DE2034206A1 - Desalination process - using evaporation of heated salt water by blown through air - Google Patents
Desalination process - using evaporation of heated salt water by blown through airInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Gewinnung von Süsswasser aus Salzwasser Über die Bedeutung der Gewinnung von Süsswasser aus Meerwasser zur Versorgung der Bevölkerung, der Landwirtschaft und der Industrie mit Wasser geben eine Unzahl von Publilotionen Auskunft.Method of obtaining fresh water from salt water About the importance the extraction of fresh water from seawater to supply the population, the Agriculture and the water industry give a myriad of publicilots Information desk.
Ebenfalls zahlreich sind die Publikationen, die sich mit der technischen Verwirklichung dieses Problems befassen.Also numerous are the publications dealing with the technical Addressing this issue.
Es sei hier deshalb nur auf den fortlaufenden Bericht von Professor Dr. Kurt Fischbeck, Heidelberg, in der Zeitschrift chemiker-Ztg/chem.Apparaturen, 88. Jahrgang (1964) Nr. 5 ff.Therefore it is only here to refer to the ongoing report from Professor Dr. Kurt Fischbeck, Heidelberg, in the magazine chemiker-Ztg / chem.Apparaturen, 88th year (1964) No. 5 ff.
Die industrielle Herstellung von Süsswasser aus dem Meer" verwiesen.The industrial production of fresh water from the sea "referenced.
Über 30 vorgeschlagene Verfahren werden zur Zeit ernsthaft verfolgt.Over 30 proposed procedures are currently being seriously pursued.
Es wurde nun ein neues Verfahren zur Umwandlung von Salzwasser in Süsswasser gefunden. Es handelt sich um einen thermischen Prozess mit Phasenumwandlung also um einen Prozess, wie er sich ähnlich auch ständig in der Natur abspielt. Aus dem Meer verdunstet Wasser in die darüber befindliche Luft, die feuchte Luft gelangt durch LuRtstrdmungen in kältere Regionen, und das in der Luft befindliche Wasser fällt daraus als Regen aus, wenn der Partialdruck des Wasserdampfes überschritten wird.There has now been a new process for converting salt water into Found fresh water. It is a thermal process with a phase change in other words, a process similar to that which takes place constantly in nature. the end In the sea, water evaporates into the air above, which gets moist air by air currents in colder regions, and the water in the air falls out of it as rain if the partial pressure of the water vapor is exceeded will.
Der neue Prozeß Wäre demnach noch am ehesten in die Rubrik der Verdunstungsprozesse einzuordnens worunter man in der einschlägigen Technik alle Arten Sonnendestiilationen versteht.The new process would therefore most likely be classified under the heading of evaporation processes to be classified under what one in the relevant technology of all kinds Understand solar distillations.
Der Unterschied des neuen Prozesse zu den Verdunstungsprozessen besteht nun aber darin, dass hier als Energiequelle nicht die Sonnenenergie benutzt wird und dass zweckmässigerweise auch nicht bei Atmosphärendruck, sondern bei leicht erhonten Druck gearbeitet wird.The difference between the new process and the evaporation process is there but now in the fact that here the solar energy is not used as an energy source and that conveniently not at atmospheric pressure, but at light relieved pressure is worked.
Die zweimalige Phasenumwandlung erfolgt wie bei der anderen Gruppe von Entsalzungsverfahren, den Verdampfungsverfahren, durch Verdampfung und Kondensation. Bei den bisher vorgeschlagenen Verdampfverfahren arbeitet man nur mit Salz- bezw. Süsswasser als flüssiger Phase un d mit reinem Wasserdampf als Gasphase.The two-fold phase transformation takes place as with the other group of desalination processes, the evaporation processes, through evaporation and condensation. In the previously proposed evaporation process one works only with salt or. Fresh water as the liquid phase and with pure water vapor as the gas phase.
Bei dem neuen Verfahren ist die Gasphase dagegen jeweils mit Wasserdampf beladene Luft.In the new process, on the other hand, the gas phase is always with water vapor laden air.
Der neue Prosess läuft über die änderung, des Partial drucks des Wassers im Gas mit Änderung der Temperatur ab. Er könnte deshalb als "Partialdrucktrennung" bezeichnet werden.The new process is based on the change in the partial pressure of the water in the gas with a change in temperature. It could therefore be called "partial pressure separation" are designated.
Das neue Verfahren ist das Ergebnis von umfangreichen Versuchen, die Erkenntnisse aus dem Verfahren zut Trennung von Stoffgemischen mittels überkritischer Phasen dritter Stoffe für die Trennung von Salzwasser in Süsswasser und Sole zu nutzen. Das Prinzip der Trennung von organischen Stoffgemischen mittels überkritischer Gase ist in dem österrelchischen Patent nr.255371, dem DDR-Patent 41362, sowie dem britischen Patent 1057.911 dargelegt.The new process is the result of extensive tests that Findings from the procedure for the separation of substance mixtures using supercritical Phases of third substances for the separation of salt water into fresh water and brine to use. The principle of the separation of organic substance mixtures by means of supercritical Gase is in the Austrian patent number 255371, the GDR patent 41362, as well as the British Patent 1057,911.
Beiden Verfahren gemeinsam ist,dass ein Teil eines Stoffgemisches in einem Gas aufgenommenwird,das .beladene Gas abgetrennt und schliesslich der aufgenommeine Stoff aus dem Gas zurückgewonnen, während das Gas '; selbst zurückgeführt wird.Es bestehen aber dennoch grundsätzliche Unterschiede zwischen beiden Verfahren.' Jn einem Gas im überkritischen Zustand lassen sich Stoffe zuweilen in einer Menge aufnehmen, die um mehrere Zehnerpotenzen höher liegt, als es dem Partialdruck der Stoffe selbst entspräche.Both processes have in common that they are part of a mixture of substances is absorbed in a gas, the .loaded gas is separated and finally the absorbed Substance recovered from the gas while the gas'; itself is traced back. It however, there are fundamental differences between the two processes. ' Jn substances can sometimes be absorbed in a gas in a supercritical state which is several powers of ten higher than the partial pressure of the substances themselves would correspond to.
Die Aufnahme der Stoffe in die überkritische Yremdgas-.The uptake of the substances in the supercritical Yremdgas-.
phase sowie die Abscheidung daraus ist nicht mit einem Umsatz von Wärme verbunden.Vergleiche hierzu Beispiel 15 in dem DDR-Patent 41 362.phase as well as the deposition from it is not with a conversion of Heat connected. Compare example 15 in GDR patent 41 362.
Bei dem neuen Verfahren bei dem das Fremdgas'also die Luft,,im unterkritischen Zustand angewandt wird,ist na-' türlich nur eine Beladung der Zuft mit Wasserdampf bis zum jeweiligen Partialdruck des Wassers möglich und die Beladung ist mit der Aufbringung der Verdampfungswärme verbunden'wie die Rückgewinnung des Wassers aus der Tuft mit dem Gewinn der Kondensationswärme verbunden ist.In the new process in which the foreign gas is the air, in the subcritical State is applied, is of course only a loading of the air with water vapor possible up to the respective partial pressure of the water and the loading is possible with the Application of the heat of evaporation associated with the recovery of the water the tuft is connected with the gain of the heat of condensation.
Das neue Verfahren weist nun einen Weg,die Kondensationswärme unmittelbar zur Verdampfung von Wasser zu nutzen,.The new process now shows a way to direct the heat of condensation to use for evaporation of water.
ohne sie zwischendurch in irgendeinem Wärmeträger als fühlbare Wärme zu speichern, oder sie unter stufenweise vermindertem Druck vielmals ausnutzen oder aber sie durch.without it in between in any heat transfer medium as sensible heat to save, or to use them many times under gradually reduced pressure or but they through.
Brüdenkompression auf ein höheres Niveau pumpen zu müssen.Having to pump vapor compression to a higher level.
Das Verfahren sei an Hand eines Fliessbildes genauer erlautet.The procedure is explained in more detail using a flow chart.
Jn einem Behälter A wird Meerwasser mittels der elektrischen Heizung B auf beispielsweise llo° geheizt. Durch das Wasser wird bei C Luft unter einem Druck von beispielsweise 4 atü geblasen.Die Luft sättigt sich mit Wasserdampf und gelangt bei D in den Wärmeaustauscher E.araus austretend bei Ei strömt sie abgekühlt in den Behälter G,wo sich kondensiertes Wasser und Luft voneinander trennen.Die Luft wird bei H abgezogen und über die -Gasumlaufpumpe J dem Wärmeaustauscher bei K wieder zugeführt. die Leitung zwischen J und K wird bei L das zu trennende Meerwasser zugepumpt.ilte Luft und kaltes Meerwasser strömen nun im Wärmeaustauscher gemeinsam der aus dem Behälter A kommenden heissen,mit Wasserdampf gesättigten Luft entgegen,wobei sich Luft wie Wasser aufheizen und sich die luft gleichzeitig mit Wasserdampf sättigt.ie jetzt wieder heisse,mit Wasserdampf gesattigte Luft tritt aus dem Wärmeaustauscher bei M aus und gelangt bei C wieder in den Behälter A.Jn der gesamten Apparatur herrscht der gleiche Gesamtdruck von beispielsweise 4 atü und die Gasumlaufpumpe J hält den Buftumlauf nur aufrecht.Um Meerwasser in 1 Teil Süsswasser und l Teil Sole zu zerlegen wird bei L doppelt soviel Meerwasser eingepumpt als aus dem Behälter G Süsswasser bei N abgezogen wird. Die andere Hälfte, die Sole, wird aus dem Behälter A bei 0 abgezogen'passiert ebenfalls den Wärmeaustauscher, wobei sie ihre fühlbare Wärme abgibt und tritt bei P kalt aus.In a container A, sea water is heated by means of the electric heater B heated to, for example, llo °. At C, the water creates air under you Pressure of 4 atmospheres, for example. The air is saturated with water vapor and At D it enters the heat exchanger E. It exits at Ei it is cooled down into container G, where condensed water and air separate from each other Air is drawn off at H and via the gas circulation pump J to the heat exchanger K supplied again. the line between J and K becomes the sea water to be separated at L Pumped in. filtered air and cold sea water now flow together in the heat exchanger the hot air that comes out of the container A and is saturated with water vapor, whereby air heats up like water and the air simultaneously saturates with water vapor now hot air saturated with water vapor comes out of the heat exchanger ends at M and returns to container A at C the same total pressure of 4 atmospheres, for example, and the gas circulation pump J keeps the Buft circulation only upright. To split seawater into 1 part fresh water and 1 part brine twice as much sea water is pumped in at L as fresh water from the container G is deducted at N. The other half, the brine, comes out of container A at 0 withdrawn'passiert also the heat exchanger, whereby it their sensible heat releases and exits at P cold.
Die in den Wärmeaustauscher bei D eintretende heisse,mit Wasserdampf gesättigte luft und das bei K eintretende kalte Luft-Wassergemisch tauschen ihre fühlbare Wärme gegeneinander aus,darüber hinaus aber wird die anfallende Kondensationswärme kontinuierlich über den ganzen Wärmeaustauscher direkt als Verdampfungswärme zur Sättigung des aufheizenden Luft-Wassergemisches mit Wasserdampf umgesetzt.The hot one entering the heat exchanger at D, with water vapor Saturated air and the cold air-water mixture entering at K exchange theirs sensible heat against each other, but beyond that the accumulating heat of condensation continuously over the whole Heat exchanger directly as heat of evaporation implemented to saturate the heating air-water mixture with water vapor.
Jn einer kleinen Versuchsapparatur,die genau nach dem beschriebenen Fliessbild aufgebaut war,wurde das neue Verfahren ausprobiert.Der Behälter A hatte einen Jnhalt von ca.60 Ltr.und die darin befindlichen ca.3o Ltr.Salzwasser wurden auf 1100 a geheizt.Ein Thermoregler hielt die Temperatur konstant und ein Kilowattzähler gestattet den Energieverbrauch zu messen. In a small experimental apparatus exactly as described Once the flow chart was established, the new procedure was tried out. Container A had a content of about 60 liters and the approximately 30 liters of salt water inside Heated to 1100 A. A thermoregulator kept the temperature constant and a kilowatt meter allows to measure the energy consumption.
Der Wärmeaustauscher bestand aus einem 5 m langen KupSerrohr von 7 cm lichter Weite.Jn ihm befanden sich 5 parallel geschaltete sowie ein einzelnes Kupferrohr von 1.5cm lichter Weite.Alle Rohre und Zwischenraume waren mit 4x4 mm Wendeln aus Kupferblech gefüllt.Behälter Å,Wärmeaustauscher E und alle Zuleitungen waren gut isoliert.Der Behälter G hatte einen Jnhalt von ca.20 Ltr. The heat exchanger consisted of a 5 m long copper tube from 7 cm clear width. There were 5 connected in parallel and a single one Copper pipe with a clear width of 1.5 cm. All pipes and spaces were 4x4 mm Coils made of sheet copper filled with container Å, heat exchanger E and all supply lines were well insulated. The container G had a capacity of about 20 liters.
Es wurde mit Luft unter einem Druck von 4 atü als Umlaufgas gearbeitet.Die Gasumlaufpumpe J hielt einen Umlauf von ca.3 cbm Druckluft pro Stunde aufrecht.Eei L wurden ca. It was worked with air under a pressure of 4 atü as the circulating gas Gas circulation pump J maintained a circulation of about 3 cbm of compressed air per hour L were approx.
10 Ltr.Salzwasser mit einem Kochsalzgehalt von 3.5 Gew.% pro Stunde zugepumpt.Gleichzeitig konnten bei N ca.5 Ltr. 10 liters of salt water with a salt content of 3.5% by weight per hour At the same time, about 5 Ltr.
Süsswasser mit einem Kochsalzgehalt von unter 20 ppm und bei 1 ca.5 Ltr.Sole mit einem Kochsalzgehalt von ca. Fresh water with a salt content of less than 20 ppm and at 1 about 5 Liters of brine with a salt content of approx.
7 Gew.% pro Stunde abgezugen werden. Der Wärmeenenergieverbrauch pro Liter hergestellten Süsswassers betrug ca. 7% by weight per hour are deducted. The heat energy consumption per liter of fresh water produced was approx.
32 Kcal, das ist bedeutend weniger als der Wärmeverbrauoh in der 36-stufigen Entspannungs-Verdampfungsanlage in San Diego, Kalifornien, die täglich 3 900 cbm Süsswasser herstellt.Dort ist 1 kg Wasserdampf zur Herstellung von 9.85 kg Süsswasser erforderlich, Die in dem beschriebenen Versuch gefundenen 32 Kcal pro kg Süsswasser werden sicherlich noch nicht das Minimum an Wärmeenergie darstellen,das nach dem neuen Verfahren erzielbar sein wird. 32 Kcal, which is significantly less than the heat consumption in the 36-stage flash evaporation facility in San Diego, California that runs daily 3,900 cbm of fresh water, with 1 kg of steam to make 9.85 kg fresh water required, Those found in the experiment described 32 Kcal per kg of fresh water will certainly not be the minimum of heat energy represent that will be achievable according to the new process.
Über die Jnvestitionskosten einer Grossanlage nach dem neuen Verfahren gibt es natürlich noch keine Angaben, doch dürften sie wegen der Einfachheit des neuen Verfahrens sicherlich nur einen Bruchteil der Kosten ausmachen, die für die Erstellung einer Anlage nach den bisher bekannten Verfahren erforderlich wäre.About the investment costs of a large system using the new process there is of course no information yet, but due to the simplicity of the new procedure certainly only accounts for a fraction of the costs incurred for the Creation of a system according to the previously known method would be required.
dem neuen Verfahren lassen sich statt Luft auch andere Gase verwenden.Stickstoff könnte die Korrosion möglicherweise vermindern.Die Gefahr von Krustenbildung ist gering, da in dem neuen Prosess Wasser nie zum Sieden kommt.With the new process, other gases can be used instead of air - nitrogen could possibly reduce corrosion. There is a risk of crust formation low, since water never comes to the boil in the new process.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1970
- 1970-07-10 DE DE19702034206 patent/DE2034206A1/en active Pending
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