DE2924971C2 - Druckspeicher zur Energierückgewinnung bei der Umkehrosmose - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Druckspeicher mit innen angeordneten Strömungsteilern zur Energierückgewinnung bei der Trennung einer salzhaltigen Lösung durch Anwendung der Umkehrosmose in ein salzarmes Permeat und ein salireiches Konzentrat, wobei das die Umkehrosmoseapparatur (2) unter Druck verlassende Konzentrat einer Seite eines Druckspeichers (7.1. bzw. 7.2.) und dadurch gleichzeitig ein Lösungsvolumen aus der gegenüberliegenden Seite einer Pumpe (6) zufließt, die dieses Lösungsvolumen auf den Eintrittsdruck P\ unter Überwindung einer relativ kleinen Druckdifferenz der Umkehrosmoseapparatur preßt, parallel zu diesem Vorgang die zu trennende Salzlösung in die entsprechende Seite eines zweiten oder weiteren gleichartigen Druckspeichers strömt und dabei aus dessen anderer Seite praktisch drucklos Konzentrat in die Umgebung fördert, das in der vorangehenden der entsprechend alternierenden Betriebsphasen unter Druck und bei entsprechender Verdrängungsleistung in diese andere Seite des zweiten Druckspeichers eingebracht worden ist, nach Patent 28 30 987.

Die der Anmeldung zugrunde liegende Aufgabe liegt in Übereinstimmung mit dem Hauptpatent in der t>o Verbesserung von Druckspeichern derart, daß auf bewegliche Trennwände (Membranen, Kolben, etc.) verzichtet werden kann, ohne eine vertretbare Rückvermischung zwischen Konzentrat und Rohflüssigkeit zu überschreiten.

Gemäß Hauptpatent wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Druckspeicher als mit einer Fülikörperfüllung versehene Behälter ausgebildet sind.

Die Füllkörperfüllungen bewirken eine Auffüllung des Strömungsbildes in viele Teilströme, um dadurch die Rückvermischung zu verringern.

Gemäß vorliegender Anmeldung wird die gestellte Aufgabe nun bei einem Druckspeicher der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Strömungsteiler des Druckspeichers als Einbauten aus pg'allelen, in Strömungsrichtung angeordneten Lamellen ausgebildet sind. Die folgende Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Druckspeicher mit Einbauten aus parallelen Lamellen,

Fig.2 einen Druckspeicher mit Einbauten aus gegeneinander parallel versetzten Lamellenteilen.

Bei den Druckspeichern 7.1 und 7.2 der in der Hauptanmeidung in den Fig.2.1 und 22 für zwei alternierende Betriebsphasen dargestellten und eingehend beschriebenen Gesamtanlage haben sich anstelle von Füllungen aus Füllkörpern auch laminar durchströmte lamellenartige Einbauten entsprechend F i g. 1 3j£ ucsonders Vorteilhaft erwiesen. Dabei wird hier gleichfalls von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß eine systembedingte leichte oder eine betriebsstörungsbedingte umfangreiche Durchmischung von Lösung L und Konzentrat K der Qualität des Produktes Permeat Pnicht abträglich ist

Während bei kreiszylindrischen oder kanalartigen Einbauten und laminarer Strömung die Geschwindigkeit des schnellsten Strömungsfadens etwa zweimal so groß ist wie die integrale, strömt der schnellste Strömungsfaden zwischen parallelen Lamellen nur etwa l,5mal so schnell. Diese Verhältnisse sind von den fluid-dynamischen Stoffeigenschaften des strömenden Mediums abhängig.

Eine wesentliche Verbesserung dieser Verhältnisse kann auch erzielt werden, wenn im Druckspeicher 7.1 bzw. 7.2 die Lamellen 9 und 10 entsprechend Fig. 2 unterteilt und gegeneinander parallel versetzt angeordnet werden. Dann ist bei gleicher Lamellengesamtfläche die Geschwindigkeit des schnellsten Strömungsfadens nur noch etwa 131 mal so groß wie die integrale. Infolge der laminaren Strömung findet fluid-dynamisch von der Theorie her keine Durchmischung hintereinander strömender Stoffströme statt. Die Diffusionsgeschwindigkeit ist von untergeordneter Größenordnung. Die trotzdem bestehende Tendenz zu einer Durchmischung ist jedoch minimal, da bei der jeweils reversierten Strömung eine Umkehrung des Strömungsprofils und damit ein Ausgleich stattfindet.

Die Vorrichtungen 11 an den oberen und unteren Lamellenenden dienen der besseren Eintrittsverteilung ^für die Strömung. Es ist vom Prinzip her unerheblich, aus wieviel Lamellenpaaren 9 und 10 das Lamellenpaket besteht. Praktisch zweckmäßig ist jedoch eine mehrfache Paarung.

Obwohl in der Spülphase die Menge LΊ größer ist als die erforderliche Lösungsmenge Li, ist der geringe Mehraufwand in Höhe von etwa 20% für die Fördermenge in bezug auf den Gesamtenergieverbrauch unerheblich, da der Leistungsbedarf für diesen Stoffstrom ohnehin von geringer Bedeutung ist, und die größere Strömungsmenge durch den geringeren Druckverlust eines LameHenspeichers gegenüber einem Membranspeicher pumpenleistungsmäßig kompensiert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Druckspeicher mit innen angeordneten Strömungsteilern zur Energierückgewinnung bei der Trennung einer salzhaltigen Lösung durch Anwendung der Umkehrosmose in ein salzarmes Permeat und ein salzreiches Konzentrat, wobei das die Umkehrosmoseapparatur (2) unter Druck verlassende Konzentrat einer Seite eines Druckspeichers (7.1. bzw. 7.2.) und dadurch gleichzeitig ein Lösungsvolumen aus der gegenüberliegenden Seite einer Pumpe (6) zufließt, die dieses _Lösungsvolumen auf den Eintrittsdruck P, unter Überwindung einer relativ kleinen Druckdifferenz der Umkehrosmoseapparaturpreßt, parallel zu diesem Vorgang die zu ;s trennende Salzlösung in die entsprechende Seite eines zweiten oder weiteren gleichartigen Druckspeichers strömt und dabei aus dessen anderer Seite praktisch drucklos Konzentrat in die Umgebung fördert, das in der vorangehenden der entsprechend alternierenden Betriebsphasen unter Druck und bei entsprechender Vcrdrängungslcistung in diese andere Seite des zweiten Druckspeichers eingebracht worden ist, nach Patent 28 30 987, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsteiler des Druckspeichers als Einbauten aus parallelen, in Strömungsrichtung angeordneten Lamellen ausgebildet sind.

2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Lamellen in Strömungs- jo richtung unterteilt sind, und die so gebildeten Lamellentc'ie (9) und (10) gegeneinander parallel versetzt angeordnet sind.