DE2847519A1

DE2847519A1 - Verfahren zur suesswasser- und salzgewinnung aus meerwasser

Info

Publication number: DE2847519A1
Application number: DE19782847519
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl Ing Janssen
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1980-05-08

Description

Verfahren zur Süßwasser- und Salzgewinnung aus Meerwasser
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Süßwasser- und Salzgewinnung aus Meerwasser unter Verwendung von flachen Sonnenteichen und Entspannungsverdampfern.
Es ist bekannt, die Sonnenenergie zur Salzgewinnung in offenen flachen Sonnenteichen einzusetzen. Wegen den in vielen sonnenreichen Gebieten auftretenden Regenzeiten und hohen Staub- bzw.
Sandgehaltenin der Luft haben die offenen flachen Sonnenteiche geringe Einsatzmöglichkeiten. Ferner ist bekannt, abgedeckte, frünbeetännliche Sonnenteiche für die Süßwassergewinnung zu verwenden. 1tier tritt jedoch nach einiger Betriebszeit an der Innenseite der Abdeckung starker Algenbewuchs auf und die Nutzung der Sonnenenergie sinkt auf Werte um ca. 20 %.
r'tir die Süßwassergewinnung werden außerdem mehrstufige Entspan-Iiurigverdampfer herangezogen, die im allgemeinen aus Wärmezufuhr-, Wärmerückf;ihrungs- und Wärmeabfuhrteilen bestehen. Sie werden mit fossiler befeuerung bzw. im Verbund mit Kraftwerken betrieben. Aus dtm Abwasser der Entspannungsverdampfer kann in an sich bekannter Weise auch Salz gewonnen werden.
Die bisherigen Ansätze zur Kopplung der mehrstufigen Entspannungsverdampfer mit Solarkollektoren beschränken sich auf den Ersatz der fossilen Befeuerung und bedingen damit eine Begrenzung der Aufkonzentration des Meerwassers in die Bereiche, in denen kein oalz ausfällt. Die weitere Eindickung der Abwässer der Entspannungsverdampfer und die Ausfällung des Salzes in Verdampfungs-Kristallisationsanlagen erfordert erneut eine Wärmezufuhr durch fossile Befeuerung oder Kraftwerksabwärme.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gewinnung von Süßwasser und Salz zu schaffen, daß in seiner esamtwirtschaftlichkeit im Vergleich zu den bekannten Verfahren vorteilhaft ist. Das Verfahren sollte ferner nur unter einsatz regenerierender Energiequellen durchführbar sein und gegenüber den genannten Techniken eine Einsparung an fossilen bzw. Kern-Brennstoffen ermöglichen.
Es hat sich gezeigt, daß sich diese Aufgabe in technisch fortschrittlicher Weise lösen läßt, wenn das Meerwasser während der Sonnenscheindauer in abgedeckten flachen Sonnenteichen erwärmt und während der restlichen Zeit im Kreislauf im Entspannungsverdampfer durch Süßwassergewinnung aufkonzentriert wird, wobei die Salzgewinnung aus dem konzentrierten Meerwasser in den Sonnenteichen erfolgt. Die weiteren Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen 2 und 3 erläutert.
Zur Salzgewinnung werden erfindungsgemäß flache, abgedeckte Sonnenteiche verwendet, die normalerweise zur Warmwasserbereitung herangezogen werden. Die Becken sind gegen den Erdboden mit einer schwarzen Plastikfolie oder Bitumen oder Asphalt abgedichtet.
Eine weitere lichtdurchlässige Plastikfolie liegt auf dem konzentrierten Meerwasser auf. it dieser Folie soll ein Verdunsten des Meerwassers während der Erwärmungsperiode von ca. 8 bis 16 Uhr verhindert werden. über sie kann je nach den örtlichen Erfordernissen eine dritte lichtdurchlässige Folie gespannt werden, die einen Wärmeverlust aus den Sonnenteichen an die Atmosphäre verhindert. Die obere Folie kann zur Erhaltung der Lichtdrchlässigkeit durch mechanische Reinigung, periodisches Aufblasen des Zwischenraumes zwischen der zweiten und der äußeren dritten Folie oder durch eine in einiger Entfernung vom Sonnenkollektor sich befindende Umfassungsmauer von Schmutz freigehalten werden.
Weitere Iderkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung geherl aus der folgenden Erläuterung weiterer Einzelheiten anhand des Prinzipbildes einer erfindungsgemäßen Salz- und Süßwassergewinnurjgsanlage hervor.
Wie die Prinzipdarstellung erkennen läßt, besteht in diesem Beispiel die Anlage aus zwei Bauwerken für Ein- und Auslauf, zwei Destillationsanlagen zur Trinkwassergewinnung, drei Solarkollektorfeidern zur Wärmespeicherung und Salzgewinnung und sechs Windenergieanlagen zur Stromgewinnung für den Antrieb der Wasserpumpein.
die Windenergieanlagen von je 1 NW sind für den maximalen Strombedarf ausgelegt. Während der Zeiten mit geringerem oder ohne ,;trombedarf kann Strom in die örtlichen Stromnetze geliefert werdtn.
bie drei Solarkollektorfelder entsprechen den drei Stufen der Salzgewinnung aus Meerwasser. In der ersten Stufe wird das Meerwasser zur doppelten Konzentration eingedampft. In der zweiten Stufe erfolgt Kalk- und Gipsausscheidung durch Eindampfung auf 12 % des Anfangsvolumens. In der dritten Stufe kann durch Eindampfung auf 3,9 % des Anfangsvolumens Salz gewonnen werden. Die Konzentration des Meerwassers erfolgt in Entspannungsverdampfern, wobei das erwärmte Wasser zwischen den Solarkollektoren und Ent-~#pannungsverdampfern während der Nachtzeit im Kreislauf geführt wird.
Das gewonnene Salz wird periodisch der dritten Stufe entnommen.
Die gesamte Kollektorfläche ist in etwa 1600 Einzelbecken mit einer Länge von 177 m, Breite von 3,5 m und Tiefe von 0,15 m unterteilt und überdeckt 1,5 km2 Bodenfläche.
Der Wasserinhalt der Kollektorbecken wird nach der Erwärmung von z.B. 8 bis 16 Uhr Sonnenzeit in nach den Konzentrationen unterteilte behälter entleer und nach Passieren der Destillationsanlagen wieder auf die Kollektorbecken verteilt.
Von den beiden Destillationsanlagen ist eine mit der Konzentrationsstufe 1 verbunden, während die andere die Stufe 2 und 3 bedient. Die Betriebszeit der Destillationsanlage kannz.B. um 16 Uhr Sonnenzeit beginnen und am nächsten Tag um 8 Uhr Sonnenzeit enden.
Die Destillation wird zweistufig durchgeführt. In der ersten Stufe wird das ca. 60 °c warme Wasser auf 50 °C Siedetemperatur und in der zweiten Stufe auf 140 OC Siedetemperatur entspannt. Der Entspannungsdampf wird an von Kühlwasser im Gegenstrom durchflossenen Rohren kondensiert. Der Kühlwasserstrom (Meerwasser) wird in der Anlage von 25 °C auf 45 °C erwärmt. Ein Teilstrom des erwärmten Kühlwassers fließt in die erste Kollektorstufe, während der Hauptstrom über das Auslaufbauwerk mit dem Abwasserstrom aus der dritten Kollektorstufe in das Meer zurückfließt.
Ein- und Auslaufbauwerkesind für die Kühlwasserstrõme den örtlichen Gegebeneiten anzupassen.
Mit der in diesem Beispiel beschriebenen Anlage kann maximal 5000 m3/d#Trinkwasser produziert werden. Die Salzproduktion und die Stromproduktion ergeben sich daraus als Kopplungsprodukte.
Die Salzentnahme bzw. das Reinigen der Sonnenteiche, in denen sich Kalk und Gips ausscheiden, kann durch Außerbetriebsetzen einiger überzählig vorgesehener Sonnenteiche geschehen.
Trinkwasser und Salz sind in vielen Gebieten, vor allem in sonnenreichen Ländern, oft Mangelware. Verfügen diese Länder aber auf anderer Seite über ausreichend Wind und Meerwasser, so ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, diesen Mangel zu lindern und aus Meerwasser gleichzeitig Trinkwasser und Salz zu vertretbaren Preisen zu gewinnen.
Tag

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Süßwasser- und Salzgewinnung aus Meerwasser unter Verwendung von flachen Sonnenteichen und Entspannungsverdampfern, dadurch gekennzeichnet, daß das Meerwasser während der Sonnenscheindauer in abgedeckten flachen Sonnenteichen erwärmt und während der restlichen Zeit im Kreislauf in Entspannungsverdampfern durch Süßwassergewinnung aufkonzentriert wird, wobei die Salzgewinnung aus dem konzentrierten Meerwasser in den Sonnenteichen erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Reinigung und Salzentnahme überzählige Sonnenteiche vorhanden sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Umwälzpumpen benötigte Energie durcti Windkonventer geliefert wird.