DE2653649A1

DE2653649A1 - Anlage zur erzeugung von trinkwasser und rohstoffen aus meerwasser

Info

Publication number: DE2653649A1
Application number: DE19762653649
Authority: DE
Inventors: Istvan Dr Ing Erdoedy; Christian Dr Ing Koch; Konrad Dipl Ing Kuenstle; Karl Schuh
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: KOCH, CHRISTIAN, DR.-ING., 8570 PEGNITZ, DE
Priority date: 1976-11-25
Filing date: 1976-11-25
Publication date: 1978-06-01
Also published as: IL53317A0; IL53317A

Description

Anlage zur Erzeugung von Trinkwasser und Rohstoffen
aus Meerwasser Zur Erzeugung von Trinkwasser aus dem Meer werden eine Reihe Betriebsstoife benötigt, die einerseits das Ausfällen von Salzen während der Eindampfung verhindern und die dem gewonnenen Destillat wieder zugesetzt werden müssen, um trinkbares Wasser zu erhalten.
Trotz des Zusatzes von chemischen Mitteln ist die Eindickung des Meerwassers nur in engen Grenzen möglich, da bei Zugabe von Phosphaten oberhalb von 9000 und bei Zugabe von Schwefelsäure oberhalb von 120°C trotzdem Salze ausfallen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das einen hohen Grad der Eindickung des Meerwassers erlaubt und das weitgehend ohne von außen zu beziehende chemische Zusatzstoffe auskommt.
Die Erfindung betrifft damit eine Anlage zur Erzeugung von Trinkwasser und Rohstoffen aus Meerwasser mit einer Destillationsanlage zur Verdampfung und Kondensation eines Teiles des Beerwassers.
Das Neue besteht erfindungsgem~aß darin, daß der Destillationsanlage mindestens ein Pällbecken vorgeschaltet ist, daß der lestillationsanlage eine Anlage zur Alkalielektrolyse nachgeschaltet ist, in der das Salz in Chlor und Natronlauge aufgespalten wird, und das für mindestens einen Teil der aus der Anlage zur Alkalielektrolyse gewonnenen Natronlauge eine Leitung zwischen dem Fällbecken und der Alkalielektrolyseanlage vorhanden ist.
Die Zugabe von Natronlauge nach einer Chlorierung und Antischaumbehandlung führt zur stufenweisen Ausfällung von Calziumcarbonat, Magnesiuihydroxid und Calziumhydroxid. Die sich bildenden Natriumsalze sind gut löslich, so daß an Stelle einer doppelten Eindickung nun eine fünffache Eindickung des Beerwassers möglich ist. Die Kondensationstemperatur des dafür eingesetzten Prozeßdampfes kann von 12000 auf 19000 erhöht werden, wodurch eine Verdoppelung der Stufenzahl möglich ist. Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß das für die Natronlauge notwendige Elektrolyseverfahren gleichzeitig Chlor produziert, das zur Chlorierung des Trinkwassers, zur Herstellung von Magnesium und zum Verkauf dient. Die ausgeschiedenen Pällschlämme können zu hochwertigen Produkten über die Elektrolyse zu Magnesium und über Wäriebehandlungsverfahren zu Zement aufgearbeitet werden.
Die höhere Eindickung des Meerwassers, die beispielsweise in einem kombinierten Verfahren aus einer Xehrstuiendestillation bis zur zweifachen Eindickung und einem Senkrechtrohrverdampfer anschließend bis zur fünffachen Eindickung vorgenommen werden kann, erleichtert zudem die Bedingungen der Alkalielektrolyse und die Gewinnung von Kochsalz in einem separaten Eindicker.
Als Zwischenstufe ~kann bei spezieller Einstellung der Elektrolysespannung ein Spurenstoff-Pällschlamm mit besonders hoher Konzentration an Uran auageiällt werden. Die Spannung zwischen den Elektroden läßt sich so einstellen, daß es zu einer bevorzugten Aussoheidung von Uransalzen kommt. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist die völlige Autarkie des Betriebes von Zusatzetoffen, die von außen bezogen werden müssen.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend an Hand eines Flußdiagrammes näher beschrieben.
Aus einem Einlaufbecken 1 gelangt Meerwasser in einen Aufbereitungsbehälter 2, wo dem Wasser über eine Leitung 30 Chlor und über eine Leitung 40 Natronlauge zugeführt wird.
Außerdem kann dem Meerwasser is Aufbereitungsbecken 2 ein Antischaummittel zugesetzt werden. Das so aufgearbeitete Meerwasser gelangt aus dea Aufbereitungebehälter 2 anschließend in ein Fällbecken 3, wo ein weiterer Zusatz von Natronlauge aus der Leitung 40 zur Ausfällung von Calziumcarbonat CaC03 führt, das anschließend in einen Brennofen 4 zu Zement aufgearbeitet werden kann. Das das Fällbecken 3 verlassende Wasser gelangt in einen Elektrolysebehälter 5, wo bei spezieller Einstellung der Elektrolysespannung ein Spurenstoff-Pällschlamm mit besonders hoher Konzentration an Uran ausgefällt wird. Dem Elektrolysebehälter 5 ist ein weiteres Fällbecken 6 nachgeschaltet, in dem das Wasser wiederum mit Natronlauge aus der Leitung 40 angereichert wird. Dieses führt hier zur Ausfällung von Magnesiumhydroxid Mg (OH)2 und in einem dritten Fällbecken 7 zur Ausfällung von Calziuihydroxid Ca (OH)2.
Die sich bildenden Salze Natriumchlorid NaCL2, Natriumbromid Na Br, Natriuikarbonat Na2CO3 und Natriumsulfat Na2SU4 sind leicht löslich, so daß an das Pällbecken 7 eine Destillationsanlage 8 angeschlossen werden kann, in der etwa 80 % des Beerwassers verdampft werden können. Das entstehende Destillat wird in einem Destillatbecken 9 gespeichert, wo es durch Zusatz von Meerwasser über die Leitung 10 aus dem Einlaufbecken 1 und durch Zusatz einer fünfprozentigen Kalkiilch von unterchloriger Säure über die Leitung 11 sowie von im Brennofen 4 entstehender Kohlensäure über die Leitung 12 zu Frischwasser aufgearbeitet wird, das in einem Wasserbecken 13 zu speichern ist.
Das im Fällbecken 6 aus gefällte Magnesiumhydroxid wird durch vorherige Zugabe von Chlor in einer Elektrolyseanlage 14 zu Magnesium aufgearbeitet, während das im Fällbecken 7 gewonnene Calziumhydroxid über eine Leitung 16 zusammen mit dem Calziumcarbonat aus dem Fällbecken 3 zum Brennofen 4 gelangt.
Die in der Destillationsanlage 8 nicht mehr destillierbare Lauge gelangt über eine Leitung 17 zu einer Alkalielektrolyseanlage 18 bzw. in einen Nachverdampf er 19 und ein Kochsalzfällbecken 20, von wo es zusammen mit dem Rest der Lauge in ein Becken 21 zur Entnahme der Sole geführt wird. In der Alkalielektrolyseanlage 18 läßt sich aus der Lauge Chlor- und Natronlauge ge-} rinnen. Diese Stoffe gelangen in die Becken 22 und 23 und von da aus in die Leitungen 30 bzw. 40. Ein Teil des gewonnenen Chlors wird einer Produktionsanlage 24 zur Herstellung von Natriumhypochlorid Na0CL, einer unterchlorigen Säure, zugeführt.
Diese Säure wird mit Natronlauge aus der Leitung 40 und mit Hilfe von Frischwasser, das aus dem Wasserbecken 13 über die Leitung 25 zugeführt wird, gewonnen. Sie wird über die Leitung 11 dem Destillat im Destillatbecken 9 zugeführt.
Abhängig von der Auslegung der Elektrolyseanlage und der anderen Anlagen zur Herstellung von Zusatzstoffen ist neben dem Dampf bzw. der Wärmeenergie zum Betreiben der Destillationsanlage elektrische Energie zum Betrieb der Anlage notwendig. Mit besondern Vorteil wird daher die erfindungsgemäße Anlage zusammen mit einem Kernkraftwerk betrieben. Hierbei kann die Destillationsanlage durch Dampf aus dem Fernkraftwerk und die Elektrolyseanlage durch den im Kraftwerk erzielten Strom betrieben werden. Durch eine derartige Kombination eines Kernkraftwerkes mit der erfindungsgemäßen Meerwasserentsalzungsanlage lassen sich außerdem Kochsalz, Chlor, Magnesium und Zement sowie Spurenelemente produzieren und noch elektrische Energie an ein Netz abgeben.
5 Patentansprüche 1 Figur Bezugszeichenliste 1 Einlaufbecken 2 Aufbereitungsbehälter 3 Fällbecken 4 Brennofen 5 Elektrolysebehälter 6 Fällbecken 7 Fällbecken 8 Destillationsanlage 9 Destillatbecken 10 Leitung 11 Leitung 12 Leitung 13 Wasserbecken 15 Elektrolyeeanlage 16 Leitung 17 Leitung 18 Alkalielektrolyseanlage 19 Nachverdampfer 20 Kochsalz-Fällbecken 21 Becken 22 Becken 23 Becken 24 Produktionsanlage 25 Leitung 30 Leitung 40 Leitung

Claims

Patentansprüche 1. Anlage zur Erzeugung von Trinkwasser und Rohstoffen aus Meerwasser mit einer Destillationsanlage zur Verdampfung und Kondensation eines Teiles des Meerwassers, dadurch gekennzeichnet, daß der Destillationsanlage (8) mindestens ein Fällbecken (3) vorgeschaltet ist, daß der Destillationsanlage (8) eine Anlage zur Alkalielektrolyse (18) nachgeschaltet ist, in der das Salz in Chlor und Natronlauge aufgespalten wird, und daß für mindestens einen Teil der aus der Anlage zur Alkalielektrolyse gewonnenen Natronlauge eine Leitung (40) zwischen dem Fällbecken (3) und der Alkalielektrolyseanlage (18) vorhanden ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der testillationsanlage (8) mehrere zueinander in Reihe geschaltete Fällbecken (3, 6, 7) vorgeschaltet sind, die alle an die Leitung (40) zur Zuführung von Natronlauge angeschlossen sind, so daß in Pließrichtung des Wassers gesehen in den einzelnen Pällbecken steigende Anteile von Natronlauge im Wasser vorhanden sind.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Fällbecken (3) ein Elektrolysebehälter (5) der Destillationsanlage (8) vorgeschaltet ist, in dem Elektroden zur Entfernung von Spurenelementen, insbesondere Uran, angeordnet sind.
4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Becken 22 für das aus der Alkalielektrolyse gewonnene Chlor und der Leitung (40) zur Zuführung von Natronlauge eine Produktionsanlage (4) zur Herstellung von Natriumhypochlorid, das als Trinkwasserzusatz dient, nachgeschaltet ist.
5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Pällbecken (3) zur Ausfällung von Calziumcarbonat ein Brennofen (4) zur Herstellung von Zement nachgeschaltet ist, und daß für mindestens einen Teil der dabei entstehenden Kohlensäure eine Leitung 12 vorgesehen ist, die in das Destillatbecken (9) mündet.