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Destillationsanlage Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine Destillationsanlage
und insbesondere eine Destillationsanlage, bei der eine komprimierte und verflüchtigte
sekundäre wärmetibertragungsfltlssigkeit zur Destillation von Meerwasser verwendet
wird.
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Ein Ziel der Erfindung besteht in einer Wasserdestillationsanlage
von mäßiger Kapazität, die sich leicht installieren, in Betrieb setzen und in Betrieb
halten läßt.
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Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in einer wirksameren Wasserdestillationsanlage
bei einer gegebenen Eapitalinvestition, Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht
in einem wirksameren Mittel zur Entfernung von Luft, Kohlendioxyd und anderen Gasen
aus dem Kondensationsabschnitt einer Destillationsanlage.
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Ein weiteree Ziel der Erfindung ist eine Destillationsanlage, bei
der ein übliches und somit leicht verfügbares Freonsystem
verwendet
wird, wobei die überschüssige Wärme aus dem Freon system mittels eines Überschusses
des Zufuhrwassers entfernt wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in einer Destillationsanlage,
in der das hohe erzielte Aussto#verhältnis einer Mehrstu fenentspannungsverdamp
fungsanlage mit einem sekundären hohen Wirksamkeilskoeffizienten einer Freonleltungsechleife
verbunden ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein verbessertes Flüssigkeitsreinigungsverfahren
und eine verbesserte Yorrichtung hierfür, deren llauptziele im folgenden aufgefdhrt
sind: 1.) Ein Flüssigkeitsdestillationsverfahren und eine Flüssig keitsdestillationsanlaga,
in der mehrfache und miteinander verbundene Fldssigkeitsheizbedingungen erleichtert
sind, um die Verdampfungsverfahren zu erlauben, so daß sich eine hohe thermische
Wirtschaftlichkeit ergibt ; 2.) eine mehrfach wirksame, mehrstufige Verdamp fungsanlage
mit einer Anordnung von Stufen in Jeder Wirkungsstufe, wobei die thermische Wirksamkeit
der Verdampfungsanlage erheblich verbessert ist durch eine extensive Wärmeg@-rückgewinnung
aue der zwischen der Wirksamkeitsstufe zurückgeführten Abflu#flüssigkeit und
3.)
eine den Steinansatz hemmende mehrfache Wirkung des Verfahrens und der Vorrichtung
zur Verbesserung des Betrieb bes einer Salzwasserdestillationseinrichtung, bei der
eine relativ niedrige Konzentration an Verunreinigungen in dem daraus ablaufenden
Salzwasser bei hohen Temperaturen aufrecht erhalten wird und wobei eine relativ
höhere Konzentration an Verunreinigungen in dem daraus ablaufenden Salzwasser bei
niedrigeren Temperaturen vorhanden ist.
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Viele weitere Zielßtellunven, Vorteile und Merkmale der Ertbindung
ergeben sich aus den im folgenden beachriebenen Bauausführungsformen der Erfindung,
die zur beispielsweisen Erläuterung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
dargestellt sind, worin die Fig. 1, 2 und 3 schematische Darstellungen von drei
Aus führungsformen dcr Erfindung, wobei einige Bauelemente im Schnitt gezeigt sind,
die Fig,. 4, 5 und schematische Darstellungen von einer mehrstufigen Destillationsanlage,
einer Nehrkörperdestillationsanlage, d.h. einer Mehreffektdestillationsanlage bzw.
einer Nehrstufen-Mehrkörperdestillationsanlage, d.h. einer Mehrstulen-Mehreffektdestillationsanlage,
Fig. 7 sehematisch die e Mehrkörper-Mehrstufenentspannungsverdampfanlage, Fig. 8
eine Schnittendansicht durch einen bevorzugten Entspannungs entlüfter und die rig,
9 und 10 Beispiele unter Bezugnahme auf die Beachreibung der Verdampfungsanlage
nah Fig. 7 darstellen.
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Im einzelnen gibt in den Zeichnungen Fig. 1 eine erste Ausführungsforn
der Erfindung wieder. Acht Verdampfungs-und Kondensationsstufen 11 bis 18 können
miteinander zu einer Gesamteinheit verbunden sein. Das Kühl- und Zufuhnvasser tritt
durch Rohr 19 und Ventil 20 ein und strdmt in den offenen Obertank 21. Der of fene
Tank 21 kann Raschigringe zur Verhütung einer übermäßigen Schäumung enthalten. Die
Pumpe 22 entnimmt das Wasser über Rohr 23 aus Tank 21 und gibt es durch Rohr 24
zur Strömung durch die Kondensationsschlangen 25 bis 27 in den Stufen 18, 17 und
16. Aus der Stufe 16 führt die Rohrleitung 28 zu der Freon-Verdampfanlage 29.
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In der Freon-Verdampfanlage 29 wird das hindurchgehende Wasser gekühlt,
welches dann durch Leitung 30 durch die Freigeb anlage 31 strömt.
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In der Freigebanlage 31 werden Kohlendioxyd, Luft und irgendwelche
anderen Gase, die aus dem Kondensationsabschnitt der Stufe 18 herstammend vorhanden
sind, durch Leitung 92 angezogen. Die Freigebanlage 31 führt das Gemisch aus Wasser
und eingsschlossenen Gasen durch Rohr 33 zurück zum Tank 21. Uberschüssige Flüssigkeit
fließt vom Tank 21 durch das Überströmrohr 34 ab.
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Weiterhin zieht nach Fig. 1 ein Verteilventil 35 im Rohr 36 eine konstante
Wassermenge unabhängig von dem Druck durch Leitung 36 ab und führt es in den Verdampfabschnitt
von Stufe 18 ein. tSit der Pumpe 37 wird nicht verdampfte Flüssigkeit aus der Stufe
18 und ebenso die durch Leitung 36 eingefuhrte Flüs-
SiN'1trCit
über Leitung 38 abgezogen. Diese Flüssigkeit wird durch die Pumpe 37 über Leitung
39 in den geschlossenen Vorratstank 40 abgegeben. Aus dem geschlossenen Vorratstank
40 wird Wasser mittels Vakuum durch Rohr 41 abgezogen und durch die Kondensationsschlangen
42 bis 46 in den Stufen 15, 14, 13, 12 und 11 geführt. Aus Stufe 11 fahrt Leitung
47 Flüssigkeit zu der Freon-Kond ensationsanlage 48, in der es erhitzt wird und
von dort durch Leitung 49 und das Temperaturregelventil 50 in den Verdampfungsabschnitt
der Stufe 11 geführt wird. Das Wasser geht von den Stufen 11 bis 18 unter aufeinanderfolgendem
Entspannen zu Dampf bei einer niedrigeren Temperatur in Jeder Stufe. Der Dampf geht
durch die Drahtmaschentropfentrenneinrichtungen 51 und - wird an den Kondensationssohlangen
42 bis 46 und 25 bis 27 kondensiert. Das von diesen Kondensationsschlangen abtropfende
Kondensat fließt, wie in Fig. 1 gezeigt, nach rechts und wird durch Leitung 52 mittels
der Des tillatpumpe 53 abgeleitet und zur Lagerung durch Leitung 54 geführt.
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Die Leitung vom Tank 40 besteht aus einem Rohr 55, das ein Rückströmventil
56 enthält, durch das Flüssigkeit aus dem Tank 40 abgezogen wird. Die Leitung 57
enthält ein Ventil ti und führt vom Boden des Tanks 40. In Zwischenräumen bis zu
einer Yloohe oder darüber kann das Ventil 58 geöffnet werden, um irgendwelche Niederschläge
oder Sedimente aus dem Tank 40 zu entfernen. Durch das Rohr 55 wird ein konstantes
FlU8eigkeitsniveau innerhalb des Tankcs 40 aufrechterhalten. Tank 40 ist gesohloseen
und dient als Sicherheitstank, um ein Wandern od.r Aussichkern der automatischen
Regelungen zu verhüten, was nooh beschrieben werden wird.
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Die Freinschleifeneinrichtung ist üblich. Ein Kompressor 60 pumpt
Freon durch Leitung 61 zu dem Freonkondensator 48.
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Von dem Freonkondensator 48 führt die Leitung 62 durch das Expansionsventil
63 zum Rohr 64, das zur Freonverdampfanlage 29 führt. Das Expansionsventil 63 tann
mittels einer geeigneten Regeleinrichtung 65 im Rohr 66 reguliert werden, das Freon
von der Freonverdamprsnlage 29 zum Kompressor 60 führt.
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Eine Saugpreßregeleinrichtung 68 im Rohr 64 reguliert die Menge an
Kühl- und Beschickungswasser, das durch Ventil 20 und Rohr 19 in den Tank 21 eingeführt
wird.
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Diese erste Ausführungsform der Erfindung dann in folgender Weise
arbeiten. nasser tritt in das Rohr 19 bei Rsuntemperatur von etwa 240C (750P) ein.
Dieses wasser vermischt sich mit wärmerem Wasser von etra 320C (9o0F), das durch
Rohr 33 in den Tank 21 freigegeben wird, so daß das Wasser mittels Pumpe 22 aus
Tank 21 bei einer Temperatur von etwa 290C (85°F) abgezogen wird. In den Schlangen
25, 26 und 27 wird die Temperature des durch dieselben gehenden Wassers auf 32,
35 und dann 38°C (90, 95 und 100°F) gesteigert. Wasser von 3800 geht durch Rohr
28 und die Freonverdampfanlage 29, und wird durch die Preigebanlage 31 in den Tank
21 zurückgeführt.
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Da mehr Kühlwasser in den Tank 21 durch die Leitungen 19 und 33 eingeführt
wird, als durch Leitung 23 abgesogen wird, wird etwas Kühlwasser als abfall durch
Rohr 34 abgelassen. Die mit dem Wasser durch Leitung 34 abgeführt Wäzine dient mir
Entnahme
der in die Freonschleifenanlage durch den Kompressor 60
eingeführten verlorenen wärme. Somit regel/t die Saugdruckregelanlage 68 das Ventil
20, um einen Zutritt von Kühlwasser im erforderlichen Ma# zu erreichen.
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Das Verteilventil 35 führt Kühl- oder Zufuhrwasser in die Stufe 18
ein, aus der eo unmittelbar durch die Pumpe 37 zusammen mit undestillierter Salzlösung
abgezogen und in den Tank 40 geleitet wird. Die aus der Stufe 18 abgezogene Flüssigkeit
liegt bei einer Temperatur von etwa 320C (100°F).
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Dieses Wasser von 32°C (100°F) wird mittels Vakuum durch die Schlangen
42 bis 46 Abgezogen und verlä#t diese bei Temperaturen von 40, 43, 46, 49, 52 bzw.
54°C (105, 110, 115, 120, 125 bzw. 130°F), In dem Freonkondensator wird dans Wasser
auf eine Temperatur von 600C (1400F) erhitzt und durch ein Temperaturregelventil
50 in die Stufe 11 eingeführt. Wenn das System in Betrieb ist, stellt des Temperaturregelventil
50 sicher, daß das in die Stufe 11 durch Leitung 49 strdmende Wasser bei einer Temperature
von mindestens 60°C (140°F) ist. Dieses Wasser entspannt sich teilweise zu Dampf
und geht zur Stufe 12 mit einer Temperatur von 570C (135°F).
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In den Stufen 12 bis 18 verdampft aufeinanderfolgend unter Entspannen
das Wasser teilweise zu Dampf und geht jeweils zu der nächsten Stufe mit Temperaturen
von 54, 52, 49, 46, 43 und 380C (130, 125, 120, 115, 110 und 100°F). Die vorstehend
aufgeführten Temperaturen sind lediglich illustrativ und sind nicht als Begrenzung
der Erfindung in irgendeiner Reise aufzufassen.
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Die ernte Ausführungsform der Erfindung bringt viele Vorteile mit
sich. Zunächst viird das gesamte aus der Leitung 32 abgezogene Kohlendioxyd mit
dem hereinkommenden Rohwasser vermischt und kann das Destillat nicht verunreinigen.
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Die Hauptmengo dieses Kohlendioxyds entweicht in die Luft, da die
Raschigringe im Tank 21 den Schaum aufbrechen und sicherstellen, daß nur Flüssigkeit
zur Pumpe 22 abgezogen wird. Das in der Lösung befindliche Kohlendioxyd geht mit
dem Ablauf durch Rohr 34 ab.
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Die Freigebpumpe 22 preßt das Einlaßwasser aus dem Tank 21 durch die
Kondensationsschlangen von m ehr als einer Stufe, um einen Wärmeausgleich zwischen
einer Mehrzahl von Stufen zu erreichen.
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Die Fig. 4 stellt ein einfaches Diagramm einer lehrstufenverdampfungsanlage
dar. Zwei Stufensätze 70 und 71 sind ähnlich den in Fig. 1 gezeigten. Kühlwasser
von Raumtemperatur von etwa 290C (85OF) tritt in die Kondensationsschlangen 72 des
ersten Stufensatzes 70 ein. Die Salzlösung wird mittels Pumpe 73 durch die Kondensationsschlangen
74 des zweiten Stufensatzes 71 gepumpt. Während des Durchganges durch die Kondcnsationsschlangen
74 wird die Salzld.oung erhitzt. Nach dem Verlassen der Kondensationsschlangen 74
wird die erhitzte Salzlösung weiter in einem geeigneten Warmeaustauscher 75 oder
einer anderen Vorrichtung erhitzt und dann zurüok durch den zweiten Stufensatz 71
zum Entspannen
zu Dampf geführt. Die Salzlösung geht von den Stufen
71 zu den Stufen 70 unter fortgesetztem Entspannen zu Dampf. Dann kann die Salzlösung
durch die Pumpe 73 zurückgeführt werden. Diese Art einer mehrstufigen Entspannungsverdampfungsanlage
erwies sich als etwa die günstigste und wirtschaftlichste Anordnung, die zur Verwendung
mit angesäuertem Meerwasser möglich ist.
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Die Fig. 5 stellt ein Diagramm einer in Hehrfachwirkung angeordneten
Verdampfungsanlage unter Entspannung dar. Jeder Mchrfachverdampfer besteht aus einer
Gruppe von Stufen 76 bis 80. Mit Vorwärtszufuhr kann das bei der Stufe 80 angebrachte
Hochtemperaturende bei niedrigeren Dichten betrieben werden als die einfache Tehrkörperanordnung,
die in Fig.
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4 gezeigt ist. Dies erlaubt eine höhere Temperatur ohne Steinablagerung.
Weiterhin kann die Gesamtmenge an mittels einer in Fig. 5 gezeigten Mehrkörperanordnung
behandeltem S eewasser so wenig wie die Hälfte betragen, die für eine gegebene Erbeugung
an Destillat bei einer Anordnung mehrfacher Stufen erforderlich ist, da eine Vorwärtsführung,
die Salzlösung von den Stufen 80 zu den Stufen 76 führt, Konzehtrationen bis hinauf
zum Dreifachen am kalten Ende erlaubt, das durch die Stufen 76 dargestellt ist.
Wie gezeigt, führen die Pumpen 81 Salzlösung von jedem nachfolgenden Stufensatz
durch die Kondens ations schlangen 82 einer früheren Stufe. Eine Wärmequelle 83
ist nach der letzten Stufengruppe 80 erforderlich. illit der in Fig. 5 gezeigten
Anordnung beträgt der gesamte Gewinn des Durchsatzes etwa 40 % gegenüber demjenigen,
wie er
in Fig. 4 gezeigt ist, und bei denselben Wärmeübertragungsoberflächen.
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Fig. 6 zeigt einen völlig anderen neuen Kreislauf: Er besteht aus
einer Anzahl rezirkulierender Entspannungsstufen 86 bis 90, von denen jede ein einzelnes
zugewonnenes Ausstoßverhältnis größer als 1 hat, wobei die Gruppen der Stufen 86
bis 90 in Mehrkörperbeziehung verbunden sind, wodurch die Anzahl von Pumpen und
die Anzahl der erforderlichen Körper vermindert wird. Die Pumpen 91 von jedem der
Niedertemperatur- und Mitteltemperaturkörper führen Salzlauge, die sich von dem
Niedertemperaturende jedes Körpers ergibt, durch einige der Destillierschlangen
92 in dieeem Körper, und sie führen dann die Salzlösung durch die letzten Destillierschlange
93 in einen nachfolgenden Körper. Für den letzten Körper 90 ist eine äußere Heizquelle
94 erforderlich.
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Diese Anordnung mit Wärmegewinnungsabschnitten in jeden der Körper
und mit einer in dem Schwanzende des Hochtenperaturkörpers eingebauten Heizquelle
erlaubt größere Gesamtdurchsatzverhältnisse als in jeder der vorhergehend aufgeführten
Anordnungen. Hierdurch wird weiterhin die Anzahl von Pumpen und die für eine gegebene
Kapazität erforderliche Anzahl von Körpern vermindert. Weiterhin wird dadurch ermöglicht,
daß mehr Stufen eingebaut werden, da diese Anordnung vorteilhaft Gebrauch macht
von den bei höheren Temperaturen verfügbaren hohen -p-Werten durch aufeinanderfolgende
Steigerung des zirkulationsverhältnisses bei höheren Temperaturen
und
durch Senkung der-t-Werte zwischen den Stufen. Die zwischen den Stufen liegenden
Mundstücke (nicht gezeigt) können tatsächlich dieselben bei sämtlichen Körpern sein,
wodurch es ermöglicht wird, daß die #-p-Werte zwischen beliebigen zwei Stufen praktisch
gleich sind. Die Zirkulationsverhältnisse können aufeinanderfolgend gesteigert werden,
wodurch es möglich wird, die niedrigeren Temperaturgradienten mit denselben L-p-Werten
zwischen den höheren Stufen zu erreichen.
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Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung erlaubt einen Gesamtgewinn von etwa
75 % für dieselben Wärmeübertragungsoberflächen im Vergleich zu der einfachen Mehrstufenanordnung
nach Fig. 4.
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Die spezielle in Fig. 1 gezeigte Anlage verleitet von selbst zu einer
Anzahl derartiger Einheiten, die in einer Mehrstufen-Mehrkörper-Anordnung entsprechend
Fig. 6 angeordnet sind.
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Eine in Fig. 7 gezeigte e Meerwasserentspannun sverdampfungsanlage
besteht hauptsächlich aus drei oder mehr oder weniger Mehrstufenkörpern F1, F2 bzw.
F3. Diese Körper sind miteinander vrrbunden, und mit ihnen ist eine ITauptheizquelle
721 und ein Entlüftungs entspannunpslcörp er F4 mittels einer Mehrzahl von Leitungen,
die Verbindungen aufnehmen, durch die verschiedenen in den System verarbeiteten
flüssigen Stoffe strömen, verbunden. Die jeden Körper darstellenden 1'ehrfachstufen
sind in Reihe in bekannter Weise verbunden, um die Strömung der Zufuhrsalzlösung
von von einer Quelle, beispielsweise
dem Meer, durch die einzelnen
Zufuhrwass erwärmeaustauscher, die in den oberen Abschnitten Jeder Stufe vorgesehen
sind, zu erleichtern, so daß sie sich im Gegenstrom zur Strömung der den Haupterhitzer
verlassenden erhitzten Abflußsalzlösung bewegen und aufeinanderfolgend durch die
einzelnen Entspannungskammern der Stufen gehen. Im wesent-Eichen besteht die zur
Anwendung kommende Verfahrensweise aus einer Entspannungsverdampfung und einer Kondensation,
wobei die erhitzte Salzlösung von der ersten Stufe des Körpers Fl, wo die wirksame
Temperatur und der Druck des Sys temes am höchsten sind, zu der letzten Stufe des
Körpers F3, @@@@@@@ wo die wirksame Systemtemperatur und der wirksame Druck am niedrigsten
sind, fließt. Die gebildeten Kondensate, die das Produkt Wasser darstellen, werden
durch Verbindungslei tungen entnommen, die mit einer Sammelanlage für das Produkt
Wasser verbunden sind, die in geeigneter Weise unter den Kondensationsvorrichtungen
in den Stufen angeordnet ist.
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Die Mehrfachstufen jeder Gruppe sind in zwei unterschiedliche Arbeitsabschnitte
gruppiert. Wie in Fig. 7 dargestellt, besteht der Körper Pl aus einem Anfangsabschnitt
722 mit vielen Stufen und einem weiteren Abschnitt 723 mit einer weit geringeren
Anzahl von Stufen. Die Mehrzahl der Stufen in den Körpern F2 und F3 sind in ähnlicher
Weise in Zweifachabschnitte 724, 725 bzx7 726, 727 gegliedert.
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Die in jedem der Abschnitte, wie aus der Zeichnung ersichtlich, angegebene
Stufenzahl ist lediglich zum Zwecke des Beispiels, wobei selbstverständlich ist,
daß die tatsächliche Zahl der anzuwendenden Stufen in jedem Teil der Körper Fl,
F2 oder P3 durch die in dem speziellen Körper verfügbaren Druckgradienten bestimmbar
ist, wenn auf die Dampf tabellen in einem vorbestimmten Arbeitstemperaturbereich
des Körpers Bezug genommen ist, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind, Ein Minimum von
0,6 cm Quecksilber (0,25" Hg) und ein Maximum von 2,5 cm Quecksilber (1" Hg) ist
günstig, wie nachfolgend erläutert wird, und die in der Fig. durch Ziokzack-Linien
innerhalb der Begrenzungen der verschiedenen Abschnitte dargestellten Teile sind
Bündel von Rohren, welche getrennte Wärmeaustauscher oder Kondensatorstrukturen
für die einzelnen Abschnitte darstellen. Wie in dieser Schauskizze erläutert, sind
diese Strukturen in geeigneter Weise angeordnet, um Gruppen von Entspannimkammern,
die e von den Mehrfachstufen der einzelnen körper gebildet werden, zu über spannen.
Eine Anzahl derartiger Wärmeaustauscher 730 bis 735, die im einzelnen in dem oberen
Teil der jeweiligen Abschnitte gezeigt sind, sind in Reihe mittels einer Mehrzahl
von Verbindungen 791 bis 799 und 710 bis 720 verbunden, in denen Salzwasser, das
von einer Zufuhrleitung 791 geliefert wird, zu diesen Wärmeaustauschern zugeführt
wird, so daß es durch @-diese hindurchgeht und eventuell in den Haup terhitzer 721.
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Die Verbindungsleitungen tragen tatsächlich die Zuführung zu der Anlage
in der reise eines bekannten Förderzuführsystets. Nur ein geringer Teil des Salzwassers,
üblicherweise das 1 1/2-fache des erhaltenen Produktes, das in deF Leitung 791 ankommt,
wird in der Verbindungsleitung 793 geführt, da ein größerer Teil dieses Salzwassers
nur als Kühlmittel für den Wärmeaustauscher 736 dient, und es wird aus den System
in der Verbindungsleitung 714 freigegeben. Die Körperabschnitt/e 723, 724, 725,
726 und 727 sind ebenfalls mit sekundären Kondensatorstrukturen 750 bis 754 versehen,
die zu einem nachfolgend näher erläuterten Zweck dienen. Etwa unterhalb der verschiedenen
Wärmeaustauscher und Kondensatoren in den eineelnen Abschnitten sind gloclkenähhliche
Gebilde 755 bis 758 aufgestellt, in denen die bei der Entspannungsverdampfung erhaltenen
Kondensate gesammelt werden. Eine weitere Mehrzahl von Verbindungsleitungen 761
bis 763 ist angeordnet, um die Glocken 755 bis 758 in Reihe zu verbinden, wobei
das kondensat in jedem Abschnitt zu den Kondensaten der vor-Hhergehenden Abschnitte
zugefügt wird, und führt durch die Körper, und aus dem System in einer endständigen
Leitung 764 heraus.
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Jeder Körper ist auch mit zusätzlichen Leitungen versehen, in denen
erhitzte Salzlösung aus einem Salzlösungserhitzer zu den Entspannungskammern der
Körpers tufen strömt, und gekühlte Salzlösung aus der Niedrigtemperaturstufe des
Körpers wird aufgeteilt, um durch verschiedene Wärmequellen
zu
gehen, bevor die Salzlösung wiederum in den Körper für weitere Entspannungsverdampfung
eingeführt wird. Infolgedessen läßt sich die Zufuhr an erhitzt er Salzlösung zu
dem ersten Körper Fl auf eine Leitung 743 zurückführen, iff der Salzlösung vom Erhitzer
721 zu dem Abschnitt 722 des Körpers geliefert wird. Die Wärmequelle für diese Salzlösung
besteht aus Dampf, der innerhalb Röhren im Erhitzer 721 mittels Verbindungen 741
und 742 im Kreis geführt wird. In anderen Leitungen 744 und 746 fließt die Hauptströmung
der Salzlösung vom Abschnitt 729 durch eine Pumpe 745 und mischt sich mit der Zufuhrsalzlösung,
die in Leitung 747 ankommt, bevor sie in das Rohrbündel, welches den Wärmeaustauscher
735 des Abschnitts 722 darstellt, strömt, woraus das Gemisch durch Leitung 720 zum
Eintritt in den Haupterhitzer 721 des Systerns geführt wird. Der Überschuß an Salzlösung
aus dem Endteil von niedriger Temperatur und niedrigem Druck des Körpers F1 wird
gleichfalls in die Leitung 748 gespült, in der die e Salzlösung zu einer Entspannungsv
erdampfungss tufe bei niedrigem Druck im Absenitt 724 der zweiten Stufe F2 geführt
wird. Weitere Leitungen 771 und 773 sind im Körper F2 angeordnet und führen die
Hauptströung der Salzlösung vom Abschnitt 725 durch Pumpe 772 zu den Entspannungsverdamp
fungsstufen des Abschnittes 724 und in den Kondensator 753 im Abschnitt 724. Die
durch den Kondensator 753 geflossene Salzlösung flieht daraus in eine Verbindungsleitung
774, in der diese Salzlösung zum Kondensator 754 im Abschnitt 723 des ersten Körpere
zugeführt wird. Somit verläßt gekühlte Salzlösung
den Endteil
von niedriger Temperatur und niedrigem Druck des zweiten Körpers und wird in den
Kondensatoren 753 und 754 erhitzt, bevor sie in die Verbindungleitung 775 geht und
in die Entspannungsverdampfungsstufen des zweiten Körpers wieder eingeführt wird.
Der berschuß an Salzlösung aus den Endteil von niedriger Temperatur und niedrigem
Druck des Körpers F2 wird gleichfalls in die Leitung 776 übertragen, in der die
jetzt stärker konzentrierte Salzlösung des zweiten Körpers zu einer Stufe von niedrigerem
Druck im Abschnitt 726 des dritten Körpers F3 transportiert wird.
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In einer ähnlichen Anordnung wird die in den Abschnitten 726 und 727
des dritten Körpers F3 verarbeitete Salzlösung durch zwei Kondensatoren-Bauteile
zurückgeführt, wobei sie eine merkliche Wärmemenge absorbiert, bevor sie erneut
in dem dritten Körper verarbeitet wird Die zuerst in den Stufen von Abschnitt 726
des dritten Körpers erhaltene Salzlösung wird von der Überspülvorrichtung durch
Verbindung 776 zugeführt. Die Salzlösung wird innerhalb der Entspannungsverdampfungsstufen
des Abschnittes 727 zu einer Pumpe 780 über die Leitungen 779 und 781 geführt'und
von dort wird sie zu dem Kondensator 751 in den Abschnitt 726 geleitet. Nach der
Wärmeaufnahme im Kondensator 751 strömt die Salzlösung durch Verbindung 782 in den
Kondensator 752 im Abschnitt 725 dcs zweiten Körpers, worin die Salzlösung zusätzliche
Wärme aufnimmt, bevor sie in Verbindung 783 zur Wiedereinführung in den Abschnitt
726 des dritten Körpers geht. Da die Pumpe 780 ebenso wie die Pumpen 772 und 745
jeweils getrennt zum
Betrieb im Hinblick auf einen unterschiedlichen
Einzeleffet angeordnet ist, sind Einstellungen daran zur fortschreit enden Steigerung
der Zirkulationsgeschwindigkeit in einem Körper einfach in üblicher Weise auszuSühren,
um für diesen Körper die maximale Stufenanzahl zu erreichen, die auf Grund des für
jeden Körper gewünschten Druckbereiches und Konzentrationsgrades möglich ist.
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Die aus dem dritten Körper mittels Verbindung 784 übergespülte verbliebene
Salzlösung wird zu einem Ablauf über Pumpe 785 durch Leitung 786 geführt. Die in
dieser Salzlösung vorhandenen hohen Konzentrationen machen sie besonders zur Mineraliengewinnung
geeignet. Es wurde gefunden, daß Meerwasser bis zu jeder gewünschten Konzentration
konzentriert werden kann, sofern nicht Konzentrationen an Meerwasser zwischen dem
3- und 5-fachen bearbeitet werden. Es wurde auch gefunden, daß bei einem Betrieb
unterhalb etwa 660C (1500F) und bei einer größeren Konzentration als dem 5-fachen
des normalen Meerwassers das erste aus der Lösung ausfallende Salz eine Form von
Calciumsulfat ist, welches als milchartige Suspension innerhalb der Flüssigkeit
auftritt und nicht an den Wärmeübertragungsoberflächen anhaftet. Unter derartigen
Betriebsbedingungen und mit einer, wie nachstehend ausgeführt, behandelten Zufuhr
bildet sich auf den Wärmeübertragungsoberflächen keine Steinbildung aus.
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Die hauptsächliche Zufuhrbehandlung besteht in der üblichen pH-Regelung,
die die Zugabe von Säure und die Entfernung von Kohlendioxyd erforderlich macht,
um den pH-Wert bei den erfindungsgemä#en Destillationsverfahren relativ konstant
zu halten. Die Zufuhr wird im Suremischer 792 angesäuert, und in der Verbindungsleitung
798 ist mittels eines Niveaureglers 794 eine Sprühdüse in einem atmosphärischen
Sprühturm 795 zugänglich, um das C02 aus der Reaktion mit der Säure auf etwa 20
ppm von dessen anfänglichem Gehalt von etwa 80 ppm abzusenken. Aus dem Turm 795
wird die Beschickung mittels Vakuum in der Leitung 796 zu dem Hilfskondensator 750
transportiert und über Leitung 797 zum Erhitzer 731 und von dort über Leitung 798
unter Regelung durch eine Strömungsregelungsanlage mit einer Geschwindigkeit von
etwa dem l/2-fachen der Produktgeschwindigkeit zu einer Sprühdüse im Entspannungsbelüfter
24, wo das restliche C02 und 02 und andere nicht-kondensierbare Stoffe unter Vakuum
durch die Entspannungsdämpfe entfernt werden die durch Kreislaufführung eines größeren
Teils der Beschickung durch Leitung 710 über Pumpe 711 und Leitung 712 durch Kondensator
750 und von dort zur Leitung 713 erzeugt wurden, wo die entspannten Dämpfe die durch
Entspannung erhaltenen Sprühtröpfchen aus aschen und in wirksamer Weise dienicht-kondensierbaren
Gase entfernen. Ein kleiner Teil der Beschickung wird entspannt und bildet ein Destillat
von den Kondensatoren 730 und 736. Der Hauptteil des entgasten und HCO3-freien Meerwassers
wird in die Leitung 715 übergespült, aus der die Pumpe 716 das Meerwasser in das
gebräuchliche
Vorwärtszuführsystem durch die Austauscher 732,
733 und 734 pumpt.
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Gewöhnlich macht der Betrieb jedes Wärmekörpers erforderlich, daß
ein vorbestimmter Bereich spezifizierter Temperaturen entlang des körpers aufrechterhalten
wird, so daß während des fortgesetzten Betriebes die in diesen eingebrachte Wärme
durch eine gleiche Wärmeübertragung oder einen gleichen Wärmeverlust aus dem gleichen
Körper ausgeglichen werden muß, Außer den üblichen Betriebsverlusten in den Körpern,
die im allgemeinen unter 10 % liegen, wird die der Salzlösung, die in die Verdamp
funlf akammern von deren Stufen fließt, zugeführte Wärme entweder durch die Flüssigkeit,
die durch die Rohrbündel der Wärmeaustauscher und Kondensator-Bauteile geht, die
die Stufen überspannen, gewonnen, oder sie wird aus den Körpern in der aus denjenigen
Stufen, die an deren Endteilen von niedriger Temperatur und niedrigem Druck arbeiten,
abgeführt en Salzlösung ausgetragen. Demzufolge dürfte eine signifikante Wärmevernichtung
oder -ableitung aus irgendeinem Körper hauptsächlich aus den Stufen an dessen Salzlösungsableitende
erfolgen, während eine praktisch vollständige Gewinnung der Wärme aus den anderen
Stufen des Körpers möglich ist. Durch die Anordnung eines Hilfskondensators über
die Wärmeabgabes tufen, wie es bisher erläutert wurde, wird die normalerweise mit
der abgeleiteten Salzlösung verlustig gehende Wärme zum Erhitzen von Salzlösung
verfügbar gemacht, die der Kondensator aus einem Körper von niedrigerer Temperatur
erheilt.
Die drei Abführabschnitte 723, 725 und 727, die in der Zeiohnung gezeigt sind, sind
mit den Hauptkondensatoren 750, 752 und 754 verbunden, wodurch sie in der Wärmekreislaufanordnung
für die zweiten und dritten Wärmekörper F2 bs F3 wirken. Infolgedessen wird der
Kondensator 754 in dem ersten körper ein Salzlösungserhitzer für die im Kreislauf
geführte Ableitung aus dem Ableitabsohnitt 725 ees zweiten Körpers, welche nach
Durchflie#en der Leitung 773, des Wärmegewinnungskondensators 753 im Wärmegewinnungsabschnitt
724 des zweiten Körpers durch diesen Salzlösungs erhitzer und Leitungen 774 und
775 geht und wiederum in den zweiten körper eintritt und darin verarbeitet wird.
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In ähnlicher Weise wird der Kondensator 752 im zweiten Körper ein
Salzlösungserhitzer für die im Kreislauf geführte Ableitung von dem Ableitabsohnitt
727 des dritten Körpers, welche durch Leitung 781, Wärmegewinnungskond ensator 751
und Leitungen 782 und 783 fließt.
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Der Entspannungsbelüfter P4 ist als verbundener Teil der Dest1llationsanlage
eingebaut, der mit der Ableitwärme von F3 betrieben wird, anstatt daß wertvolle
Wärmeenergie in Form von Frischdampf zum Abstreifen verwendet wird. Übliche Entlüfter
verwenden bis zu 454 kg (1000 lbs) Dampf je Stunde auf S 785 000 Liter (million
gallons) an erzeugtem Wasser, und dies stellt eine nicht-produktive Wärmeenergie
dar, die in die Gesamtwirtschafliclkeitsaufstellung der Fabrik eingeführt werden
muß. Eine wirksame Ausnützwig der großen Menge an Abfaliwärme von niedriger Qualität
kann die mitgerissene
Luft und hinterbliebenen Gase abstreifen,
wenn rohes Meerwasser angesäuert wird, um Steinablagerungen sowohl von Calcumcarbonat
als auch Magnesiumhydroxyd zu vermeiden.
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In Fig. 8 ist ein Entspannungsbelüfter 810, dargestellt, in dem in
zwei Stufen im Gegenstrom abgestreift werden kann, um den 02-Gehalt unterhalb ein
meßbares Niveau von weniger als 1/2 ppb und den C02-Gehalt auf weniger als 3 ppm
zu erniedrigen. In Verbindung mit der Anlage absorbiert die Zufuhr einen Teil der
Wärmeableitung aus P3 im Kondensator 731 und wird in den Entspannungsbelüfter in
Form einer Schicht aus entspannter Flüssigkeit-Dampf-Gemisch bei tiefem Vakuum eingeführt.
Ebenfalls ist mit dieser Einheit ein Kreislaufstrom 811 verbunden, in dem die Hauptmenge
der verbliebenen ASeltwärme aus F3 absorbiert wird, und der in F4 entspannt wird.
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Der Dampf 812 aus diesem Strom kreuzt die dünne Schicht 813 der Zufuhr
zum Abstreifen von C02 und 02 und kreuzt dann die Schicht 814 der ankommenden Zufuhr
zum weiteren Abstreifen von C02 und 02. Die Beschickung tritt in den Entspannungsentlüfter
810 durch Zufuhrspr'.throhre 815 bei einer Temperatur in der Gegend etwa der Sättigungstemperatur
innerhalb der Kammer von 3 bis 40 ein. Nach dieser Entlüftung dient die Beschickung
als Kreislaufstrom zur Aufnahme der Ableitwärne und Entspannungswärme. Dadurch ergibt
sich eine gesteigerte VerweiS zeit, und es wird ermöglicht, daß die Umsetzung H2CO3
+, H20 + CO2 # bis zur Beendigung fortschreitet. Dann wircldie iBeschikkung für
die Anlage über die Pumpe 716 geführt und zur Beschikkung
des
Verdampfers verwendet, wie vorhergehend beschrieben. Der in F4 freigesetzte Dampf
vermehrt die Kapazität der Anlage Die wesentlichen Unterschiede zwischen dieser
Anordnung und den bisher verwendeten Mehrfachentspannungsverdampfanlagen besteht
darin, daß die Kreislaufführungsgeschwindigkeit durch den in der letzten Stufe verfügbaren
Druckunterschied zum übertragen der Flüssigkeit aus der vorhergehenden Stufe bestimmt
wird. Unter der Annahme, daß die letzte Stufe bei einer Temperatur von 38°C (100°F)
arbeitet, ergibt ein Temperaturgradient je Stufe von 20C (four degree) 0,6 om Hg
(0,25" Hg) zur Flüssigkeitsübertragung. Wenn ein Wert von 10 fUr die Kreislaufgeschwindigkeit
einer Einkörpermehrstuofenanlage (Single Effeot Multi-Stage; SEMS) angenommen wird,
die über einen Temperaturbereich von 12100 (2500F) bis herab zu 380C (100°F) arbeitet,
so ist die für die Entspannungsdestillation verfügbare Wärme Q = Zikuliergeschwindiggkeit
x Temperaturabfall oder, in den englischen Einheiten ausgedrückt, 10(250-100)= 1500.
Mit der SEMs-Anlage können die Zirkuliergeschwindigkeiten. fortschreitend im Verhältnis
zur Quadratwurzel des Druckgradienten, der in der letzten Stufe verfügbar ist, gesteigert
werden, somit, in englischen Ausdrücken : F1 = 10 x (150-100) = 500 F2 s 12,6 x
(220-150) = 882 F3 » 20 x (260+)-220) = 800 2182 Siehe die nachfolgenden Ausführungen
hinsichtlich der Steigerung der Spitzentemperatur bei niedrigerer Konzentration.
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Hieraus ergibt sich, daß die fortschreitend gesteigerten.
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Zirkuliergeschwindigkeiten einen thermischen Gewinn von 45 % gegenüber
einer üblichen Anlage erlauben.
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Der thermische Gewinn ist über eine weit größere Anzahl von Stufen
- etwa die zweifache Anzahl - verbreitet und, wie durch die in den Fig. 9 und 10
dargestellten Beispiele erläutert, sind beträchtlich weniger Wärmeübertragungsob
erflächen erforderlich.
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In der Fig. 9 ist zur Übertragung von 4 Btu-Einheiten je 0, 454 kg
Flüssigkeitsströmung der logarithmischea Mitteltemperaturunterschied 2°C (3,640F).
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Bei Fig. 10 betragt Zum Uebertragen von 4 Btu-Wärmeeinheiten je 0,454
kg Flüssigkeitsströmung der logarithmißche wo mittels temperaturunterschied 2,8°C
(5°F) : 5 Gesamtgewinn = = 1,37 3,64 Es ist zu bemerken, daß bei einer ähnlichen
Berechnung bei einet Herabentspannen um 0,600 (1°F) sich ein Gewinn von 50 % einstellt.
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Anders ausgedrückt, ergibt es sich, daß bei etwa den gleichen Wärmeübertragungsoberflächen
sich bei dem System SEMS ein etwa 40%-iger Gewinn im Produktverhältnis gegenüber
dem Wärneeinsatz ergibt.
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Auf Grund der Aufteilung des Gesamtsystems in einzelne Mehrfachk-rper
wird es möglich, eine unterschiedliche Konzentration der Verunreinigungen in der
Kreislauf-führenden Anordnung jedes körpers aufrechtzuerhalten. Eine derartige Beweglichkeit
der Regelung der Konzentration erlaubt wiederum die Anwendung höherer Betriebst
emp eratureil im ersten Körper oder Hochdruckkörper, worin eine niedrige Konzentration
von Verunreinigungen aufrechterhalten wird. Die dadurch ermöglichten höheren Arbeitstemperaturen
lasten die höheren, vorstehend aufgeführten Zugewinnverhältnisse beim Betrieb des
Gesamtsystems entstehen. In diesem Zusammenhang begünstigt die Führung der erhaltenen
Produkte Wasser und Salzlösung, die im Gegenst-rom zu der ankommenden Beschickung
fließen, die brauchbare Rückgewinnung und Verteilung der dem System beim fortschreitenden
Erhitzen des Vorwärtszufuhrsystems zugeführten Wärme.
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Auf Grund der Eignung der Erfindung, getrennt den Konzentrationsfaktor
in jedem Körper zu variieren, ergeben sich einige weitere Vorteile. Wie vorstehend
angegeben, wurde gefunden, da# in dem Niedertemperaturkörper F3 eine Konzentration
oberhalb eines Faktors von 5 erreicht werden kann, wenn ein meil der Salzlösung
in Leitung 776 vorbeigeführt viird, so daß sich der milchige Niederschlag bildet,
was eine Steinbildung auf den Wärmeübertragungs oberflächen verhindert. Die Salzlösung
kann dann als Quelle für eine Aufschlämmung zur Impftechnik
bei
der Steinablagerungsverhütung verwendet werden. Auf Gund der höheren Konzentration
ergibt sich auch eine Gelegenheit für eine wirtschaftlichere bewinnung von Mineralien
als Nebenprodukt beim Destillationsverfahren. tUenn auch Fig, 7 besonders eine Drei-Körper-Anordnung,
die mit einer Entläftungsanlage verbunden ist, betrifft, so ist es doch selbstverständlich,
daß die neue Lehre auch auf Destillationssysteme, die weit mehr Körper enthalten,
anwendbar ist, Die Anzahl der Stufen in jedem Körper und die Verteilun dieser Stufen
in Wärmegewinnungs- und Wärmeableitabschnitte kann ebenfalls im erforderlichen Maß
für irgendeine spezielle Anwendung des Systems variiert werden. Wenn jedoch sämtliche
notwendigen Arbeitsbedingungen für die Temperaturannäherung bei einem Körper getroffen:
sind und in jeder Stufe davon derselbe Anteil an Kondensationsoberflächen verfügbar
ist, lä#t sich ein Ma# für das Wirksamkeitsverhältnis, das erzielbar ist, ableiten,
wenn man die Anzahl der Wärmegewinnungsstufen durch die Anzahl der Wärmeableitstufen
dividiert. Ein Gesamtwirtschaftlichkeitsverhäl this für das System ergibt sich durch
Addition sämtlicher für die Einzelkörper abgeleiteter Werte. So ergibt sich bei
dem in Fig. 1 gewählten Fall für F1 = 5, F2 = 8, F3 = 5, F4 = 1 bei einer Gesamtmenge
von 8,6 kg Destillet (19 lbs.) bei 1000 Btu-Wärmeeinheiten an zugeführter Wärmeenergie.
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Gemäß Fig. 2 weist eine zweite Ausführungs form der Erfindung eine
Anzahl von Stufen 100 bis 103 auf, Bin Freon-Kompressor
104 pumpt
Freon durch Rohr 105 zu dem Freon-Kondensator 1D6.
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Aus den Freon-Kondensator 106 führt das Rohr 107 das Freon durch das
Expansionsvetil 108 und Rohr 109 zu den Preon-Verdampfer 110 zurück.
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Zufuhrwasser geht in den offenen Tank 112 durch Rohr 111.
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Das Wasserniveau im Tank 112 wird durch das Schwimmerventil 113 geregelt.
Salzlösung oder eine andere zu destillierende Flüssigkeit wird im Vakuum aus Tank
112 durch Rohr 114 durch die Kondensationsschlangen 115 bis 118 abgezogen. Von der
Kondensationsschlange 118 geht die Salzlösung durch das Rohr 119 zur Wärmeaufnahme
innerhalb des Freon-Kondensators 106.
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Salzlösung fließt von dem Freon-tondensator 106 durch das Temperaturregelventil
120, welches sicherstellt, daß die Temperatur des in Stufe 100 eintretenden Wassers
mindestens 600C (140°F) beträgt. Innerhalb der Stufen 100 bis 103 entspannt sich
die Salzlösung zu Dampf und wird aus der Stufe 103 durch Leitung 121 mittels der
Förderpumpe 122 abgezogen.
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Die Förderpumpe 122 führt die Salzlösung durch den Freon-Verdämpfer
110 und durch Rohr 123 zu der Entweichanlage 124. Von der Entweichanlage 124 führt
Leitung 125 durch Ventil 126 zu Tank 112. Die Entweichanlage entnimmt Kohlendioxyd
und andere Gase über Rohr 127 und fördert dieselben in den Tank 112.
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Dampf geht durch die Drahtmaschentropftrennanlagen 130 Kondensation
entlang den Schlangen 115 bis 118. Das Destillat aus der Stufe 103 wird durch die
Destillatpumpe 131 durch
Rohr 132 abgezogen und zur Lagerung durch
Rohr 133 gefördert.
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Eine Saugdruckregelung 134 regelt das Ventil 135 in Rohr 136.
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Der regler 134 öffnet das Ventil 135 zum Entfernen der Sal2-lösung,
wenn zusätzliches Zufuhrwasser in das System eingeführt werden mue, um Wärme aus
der Freon-Schleife aufzunehmen, das dann eventuell durch das Abfallrohr 137 abgeführt
wird.
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Die zweite Ausführungsform der Erfindungist besonders wirksam, wenn
sie zur Destillation von Wasser aus einem tiefen Bohrloch unter Druck verwendet
wird. Während des Kreislaufes des Zuführwassers werden die in Lösung befindlichen
freien Gase, wie Kohlendioxyd, in die Atmosphäre im Tank 112 in Freiheit gesetzt.
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Auf die<>e Weise kann das Kohlendioxyd aus dem Zufuhrwasser
unmittelbar nach dem Eintritt in das System entweichen, so daß das ZuSuhrwasser
mit einem niedrigen Kohlendioxydgehalt destilliert wird. Dieses mechanische Merkmal
der zweiten Ausführungsform der Erfindung betrifft auch das chemische Problem der
Steinablagerungsbildung insofern, als sich aus dem vorhandenen HCO3 mit Wärme CO2
plus OH- ergibt. Freies Kohlendioxyd plus Wasser ergibt das lösliche H2C03, wodurch
daß Steinablagerungsproblem umgangen wird.
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Gemäß Fig. 3 kann die dirtte Aus führungs form der Erfindung eine
Destillationseinheit mit Stufen 100 bis 103 aufweisen, die prak-@tisch identisch
mit den in Fig. 2 gezeigten sind. Die Stufen 100 bis 103 enthalten die Kondensationsschlangen
115 bis 118.
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Die Wass erbeschickung tritt in den Tank 150 durch Rohr 151 mit etwa
der zweifachen Menge, wie sie für die Verdampfung erforderlich ist, ein. Überschüssiges
WaSSer fließt aus dem Tank 150 durch das tiberlaufrohr 152. Aus dem Tank 150° wird
das wasser mittels Vakuum durch Rohr 153 gezogen, welches durch die Freon-Verdampfanlage
154 führt. Von der Verdampfanlage 154 führt das Rohr 155 das Wasser durch die Kondensationsschlangen
115 bis 118. Durch Rohr 156 geht das Wasser von den Kondensationsschlangen zum Eintritt
in den Freon Kondensator 158. Ein Temperaturregelventil 159 in Leitung 160 erlaubt
es, daß die Flüssigkeit in die Stufe 100 geht und aufeinanderfolgend zu Dampf entspannt
wird, wenn sie durch die nachfolgenden Stufen geht. Die zu destillierende Salzlösung
oder -flüssigkeit wird dann aus der Stufe 103 mittels Pumpe 161 durch Rohr 162 abgezogen.
Pumpe 161 führt die Salzlösung durch Förderung durch Rohr 163 in den Tank 150 zurück.
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Die Freon-Schleifenanlage ist praktisch ähnlich zu denjenigen, wie
sie bereits beschrieben wurden. Der Kompressor 164 pumpt Freon durch Rohr 165 zu
dem Freon-Zondensator 158. Vom Freon-Kondensator 158 fördert die Leitung 166 das
Freon zu dem Expansionsventil 167, von dem Freon durch die Destillatabschreckanlage
168 geht. Von der Destillatabschreckanlage 168 führt Rohr 169 bn Freon zu der Freon-Verdampfanlage
154.
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Von der Verdampfanlage 154 führt das Rohr 170 das Freon zu rück zum
Kompressor 164.
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Aus einem offenen Destillat-Tank 171 wird Destillat durch Rohr 172
mittels der Destillatpumpe 173 abgezogen. Pumpe 173 fördert das Destillat durch
Rohr 174 zum Durchgang durch die Destillatabschreokanlage 168 und zur Versorgung
der Leitung 175, die zu der Entweichanlage 176 führt. Die Entweichanlage 176 fördert
Kondensat, Kohlendioxyd oder andere Gase aus der Stufe 103 durch das Rohr 177. Aus
der Entweichanlage 176 strömen Destillat und mitgerissene Gase durch Rohr 178 zum
offenen Destillat-Tank 171. Ein Flüssigkeits niveauregler 179 bedient Ventil 180
im Rohr 181, so daß das aus der Verdampfanlage gemä# der Erfindung gezogene Destillat
von der Destillat entweichanlagens chl eife zur Lagerung durch Rohr 181 geführt
werden kann.
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Der Destillat-Tank 171 wirkt als Luft-Wasser-Trennanlage und wird
zuerst mit einer geringen Menge frischen Wassers gefüllt, um die Destillatpumpe
zu befluten. Die Destillatpumpe 173 hat eine Kapazität, um eine beträchtlich größere
Menge an frischem Wasser zu pumpen, als durch die Destillationsapparatur hergestellt
werden kann. Die Bewegungskraft dieses gekühlten Wassers, vielohes durch den Destillatkühler
168 geführt wurde, evakuiert sowohl Luft als auch Destillat aus den Stufen zu der
Luft-Wass er-Trennanlage oder zum Tank 171. Durch Versuch ergab sich, daß sogar
Wasser, die Schwefelwasserstoff enthalten, in wirksamer Weise von diesem schädlichen
Gasgehalt befreit werden, wenn sie durch dieses System geführt werden
Die
Verwendung eines mit Freon oder Meerwasser gekühlten Destillatkühlers 168 ist 5
ehr wichtig für den Betrieb dieser Ausführungs form der Erfindung, da die Bewegungswärme
der Destillatpumpe kontinuierlich aus dem System entfernt werden muß, so daß die
Temperatur des bewegten oder des Destillatwassers stets unterhalb der Saugtemperatur
der Destillieranlage ist und die nicht kondensierbaren Stoffe daraus entfernt werden.
Je kälter das bewegte Wasser oder Destillatwasser ist, umso wirksamer ist die Entlüftung
und die mögliche Höhe des Vakuums.
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Dadie zugeführte Beschickung durch die Leitung 151 mit grö#e-@ren
Verhältnissen geführt wird, als die Menge des Destillats beträgt, üblicherweise
zweimal soviel, als das Destillat beträgt, ergibt sich eine überschüssige Menge
Wasser in dem Gehause 150, und dieser Überschu#, der jetzt etwas des Salzlösungskonzentrates
enthält, strömt über zum Ablauf. Dadurch ergibt sich eine sehr einfache Anordnung
zum Entfernen von Salzlösung aus dem System unter Verwendung einer einzigen Pumpe
161. Zusätzlich entfernt der Überschu# des Zufuhrwaszers, welcher durch die Freon-Verdampfanlage
geht, die in der Freon-Sohleifenanlage durch den Freon-Kompresseor 164 erzeugte
Wärme.
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Die drei Aus führungs formen] der Erfindung ergeben, wenn sie. als
einfache Einheiten mit 3785 Liter/Tag (1000 gallons per day)
verwend
et werden, viele Vorteile. Die Freon-Schleifenanlagen können mit jedem Kühlmechanismus
betrieben werden. Die gesamte t?n1iOit arbeitet sehr ruhig und kann vollständig
automatisch betrieben werden.
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Gewüfschtenfalls kann die Vorrichtung gemaß der dritten Ausführungsform
der Erfindung als Konzentrationsanlage für Meerwasser, radioaktive Abfallflüssigkeiten
und dergleichen verwendet werden. Falls Zufuhrwasser nicht in das System durch Leitung
151 eingeleitet wird, wird die Flüssigkeit im Tank 150 konzentriert, wenn sie im
Kreislauf zurückgeführt wird.
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In Fall der Konzentration von Meerwasser fällt bei Konzentrationen
zwischen dem Drei- und Fünffachen CaSO4 im System aus. Falls die Konzentration den
Wert 5 übersteigt, scheint das CaSO4 in Lösung unter Bildung von Teilchen oder Kernen
auszufallen, an denen sich weiterer Niederschlag aufbaut an--stelle daß er sich
auf den Wärmeübertragungsoberflächen aufbaut. abei bildet sich eine milchartige
Lösung, die sich leicht aus den System ausspülen läßt, wenn extreme Eonzentrierungen
des Keerwassers ge. ; ünscht werden.
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Die vorstehende Beschreibung dient lediglich zur Erläuterung der.
Erfindung, und es können daran Modifikationen vorgenommen werden, ohne daß der Erfindungsgedanke
verlassen wird.