DE1767641A1

DE1767641A1 - Destillationsanlage

Info

Publication number: DE1767641A1
Application number: DE19651767641
Authority: DE
Inventors: Walter Gilbert Frederick; Rodger Williamson William
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1964-03-20
Filing date: 1965-03-19
Publication date: 1971-09-16
Also published as: FR1437521A; US3399118A; DE1767640A1; GB1104055A; DE1519551A1; NL6503363A; GB1103452A

Description

Patentanwalts Dipl. Ing. F. Weickmann, Dip!. Ing. H. Weickmann, Dipl. Phys. Dr. K. Flncke 1 7 6 7 6 A Dipl. Ing. F. A. Welckmann, Dip!. Chem. B. Huöir

8 München 27, Mfihlstr. 22

B 11954/64

American Machine * Foundry Company, New York, Ν,Υ./ΐΓβΑ

Destillationsanlage

Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine Destillationsanlage und insbesondere eine Deatillationsanlage, bei der eine komprimierte und verflüchtigte sekundäre Wärmetibertragungsflüssigkeit zur Destillation von Meerwasser verwendet wird·

Ein Ziel der Erfindung besteht in e£ner Wasserdestillationsanlage von mäßiger Kapazität, die sich leicht installieren, in Betrieb setzen und in Betrieb halten läßt.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in einer wirksame- , ren Wasserdestillationsanlage bei einer gegebenen Kapitalinvestition..

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in einem wirksameren Mittel zur Entfernung von luft, Kohlendioxyd und anderen Gasen aus dem Kondensationsabsohnitt einer Destillationsanlage.

Bin weiteres Ziel der Erfindung ist eine Destillationsanlage, bei der ein übliches und somit leicht verfügbares Freonsystem

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verwendet wird, wobei die überBOhüasige Wärme aus dem Preonsystem mittels eines tfberschuoaes dee Zufuhrwasoers entfernt

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in einer Destillationsanlage, in dor das hohe erzielte Ausstoßverhältnis einer 'Tehratufenentarjannunqsverdarapfun^flanlage rait einem sekundären hohen Wirksamkeiisko effizient en einer Freonleitungsschleife verbunden iet.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein verbessertes FlUacigkeitareinlgunrjsverfahren und eine verbesserte Vorrichtung hierfür, deren Hauptziele im folgenden aufgeführt Bind:

1.) Ein Plusaigkeitadestillationsverfahren und eine Flüssigkeitsdestillationaanlage, in der mehrfache und miteinander verbundene Flussigkeitsheizbedingungen erleichtert sind, um die Verdampfungsverfahren zu erlauben, so daß sich eine hohe thermische Wirtschaftlichkeit ergibt;

2.) eine mehrfach wirksame, mehrstufige Verdampfungaanlage mit einer Anordnung von Stufen in jeder Wirkun»sstufe, wobei die thermische - irkaamkeit der Verdampfungsanlage erheblich verbessert ist duroh eine extensive Wärmeg*- rüokgewinnung aus der zwischen der Wirkeamkeiteatufe zurüokgefUhrten AbfluflflUssigkeit und

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3.) cine den Steinansatz hemmende mehrfache Y.'irlcun: dea Verfahrens und der Vorrichtung zur Verbesserung des Betriebes einer Salzv/asserdeatillationseinrichtung, bei der eine relativ niedrige Konzentration an Verunreinigungen in dem daraus ablaufenden Salzwasser bei hohen Temperaturen aufrechterhalten wird und wobei eine relativ höhere Konzentration an Verunreinigungen in dem daraus ablaufenden Salzwasser bei niedrigeren Temperaturen vorhanden ist.

Viele weitere Zielstellungen, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben eich aus den im folgenden beschriebenen BauausfUhrungaformen 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 Ausführungsfomen der Erfindung, wobei einige Bauelemente im Schnitt gezeigt sind,

die Fig. 4, 5 und 6 schenatische Darstellungen von einer mehrstufigen Destillationsanlage, einer llehrkörperdestillationsanlage, d.h« einer Mehreffektdestillationsanlage bzw. einer Mehrstufen-tfehrkörperdestillationsanlage, d.h. einer "Λ ehrstuf en-!iehreffekt destinations anlage,

Fig. 7 eohematisch die Mehrkörper-Mehretufenentspannungsv erdamp fanlage,

Pig. 8 eine Schnittendansicht duroh einen bevorzugten Entspannungsentlüfter und

die Pig. 9 und 10 Beispiele unter Bezugnahme auf die Beeohreibung der Verdampfungsanlage naoh Pig. 7 darstellen.

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Im einzelnen gibt in den Zeichnungen Fig. 1 eine erste Aujsführungsforn der Erfindung wieder. Acht Verdampfung- und Konclensationsstufen 11 bis 18 können miteinander zu einer Genanteinheit verbunden sein. Das Kühl- und Zufuhrwasser tritt durch Rohr 19 und Ventil 20 ein und strömt in den offenen Obertank 21. Der offene Tank 21 kann Rasohigringe zur Verhütung einer übermäßigen Schäumung enthalten. Die Pumpe 22 entnimmt das V/aas er über Rohr 23 aus Tank 21 und gibt es durch Rohr 24 zur Strömung duroh die Kondensationsschlangen 25 bis 27 in den Stufen 18, 17 und 16. Aus der Stufe 16 führt die Rohrleitung 28 zu der Freon-Verdampfanlaße 29. In der Freon-Verdampfanlage 29 wird das hindurchgehende V/asser gekühlt, welohes dann durch leitung 30 durch die Freigebanlage 31 strömt.

In der Freigebanlage 31 werden Kohlendioxyd, Luft und irgendwelche anderen Gase, die aus dem Kondensationsabschnitt der Stufe 18 herstammend vorhanden sind, durch Leitung 32 angezogen. Die Freigebanlage 31 führt das Gemisch aus Wasser und eingeschlossenen Gasen durch Rohr 33 zurück zum Tank 21. Überschüssige Flüssigkeit fließt vom Tank 21 durch dae Überströmrohr 34 ab.

Weiterhin zieht nach Fig. 1 ein Verteilventil 35 im Rohr 36 eine konstante V7assermenge unabhängig von dem Druck durch Leitung 36 ab und führt es in den Verdampfabaohnitt von Stufe ein. :.iit der Pumpe 37 wird nioht verdampfte Flüsigkeit aus der Stufe Iß und ebenso die duroh Leitung 36 eingeführte Flüe-

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über Leitung 38 abgezogen. Diese Flüssigkeit wird duroh die Pumpe 37 über Leitung 39 in den geschlosnenen Torratstank 40 abgegeben. Aus dem geschlossenen Vorratstank 40 wird Wasser mittels Vakuum durch Rohr 41 abgezogen und durch die Kondensationsschlangen 42 bi3 46 in den Stufen 15, 14, 13, 12 und 11 geführt. Aus Stufe 11 führt Leitung 47 Flüssigkeit zu der Freon-Kondensations anlage 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 Waseer geht von den Stufen 11 bis 18 unter aufeinanderfolgendem Entspannen zu Dampf "bei einer niedrigeren Temperatur in jeder Stufe. Der Dampf geht duroh die Drahtmasohentropfentrenneinrichtun^en 51 und wird an den Kondensationsschlangen 42 bis.46 und 25 bis 27 kondensiert. Das von diesen Kondensationssohlangen abtropfende Kondensat fließt, wie in Fig. 1 gezeigt, nach rechts und wird durch Leitung 52 mittels der Destillatpumpe 53 abgeleitet und zur Lagerung durch Leitung 54 geführt.

Die Leitung vom Tank 40 besteht aus einem Rohr 55, das ein Rückströmventil 56 enthält, duroh das Flüssigkeit aus dem Tank 40 abgezogen wird. Die Leitung 57 enthält ein Ventil

und/
58 /"Tührt vom Boden des Tanks 40, In Zwischenräumen bis zu einer V/oohe oder darüber kann daa Ventil 58 geöffnet werden, um irgendwelche Niederschläge oder Sedimente aus dem Tank 40 zu entfernen. Duroh das Rohr 55 wird ein konstantes Flüssigkeitenlveau innerhalb des Tankeβ 40 aufrechterhalten. Tank 40 ist geschlossen und dient ale Sioherheitatank, um ein Wandern oder Aussickern der automatischen Regelungen zu verhüten, wae nooh beschrieben werden wird. _{BAD Q}

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Die Preinschieifeneinrichtung ist üblich. Ein Kompressor pumpt Freon durch Leitung 61 zu dem Preonkondensator 43. Von dem Freonkonden3ator 48 führt die leitung 62 durch das Expansionsventil 63 zum Rohr 64» das zur Freonverdampfanlage 29 führt. Das Expansionsventil 63 kann mittels einer geeigneten Regeleinrichtung 65 im Rohr 66 reguliert werden, das Freon von der Freonverdampfanlage 29 zum Kompressor 60

führt.

Bine Saugpreßregeleinrichtung 68 im Rohr 64 reguliert die !'enge an Kühl- und BeschicJcungswasser, das durch Ventil 20 und Rohr 19 in den Tank 21 eingeführt wird.

Diese erste Ausführungsform der Erfindung kann in folgender Weise arbeiten. V/asser tritt in das Rohr 19 bei Raumtemperatur von etwa 24⁰C (75°F) ein. Dieses V/asser vermischt sich mit v/ärmerem V/asser von etwa 32⁰C (90⁰F), 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 (85⁰F) abgesogen wird. In den Schlangen 25, 26 und 27 wird die Temperatur des durch dieselben gehenden Wassers auf 32, 35 und dann 38⁰C (90, 95 und 100⁰F) gesteigert. Wasser von 38⁰C geht durch Rohr 28 und die Freonverdampfanlage 29, und wird durch die Freigebanlage 31 in den Tank 21 zurückgeführt. Da mehr Kühlwasser in den Tank 21 durch die Leitungen 19 und 33 eingeführt wird, als durch Leitung 23 abgezogen wird, wird etwas Kühlwasser als Abfall duroh Rohr 34 abgelassen. Die mit dem Wasser duroh Leitung 34 abgeführt Wärme dient zur Entnahme

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dor in die Freonschleifcnanlage durch den Kompressor 60 eingeführten verlorenen Wärme. Somit regelt die Saugdruclcregelanlage 60 da3 Ventil 20, um einen Zutritt von Kühlwasser im erforderlichen Waß zu erreichen.

Γηβ Verteilventil 35 führt Suhl- oder Zufuhrwasser in die Stufe 18 ein, aus der es unmittelbar durch die Pumpe 37 zuaamen mit undestillierter Salzlösung ab^ezo^en un^ in den Tank 40 geleitet wird. Die aus der Stufe 18 abgezogene Flüssigkeit liegt bei einer Temperatur von etwa 32⁰C (100⁰P), Eieaea Wasser von 32⁰O (100⁰I¹) wird mittels Vakuum durch die Schlangen 42 bis 46 abgezogen und verläßt diese bei Temperaturen von 40, 43, 46, 49, 52 bzw. 54⁰C (105, 110, 115, 120, 125 bzw. 13O⁰P). In den Freortcondensator wird das Wasser auf eine Temperatur von 60⁰C (140⁰P) erhitzt und durch ein Temperaturregelventil 50 in die Stufe 11 eingeführt. Wenn das System in Betrieb ist, stellt das Temperaturregelventil 50 sicher, daß das in die Stufe 11 durch leitung 49 strömende Wasser bei einer Temperatur von mindestens 6O⁰C (14O⁰P) ist. Dieses Wasser entspannt sich teilweise zu Dampf und geht zur Stufe 12 mit einer Temperatur von 57⁰C (135⁰P). In den Stufen 12 bis 18 verdampft aufeinanderfolgend unter Entspannen das V/asser teilweise zu Dampf und geht jeweils ^u der nächsten Stufe mit Temperaturen von 54, 52, 49, 46, 43 und 38⁰C (130, 125, 120, 115, 110 und 100⁰P). Die vorstehend aufgeführten Temperaturen sind lediglich illustrativ und sind nicht alθ Begrenzung der Erfindung in irgendeiner Ti eis e aufzufassen.

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Die ernte Aus führung form der Erfindung bringt viele Vorteile mit sich. Zunächst r/ird das gesamte aus der leitung 32 abgezogene Kohlendioxyd mit dem hereinkommenden Rohwasser vermiocht und kann das Destillat nicht verunreinigen. Die Hauptmenge dieses Kohlendioxyde 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.

Die Freigebpumpe 22 preßt das Einlaßwaseer aus dem Tank 21 duroh die Kondensationsschlangen vonmehr ale einer Stufe, um einen V/ärmeausgleich zwischen einer Mehrzahl von Stufen zu erreichen.

Die Fig. 4 stellt ein einfaches Diagramm einer Iiehrstufenverdampfunssanlage dar. Zwei Stufensätze 70 und 71 sind ähnlich den in Fig. 1 gezeigten. Kühlwasser von Raumtemperatur von etwa 29°0 (85⁰F) tritt in die Kondensationsschlangen 72 des ersten Stufensatzes 70 ein. Die Salzlösung wird mittels Pumpe 73 durch die Kondensationsaohlangen 74 des zweiten Stufensatzes 71 gepumpt. Während des Durchganges durch die Kondensationasohlangen 74 wird die Salzlösung erhitzt. Nach dem Verlassen der Kondensationssohlangen 74 wird die erhitzte Salzlösung weiter in einem geeigneten Wärmeaustauscher 75 oder einer anderen Vorrichtung erhitzt und dann zurüok duroh den zweiten Stufensatβ 71 sram Ent-

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spannen 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 Entspannung verdampfungsanlage erwies sich als etwa die günstigste und wirtschaftlichste Anordnung, die zur Verwendung mit angesäuertem Meerwasser möglich ist.

Die Pig· 5 stellt ein Diagramm einer in Hehrfachwirkung angeordneten Verdampfungsanlage unter Entspannung dar. Jeder Mehrfachverdampfer "besteht aua 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 tlehrkörperanordnung, die in Fig. 4 gezeigt ist. Dies erlaubt eine höhere Temperatur ohne Steinablagerung. Weiterhin kann die Gesamtmenge an mittels einer in Fig. 5 gezeigten Tiehrkörperanordnung behandeltemSeewasser so wenig wie die Hälfte betragen, die für eine gegebene Erzeugung an Destillat bei einer Anordnung mehrfacher Stufen erforderlich ist, da eine Vorwärtsführung, die Salzlösung von den Stufen 80 zu den Stufen 76 führt, Konzentrationen bio hineuf 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 KondensationsBOhlangen 82 einer früheren Stufe. Eine Wärmequelle 83 ist nach der letzten Stufengruppe 80 erforderlich. Mit der in Pig, 5 gezeigten Anordnung beträgt der gesamte Ge winn des Durohsatzes etwa 40 i> gegenüber demjenigen, wie er

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in Fig. 4 gezeigt ist, und bei denselben V/ärmeübertragunssoberflächen.

Fig. 6 zeigt einen völlig anderen neuen Kreislauf, Er besteht aus einer Anzahl rezirkulierender Entspannungentufen 86 bis 90, von denen jede ein einzelnes zugewonnenes Ausst'oßverhältnis größer als 1 hat, wobei die Grupoen der Stufen 86 bis 90 in Tiehrkörperbeziehung verbunden sind, wodurchdie Anzahl von Pumpen und die Anzahl der erforderlichen körper vermindert wird. Die Pumpen 91 von jedem der Niedertemperatur- und Tiitteltemperaturkörper führen Salzlauge, die eich von dem Niederteraperaturende jedes Körpers ergibt, durch einige der Destillierschlangen 92 in diesem Körper, und sie führen dann die Salzlösung durch die letzten Destillierschlangen 93 in einen nachfolgenden Körper. Für den letzten Körper 90 ist eine äußere Heizquelle 94 erforderlich.

Diese Anordnung mit Wärmegewinnungsabschnitten in jeden der Körper und mit einer in dem Schwanzende des Hochtenperaturkörpers eingebauten Heizquelle erlaubt größere Gesamtdurchaatzverhältnisse 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 2^ -p-Werten durch aufeinanderfolgende Steigerung des ZirkulationsVerhältnisses bei höheren Temperaturen

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und lurch Senkung der /^-t-Y/erte zwischen den Stufen. Die zviochen den Stufen liegenden Mundstücke (nicht gezeigt) können tatsächlich dieselben bei sämtlichen Körpern sein, wodurch es ermöglicht wird, daß die ^-P-Wert_e zwischen beliebigen zwei Stufen praktisch gleich sind. Die Zirkulationsverhältnisse können aufeinanderfolgend gesteigert v/erden, wodurch es möglich wird, die niedrigeren Temperaturgradienten nit denselben ^\-p-Vierten zwischen den höheren Stufen zu erreichen.

Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung erlaubt einen Gesamtgewinn von etwa 75 ^ für dieselben Wärmeübertragungsoberflächen im Vergleich zu der einfachen ?ίehrstufenanordnung nach Fig. 4· 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.

Eine in Fig. 7 gezeigte ^T.!eerv.a3serentspannun-sverdampfungsanlage besteht hauptsächlich aus drei oder mehr oder weniger Mehrstufenkörpern Fl, F2 bzw. F3. Diese Körper sind miteinander vrrbunden, und mit ihnen ist eine Hauptheizquelle 721 und ein Entlüftungsentspannun^skörper F4 mittels einer Mehrzahl von Leitungen, die Verbindungen aufnehmen, durch die verschiedenen in dem System verarbeiteten flüssigen Stoffe strömen, verbunden. Die jeden körper darstellenden Mehrfach-Btufen sind in Reihe in bekannter Weiee verbunden, um die Strömung der Zufuhraalzlösung von, von einer Quelle, bei-

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spielsv/eise dem Meer, durch die einzelnen ZufuhrwasaerwUrmeauBtauscher, die in den oberen Abschnitten jeder Stufe vorgesehen Bind, zu erleichtern, so daß sie sich im Gegenstrom zur Strömung der den Haupterhitzer verlassenden erhitzten Abflußsalzlösung bewegen und aufeinanderfolgend durch die einzelnen Entspannungskaranern der Stufen gehen. Im wesentlichen 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 Systemes 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 duroh Verbindung^ ei tungen entnommen, die mit einer Samnelanlage für das Produkt V/asser verbunden sind, die in geeigneter Weise unter den Kondensationsvorrichtungen in den Stufen angeordnet ist.

Die Tiehrfaohstufen Jeder Gruppe sind in zwei unterschiedliche Arbeitaabsohnitte gruppiert. Wie in Fig. 7 dargestellt, besteht der Körper Fl aus einem Anfangsabschnitt 722 mit vielen Stufen und einem weiteren Absohnitt 723 mit einer weit geringeren Anzahl von Stufen. Die Mehrzahl der Stufen in den Körpern F2 und F3 eind in ähnlioher Weiee in Zweifaohabeohnitte 724, 725 bzw. 726, 727 gegliedert.

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Die in ,jedem der Abschnitto, 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 Pl, F2 oder F3 durch die in dem speziellen Körper verfügbaren Druckgradienten bestimmbar ist, wenn auf die Dampftabellen in einem vorbestimmten Arbeitstemperaturbereich des törpera Bezug genommen ist, wie sie in Pig. 7 gezeigt sind. Ein Minimum von 0,6 om Quecksilber (0,25" Hg) und ein Maximum von 2,5 cm Quecksilber (l^M Hg) ist günstig, wie nachfolgend erläutert wird, und die in der Pig. durch Zickzack-Linien innerhalb der Begreoun.^en der verschiedenen Abschnitte dargestellten Teile sind BUndel von Rohren, welche getrennte WUrraeaustauscher- oder Kondensatorstrukturen fiir die einzelnen Abschnitte darstellen. Wie in dieser Schauakizze erläutert, sind diese Strukturen in geeigneter V/eise angeordnet, um Gruppen von Entspannungskammern, die von den ?Iehrfachstufen der einzelnen Cörper gebildet werden, zu überspannen. 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 Zuführleitung 791 geliefert wird, zu diesen Wärmeauetausohern zugeführt wird, sodaßea durch j-diese hindurchgeht und eventuell in den Haupterhitzer 721.

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Die Verbindungsleitungen tragen tatsächlich die Zuführung zu dor Anlage in dor V/eise oines bekannten Förderzuführsystem3. Iiur ein geringer Teil des Salzwassers, üblicherweise das 1 l/2-fache des erhaltenen Produktes, das in der Leitung 791 ankoimt, wird in der Verbindungsleitung 793 geführt, da ein größerer Teil dieses Salzwassers nur als Kühlmittel für den Wärmeaustauscher 736 dient, und es wird aus dera System in der Verbindunjleitung 714 freigegeben. Die Körperabachnit— t/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 VZämeaust aus eher und Kondensatoren in den einzelnen Abschnitten sind glockenähhliche Gebilde 755 bis 758 aufgestellt, in denen die bei der Entspannungsverflanipfung erhaltenen Kondensate gesammelt werden. Eine weitere '!ehrzahl 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 ebr vorrhergehenden Abschnitte zugefügt wird, und führt durch die Körper,und aus dem System in einer endständigen Leitung 764 heraus.

Jeder Körper ist auch mit zusätzlichen Leitungen versehen, in denen erhitzte Salzlösung aus einem Salzlösungcerhitzer zu den Entspannungskammern der Körperstufen strömt, und gekühlte Salzlösung aus der Niedrigtemperaturstufe des Körpers wird aufgeteilt, um duroh verschiedene Wärmequellen

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zu r; ehe η, bevor die Salzlösung τ/iederum in den Körper für weitere Entspannungsverdaipfung eingeführt v/ird. Infolgedessen IaRt sich die Zufuhr an erhitzter Salzlösung zu den ersten vörper Fl auf eine Leitung 743 zurückführen, in* 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 723 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 Systems geführt wird. Der Überschuß an Salzlösung aus dem Endteil von niedriger Temperatur und niedrigem Druck des Körpers Fi wird gleichfalls in die Leitung 748 gespült, in der die Salzlösung zu einer Bntspannungsverdampfungsstufe bei niedrigem Druck im Abocnitt 724 der zweiten Stufe F2 geführt wird. Weitere Leitungen 771 und 773 sind im Körper F2 angeordnet und führen die Hauptströmung der Salzlösung vom Abschnitt 725 durch Pumpe 772 zu den Entspannungsverdampfungsstufen des Abschnittes 724 und in den Kondensator 753 im Abschnitt 724. Die durch den Kondensator 753 geflossene Salzlösung fließt daraus in eine Verbindungeleitung 774, in der diese Salzlösung «um Kondensator 754 im Absohnitt 723 des ersten Körper» eugefuhrt wird. Somit verläßt gekühlte SaIz-

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lösung den Endteil von niedriger Temperatur und niedrigem Druck des zweiten Körpers und wird in den Kondensatoren 753 und 754 erhitzt, bevor sie in die Verbindunsleitung 775 geht und in die Entspannungsverdampfunssstufen des zweiten körpers wieder eingeführt wird. Der Überschuß an Salzlösung aus de-n 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 JF3 transportiert wird.

In riner ähnlichen Anordnung wird die in den Abschnitten 726 und 727 des dritten Körpers P3 verarbeitete Salzlösung durch zwei Kondensatoren-Bauteile zurüokgeführt, wobei sie eine merkliche Wärmemenge absorbiert, bevor sie erneut in dem dritten Körper verarbeitet wird. Die zuerst in den Stufen von Absohnitt 726 des dritten Körpers erhaltene Salzlösung wird von der Überspülvorrichtung duroh Verbindung 776 zugeführt. Die Salzlösung wird innerhalb der Entspannungsverdampfungsstufen des Abschnittes 727 zu einer Pumpe 700 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 AbBchnitt 725 des zweiten Körpers, worin die Salzlösung zusätzliche Wärme aufnimmt, bevor sie in Verbindung 783 zur Wiedereinführung in den Absohnitt 726 des dritten Körpers geht. Sa die Pumpe 780 ebenso wie die Pumpen 772 und 745 Jeweile getrennt zum

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Betrieb im Hinblick auf einen unterschiedlichen Einzeleffekt angeordnet ist, sind Einstellungen daran zur fortschreitenden Steigerung der Zirkulationsgesehwindigkeit in einem Körper einfach in üblicher Weise auszuführen, um für diesen Körper die maximale Stufenanzahl zu erreichen, die auf Grund des für jeden Körper gewünschten Druckbereiches und Konzentrationegrades möglich ist.

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 i.iineraliengewinnuns geeignet. Es wurde gefunden, daß "Meerwasser bis zu jeder gewünschten Konzentration konzentriert werden kann, sofern nicht Konzentrationen an ^?,feerv/aaoer zwischen dem 3- und 5-fachon bearbeitet werden. Es wurde auch gefunden, daß bei einem Betrieb unterhalb etwa ' 66⁰O (150⁰F) und bei einer größeren Konzentration als dem 5-fachen des normalen tteerwassers 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 WärmeÜbertragungBoberfläohen keine Steinbildung aus.

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Die hauptsächliche Zufuhrbehandlung besteht in der üblichen Pjr-P.cselung, die die Zugabe von Säure und die Entfernung von {■Cohlendioxyd erforderlich nu-cht, um den p„-47ert bei dem erfindun agemäßen Destillationsverfahren relativ konstant zu halten. Die Zufuhr wird im Säuremischer 792 angesäuert, und in der Verbindungsleitung 798 ist mittels eines Niveaureglers 794 eine Sprühdüse in einem atmosphärischen Sprühturm 795 zugänglich, um das 0O₂ 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 730 transportiert und über Leitung 797 zum Erhitzer 731 und von dort über Leitung 793 unter Regelung durch eine Strömun^sregelungsanlage mit einer Geschwindigkeit von etwa dem-1 V2-fachen der Produktgeschwindigkeit zu einer Sprühdüse im Entspannun.^obelüfter P4» wo das restliche CO₂ und Ο« und andere nicht-kondensierbare Stoffe unter Vakuum durch

entfernt w/erflon /

die Entspannungsdämpfe/" uic 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 Sprühtröρfohen auswaschen und in wirksamer "/eise die nicht-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 HOO,-frei en Meerwassers wird in die Leitung 715 übergespült, aus der die Pumpe 716 das Meerwasser in das ge-

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bräuchliche Vorwärtazuführsystem durch die Austauscher 732, 733 und 734 pumpt.

Gewöhnlich macht der Betrieb jedes V/ärmekörpers erforderlich,

daß ein vorbestimator Bereich spezifizierter Temperaturen entlang des Törpere aufrechterhalten wird, so daß während des fortgesetzten Betriebes die in diesen eingebrachte Y.'ärme durch eine gleiche Wärmeübertragung oder einen gleichen Wäriieverlust aus dem gleichen Körper ausgeglichen werden muß.. Außer den üblichen Betriebsverlusten in den Körpern, die im allgemeinen unter 10 i« liegen, wird die der Salzlösung, die in die Verdampfung Kammern von deren Stufen fließt, zugeführte V/ärme entweder durch die Flüssigkeit, die durch die Rohrbündel der V/ärneaust aus eher und Kondensator-Bauteile geht, die die Stufen überspannen, gewonnen, oder sie wird au3 den Körpern in der aus denjenigen Stufen, die an deren Endteilen von niedriger Temperatur und niedrigem Druck ar-

ven Salzlösung y
beiten, abgeführt) -—iri-r^axnT^tragen. Demzufolge dürfte eine signifikante V/ärmevernichtung oder -ableitung aus irgendeinem Körper hauptsächlich aus den Stufen an dessen Salzlösungsabi ei t ende erfolgen, während eine praktisch vollständige Gewinnung der Wärme aus den anderen Stufen des Körpers möglich ist. Durch die Anordnung eines Hilfskondensator über die Wärmeabgabestufen, wie es bisher erläutert wurde, wird die normalerweise mit der abgeleiteten Salzlösung verlustig gehende Wärme zum Erhitzen von Salzlösung verfügbar gemacht, die der Kondensator auB einem Körper von niedrigerer Tempe-

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ratur erhält. Die drei AbführabBchnitt<*723_t 725 und 727, die in der Zeiohnung gezeigt sind, sind mit den Hauptkondensatoren 750, 752 und 754 verbunden, wodurch sie in der w^Tärme>:reislaufanordnung für die ζγ/eiten und dritten Wärme-'cörper F2 bzw. F3 wirken. Infolgedessen wird der Kondensator 754 in dem ersten Körper ein Salzlösungserhitzer für die im Freislauf geführte Ableitung aus dem Ableitabsohnitt 725 des zv/eiten Körpers, welche nach Durchfließen der Leitung 773, des Wännegewinnungskondensators 753 im Wärmegewinnungsabschnitt 724 des zweiten Körpers durch diesen

und,

Salzlösungserhitzer/^Leitungen 774 und 775 geht und wiederum in den zweiten Körper eintritt und darin verarbeitet wird. In ähnlicher Weise wird der Kondensator 752 im zweiten Körper ein Salzlösungserhitzer für die im Kreislauf geführte Ableitung von dem Ableitabschnitt 727 des dritten Körpers, welche durch Leitung 781, tfärraegewinnungskondensator 751 und Leitungen 782 und 783 fließt.

Der Entspannungsbelüfter P4 ist als verbundener Teil der Destillationsanlage 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 (lOOO lbs) Dampf Je Stunde auf 3 785 000 liter (million gallons) an erzeugtem Wasser, und dies stellt einenioht-produktive Wärmeenergie dar, die in die Gesantwirteohaftlicljfeitsaufatellung der Fabrik eingeführt werden muß. Eine wirksame Ausnutzung der großen Menge an Abfallwärme von niedriger Qualität kann die mitgerissene

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Luft und hinterbliebenen COg-Gase abstreifen, wenn rohes Meerwasser angesäuert wird, um Steinablagerungen sov/ohl von Galciumcarbonat als auch Tvlagnesiumhydroxyd zu vermeiden·

\
In Fig. 8 ist ein Entspannungsbelttfter 810 dargestellt, in dem in zwei Stufen im Gegenstrom abgestreift werden kann, um den Ort-Gehalt unterhalb ein meßbares Niveau von weniger als V2 ppb und den COg-Gehalt auf weniger als 3 ppm zu erniedrigen. In Verbindung mit der Anlage absorbiert die Zufuhr einen Teil der Wärmeableitung aus 1*5 im Kondensator 731 und wird in den Entspannungsbelüfter in Form einer Sohioht aus entspannter Plüssiglceit-Dampf-Gemisch bei tiefem Vakuum eingeführt. Ebenfalls ist mit dieser Einheit ein Kreislaufstrom 811 verbunden, in dem die Hauptmenge der verbliebenen AbTeItwärme aus F3 absorbiert wird, und der in P 4 entspannt wird. Der Dampf 812 aus diesem Strom kreuzt die dünne Schicht 813 der Zufuhr zum Abstreifen von CQ₂ und 0« und kreuzt dann die Schicht 814 der ankommenden Zufuhr zum weiteren Abstreifen von CO₂ und O₂. ^Die Beschickung tritt in den Entspannungsentlüfter 810 durch Zuführeρrührohre 815 bei einer Temperatur in der Gegend etwa der Sättigungstemperatur innerhalb der Kammer von 3 bis 4° ein. Nach dieser Entlüftung dient die Beschickung als kreislauf strom zur Aufnahme der Ableitwärme und Entspannungewärme. Dadurch ergibt sich eine gesteigerte VerweiV- «eit, und es wird ermöglicht, daß die Umsetzung H₂OO, —^ H₂O +

bie zur Beendigung fortsohreitet. Dann wirddie Beschikfür die Anlage über die Pumpe 716 geführt und zur Besohik-

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kung 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 Mehrfachentepannungsverdanpfanlagen besteht darin, daß die Ireiolaufführungsgeschwindigkeit durch den in der letzten Stufe verfügbaren Druckunterschied zum Übertragen der Flüssigkeit aus der vorhergehenden Stufe bestimmt wird. Unter der Annahne, daß die letzte Stufe bei einer Temperatur von 38⁰O (100⁰F) arbeitet, ergibt ein Temperaturgradient je Stufe von 2⁰C (four degree) 0,6 era Hg (0,25" Hg) zur Flüasiglccitsübertragung. T/enn ein "ert von lO fUr die Kreislaufgeschwindiglceit einer Einkörpermehrstufenanlage (Single Effect Multi-Stage; SETS) angenommen wird, die über einen Temperaturbereich von 121⁰C (25O⁰F) bis herab zu 38⁰O (100⁰F) arbeitet, so ist die für die Entspannungsdestillation verfügbare Wärme Q » Zirkuliergeschwindigkeit 'x Temperaturabfall oder, in den englischen Einheiten ausgedrückt, 10(250-100)= 1500. :.Tit der SEMS-Anlage können die Zirkuliergeschwindiglceiten fortschreitend im Verhältnis zur Quadratwurzel des Druokgradienten, der in der letzten Stufe verfügbar ist, gesteigert werden, somit, in englischen Ausdrücken :

Fl - 10 χ (150-100) - 500

F2 - 12,6 χ (220-150) = 882 F3 » 20 χ (260⁺)-220) »800

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Siehe die naohfolgenden Ausführungen hinsichtlich der Steigerung der Spitzentemperatur bei niedrigerer Konzentration.

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Hieraus ergibt sich, daß die fortschreitend gesteigerten . Zir;-:uliergeschwindigkeiten einen thermischen Gewinn von 45 $> gegenüber einer Üblichen Anlage erlauben.

Der thermische Gewinn ist über eine weit größere Anzahl von Stufen - etwa die zweifache Anzahl - verbreitet und, wie durch die in den Pig. 9 und 10 dargestellten Beispiele erläutert, sind beträchtlich weniger Wärmeübertragungsoberflächen erforderlich.

In der Fig. 9 ist zur Übertragung von 4 Btu-Einheiten je 0,454 kg Flüssigkeitsströmung der logarithmische Mitteltemperaturunterschied 2⁰O (3,64⁰F).

Bei Fig. 10 beträgt zum Übertragen von 4 Btu-Wärmeeinheiten je 0,454 kg Flüssigkeitsströmung der logarithmische Mitteltemperaturunterschied 2,8⁰O (5⁰F):

Gesamtgewinn « =1,37

Es ist zu bemerken, daß bei einer ähnlichen Berechnung bei einea Herabentspannen um 0,6°0 (I⁰F) aioh ein Gewinn von 50 # einstellt.

Anders ausgedrückt, ergibt es sich, daß bei etwa den gleichen Wärmeübertragungaoberflachen eioh bei dem System SHiS ein etwa 40#-iger Gewinn im Produktverhältnia gegenüber dem Wärmeeineatz ergibt.

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Auf Grund der Aufteilung des Gesamtsystems in einzelne !/tehrfach'örper 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 Betriebstemperaturen im ersten Körper oder Hochdruckkörper, worin eine niedrige Konzentration von Verunreinigungen aufrechterhalten wird. Die dadurch ermöglichten höheren Arbeitstemperaturen lassen die höheren, vorstehend aufgeführten ZugewinnVerhältnisse beim Betrieb des Gesamtsystems entstehen. In diesem Zusammenhang begünstigt die Führung der erhaltenen Produkte T/asser und Salzlösung, die im Gegenstrom zu der ankommenden Beschickung fließen, die brauchbare Rückgewinnung und Verteilung der dem System beim fortschreitenden Erhitzen des Vorwärtszufuhrsysteras zugeführten Wärme.

Auf Grund der Eignung der Erfindung, getrennt den Konzentra-

s ich

tionsfaktor in jedem Körper zu variieren, ergeben/einige weitere Vorteile. Wie vorstehend angegeben, wurde gefunden, daß in dem Hiedertemperaturkörper P3 eine Konzentration oberhalb eines Faktors von 5 erreicht werden kann, wenn ein Teil der Salzlösung in leitung 776 vorbeigeführt wird, so daß sich der milchige Niederschlag bildet, was eine Steinbildung auf den Wärmeübertragungsoberflächen verhindert. Die Salzlösung, kann dann ale Quelle für eine Aufschlämmung zur Impfteohnik

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bei der Steinablagerungsverhiitung verwendet werden. Auf G-rund der höheren Konzentration ergibt sich auch eine Gelegenheit für eine wirtschaftlichere Gewinnung von Mineralien als Nebenprodukt beim Destillationsverfahren.

\7enn auch Fig. 7 besonders eine Drei-Körper-Anordnung, die nit einer Entlüftungsanlage verbunden ist, betrifft, so ist es doch selbstverständlich, daß die neue Lehre auch auf Destillations systeme, die weit mehr Körper enthalten, anwendbar ist. Die Anzahl der Stufen in jjedem Körper und die Verteilung dieser Stufen in Y/ämegewinnungs- und Tärmeableitabsohnitte kann ebenfalls im erforderlichen Haß für irgendeine spezielle Anwendung des Systems variiert v/erden. Wenn jedoch säntliche notwendigen Arbeitsbedingungen für die Temperaturannäherung bei einem Körper getroffen sind und in jeder Stufe davon derselbe Anteil an Kondensationsoberflächen verfügbar ist, läßt sich ein Maß für das Wirksamkeitsverhältnis, das erzielbar ist, ableiten, wenn man die Anzahl der Y/äxmeger/innungs stufen durch die Anzahl der Wärmeableitstufen dividiert. Ein Gesamtv/irtschaftlichkeitsverhältnis für das Syatem ergibt sich durch Addition sämtlicher für die Einzelkörper abgeleiteter Werte. So ergibt sioh bei dem in Pig. I gewählten Fall für Ρχ « 5, ?2 ^{β 8}» ^ ■ 5, F 4 * 1 bei einer Gesamtmenge von 8,6 kg Destillat (19 lbs.) bei 1000 Btu-Wärm.eeinheiten an zugeführter Wärmeenergie.

Gemäß Fig. 2 weist eine zweite Aasführungsform der Erfindung eine Anzahl von Stufen 100 bis 103 auf. Ein Freon-Kompressor

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104 pumpt Freon duroh Rohr 105 zu dem Preon-Xondensator UD6. Aud den I'reon-Xondensator 106 führt das Rohr 107 das Freon durch dag Expemaionaventil 1OS und Rohr 109 zu den Freon-Verdampfer 110 zurück.

Ziifuhrwasser geht in den offenen Tank 112 durch Rohr 111. Däo V/asserniveau im Tank 112 wird durch das Schwimmerventil 113 geregelt. Salzlösung oder eine andere zu destillierende Flüssigkeit wird im Vakuum aus Tank 112 duroh Rohr 114 durch die /Condensationsschlangen 115 bis 118 abgezogen. Von der londensationsschlange 118 geht die Salzlösung durch das Rohr 119 zur Wärmeaufnahme innerhalb des Freon-Kondensators 106. Salzlösung fließt von dem Freon-^ondcnsator 106 durch das Temperaturregelrentil 120, welches sicherstellt, daß die Temperatur des in Stufe 100 eintretenden V/aasers mindestens 60⁰C (14O⁰F) 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. Die Förderpumpe 122 führt die Salzlösung durch den Freon-Verdampfer 110 und durch Rohr 123 zu der Entweiohanlage 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.

Dampf geht durch die Drahtmaschentropftrennanlagen 130 zur Kondensation entlang den Schlangen 1^5 bie 118. Das Destillat aus der Stufe 103 wird durch die DeetiHatpumpe *31 durch

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Hohr 132 abgezogen und zur Lagerung duroh Rohr 133 gefördert. Eine Saugdruokregelung 134 regelt dta Ventil 135 in Rohr 136. Der Regler 134 öffnet das Ventil 135 zum Entfernen der Salzlösung, wenn zusätzliches Zufuhrwasser in dae System eingeführt werden muß, um V/ärme aus der Preon-Sohleife aufzunehmen, das dann eventuell durch das Abfallrohr 137 abgeführt wird.

Die zweite Ausführungsform der Erfindungftst besonders v/irksan, , wenn sie zur Destillation von Wasser aus einem tiefen Bohrloch unter Druck verwendet wird. Während des Kreislaufes des Zuführwasoers werden die in Lösung befindlichen freien Gase, wie Kohlendioxyd, in die Atmosphäre im Tank 112 in Freiheit gesetzt. Auf diene Weise kann das Xohlendioxyd aus dem Zufuhrwasser unmittelbar nach dem Eintritt in das System entweichen, so daß das Zufuhrwasser mit einem niedrigen Kohlendioxydgehalt destilliert wird. Dieses mechanische ^T _t!erkmal der zweiten Ausführung3form der Erfindung betrifft auch das chemische Problem der Steinablagerungsbildung insofern, als sich aus dem vorhandenen HCOj" mit tfärme CO₂ plus OH** ergibt. Freies Kohlendioxyd plus \7asser ergibt das lösliche HgCO», wodurch das Steinablagerungsproblem umgangen wird.

Gemäß Fig. 3 kann die di^rtte Ausführungsform der Erfindung eine Destillationseinheit mit Stufen 100 bis 103 aufweisen, die prakptisch identisch mit den in Pig. 2 gezeigten sind. Die Stufen 100 bis 103 enthalten die Kondensationsaohlangen 115 bis 118.

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Die V.a3serbesohickung tritt in den Tank 150 durch Rohr 151 . mit etwa der zweifachen Menge, wie sie für die Verdampfung erforderlich ist, ein. Überschlissiges Wasser fließt aus dem Tan* 150 durch das Überlauf rohr 152. Aus dem Tank 150' wird dae v,'Gsaer mittels Vakuum durch Rohr 155 gezogen, welches durch die Freon-Verdampfanlage 154 führt. Von der Verdampfanlage 154 führt das Rohr 155 das T/asser durch die Kondensationaschlangen 115 bis 118. Durch Rohr 156 geht das \7asser 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.

Die Freon-Schleifenanlage ist praktisch ähnlich zu denjenigen, wie sie bereits beschrieben wurden. Der Kompressor 164 pumpt Freon durch Rohr 165 zu dem Freon-Jondensator 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 Destillatabschreclcanlage 168 führt Rohr 169 das Freon zu der Freon-Verdampfanlage 154. Von der Verdampf anlage 154 führt dae Rohr 170 das Freon zurück zum Kompressor I64,

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Aus einem offenen Destillat-Tank 171 wird Destillat durch Itohr 172 mittels der Destillatpurape 173 abgezogen. Pumpe 173 fördert das Destillat durch Rohr 174 zum Durchgang durch die Destillatabschreckanlage 168 und zur Versorgung der Leitung 175, die zu der Entweiohanlage 176 führt. Die Entv/eichanlage 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 ]?lüS3igkeitsniveauregler 179 bedient "Ventil 180 im Rohr 181, so daß das aus der Verdampfanlage gemäß der Erfindung gezogene Destillat von der Destillatentweiohanlagenschleife zur Lagerung durch Rohr 181 geführt werden kann.

Der Destillat-Tank 171 wirkt als Luft-Waaser-Trennanlage und v/ird zuerst mit einer geringen Menge frischen \7assers gefüllt, um. die Destillatpumpe zu befluten. Die Destillatpumoe 173 hat eine Kapazität, um eine beträchtlich größere :.!enge an frischem V/as3er zu pumpen, als durch die Destillationsapparatur hergestellt werden kann. Die Bewegungskraft dieses gekühlten Wassers, welches durch den Destillatkühler 168 geführt wurde, evakuiert sowohl Luft als auch Destillat aus den Stufen zu der Luft-Wasser-Trennanlage oder zum Tank 171. Durch Versuch ergrb sich, daß sogar V/ässer, die Schwefelwasserstoff enthalten, in wirksamer T/eise von diesem schädlichen Gasgehalt be freit werden, wenn sie duroh dieses System geführt werden.

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Die Verwendung eines mit Preon oder Meerwasser gekühlten . Dcstillatkühlers 168 istsehr wichtig für den Betrieb dieser Ausführung form der Erfindung, da die Bewegung3wärme der Destillatpumpe kontinuierlich aus dem System entfernt werden muß, so daß die Temperatur des bewegten odor des Destillatwassers stets unterhalb der Säugtcmperatür der Destillier-

ist;
änlage/und die nicht kondensierbaren Stoffe daraus entfernt v/erden. Je kälter das bewegte V/asser oder Destillatwasser ist,· umso wirksamer ist die Entlüftung und die mögliche Höhe des Vakuums.

lödie zugeführte Beschickung durch die Leitung 151 mit größej-ren Verhältnissen geführt wird, als die !!enge des Destillats beträgt, üblicherweise zweimal soviel, als das Destillat beträgt, ergibt sich eine überschüssige !.!enge V/aas er in dem Gehäuse 150, und dieser Überschuß, der jetzt etwas des Salzlö-3ungakonzentrates 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 Überschuß des Zufuhrwassers, welcher durch die Preon-Verdampfanlage geht, die in der Freon-Schleifenanlage durch den Preon-Xompresseor 164 erzeugte Wärme.

Die drei Ausführungsformen der Erfindung ergeben, wenn sie ala einfache Einheiten mit 3785 Liter/Tag (1000 gallons per day)

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verwendet werden, viele Vorteile. Die Freon-Schleifenanlagen dünnen mit jedem Kühlmeohaniainus betrieben werden. Hie ßesaite Einheit arbeitet sehr ruhig und kann vollständig automatisch betrieben v/erden.

G-ewün3chtonfalls kann die Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung als Konzentrationsanlage für T.Ieerwasser, radioaktive Abfallflüssigkeiten und dergleichen verwendet werden. Falls Zufuhrwasser nicht in daa System durch. Leitung 151 eingeleitet wird, wird die Flüssigkeit im Tank 150 konzentriert, wenn sie im Kreislauf zurückgeführt wird. Im Fall der konzentration von Meerwasser fällt bei Konzentrationen zwischen den Drei- und Fünffachen CaSO, im Svstem aus. Falls die Konzentration den V.'ert 5 übersteigt, scheint das .OaSO. in Lösung unter Bildung von Teilchen oder kernen auszufallen, an denen sich weiterer niederschlag aufbaut anstelle daß er sich auf den iameübertragungsoberflächen aufbaut. Dabei bildet sich eine milchartige Lösung, die sich . leicht aus den System ausspülen läßt, wenn extreme Xonzentrierungen des '.'eerwasaers gewünscht werden.

Die vorstehende Beschreibung dient lediglich zur Erläuterung der Erfindung, und es können daran Kodifikationen vorgenommen werden, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird.

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Claims

1767B41 Mtinti&eprtlohe

1. Mefa?8tufige MshrklSrperdtstillatlonevorrlohtuns« gekennzeichnet durcasiae Mehrzahl van S&tsen von Stufen «it Betriebstemperatur* gradienien, dl® progreesiv von einen hohen so eines niedrigen TenperabumustaM' reichan. Kondensationssohlangen in Jeden flats der Stufen und eine Mehrzahl von Puupen, wobei die alt alt jede« Stuf ensat β niedrigere* fsaperetur verbundene Fuape die von de« Kiedertenpe^&turende Jede· Stufensatse· abcegebene FlOeeiekelt durch einige der Kondeneationeeohlangen in diese« Stufensatz und durch die leisten Kondensatlonssohlangsn in de« nachfolgenden Stufensatz pumpt und wobei die mit de« Stufeasats von höchster Temperatur verbundene Puope die Flüssigkeit durob die rest Hohen Kondensatlonsaohl, engen des 8tufensatses ind duroh einen WKraeaustausoher punpt. *

8, Vorriobtune naoh Anspruch I₉ fekennselohnet iuroa . sine Nthrsshl von Ätzen von atufea alt progressiv von eins« hohen Teaperaturmustand su eins« niederen Tenpsratursustsnd reichenden Betriebstsapeniturgradientsn» Kondensationeschlangen in Jedes flats der Stufen und eine Mehrzahl von Piepen, wobei die «it jeden Stufensatz von niedrigerer Temperatur verbunden· Puape die von dem Niedertetnperaturende Jedes Stufensatsee abgegebene Flüssigkeit duroh e_vinlge der Kondensatlonasohlangen in diese» Stufeneati und duroh die letzten Kondensatlonssohlangen in de« nachfolgenden

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Stufensatz pumpt und wot3i die nit de» Stufeneatz von höoheter Temperatur verbundene Pv.ipe die FlUßaigköit durch die reet Hohen Kondensat ionae chi «uifcen Con Stuf ensat 2.3s und durch einen Wärmeaustauachor purapt, wobei dia Pumpen verschiedene Zirkulafcionegeechvfindigkeiten haben.

>. Vorrichtung n&on Anspruch 1» gekeanzoiehnet durah, eine/ Mehrzahl von Sätzen von Stufen mit fort schreitendvon einen hohen Teraperaturzustand au einem niederen Tempere.tuy^uetand reichenden Betriebaterapsraiurgradienter4 Kondeneationeachlangen in jedem SatK der Stufen und eine Mehrzahl von Pumpen, wobei die mit Jedem Stufensatz vor niedrigerer Temperatur -/efbundene Pumpe die von dem Niedartcmperaturende jeden Stuft nsaids a^segebena Flüaaigkeit duroh einig, der Kondensationaschlangeη in diesem Stufensats und duroh die Istston Kondensationssohlangcn In dem nachfolgend an Stufensatz pumpt und wobol die mit dem Stufensatζ von höchster Temperatur väs'biinii n« Pumpe die FlUaslgk'iit duroh die restiichan Kondensationeech.¹ ongen des Stufonsatt-cf« und durch einen V/Srinaaustaueohsr pumpte wobei die Zirkulationpgeischwin-rllgkeiten der Pumpen bei den StufonsIItzen von höherer Temparatm pi*cgr©Bsiv werden.

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