DE2559037A1

DE2559037A1 - Verfahren zur entsalzung von waessrigen salzwasserloesungen

Info

Publication number: DE2559037A1
Application number: DE19752559037
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Behncke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-29
Filing date: 1975-12-29
Publication date: 1977-07-07

Description

VERFAHREN ZUR ENTSALZUNG VON WÄSSERIGEN SALZWASSERLÖSUNG
Die Erfindung schildert ein Verfahren, das eine weitgehende Entsalzung von wässrigen Salzwasserlösungen bewerkstellitt. Sinn und Zweck des Verfahrens ist es im besonderen, aus solchen Wässern, in welchen Salze, wie z.B. unter anderem Kochsalz, in einem für spezielle Verwendungen überreichlichem kalte vorliegen, diese Salze zu entfernen, u.zw. indem man in der Salzlösung eine örtliche Llhomogenität zonenweise hervorruft. Dieser Effekt wirderfindungsgemäß in der Weise erzielt, daß man die wässrige Salzlösung einer unvollendeten Elektrolyse unterwirft.
Diese Maßnahrne wird gemäß der Erfindung speziell mit einer zonenweisen Salzverarmung des Meeniassers ausgeübt.
Bekanntlich ist man in imrrier zunehmendem Ausmaß an einer Trinkwasserveredelung interessiert von solchen Wasservorräten, welche in ihrer dargebotenen Form, wie im Meerwasser mit seinem relativ hohen Salzgehalt, die notwendigen Anforderungen, die wir an ein Trinkwasser stellen müssen, nicht erfüllen.
Bei dem Bemühen zur Entsalzung von meerwasser für seine Eignung als Trinkwasser spielt gewiß die Anwendung der Wärmeenergie zum Zwecke der Verdunstung des Wassers eine wesentliche Rolle. Aber erstens erhält man dabei ja noch kein brauchbares Trinkwasser sondern zunächst einmal das destillierte Wasser, und zweitelss ist ein derartiges Destillationsverfahren meistens unrentabel. Die dafür aufzubringende Energiemenge ist zu teuer, wenn man von der Möglichkeit einer Ausnutzung der Sonnenenergie absieht, die ja nicht allenorts in ausreichendem Maße zur Verfügung steht. Dieses Verfahren vermag daher nicht in jedem Fall zu befriedigen.
Ein anderes Verfahren nutzt die Erfahrung aus, daß man das Meerwasser durch die Anwendung von Kälteenergie ausfrieren läßt. Auch dabei kommt es zu einer weitgehghenden Abtrennung des Salze vom Wasser, indem das Eis aus nahezu reinem Wasser besteht, Aber auch in diesem Fall ist man an Verhältnisse gebunden, die sich vielenorts nicht darbetenO Demgegenüber schildert das erfindungsgemäße Verfahren eine neuartige Entsalzung von wässrigen Salzwasserlösungen mit Hilfe einer unvollendeten Elektrolyse, indem man die dadurch hervorgerufene Inhomogenität der Salzlösung zur Abtrennung des salzarmen Wassers ausnutzt.
Das Verfahren ist also dadurch gekennzeichnet, daß die infolge der Gleichstromelektrc lyse in der Salzlösung hervorgerufenezIonenwanderung, welche eine zonentweise Salzverarmung verursacht, zu einer Saugabtrennung des salzarm gewordenen Wassers aus der Mittelzone zwischen der Kathode und der Anode ausgenutzt wird.
Dieses Verfahren läßt sich kontinuierlich gestalten, indem man laufend aus einer Bodenöffnung Neerwasser zufließen läßt, während man aus der Mittelzone das salzverarmte Wasser nach oben abzieht. Gleichzeitig kann man das ionenreiche Wasser - an der Kathode im wesentlichen verdünnte Natronlauge, an der Anode im wesentlichen verdünnte Salzsäure - nach unten abfließen lassen, um diese Lösungen entweder getrennt zu verwenden oder wieder zu Kochsalzlösung zusammenfließen zu lassen.
Als unvollendet wird diese Elektrolyseform deswegen bezeichnet, weil sie nicht den eigentlichen Sinn und Zweck der Elektrolyse vollstreckt, nämlich die Gewinnung der durch die Ionenwanderung isolierten Elemente, Sie beschränkt sich vielmehr auf die infolge der Ionenwanderung verursachte zonenweise Salzverarmung in der mitte zwischen den beiden Polen Kathode und Anode, wo die Absaugung von Trinkwasser vollzogen wird.
Die gleichzeitig sich voll ziehende Bildung von Natrium , resp. von Natronlauge an der negativen Kathode, sowie die Bildung von Chlor , resp.
Salzsäure an der positiven Anode, bleiben unberücksichtigt. Die letzten Endes an den Polen freiwerdenden Gase - an der Kathode: Wasserstoff, an der Anode: Sauerstoff - lassen sich getrennt ableiten und verwenden.
Ausgehend von einem Meerwasser, das etwa 3-4ß0 Salze enthält - ihrer Zusammensetzung nach zu etwa 80% Kochsalz, zu etwa 20% Nagnesium-, Kalium-und Calciumsalze -, kann die Zielsetzung als erreicht angesehen werden, wenn der Salzgehalt insgesamt auf etwa 0,6» abgesunken ist. Das läßt sich zumeist in einem Elektrolysebad erreichen. Gegebenenfalls kann man die elektrolytische Salzverarmung in einem zweiten Elektrolysebad weitertreiben, Als Elektrolysezellen dienen gußeiserne Wannen mit Sisenblechelektroden.
Die Batterie steht auf Prozellanfüßen. Die Badspannung beträgt etwa 2,5 Volt; die Strombelastung beträgt etwa 500 Ampere pro m² Elektrodenfläche.
Die Stromausbeute, doh. der Energieverbrauch beträgt etwa 5,0 kWh auf 1 cbm Trinkwasser.
Der Reaktionsablauf ist aus der beifolgenden Skizze ersichtlich.
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Claims

Patentansprüche: Verfahren zur Entsalzung von wässrigen Salzlesungen, dadurch gekennzeichnet, daß die zonenweise Salzverarmung, welche infolge einer Sleichstromelektrolysc durch die Ionenwanderung in der Salzlösung hervorgefufen wird, für eine Saugabtrennung des salzarmen Wassers in der Mittelzone zwischen der Kathode und der Anode ausgenutzt wird.
2) Verfahren gemäß dem Hauptanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Entsalzung kontinuierlich gestalten kann, indem man laufend aus einer Bodenöffnung in der Elektrolysezelle Meerwasser zufließen läßt, während man das salzverarmte Wasser in der mittleren Zone nach oben abzieht.
3) Verfahren gemäß dem Hauptanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig mit der Salzverarmung durch die unvollendete Elektrolyse die mit den Natriumionen, bzw. der verdünnten Natronlauge angereicherte Lösung an der Kathode, sowie die mit den Chlorionen, bzw. der verdünnten Salzsäure angereicherte Lösung an der Anode nach unten abfließen läßt.
4) Verfahren gemäß dem Hauptanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man die sich an den beiden Polen bildenden Gase - Wasserstoff an der Kathode und Sauerstoff an der Anode - getrennt sammelt und ihrer speziellen Verwendung zuführt.
5) Verfahren gemäß dem Hauptanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man die Salzverarmung bis zu einem Salzgehalt von 0,6; treibt, und gegebenenfalls zur Erzielung dieses Gehaltes in einem zweiten E7ektrolysebad weitertreibt.