfahren alsvorteilhaft, da die erforderliche latente Wärme um das Siebenfache niedriger ist als ei der Destillation. weiterhin besitzt das Hydratbildungsverfahren, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 2 904 511 beschrieben ist, Vorteile gegenüber dem Gefrierverfahren, da das Hydratbildungsverfahren bei höheren Temperaturen durchführbar ist als das Gefrierverfahren. lig. 3 zeigt, daß das Hydratverfahren theoretisoh bei einer Temperatur durchführbar ist, die um 5,7°C höher liegt als die des Gefrierverfahrens, wodurch die Gefrierleistung erhöht wird und weniger Wärmeübertragungsvorrichtungen erforderlich werden.
Beim Erhitzen und kühlen der bekannten IIydrate ergeben sich unvermeidlich Kosten, die das Verfahren, außer viellei-cht unter den günstigsten Umständen, gegenüber anderen Wassergewinnungsverfahren unwirtschaftlich machen. Beim Waschen zum Abtrennen des fJasserproduktes tritt das Problem der Verunreinigung auf, das ebenfalls die Betriebskosten des Hydratverfahrens erhöht.
Zweck der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Hydratbildungsvorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, das die oben genannten flachteile ausschließt und zur Gewinnung von frischem Wasser aus Salzlösungen in wirtschaftlichem Ma#stab verwendbar ist.
Zu diesem Zwecke schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung reinen Wassers aus einer wässrigen Salzlösung, bei dem die wässrige Salzlösung in einer Hydratbildungszone mit einem flüssigen, ein Hydrat bildenden Stoff in Berührung gebracht wird, wobei der flüsige, ein Hydrat bildende Stoff als Kühlmittel wirkt, der bei der Bildung des festen flydrats freiwerdende wärme aufnimmt, wodurch in der Hydratbildungszone ein festes Hydrat entsteht, bei dem weiterhin das feste Hydrat in der Hydratbildungszone von der wässrigen Salzlösung abgetrennt wir das feste Hydrat von wässriger Salzlösung durch Waschen gereinigt wird, das getrennte Hydrat in einer Hydratzersetzungszone Bedingungen unterworfen wird, bei denen es sich zersetzt, wobei salzfreies Wasser und hydratbildender Stoff entstehen, und bei dem schließlich das gereinigte Wasser aus der Zersetaungszone entfernt wird.
Weiterhin schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung gereinigten Wassers aus Salzwasser vor, die folgende Teile umfalt: ein erstes Gefäß, in dem unter Druck flüssiges Salzwasser und flüssiges hydratbildendes, bei Zimmertemperatur und atmosphärischem Druck gasförmiges Material gemischt wurden, um ein festes Hydrat zu bilden, ein zweites Gefäß, in dem mit salzfreiem Wasser das dem gebildeten festen Hydrat anhaftende Salzwasser entfernt wird, ein drittes Gefäß mit Einrichtungen, um das gasförmige hydratbildende Material aus dem ersten Gefäß so durch die Anlage zu leiten, daß das feste Hydrat in dem dritten Gefäß zersetzt wird, und Vorrichtungen, die das hydratbildende Material von dem zersetzten festen Hydrat entfernen und das entfernte hydratbildende Material in wässriger Phase in das erste Gefäß zurückleiten.
Zum besseren Verständnis ist die Erfindung im folgenden anhand der Zeiciinungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer usiilhrungsform der Erfindung, bei der einige der Teile im Querschnitt dargestellt sind, Iig. 2 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der einige Teile im Teilquerschnitt dargestellt sind, lig. 3 eine graphische Darstellung, in der die Temperaturen des s Eisbildungsverfahrens und des Hydratbildungsverfahrens verglichen sind.
'1ie in Fig. 1 dargestellt, enthält das System und die Vorrichtung nach der Erfindung eine Hydratbildungszone II, die aus einem Hydratbildungsgefä# 13 besteht, das mittels einer Hydratbildungspumpe 12 auf einen Druck gebracht werden kann, wie er für die Bildung des festen Hydrats in dem Gefäß erforderlich ist, und-das außen eine Isolierung 15 aufweist, durch die die Wärmeübertragung zwischen der one 11 und der das Gefäß 13 umgebenden Atmosphäre herabgesetzt wird0 Das flüssige hydratbildende Material 17, vorzugsweise Propan 17 aus einem Auffüllbehälter 18, und wässrige SalzlösunÕ 19 aus einem Behälter 20 oder von einer anderen Quelle, beispielsweise Meerwasser, werden sorgfältig zu einer Mischung vermischt, die in dem Gefäß 13 sorgfältig unter Rühren gehalten wird, so daß in dem Gefäß ein festes Hydrat 23 entsteht. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 ist der Behälter 18 mit einem Anschluß 24 verbunden, der so angeschlossen ist, daß er Propan 17, das mit Salzlösung 19 vorgemischt ist, dem Gefäß 13 zuführt. Zu diesem Zwecke wird ein Ventil 25 geschlossen und ein Ventil 27 geöffnet, so daß flüssiges Propan 17 aus dem Anschluß 24 durch ein Bohr 33 zu einem Salzlösungsrohr 35 neben dem Gefäß 13 trömt, wo die beiden Materialien 17 und 19 unter dei von einer iropanpumpe 18 und einer salzwasserpumpe 36 aufrechterhaltenen Druck in dem Raum sorgfältig vermischt werden, die das Rohr 35 bietet, bevor die mischung von dem Rohr 35 aus in das Gefä# 13 eintritt.
Das Propan 17 und die Lösung 19 werden benachbart dem Rohr werk 37 in das Gefäß 13 eingeführt. Das Rührwerk DX weist eine Welle 37 auf, die in dem Behälter 13 über eine Dichtung 41 von einem Motor 32 angetrieben wird, wodurch die Mischung ständig kräftig gerührt wird und eine maximale Dispersion der Mischung in dem Gefäß 13 gewährleistet ist. Der beschriebene Misch- und Rührvorgang bewirkt eine maximale Wärmeübertragung zwischen dem Propan 17 und der Salzlösung 19.
Das flüssige Propan 17 verdampft in dem gefä# 13, kühlt dabei die Salzlösung 19 und reagiert mit der Lösung 19, so daß in dem Gefäß 13 festes Hydrat 23 erhalten wird. Die direkte Berührung zwischen dem Hydratbildner 17 und der Salzlösung 19 schlie#t die Notwendigkeit einer indirekten Kühlung des Inhalts des Gefäßes 13 aus. Natürlich wird durch das Öffnen des Ventils 25 und das Schließen des Ventils 27 erreicht, daß das flüssige in Propan 17 und die lösung 19/das Gefäß 13 getrenn-t aber benachbart dem Rührwerk 37 und einem Rührwerk 45, das ebenfalls von dem Motor 43 angetrieben wird, eintreten.
Das feste Hydrat 23 wird zusammen mit der wässrigen Salzlösung (Sole) in Form einer Aufschlämmung über das Rohr 47 aus dem Gefä# 13 entfernt und zu einer Waschkolonne 49 geleitet, die mittels einer Yumpe 50 praktisch unter einem I)ruck gehalten ist, der dem Hydratbildungsdruck in dem Gefäß 13 entspricht.
In der Waschkolonne 49, die eine äußere Isolierung 51 aufweist, wird das-Hydrat von der Sole abgetrennt. Vorzugsweise wird das feste Hydrat kontinuierlich in die Waschkolonne 49 eingeführt, gewaschen und entfernt. Zu diesem Zweck fördert die Pumpe 50 die Aufschlämmung aus dem Rohr 47 zu einem Rohr 53, das die Aufschlämmung zu der Waschkolonne 49 leitet, wo das feste Hydrat nach oben strömt und sich am Kopf der Kolonne zu einer kompakten Masse konzentriert. Inzwischen strömt frisches Wasser, das vorzugsweise aus dem festen Hydrat durch Schmelzen in einer Zersetzungszone 59 erhalten wird, die noch im einzelnen beschrieben wird, praktisch in Form eines Zapfens von einer Düse 61 am Kopf der Kolonne 49 aus nach unten. Zu diesem Zweck strömt das frische Wasser aus der Düse 61 aus dem dichten Bett aus Hydratkristallen und im Gegenstrom zu den sich nach oben strömenden Hydratkristallen in der Kolonne 49, so daß das frische Wasser die Salzlösung ersetzt oder entfernt, die sich auf und zwischen den Oberflächen der Hydratkristalle abgesetzt hat, während die Kristalle in der Kolonne 4'j nach oben steinen, und es vermischen sich nur geringe Mengen frischen Wasser aus der Düse 61 (nicht mehr als etwa 1 %) nit dem Salzwasser. Dann werden die Hydratkristalle 23, an denen frisches i. a. ser haftet, mittels drehbarer itbstreifer 65, die eine mittels ins Motors 67 über eine Packung 69 drehbare Welle aufweisen, von dem Kopf der Kolonne 49 in einen Kanal 63 abgestreift.
Kalte, von Hydratkristallen freie Salzlösung wird am Boden der Kolonne 49 über ein Rohr 71 entfernt und ein Teil der Salzlösung wird mittels einer an die Rohre 71, 74 und 75 angeschlossenen Pumpe 73 in das Hydratbildungsgefäß 13 zurü¢kgeführt. Ein Sieb 77 am Boden der Kolonne 49 verhindert, daß festes Hydrat in das Rohr 71 eintritt. Der Rest der Salzlösung aus Rohr 71 wird am T-Stück 81 geteilt und gelangt von hier aus durch ein Bohr 83, eine Pumpe 85 und eine Leitung 87 zu einer üblichen Kammer für die Blitzdestillation 89.
Propan wird in der Kammer 89 von der Sole abgetrennt und über Rohre 91 und 92, einen Rückführungskompressor 93, ein Rohr 95 und ein Rohr 96 zu einem ersten Kompressor 9o zurückgeleitet.
Die Sole verläßt die Kammer 89 über ein Rohr 99 und strömt zu einem Wärmetauscher 109, der das einströmende Salzwasser 19 kühlt. Danach strömt die Sole durch den Wärmetauscher 110, in dem rückgeführt es Propan, wie noch näher beschrieben wird, im Kompressor 90 gekühlt wird, und die den Wärmetauscher 110 verlassende Sole gelangt über ein Rohr 117 zu einer Belüftungskolonne 113. Die Temperatur der Sole wird so genügend erhöht und Luft und Propan aus der Sole verlassen die Beldftungskolonne 113 über ein Rohr 119. Die Mischung in dem hoher 119 wird verbrannt, wodurch Energie erzeugt wird, die beispielsweise für eine der genannten Pumpen verwendet werden kann. Inzwischen verbrauchte Bole.verläßt die Belüftungskolonne 113 und strömt durch ein Rohr 120 zu einem Abfluß.
Das feste salzfreie Hydrat in dem Kanal 63 wird in die Hydratzersetzungszone 59 gebracht. Zu diesem Zweck bewegt sich das feste Hydrat und das Wasser aus dem oberen Teil des Kanales 63 nach unten in einen üblichen Druckverschluß 121, beispielsweise einen üblichen Sternspeiser, eine Schnecke oder eine Aufschlämmungspumpe. Der Druckverschlu# 121 wiederum ist mit einem Gefäß 123 verbunden. Die verdampfte hydratbildende Substanz vom Gefäß 13 wird verwendet, um das feste, vom Druckverschluß 121 zum Gefäß 123 geführte Hydrat zu schmelzen. Dazu wird vorzugsweise ein Ventil 127 geschlossen und ein Ventil 129 geöffnet, und gasförmiges Propan aus dem Gefäß 13 strömt durch das Rohr 96 zu dem Kompressor 90 und von da aus über ein Rohr 131, ein Ventil 129 und einen Kanal 133 zu dem Gefäß 123. Während dieser Zeit werden die Rührwerke 134 in dem Gefäß 123 in einer Packung 135 im oberen Teil des Gefäßes 129 mittels eines Motors 136 gedreht, um den Inhalt des Gefäßes 123 ständig umzurühren, wodurch eine maximale Wärmeübertragung des Inhalts des Behälters 123 gewährleistet ist.
Flüssiges Propan und geschmolzenes Hydrat in Form von salzfreiem Wasser strömen durch ein Sieb und ein Rohr :138 aus dem Boden des Gefäßes 123 aus und zu einem lekantiergefäß 140.
Das Sieb 137 verhindert, daß festes Hydrat aus. dem Gefäß 123 ausströmt. Infolgedessen geht salzfreies Wasser auf den Boden des Dekantiergefäßes 140, von wo aus es über ein Rohr 141 entfernt wird, während das kondensierte, hydratbildende 'Material oben in dem Gefäß 140 abdekantiert und dieses über ein Rohr 142 verläßt, von wo aus es über eine Pumpe 143, ein Rohr 144% und ein Rohr 145 zu dem Anschluß 24 und als Plüssigkeit zurück in das Gefäß 13 gelangt.
Salzfreies Wasser aus dem Dekantiergefäß 140 strömt durch das Rohr 141 und teilweise über ein Rohr 179 zu der Düse 61, wo es zum Waschen des festen Hydrats in der Waschkolonne 49 verwendet wird. Der restliche und größere Teil des salzfreien Wassers aus dem Dekantiergefäß 140 strömt von dem Rohr 141 aus durch ein Rohr 181, eine Pumpe 183, ein Rohr 184 und eine übliche Kammer für die Blitzdestillation 173.
Hydratbildendes Material wird in der Kammer 173 von dem Wasser abgetrennt und strömt durch ein Rohr 185, einen Kompressor 99 und ein Rohr 96 zu dem Kompressor 9o. Während dieser Zeit verläßt kaltes salzfreies Wasser den Boden der Kammer 173, strömt durch ein Rohr 187 und durch einen Wärmetauscher 188, wo es Wärme von dem einströmenden Salzwasser 19 aufnimmt, und durch einenWärmetauscher 189, wo es weitere wärme aus dem Propan aufnimmt, das, wie unten beschrieben, von dem Kompressor 90 aus zu dem Gefäß 13 zurückgeführt wird. Dann wird das salzfreie Wasser in den unteren Teil einer Belüftungsvorrichtung 193 eingeführt.
Das so in den Wärmetausohern 188 und 169 erhitzte Wasser gibt in derBelüftungsvorrichtung 193 Propan ab. Al Boden der Ber lüftungsvorrichtung 193 aus dem Rohr 195 eingeführte Luft vermischt sich diesem mit dem Propanaus dem nasser und verläßt die Belüftungsvorrichtung über ein Rohr 197. Dann werden das Propan und die Luft verbrannt und die entstehende Energie wird beispielsweise zum Antrieb der genannten Kompressoren verwendet. Gereinigtes Wasser verläßt die Belüftungsvorrichtung 193 über ein Rohr 199.
Wie oben beschrieben, bildet ein Teil des Propans in dem Gefäß 13 ein festes Hydrat, während ein Teil des Propan in dem Gefäß 13 verdampft. Ein Teil des verdampften Propans schmilzt das feste Hydrat. Der Rest des verdampften Propans aus dem Gefäß 13 strömt durch das Rohr 96, den Kompressor 90 und das Rohr 131. Ein Teil des Propans aus dem Rohr 131 gelangt über das Rohr 147, einen Hilfskompressor 149 und das Rohr 151 zu einem Wärmetauscher 153, in dem es mittels Salzwassers 19 aus der Pumpe 36 gekühlt wird. Dann wird das Propan aus dem fJärmetauscher 153 durch ein Rohr 155 und ein Rohr 156 zu dem Wärmetauscher 189 geleitet, wo das Propan durch salzfreies Wasser aus dem Bekantiergefäß 140 und der Kammer 173 weiter gelAhlt wird. In einem Wärmetauscher.11o wird das Propan weiter durch Sole aus der Waschkolonne 49 und der Kammer 89 gekühlt. Von hier aus gelangt das Propan zu dem Anschluß 24 und wird in flüssiger Phase in das Gefäß 13 zurückgeführt. Durch Schließen eines Ventils 175 und Öffnen eines Ventils 177 kann aber auch das von dem Kompressor 9o aus zurückgeführte Propan nur von dem einströmen den Salzwasser, beispielsweise Meerwasser aus der Pumpe 36, gekühlt werden.
Im Betrieb fördert die Pumpe 36 zu reinigendes Salzwasser durch die Wärmetauscher 109 und 188 zu dem Rohr 35 und dem Hydratbildungsgefäß 13. Die Wärmetauscher kUhlen das Salzwasser fast bis auf die Hydratbildungstemporatur ab. Weiteres, flüssiges, hydratbildendes Material 17, vorzugsweise Propan, wird unter Druck in das Rohr 33 eingeführt. Das flüssige Propan gelangt in das Salzlösungsrohr 35 über das Ventil 27, das zwischen das Propanzuführungsrohr 33 und das Salzwasserrohr 35 neben dem Gefäß 19 geschaltet ist. Die Verweilzeit der Mischung aus Propan und Salzwasser in dem Rohr 35 ist so kurz, daß sich in dem Rohr 35 kein festes Hydrat bildet, jedoch lang genug, daß sich das Propan 17 mit dem Salzwasser 19 zu vermischen beginnt und das Salzwasser in dem Rohr 35 weiter gekühlt wird. Von dem Rohr 35 aus gelangt die Mischung in das Gefäß 13, das unter einem solchen Druck gehalten wird, daß sich in ihm festes Hydrat bilden kann. Das flüssige Propan ver-* dampft in dem Gefäß 13, während der Gefäßinhalt durch die Drehbewegung der Rührwerkssohaufel 37 gedreht wird. So nimmt das Propan in dem Gefäß soviel Wärme aus dem einströmenden Salzwasser 19 auf, daß die Temperatur des Salzwassers 19 auf die Hydratbildungstemeratur herabgesetzt wird. Weiterhin nimmt das jalzwasser Wärme auf, die durch die exotherm verlaufende Hydratblldung freigesetzt wird, weiterhin Wärme aus der rückgeführten Salzlösung, die von der Waschkolonne 49 über die Leitungen 71, 74 und 75 in das Gefäß 13 eintritt, wodurch die Temperatur der rückgeführten Salzlösung auf die Hydratbildungstemperatur herabgesetzt wird, und Wärme, die in dem Hydratbildungsgefäß oder -system durch Reibung in dem Gefäß 13 an den Wänden der Förderleitungen und durch die Förderpumpen, beispielsweise die pumpe 73, erzeugt wird. Außerdem reagiert das Propan mit dem Salzwasser und der rückgeführten Sole und bildet ein festes Hydrat, so daß das Propan als hydratbildendes Material sowohl als Reaktionsteilnehmer als auch als Kühlmittel dient. Da weiterhin die Geschwindigkeit der Nydratbildung von der Menge des in dem Salzwasser gelösten hydratbildenden Propans abhangt und da mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung das Propan in höherem Maß, als es bisher möglich war, in dem Salzwasser gelöst wird, ergeben das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung eine verbesserte und wirksamere Hydratbildung.
Bin Teil des Propans in dem Gefäß 13 kommt direkt mit dem einströmenden Salzwasser in Berührung und bildet ein festes Hydrat, ein zweiter Teil des Propans löst sich in dem Salzwasser in dem Gefäß 13 und der restliche oder dritte Teil verdampft in dem Gefäß 13. Der erste Weil des Propans wird von dem festen Hydrat entfernt. Ein Teil dieses Propans wird als Flüssigkeit in das Gefäß 13 zurückgeführt und ein Teil löst sich in dem aus dem festen Hydrat erhaltenen Wasser, woraufhin praktisch der größte Teil des in dem Wasser gein lösten Propans aus dem Wasser entfernt und/das Gefäß 13 zurückgeführt wird. Der dritte Teil des Propans wird in eine erste und eine zweite Menge geteilt. Die erste Menge zersetzt durch direkte Berührung des feste Hydrat, kondensiert zu einer Flüssigkeit und vermischt sich mit dem ersten propanteil.
Der zweite Teil wird kondensiert und in ds Gefäß 13 zurückeführt. So sind nur kleine Mengen erneuertes propan erforderlich, wobei die erforderlichen Mengen den kleinen aus den Belüftungsvorrichtungen 113 und 193 entfernten @engen entsprechen.
Das Waschen des festen Propans in dem Gefäß 49 erfolgt kontinuierlich, indem das salzhaltige wasser, das dem aus dem Gefäß 13 entfernten festen Hydrat anhaftet, im Gegenstrom mit frischem Wasser gewaschen wird, wodurch das Salzwasser durch das frische Wasser verdrängt wird. Das zu diesem Zweck in die Kolonne 49 eingeführte Wasser stammt aus dem geschmolzenen Hydrat in der ZOne 59. Nur kleine Mengen frisches Wasser aus dem geschmolzenen Hydrat werden verwendet, um das aus dem Gefäß 13 erhaltene feste Hydrat zu waschen.
Natürlich kann die iiiaschkolonne als "plug type batch washer" betrieben werden. In diesem Falle wird der untere Teil der Kolonne mit der Aufschlämmung aus dem Gefäß 13 gefüllt, so daß sich das feste Hydrat in der Kolonne aufwctrts bewegt.
Nachdem das Gefäß 49 so in seinem unteren Teil mit der Aufschlämmung aus dem Gefäß 13 beschickt worden ist, wird frisches Wasser aus der Düse 61 nach unten geleitet und am Boden der Waschkolonne 49 Salzwasser entfernt, so daß zwischen dem nach unten strömenden frischen Wasser und dem an dem festen Hydrat absorbierten Salzwasser eine Grenzfläche aufrechterhalten und das Balzwasser durch frisches Wasser verdrängt wird. Bei dieser Arbeitsweise vermischt sich nicht mehr als 1 % frisches nasser mit dem Salzwasser, und das feste Hydrat wird zusammen mit dem ihm anhaftenden frischen Wasser am Kopf der Kolonne 49 abgestreift und in den Kanal 63 geleitet.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung (Fig. 2) wird in einem ersten Arbeitsgang das feste Hydrat gebildet, das dann in einem zweiten Arbeitsgang gewaschen und zersetzt wird. Es wird die gleiche hydratbildende Verbindung verwendet wie oben, d.h. Hydratbildner der Art, wie sie in der oben genannten Patentschrift beschrieben sind. Vorzugsweise ist der Hydratbildner Propan.
Bei dieserAusführungsform wird das feste Hydrat in einem Hydratbildungsgefäß 201 hergestellt. Zu diesem Zwecke fördert eine iumpe 203 über ein Rohr 204 Salzwasser in das Gefäß 201.
Das erforderliche zusätzliche flüssige Propan strömt von einer (nicht gezeichneten) geeigneten Quelle aus durch ein Rohr 205 und ein Ventil 207 in das Gefäß 201, wobei ein Ventil 209 geschlossen bleibt. Bin Rührwerk 211 rührt den Inhalt des Gefäßes 201 ständig stark um. Das flüssige Propan kühlt das Salzwasser bis auf eine Hydratbildungstemperatur ab und setzt sich mit ihm zu einem festen Hydrat um.
Leine Pumpe 213 entfernt das feste Hydrat und das Salzwasser in Form einer Aufschlämmung aus dem Gefäß 201 und fördert diese Aufsohlämmung über ein Rohr 215 zu einer Wasch- und Zersetzungskolonne 217, wo das feste Hydrat von der Sole der Aufschlämmung abgetrennt wird. Zu diesem Zwecke tritt die Aufschlämmung im oberen Bereich der Kolonne 217 ein und das feste Hydrat bewegt sich in der Kolonne 217 nach unten.
In dem Gefäß 201 verdampftes gasförmiges Propan tritt im unteren Teil der Kolonne 217 ein und steigt in ihr nach oben. Zu diesem Zweck ist das Gefä# über eine Leitung 219, einen Kompresor 221 und eine Leitung 223 mit der Kolonne 217 verbunden. Das aus der Leitung 223 in die Kolonne 217 eintretende gasförmige Propan nimmt Wärme aus dem festen Hydrat auf, wodurch das feste Hydrat, während es sich in der Kolonne 217 nach unten bewegt, zersetzt wird, und das gasförmige Propan zu einer Flüssigkeit kondensiert, die mit dem Wasser, das bei der Zersetzung des festen Hydrates entsteht, nicht mischbar ist. Der Hauptteil des Wassers aus dem geschmolzenen Hydrat, d.h. etwa 90 %, wird als Flüssigkeit über die Abnahmeleitung 225 entfernt. Dieses durch die Leitung 225 abgezogene Wasser gelangt über eine Pumpe 233 und eine Leitung 235 zu einer üblichen Kammer für die Blitzdestillation 237, woraufhin Propan von dem Wasser abgetrennt wird und über eine Leitung 297 und einen Kompressor 239 sowie den Kompressor 221, die das, Propan verflüssigen, in das Gefäß 201 zurückgeführt wird. Während dieser Zeit strömt das Propan aus der Leitung 223 nach oben durch das absteigende feste Hydrat und verdragt (durch Wasoh.n) das Salzwasser, das das feste Hydrat mit sich führt. Das so verdrängte und etwas verdünnte Salzwasser strömt durch ein Filtersieb 241 nach oben und wird zusammen mit kondensiertem Propan über ein Rohr 243 abgezogen, das an ein Dekantiergefäß 245 angeschlossen ist.
Das flüssige Propan und das Salzwasser werden in dem Dekantiergefäß 245 getrennt, Da das flüssige Propan leichter ist als das Salzwasser, befindet es sich über dem Salzwasser und verläßt das Dekantiergefäß 245 über eine Leitung 247, um mittels einer Pumpe 249, über Leitungen 251 und 253 zu der Leitung 205 und dem Gefäß 201 zurückgeführt zu werden. Während dieser Zeit wird Salzlösung aus dem unteren Teil des Dekantiergefäßes 245 über eine Leitung 255, eine Pumpe 257, eine Leitung 259 und eine Leitung 261 zu dem Gefä# 201 zurückgeleitet.
Wie in der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Brfindung strömt einTeil des von dem Propan in dem Dekantiergefäß abgetrennten Salzwassers zu einer üblichen Blitzdestallationskammer, beispielsweise der Kammer 263. Dort wird das Propan von dem Salzwasser abdestilliert und über eine Leitung 265 und einen Kompressor 239 zu dem Kompressor 221 zurückgeleitet.
Danach kühlt die verbrauchte Salzlösung aus der Kammer 263 das in dem Hydratbildungsgefäß zu behandelnde Salzwasser sowie das in dem Hydratbildungsgefäß verdampfte Propan, das über den Kompressor 271 als Flüssigkeit in das Hydratbildungsgefäß zurückgeleitet wird. Nun strömt die verbrauchte Salzlösung wie oben beschrieben, durch eine belüftungsvorrichtung, beispielsweise die Belüftungsvorrichtung 273. ie in der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Propan in der Kammer 237 von dem salzfreien l, Jasser abdestilliert und kehrt über einen Kompressor, beispielsweise den Kompressor 239 zu dem Kompressor 221 zurück. Salzfreies Wasser aus der Kammer 237 kühlt das in dem fIydratbildungsgefäß zu behandelnde Salzwasser, sowie das in dem Hydratbildungsgefäß verdampfte Propan, das als Flüssigkeit über den Kompressor 271 zu dem Hydraebildungsgefäß zurückgeführt wird.
Dann strömt das salzfreie Wasser, wie oben beschrieben, durch eine Belüftungsvorrichtung 281.
Bs ist zu beachten, daß die hydratbildenden Materialien nach der Erfindung, wie sie beispielsweise in der oben genannten Patentschrift beschrieben sind, bei Raumtemperatur und normalem Druck gasförmig sind, jedoch können nach der Erfindung die hydratbildenden Materialien bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck auch flüssig sein.
Bei der Vorrichtung und dem Verfahren nach der Erfindung wird ein flüssiges hydratbildendes Material, wie Propan, di@ekt mit Salzwasser in Berührung gebracht, um ein festes Hydrat zu erhalten und die hydratbildende Verbindung zu kondensieren.
Auch wird bei der beschriebenen Vorrichtung und dem beschriebenen Verfahren das verdampfte hydratbildende material in der Gasphase direkt mit dem entstandenen festen Hydrat in berührung gebracht, um das feste Hydrat zu zersetzen und das hydratbildende Material zu kondensieren, damit es für einen neuen ArbeitsganO zurückgeführt werden kanne Weiterhin wird bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung Salzwasser von dem festen Hydrat durch frisches Wasser in einem geregelten Gegenstrom verdrängt, derart, daß nicht das gesamte, zu diesem Zweck verwendete frische Wasser verunreinigt wird. So kann mitderVorrichtung und dem Verfahren nach der Erfindung in wirksamer und vorteilhafter Weise frisches Wasser aus Salzwasser in einem System hergestellt werden, das gegenüber den bekannten Systemen neu und vorteilhaft ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung gereintgten Wassers au eimer wässrigen Salzlösung, dadurch gekennzeich@et, da# aai dt. wässrige Salzlösungin einer Hydratbildungszone itt einer flüssigen hydratbildenden Verbindung in Berührung bringt, wobei die flüssige hydratbildende Verbindsq als Kühlmittel wirkt und Wärme aufnimmt, di. dsroh di. Bildung des festen Hydrates frei wird, nd wobst sioh in der Hydratbildungszone festes Hydrat bildet, das feste Hydrat in der Hydratbildungszone von der wässrigen Salzlözung abtrennt, die wä@@rige Sal@lösung von dem festen Hydrat abwäscht, das abgetrenmte feste Hydrat in einer Hydratzersetzung@@ene Beding@@gen unterwirft, witer denen es @ich zers@tzt, wodurck salsfreies Wasser und hydratbildende Verbindung entstehen, und das gereinigte Wasser aus der Zersetzungszene gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadursh gekenn@eiehuat, da# das hydratbildende Material als Flüssigkeit aus der Zersetzungszone zu der Hydratbildungszone zurüekgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn@eichnet, da# man die wä@srige Balglösung mit einer flüesigen hydratbildenden Verbindung in einer Hydratbildungszone in Berührung bringt, wobei die flüssige Substanz in der wässrigen Salzlösung dispergiert wird und als Kühlmittel wirkt, um die Salzlösung in der Hydratbildungszon. zu kühlen, wodurch ein festes Hydrat entsteht, das feste Hydrat von der wässrigen Salzlösung abtrennt, das abgetrennte feste @ Hydrat in einer Hydratzersetzungszone zersetzenden Temperatur- und Druckbedingungen unterwirft, wodurch sich Wasser und hydratbildende Substanz bilden, gereinigt Wasser aus der @ersetzungszone gewinnt und die Hydrat bildende Verbindung aus der Zers@tzungszone in die Hydrat bildungszone zurückführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, daduroh gekennzeichnet, daß die wäasrigs salzlösung direkt iit der flüssigen hydratbildenden Verbindung in Berührung gebracht und dann die Mischung in die Hydratbildungszone geleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydratbildende Verbindung und die wässrige Salzlösung so angerührt worden, daß eine maximale Wärmeübertragung zwischon der hydratbildenden Verbindung und der wässrigen Salzlösung in der Reaktionszone möglich ist und daß eine einheitliche Dispersion der hydratbildenden Verbindung in der wässrigen Salzlösung gewährleistet ist.
6, Verfahren nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, da# das feste Hydrat und di. wässrige Salzlösung aus Salzlösung als Aufschlämmung aus der Hydratbildungszone zu einer zweiten Zone geführt werden, das Hydrat nach oben bewegt wird, damit es sich in der zweiten Zone konzentriert, da. feste Hydrat am oberen Ende der zweiten Zone ia eine Zersetzungszone gleitet wird, das feste Hydrat in der Zersetzungszone itt gasförmigen hydratbildendem Material aus der Hydratbildungszone in Berührung gebracht wird, ul das gasförmige hydratbildende Material zu kondensieren und das feste Hydrat zu salzfreiem Wasser zu @rsetzen, und ein Teil des salzfreien Wassers ei oberen Teil der zweiten Zone ii wesentlichen im Gegenstrom nach unten durch das konzentrierte feste Hydrat geleitet wird, so daß das ei oberen Ende der zweiten Zone erhaltene feste Hydrat praktisch salzfrei ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hydratbildende Material und das feste Hydrat in der Zersetzungszone gerührt werden, ui ein wirksames Maß an Zersetzung in dieser Zone su erreichen, das flüssige hydratbildende Material und das feste Hydrat in Form salzfreien Wassers aus der Zers@tzungszone entfernt werden, und daß das so entfernte flüssige hydratbildende Material durch Dekantieren ron dej alzfrcien Wasser getrennt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zone in wesentlichen auf der Temperatur und unter dem Druck der Hydratbildungszone gehalten wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hydratbildende Material verdampft und so als Kühlmittel wirkt. lo, Verfahren nach Anspruch 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß als hydratbildendes Material Propan verwendet wird.

II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 - 10, bestehend aus einem ersten Gefä#, in dem unter Druck flüssiges Salzwasser und flüssiges hydratbildendes Matrial, das bei Raumtemperatur und atmosphärischen Druck gasförmig ist, gemischt werden, um festes Hydrat zu erhalten, einem zweiten Gefäß, um das Salzwasser, das dem festen Hydrat anhaftet, durch salzfreies Wasser zu verdrängen, einem dritten Gefä# iit Mitteln, um gasförmiges hydratbildendes Material aus dem ersten Gefäß in Umlauf zu haltem ua das feste Hydrat in dem dritten Gefäß zu zersetzen, und Mittel, ur hydratbildenen Material von dei zersetzten festen Hydrat abzutrennen und das abgetrennte hydratbildende Material in flüssiger Phase zu dem ersten Gefäß zurückzuleiten.

L e e r s e i t e