DE2162680A1

DE2162680A1 - Verfahren zum entsalzen von meerwasser durch eisbildung

Info

Publication number: DE2162680A1
Application number: DE2162680A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr Beyschlag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1971-12-17
Publication date: 1973-06-28

Description

Verfahren zum Entsalzen von Meerwasser durch Eisbildung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entsalzen von Meerwasser durch Ausfrieren und Abtrennung des Eises von der Mutterlauge.
Es ist bekannt, Meerwasser durch Eisbildung zu entsalzen. Dies ist möglich, weil der Gefrierpunkt von salzhaltigem Meerwasser niedriger liegt als der von reinem Wasser. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird einer in einem Behalter befindlichen Meerwassermenge Wärme durch die Behälterwandung entzogen. Es bildet sich dabei ein Temperaturgefälle von dem in der Mitte des Behälters befindlichen Meerwasser zu den der Behälterwandung anliegenden Randzonen hin aus. Dadurch werden die für die Beschaffenheit des auszubildenden Kristallgefüges wesentlich maßgebenden Faktoren der Keimbildungs und Keimwachstumsgeschwindigkeit innerhalb der zu behandelnden Meerwassermenge ungleichmässig.
Gefügeungleichmässigkeit und dadurch bedingte Einschlüsse von salzhaltiger-Mutterlauge lassen sich bei diesem bekannten Verfahren nicht ausschliessen. Es muß entweder mit Süsswasser nachgewaschen werden, was den Nachteil hat, daß ein Teil des gewonnenen Süsswassereises wieder schmilzt und sich zusammen mit dem zum Waschen verwendeten Süsswasser mit dem ausgewaschenen Meerwasseranteil vermischt, so daß der echte Gewinn an Süsswassereis sehr gering und dementsprechend das Verfahren wenig rentabel ist; oder es muß das in einer ersten Kristallisationsstufe gewonnene verunreinigte Süsswassereis aufgeschmolzen und erneut kristallisiert und dieser Vorgang erforderlichenfalls wiederholt werden, bis bekanntermaßen etwa nach der dritten Kristyllisationsstufe der Salzgehalt ausreichend niedrig, etwa bei 0,05 % liegt. Dann wird zwar kein Süsswasser verbraucht, aber der verfahrenstechnische Aufwand ist unverhältnismässig hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren dieser Art zu beheben.
Diese Aufgabe wird bei einem solchen Verfahren zum Entsalzen von Meerwasser durch Ausfrieren und Abtrennung des Eises von der Mutterlauge errindungsgemäss dadurch gelöst, daß beim Ausfrieren eine Suspension von Eiskristallen in der Mutterlauge gebildet wird, und die Suspension, vorzugsweise durch Zentrifungieren, in ihre reste, zu Süsswasser schmelzbare Eiskristallphase und ihre flüssige, aus Mutterlauge bestehende Phase getrennt und geklärt wird, Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Ausfrieren unter ständiger Bewegung, zweckmässig unter Umrühren oder Umwälzen> vorzunehmen. Es hat sich überraschend gezeigt, daß man durch Anwendung einer Zentrifuge zur Trennung der Suspension aus Süsswassereis und Salzwasser-Mutterlauge in einem einzigen Schleuderprozess als Ritckstand in der Zentrifuge- eine Art Eisschnee erhält, der aus praktisch reinem Süsswasser besteht. Wie gefunden wurde, lässt sic das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere energetisch vorteilhaft in der Weise durchführen, dass aus auf etwa -2 bis -5 0C herunter gekühltem Meerwasser durch kräftiges Rühren ein-breiiges Gemisch aus feinsten Süsswasser-Eiskristallen und Salzwasser hergestellt wird, das dann einer Zentrifuge oder einer sonstigen Trenneinrichtung möglichst kontinuierlich zugesetzt wird, Es ist auch möglich, anstelle einer Zentrifuge z.B. eine Filterpresse einzusetzen, auf der dann der Süsswasser-Eisschnee als Filterkuchen zurückbleibt.
Die von der Eiskristallphase befreite Mutterlauge, die aus der Zentrifuge oder der Filterpresse kalt abgezogen wird, kann zweckmässig wenigstens teilweise erneut dem Verfahren zugeführt und zwar dem zu entsalzenden Meerwasser zugesetzt werden, bevor dieses der Ausfrierbehandlung unterworfen wird, oder zur indirekten Vorkühlung des zu behandelnden Meerwassers verwendet werden, Es lässt sich auf diese Weise die aufzuwendende Kälteleistung besser ausnutzen.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich sehr gut für kontinuierliche Arbeitsführung. Eine vorteilhafte Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen in einem an seinem Boden mit Zuführung für das zu behandelnde Meerwasser versehenen Kühlbehälter drehbar angeordneten Hohlzylinder, an dessen Aussenfläche Abstreifer angebracht sind, die in dem Ringraum zwischen der innenwand des Kühlbehälters und der Aussenfläche des Hohlzylinders umlaufen, eine Abstreifereinrichtung, die im oberen Teil des Kühlbehälters und in den inneren Hohlraum des Hohlzylinders hineinragend angeordnet ist, und einen am Boden des Zylinderhohlraums vorhandenen Fallrohr-Auslaß zu einer mit einem Austrag zu einem Schmelzbehälter und einer Mutterlauge-Ableitung bestückten Zentrifunge.
In der beiliegenden Zeichnung -ist die kontinuierliche Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens beispielsweise anhand eines Pließbildes veranschaulicht: Über eine Dosierpumpe 1 wird das zu behandelnde Meerwasser einem Kühlbehälter 2 von unten zugeführt. Um den KUhlbehElter 2 liegt eine Kühlschlange oder eine sonstige Kühleinrichtung, durch die Kühlflüssigkeit oder sonstiges Kühlmedium-strömt, so dass das Seewasser durch indirekte AbMihlung auf Temperaturen von -3 bis -5°C gebracht werden kann.
In dem Kühlbehälter 2 rotiert ein Hohlzylinder 3, an dessen Aussenfläche Abstreifer 4 so angebracht sind, daß sie die an der Innenseite. des Kühlbehälters sich bildende Eisbrei-Suspension. sofort in feinsten Schichten abschälen, so daß sich in dem Ringraum zwische.n#Kühlbehälter 2 und Hohlzylinder 3 eine breiige Eis--Salzwasser-Suspension ansammelt. Dieser Brei hat die Eigenschaft, unterstützt durch den Druck der Dosierpumpe nach oben zu steigen. Im oberen Teil des Kühlbehälters 2 ist eine Abstreifer-Einrichtung 5 angeordnet, die in den trichterförmigen Hohlraum 6 des Hohlzylinders 3 hineinragt. Die im Kühlbehälter 2 nach oben gestiegene breiige Eis-Salzwasser-Suspension-wird von diesem Abstreifer 5 erfaßt und in den trichterförmigen Hohlraum 6 geführt. Am Boden dieses Trichters 6 ist ein Fallrohr 7 angeordnet, welches in eine Zentrifugentrommel 8 führt und durch das der Eis-Salzwasser-Brei in die Zentrifugentrommel 8 gelangt.
Der Süss'wasser-Eisschnee setzt sich an der perforierten Zentrifugentrommel ab und wird von dort laufend einem beheizten Schmelzraum 9 zugeführt. Die von dem Sttsswasser-Eisschnee abgetrennte Mutterlauge gelangt in den Gehäuseraum 10 der Zentrifuge und kann von hier einem Vorkühler 11 zugeführt werden, in dem das frische Meerwasser vorgektihlt wird.
Der Schaelzraum 9 wird zweckmässig durch die#Kondensationswärme der erforderlichen (nicht gezeigten) Kältemaschine beheizt. Dadurch wird die aufzubringende Kälteenergie durch die freiwerdende Schmelzwärme auf ein Minimum herabgedrückt.
Selbstverständlich können zur Vorkühlung, zum Ausfällen und zum Sammeln des ausgefällten Eisschnees beliebige bekannte Einrichtungen benutzt werden. Beispielsweise kann anstelle des drehbar ren Hohlzylinders eine sonstige Rühreinrichtung vorgesehen#und gegebenenfalls ein entsprechend bestückter Drehrohrkristallisator eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Entsalzen von Meerwasser durch Ausfrieren und Abtrennung des Eises von der Mutterlauge, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausfrieren ejne #uspension von Eiskristallen in-der Mutterlauge gebildet wird, und die Suspension, vorzugsweise durch Zentrifugieren, in ihre feste, zu Süsswasser schmelzbare Eiskristallphase und ihre flüssige, aus#Mutterlauge bestehende Phase getrennt und geklärt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfrieren unter ständiger Bewegung, zweckmässig unter Umrühren oder USS~lzen, vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Eiskristallphase befreite Mutterlauge wenigstens teilweise dem zu entsalzenden Meerwasser vor der Ausfrierbehandlung zugesetzt oder zu dessen Vorkühlung verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es kontinuierlich durchgeführt wird,

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen in einem an seinem Boden mit Zuführung für das zu behandelnde Meerwasser versehenen Kühlbehälter (2) drehbar angeordneten Hohlzylinder (3), an dessen Aussenfläche Abstreifer (4) angebracht sind, die in dem Ringraum zwischen der Innenwand des Kühlbeh#lters (2) und der Aussenfläche des Zylinders (3) umlaufen, eine Abstreifeinrichtung (5), die im oberen Teil des Kühlbehälters (2) und in den inneren Hohlraum (6) des Hohlzylinders (3) hineinragend angeordnet ist, und einen am Boden des Hohlraums (6) vorhandenen Fallrohr-Auslaß (7) zu einer mit einem Austrag zu einem Schmelzraum (9) und einer Mutterlauge-Ableitung bestückten Zentrifuge (8,10).

L e e r s e i t e