DE2044918A1

DE2044918A1 - Entsalzungsanlage

Info

Publication number: DE2044918A1
Application number: DE19702044918
Authority: DE
Inventors: Norman Leslie Clovercrest Modbury Foley (Australien)
Original assignee: Auscoteng Pty Ltd
Current assignee: Auscoteng Pty Ltd
Priority date: 1969-09-11
Filing date: 1970-09-11
Publication date: 1971-03-25
Also published as: FR2062178A5; US3725206A; GB1321448A; CA939629A

Description

Patentanwalt

p. Walter Jadcfr

1 3 IM tt μ eil N. Menzelstra"

Auscoteng Pty.Ltd.

22, Greenhlll Road,

Wayvllle

State of South Australia

Entsalzungsanlage

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Entsalzungsanlage.

Es ist bereits eine Entsalzungsanlage bekannt, bei der Umgebungstemperaturen zur erforderlichen Dampferzeugung aus Meerwasser oder dgl. benutzt werden. Dies ist dadurch möglich, daß ein Unterdruck erzeugt wird, der ausreicht, tun das Wasser bei Umgebungstemperatur zum Sieden zu bringen.

Bei der Erzeugung von Unterdruck dieser Grosse treten jedoch Schwierigkeiten auf. E3 wurde bereits eine einfache und für diesen Zweck geeignete Absaugpumpe vorgeschlagen, mit der sich der erforderliche Unterdruck problemlos herstellen lässt, und es ist Ajfgabe der Erfindung .allgemein ein verbessertes System zu schaffen, das die Schaffung einer einfachen, zu diesem Zweck geeigneten Einheit in Form

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einer Anlage ermöglicht, die im Grunde nur einen Verdampfer und einen Kondensator umfasst, die eine einzige Einheit bilden und zwischen denen eine Gebläseeinrichtung vorgesehen ist, die den Dampf bzw. Nebel in der erforderlichen Weise befördern. Dabei sind zwei Pumpen vorgesehen, von denen die eine für die Erzeugung des erforderlichen Unterdruckes und die andere für das Absaugen der schweren Salzlösung sorgt, um die Versorgung der Einheit mit Meetörwaseer od.dgl. auf einenvWert zu halten, der die für diesen Zweck erforderliche Destillierung des Wassers ermöglich*, wobei die schwerere Salzlake in erforderlicher Weise In einer solchen Menge entfent wird, die ausreichend ist um die Verdampferflüssigkeit auf einenterforderlichen Wert zu halten.

Mit den bereits vorgeschlagenen, einfachen und su diesem Zweck geeignete Pumpe Yiut kann die Leistung einer derartigen Entsalzungsaiage beeinflusst werden. Die Verbindung der verschiedenen Arbeitskreise mit Wärmeaustauschern ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad der der Erfindung zugrundeliegenden Einheit. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Entsalzungsanlage mit hohem Wirkungsgrad zu schaffen, bei der hinsichtlich der mechanischen Einrichtungen die bisher auftretenden Schwierigkeiten auf ein Mindestmaß beschränkt werden.

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Ba die Bedeutung der Erfindung voll zur Geltung zu bringen, wird nahstehend ein Ausführungsbelsplel mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Selbstverständlich beschrankt sich die Erfindung Jedoch nicht auf dieses Ausführungsbelspiel, sondern umfasst einen Umfang, der in den Ansprüchen umrissen wird.

Die in der Zeichnung dargestellte Figur zeigt eine erfindungsgemSsse Einheit bzw. Anlage, die in üblicher Weise einen Verdampfer 1 mit einem in diesem befindlichen Kondensator 2 für den Wärmeaustausch umfassen kann. Das zu reinigende Wasser wird mit Hilfe eines lliederdruck-Systenis einem Vorratsbehälter 18 entnommen und über einen Wärmeaustauschbehälter 3 durch die Leitung 20 zu verschiedenen anderen Wärmeaustauschern 4, 5 geführt und fliesst gegebenenfalls über eine Luftabscheidekammer 6 in den Verdampfer 1, wobei die Luftabscheidekammer ihrerseits über eine Leitung 7 mit einer Salzlakenpumpe 8 verbunden ist, die sowohl zum Absaugen der mit dem Wasser in das System eintretenden Luft wie auch gleichzeitig zum Absaugen eines Teils der Salzlake und zu deren Beförderung durch die Leitung 21 dient, so daß der Verdampfer 1 auf den richtigen Salzgehalt gehalten wird und die schwere Salzlake aus dem System entfernt wird, nachdem sie die in ihr noch verbliebene Wärme an der Wärmeau«tau8chsehlangel7 in Wärraeaustauschbehälter 3, den das eintretende Wasser zuerst durchfliesst, abgegeben hat.

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Die Leitung 9 für das entsalzte Wasser verläuft vom Kondensator über einen Wärmeaustauscher 5 für den Wärmeaustausch mit dem eintretenden V/asser zu einer Absauepumpe 10, die den erforderlichen Unterdruck innerhalb des Systems aufrechterhält. Von dieser Absaugpumpe 10 durchläuft das entsalzte Wasser einen Wärmeaustauscher 11, der sich im c Wärmeaustauschbohälter 3 wie der Salzlaken-Wänneaustauscher 17 befinden kann, so daß die gesamte noch verbleibende Wärme sowohl von der Salzlake al3 auch von dem entsalzten Wasser an das zum Verdampfer hin eintretende V/asser abgegeben wird.

Die eigentliche Bauweise de3 Verdampfers und des Kondensators sollte der Gestalt sein, daß eine einfache und für diesen Zweck geeignete Einheit entsteht, die sich leicht reinigen lässt und bei der daher leine Schwierigkeiten auftreten, wenn beispielsweise die Röhren ausgetauscht werden müssen. Das wird besonders dadurch erreicht, daß ein äusseres den Verdampfer als solchen bildendes Gehäuse vorgesehen ist, das die Salzlake enthält und in das von einer Seite her ein Höhrenbündel eingeführt wird, dessen Röhren mit den erforderlichen Kopfstücken versehen sind, so daß das Kopfstück an einem Ende innerhalb de3 Verdampfers liegt, während das am anderen Ende befindliche Kopfstück als Verschluß3tück für diese Seite des Verdampfers ausgebildet ist. Das Kopf

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Stück am Inneren Ende weist eine Rühre auf, die sich nach aussen durch eine Stopfbüchse im Verdampfergehäuse erstreckt, so daß zum Einsetzen der Einheit lediglich dieHalterungen und die Stopfbuchse gelöst und die Röhre und die Kopfstücke herausgenommen werden müssen, so daß ein Verdampfergehäuse für die Reinigung freigelegt ist. Das Wiedereinsetzen erfolgt einfach in umgekehrter Welse, wobei es lediglich erforderlich ist, den Röhrensatz wieder In das Verdampfergehäuse einzusetzen und festzulegen, um die Einheit abzudichten.

Im Verdampfer enthftlt das Gehäuse die Flüssigkeit und der Röhrensatz den Dampf bzw. Nebel, der vom Verdampfer Über Niederschlagsbleche 12 In ein von einem Motor 19 angetriebenes Gebläse abgesaugt wird, das den Dampf bzw. Nebel anschliessend durch die Röhren zur Absaugpumpe IO hindurchdrückt.

Die Verdampfungsprodukte werden zwar hauptsächlich von der Absaugpumpe 10 durch den Arbeltskreis hindurch« gesaugt, Jedoch sorgt das Gebläse 13 für die Aufrechterhaltung eines Druckgefälles zwischen dem Verdampfer 1 und dem Kondensator 2 In der Welse, daß der Verdampfe druck niedrig«!* i*t als der Kondensatordruck, wodurch die Erzeugung von Dampf im Verdampfer 1 sowie dessen Fluss im Wärmeaustausch mit der verdampfenden Flüssigkeit zu der Absaugpumpe 10 ver-

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grflssert werden. Dabei sorgt die Absaugpunpe IO ebenfalls, wie bereits erahnt, für den Absug de3 entsalzten V/assers, nachdem dienes seine gesamte verbleibende Härme an das eintretende '.Vaaser abgegeben hat.

Als Abeaugpuinpe 10 wird an dieser Stelle eine Abnaugpumpe mit einer Wasserabdichtung verwendet, die der Gestalt 1st, daß eine einfache Getriebepumpe oder dgl. zur Erzeugung des erforderlichen Unterdruckee verwendet werden kann. Dabei wird die Getriebepumpe oder dgl. mit Hilfe eines Wasserstfties abgedichtet, der in geeigneter Weiee von einem Flüssigkeitsbehälter an der Ausgangs seite der Pumpe aus in Umlauf gebracht wird.

Somit bilden der Verdampfer 1 und der Kondensator 2 eine einheitliche Struktur, die ohne Schwierigkeit demontiert und wieder zusammengebaut werden k:mn, so daß bei Bildung von Kesselstein oder dergleichen Anlagerungen diese Einheiten ohne Schwierigkeiten ausgewechselt und gereinigt werden können.

Die dem Verdampfer 1 zugeführte Salzlake durchläuft ein Steuerventil 1Ί, das die Grösee dea Flusses mit Bezug auf den hohen Unterdruck Im Verdampfer I und Im Kondensator 2 reguliert. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Ausscheidung der Luft vorzugsweise mit Hilfe eines

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Abscheiders 6, der eine Einlassröhre 15 aufweist, die sich nach oben über einen Teil eines Gefässes 16 erstreckt, dessen unteres Ende In den Innenraum des Verdampfergehäuses 1 hineinführt, in dessen oberem Teil Jedoch, der über dem durchschnittlichen Wasserstand im Verdampfer liegt, mit Hilfe einer zweiten, hier mit Salzlakepumpe 8 bezeichneten Absauepumpe ein Unterdruck erzeugt wird, so daß die gesamte Luft die in dem in den Arbeitskräfte einströmenden Wasser mitgeführt wird, an dieser Stelle abgesogen wird, um den erforderlichen Unterdruck innerhalb des Arbeitskreises aufrechtzuerhalten.

Dieselbe Salzlakenpumpe 8 ist ebenfalls mit dem Verdampfergehäuse verbunden, und zwar an einer Stelle die so liegt, daß die Röhren des Kondensators mit Salzlake bedeckt gehalten werden. Dabei erfolgt der Sog über den Wärmeaustauscher Ί für den Wärmeaustausch mit dem einströmenden Wasser zu der Salzlakenpumpe hin, die ebenfalls mit einem Flüssigkeitsbehälter und Umlaufrähren versehen ist, so daß diese Salzlakenpumpe, obwohl sie nur als einfache Getriebepumpe oder dgl. ausgebildet ist, die Erzeugung des erforderlichen Unterdruckes ermöglicht. Dabei schickt die Pumpe 8 ihr Pumpprodukt über den für das einströmende Wasser vorgesehenen Wärmeaustauscher, zu der Austrittsöffnung der dichten Salzlösung. Die durch diese Pumpe 8 hindurchgehende Grosse des Flusses ist so ein gestellt, daß genügend Wasser abgesogen wird, damit das richtige Salzlakenniveau in der im Verdampergehäuse 1 befindlichen Wasser aufrechterhalten wird.

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Tomit ist eine Ab3ougpumpe 10 vorgesehen, die dazu dient, ("on !'ondennntor P direkt auf den orfordr-rj i <'!-,ci; unterdruck r.u halten und dadurch das i;ondov.r:ni· ab;-.u" 1 e'-.on und (U(³Ci¹H ilher die nötigen l.r'li't.<»,·: .;:ilau;;c]'Pi' doi' Aiu.tri 1 tbüTfmmg dea entsalzten /ηκΗί.Το /u;',uf(])_;ren, w<'i]uⁱend (»Jno nwo.ite Punpe in i'f.T.'i (Ή r i'al ^l ;il:enpui.iiie ^ fi;T:iu diont, die I'alr.lalc r.ouie die ,'",orni.tr-j vom einntrönionden '/nnner nich ril'ücl·.»: 1 donde Lul't ahzunnur«"^>n und oino Restouertc *7r j ; i-r.· Π!.ιτ eJii<! W-'irr.efiUßt.nij.TChischlgngcl 7 , die a;;f dan tint ratende w'asaer wirkt, zu der Austrltts-"iTfηunr, dor oülzl'Jsunf; ?.u schicken.

Goi.iit wird der Kondensator ?. unmittelbar durch den von Λα ν Η,ΉίρΙ abr>au :i)urr.pe H erzeugten ^Ofauf niodi'l/j,en ')rucl< gehalten, Jedoch ist dar Verda;npfor cbonfallo ;Jber die Absaußpumpe B verbunden, die eine bestinnte Menc;o Salsl^sunp; abl.'iS3t. Auf diese Weise erhalten beide/ Puupen die l'elativ niedrigen Drucloa'to innerhalb des Kondensators ?. und des Verdampfern 1 aufrecht, wobei .Jedoch der Verdnnpferdruck noch zus'itzlich durch das zwisclien dem\erda;r.pfer und dem Kondensator 2 vorreoehene (lebl.ise 13 vermindert wird, so d-3i?> das erforderliche Druckßef.'Il Ie entstellt, durch 'ias d;a3 Sieden der !«"lilssißkeit iir. Verdampfergeh/iuse 1 infolge dea Unterdrucke3 becünstlfit wird. Da die Verdampfung eine Temperatur verminderung zufolge hat, ist 3er Wärmeaustausch mit dem Kondensator 2 günstig für die Herstellung eines

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Systems, bei dent keine Wärmezufuhr von aussen, beispielsweise In Porra einesSonnentiegelsod.dßl, erforderlich let, sondern bei dem infolge des ausseret niedrigen Druckes in dem Verdampfer 1 und dem Kondensator 2 die Flüssigkeit statyr siedet und bei dem während Dampf zum Kondensator 2 hinüberstrflmt und gegebenenfalls durch die Absaugpumpe 10 zu der Auetritteöffnung Hit des entsalzten Wassers abgepumpt wird, dl· eintretende Salzlösung durch die Salzlakenpumpe 8 die eine bestimmte Menge der schwereren Salzlösung abzieht, verdünnt wird, um ein geeignetes Oleichgewicht innerhalb des Verdampfers 1 und des Kondensators 2 aufrecht zuerhalten.

Wenn erwünscht, kann auf die Luftabacheldunßskanmer 6 verziehtet und stattdessen die Salzlakenzuführleltung direkt mit dem Verdampfer verbunden werden. Dabei wird der FIuA durch das Steuerventil 14 reguliert, und die beiden Absaugpumpen 8 und 10 sorgen für den Abzug der gesamten to das System eintretenden Luft.

Del Inbetriebnahme der Anlage hat der von dem Gebläse und den Absauspumpen 8 und 10 erzeugte Druck eine KUhI-wlrkung zufolge, so daß ein bestimmter Qrad an Wärme von der umgebenden Luft In den Verdampfer einstrflmt. Im Betrieb wird dem System als zusatzliche Wärme lediglich die durch das Gebläse erzeugte Verdfcbtungswflrme zugeführt, wodurch eine in sich geschlossene, vfllUg eigenständige und sich selbst versorgende Anlage entsteht, deren Arbeltswelse auf den erzeugten hohen Unterdruck beruht«

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Aus den» Vorstehenden ergibt jkch, daß auf diene Welee eine einfache, geeignete Einheit ce3chaffen wird, die in baulicher Hinsicht fast keine ochwlerigkelten aufweist und die sich mühelos i'ür Wartungszwecke od.dgl. demontieren lässt. Ferner kann dae zwischen dem Verdampfer^ehäuse und deia Kondensator vorgesehene Gebläse ähnlich wie die Oetrlebepumpen ausgebildet sein, die als Einrichtungen zur Erzeugung von Unterdruck vorgeschlagen werden. In diesem Fall 1st eine einzige Antriebswelle möglich, da das Abdlchtung3-wasser vom System selbst verwendet werden kann.

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Claims

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1.) Vorrichtung zum Entsalzen von Wasser mit einem Verdampfer und oinem Kondensator, der innerhalh des Wasserraums <ier> Verdampfers angeordnet ist, so daß die vom Kondenstor abgegebene Wärme zum Verdampfer übergeht, nlt Einrichtungen zur teilweisen Evakuierung des Verdampfers, die ausreicht, um das Wasser im Verdampfer zum Siedon zu bringen und einen Dampffluss vom Verdampfer zum Kondensator zu erzeugen sowie der geeamten mitgeführten Luft aus dem Kondensator und mit Einrichtungen zum Absaugen der dichten Salzlösung sowie der gesamten mit geführten Luft aus dem Verdampfer, wobei zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator ein Druckgefälle aufrechterhalten wird, das derart ist, daß der Verdampferdruck kleiner als der Kondensatordruck ist, um die Dampererzeugung im Verdampfer zu steigern.

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2.) Vorrichtung zum Entsalzen von Wasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßji eine wa.'iserabgedichtete Absaugpumpe vorgesehen lüt, die sowohl eine Einrichtung zum Abziehen dor, Kondensaten aus dem Kondensator als auch eine Einrichtung zum Abziehen der dichten Salzlösung aun <!em Verdampfer aufweist.

3.) Vorrichtung zum Entsalzen von Wasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinrichtung zur teilweisen Evakuierung des Verdampfers und zur Erzeufrunc eines Dampfflus3es vom Verdampfer zum Kondensator ein loots^eblöse umfasst.

ij.) Vorrichtung zum Entsalzen von Wasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eintretende Salzlösung einen ersten Wärmeaustauscher durchläuft sowohl mit dem Kondensat als auch mit der abgezogenen dichten Salzlösung stattfindet.

5.) Vorrichtung zum Entsalzen von Wisser nach Ansprucli Ί, dadurcli gekennzeichnet, daß der Salzlakenzufluss einen zweiten Wärmeaustauscher durchfliegst, in dem ein Wärmeaustausch mit der dichten, vom Verdampfer abgezogenen Salzlösung stattfindet.

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6.) Vorrichtung turn Entsalzen von Wasser, nach Anspruch $, dadurch gekennzeichnet, daß der SaIzlfütensuflttes eln*n »ritten Wärme austauscher durehill««#t, in dem ein wärmeaustausch mit dem το» Kondensator a"bcesogef»en Kondensat stattfindet,

7.) Vorriehtting aum Entsalzen Von Waasef nach Anag>rttefc t_t aadutch g*k*ima«lehnet, daß eine Lüftaib*0i«iÄ*(fle«iEÄimer «ü d«r Ein trittst el Ie def s*i*i&iMmit im 'farn v*t<sam>tmr imm****»n ist, *t*ei dl« tmmm* ifterein* Urt4*rdriic*leitung mit d«* ^i<it4rt4t#i>fifKtfig del· EirBPlcntunp; ver-> btwideti 1st, «ie -ffll« dftn* Abtng der dichten SaIa-

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