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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines
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Druckgefälles in einem Fluid, mit dem Arbeits- oder Kraftmaschinen
beaufschlagt werden, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Verfahren
zu schaffen, bei dem durch Ausnutzung von Konzentrationsunterschieden in Fluiden
in diesen ein Druckgefälle erzeugt wird, das zum Antrieb von Arbeits- oder Kraftmaschinen
verwendet werden kann. Ferner soll eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet
werden.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß zwei Fluide
unterschiedlicher Konzentration an jeweils einer Seite einer semipermeablen Trennwand
vorbeigeleitet werden, wobei das Fluid höherer Konzentration unter einem vorgegebenen
hydrostatischen Druck steht, durch Osmosevorgänge infolge Aufnahme von Lösungsmittel
aus dem Fluid geringerer Konzentration unter Massezunahme verdünnt und dann der
Druck durch Expansion des Fluids mit der anfangs höheren Konzentration in einer
Arbeits- oder Kraftmaschine bis auf ein vorgegebenes Niveau abgesenkt wird.
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In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung besteht die Anlage
zur Durchführung des Verfahrens aus mindestens einem Reaktionsbehälter, der mittels
einer semipermeablen Trennwand in zwei Teilkammern unterteilt ist, von denen die
eine von einem Fluid größerer Konzentration und die andere von einem Fluid geringerer
Konzentration durchströmbar ist, einer mit dem Ausgang der Teilkammer verbundenen
Energieerzeugungseinrichtung und einem Kanal für das aus der einen Teilkammer austretende
angereicherte Fluid. Die zur Teilkammer und der
Energieerzeugungseinrichtung
ausgangsseitigen Kanäle können auf einen Sammelkanal geführt werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Unter an sprüchen beschrieben
sowie nachstehend näher erläutert.
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Ausführungsbeispiele von Anlagen gemäß der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage in einem Blockschaltbild
Fig. 2 weitere Ausbildungen von Anlagen in Blockbis 5 schaltbildern Die in Fig.
1 dargestellte Anlage 31 weist einen Reaktionsbehälter 3 sowie eine Energieerzeugungseinrichtung
8 auf. Der Reaktionsbehälter 3 ist längsseitig mittels einer semipermeablen Trennwand
4 in zwei Teilkammern 5, 6 unterteilt. Der einen Teilkammer 5 wird über eine Anschlußleitung
16 Süßwasser zugeführt, das nach Durchströmen der Teilkammer 5 über eine Abflußleitung
17 einem Sammelkanal zuströmt. Der Teilkammer 6 wird über eine Vorlauf leitung 10
und eine Pumpe 11 konzentriertes Fluid, wie z.B. Salzwasser, zugeführt. Der Ausgang
der Teilkammer 6 ist mittels einer Verbindungsleitung 7 mit der als Turbine 13 ausgebildeten
Energieerzeugungseinrichtung 8 verbunden, welcher in diesem Fall in einen Sammelkanal
einmündet. Das in die Teilkammer 6 einströmende höher konzentrierte Fluid wird im
Gegenstrom zu dem in die Teilkammer 5 einströmenden Süßwasser entlang der semipermeablen
Trennwand 4 geführt. Hierbei durchdringen Lösungsmittelmoleküle von dem in der Teilkammer
5 befindlichen Fluid die semipermeable Trennwand 4 und verdünnen das Fluid in der
Teilkammer 6, während das in der Teilkammer 5 befindliche Fluid konzentriert wird.
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Kennzeichnendes Merkmal der Anlage 31 ist, daß auf der Seite der Teilkammer
6 ein vorgewählter hydrostatischer Druck herrscht. Dieser Druck wird durch Regelungsvorgänge
dadurch eingehalten, daß mit der Pumpe 1'1 ständig konzentrierte Lösung gegen den
Kammerdruck der Teilkammer 6 nachgespeist wird, während die abfließende sich verdünnende
Lösung dieser Teilkammerseite sich geregelt über die Turbine 13 entspannt, welche
beispielsweise zur Stromerzeugung mit einem Generator 20 verbunden ist. Dabei ist
es zweckmäßig, wenn die Pumpe 11, wie dargestellt, direkt von der Turbine 13 angetrieben
wird, und die Energieübertragungsverluste klein zu halten.
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Der osmotische Druck in der Teilkammer 6 kann dadurch erhöht werden,
daß das in der Teilkammer 6 befindliche Fluid erwärmt wird. Dieses kann in einem
Vorerhitzer geschehen, wobei zur Erwärmung auch Sonnenenergie, Abwärme aus thermischen
Kraftwerken oder Industrie und dgl. verwandt werden kann.
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Besonders bei Ausnutzung der Konzentrationsunterschiede zwischen Meerwasser
und Flußwasser oder Schmelzwasser - flach an den Polen - kann es zweckmäßig sein,
mindestens einen der beiden beteiligten Wasserströme über größere Entfernungen in
Kanälen oder Rohrleitungen unter Umgehung der Brackwasserzone fortzuleiten. Die
dabei auftretenden Strömungsverluste müssen dann durch Niveaudifferenzen im Wasserspiegel
oder durch Pumpen 12, 22 aufgebracht werden.
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Die dargestellte Anlage 31 wird im Normalfall nicht aus eigener Kraft
anlaufen können. Hierzu wäre es z.B. erforlich, den Block Pumpe 11 -Turbine 13-
Generator 20 durch
eine Drehvorrichtung anzuwerfen. Das Anfahren
kann aber noch besser durch eine sepa-rate Anfahrpumpe 23 bewirkt werden. Diese
durch Fremdenergie angetriebene Anfahrpumpe 23 speist die konzentriertere Lösung
in die Teilkammer 6 ein. Dadurch entsteht ein Konzentrationsunterschied in den Teilkammern
5 und 6. Durch Osmosevorgänge nehmen Masse und Volumen in der Teilkammer 6 zu, wodurch
der Druck hier sehr schnell steigt und über die Turbine 13 expandiert werden kann.
Der Block Pumpe 11 -Turbine 13- Generator 20 läuft an, die Pumpe 11 übernimmt die
Lösungsnachspeisung und die Anfahrpumpe 23 kann abgeschaltet werden.
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In Fig. 2 ist eine weitere Anlage 32 dargestellt, die gegenüber der
Anlage 31 zwei Reaktionsbehälter 3, 3a aufweist.
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Die Energieerzeugungseinrichtung 8 besteht ebenfalls aus zwei Turbinen
13 und 13a. Bei dieser Ausbildung der Anlage32 ist somit durch geeignete Wahl der
Betriebsdrücke ein Tiochdruckteil und ein Niederdruckteil möglich. Der Rücklauf
15, der von dem Reaktionsbehälter 3 beaufschlagten Turbine 13 ist mit einem weiteren
Reaktionsbehälter 3a verbunden, der über eine Verbindungsleitung 7a mit der zweiten
Turbine 13a verbunden ist. Der Ausgang dieser zweiten-Turbine 13a ist an den Kanal
9 angeschlossen, an dem auch jeweils die Rücklaufleitungen 21 und 17 der Teilkammern
5 und 5a der Reaktionsbehälter 3, 3a angeschlossen sein können. Durch diese Ausbildung
der Anlage 32 ist es möglich, die Konzentrationsunterschiede zwischen den verwendeten
Fluiden stärker auszunutzen, als es mit der Anlage 31 möglich ist.
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In Fig. 3 ist eine weitere Anlage 33 dargestellt, die im Gegensatz
zur Anlage 32 die sich aufkonzentrierende, anfangs niedrig konzentrierte Lösung,
aus der Teilkammer 5 über die Anschlußleitung 17aeiner weiteren Verfahrensstufe
zuleitet.
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Wird eine Druckstufung derart gewählt, daß der Druck in der 1; Stufe
höher ist, als in der 2. Stufe, so kann bei nur teilweiser Entspannung in der ersten
Turbine 13 auf eine zweite Pumpe 12 verzichtet werden. In Fig. 4 ist eine solche
Anlage 34 dargestellt.
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In Fig. 5 ist eine Anlage 35 dargestellt, bei der das anfangs dünnere
und sich im Verlaufe des Prozesses konzentrierende Fluid der nächsten Stufe nach
Beimischung von ursprünglichem konzentriertem Fluid als das konzentriertere Fluid
zugeführt wird, während das in der 1. Stufe anfangs konzentriertere Fluid nach seiner
Verdünnung und Entspannung der 2. Stufe als das dünnere Fluid dient.
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Weitere Schaltungsvarianten, insbesondere auch Kombinationen zwischen
den hier ausgewählten Beispielen sowie Erweiterungen um zusätzliche Verfahrensstufen
sind denkbar und möglich, können hier jedoch nicht alle aufgeführt werden.
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Im speziellen Anwendungsfall muß eine Optimierung nach verschiedenen
Gesichtspunkten, wie z.B. Menge und Konzentration der verfügbaren Fluide, deren
Gehalt an störenden Schmutzpartikeln, gewünschter teistungsgröße, Kostengünstigkeit,
Betriebssicherheit usw., erfolgen.Ebenso muß eine Optimierung den zu,wählenden Betriebsdruck
bzw. die Betriebsdrücke beinhalten.
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In den Beispielen sind alle Anlagen als Ein-Wellen-Maschinen dargestellt;
genauso sind auch Ausführungen als Mehr-Wellen-Maschinen mit mehreren Generatoren
und separaten Pumpen möglich. Weiterhin fehlen in allen Beispielen zur Vereinfachung
der Darstellung die zur Prözeßführung erforderlichen Absperr- , Regel- und Sicherheitsarmaturen,
sowie die notwendigen Meßwertgeber, Meßwertverarbeitungs-und Regeleinrichtungen,
die an sich bekannt sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann vielfach angewendet werden. So
ist es möglich, an Flußmündungen am Meer Kraftwerke zu erstellen. bei denen der
Unterschied im Salzgehalt zwischen Flußwasser und Meerwasser ausgenutzt wird. Ebenso
ist es möglich, dort, wo aus Industrie, Bergbau, Kläranlagen, Landwirtschaft u.dgl.
Abwässer anfallen, die einen hohen osmotischen Druck gegenüber Vorflutergewässern
wie Seen,'Flüssen, Meeren, haben, nach dem erfindungsgemäßen Prinzip arbeitenden
Kraftwerke zu erstellen. Hierbei ist von Vorteil, daß die Abwässer im Regelfall
ohnehin verdünnt werden müssen, was als Nebenprodukt bei Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfolgt.
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Es ist auch möglich, in Umkehrosmoseanlagen, wie sie zur Meerwasserentsalzung
genutzt werden, eine Energierückgewinnung durchzuführen. Die dort abqezogene Sole
wird dann nur teilweise entspannt und auf etwas niedrigerem Druckniveau ist dann
die Wasseraufnahme der Sole durch semipermeable Trennwände möglich. Der Energiegewinn
ist hierbei der aufgenommenen Wassermenge proportional, wobei auch eine mehrstufige
Entspannung und Verdünnung zweckmäßig sein kann. Die Sole thermischer Meerwasserentsalzungsanlagen
kann ebenfalls zur Energieerzeugung bzw. Energierückgewinnung eingesetzt werden.
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Zusätzlich kann bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
auch die Sonnenenergie berücksichtigt werden.
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So ist es möglich, durch Sonneneinstrahlung Salzwasser, verdünnte
Säure, verdünnte Base oder eine sonstige Stoffpaarung in Lösungsform z.B. bis zur
Sättigungskonzentration einzudampfen. Die dampfförmige Phase wird dann niedergeschlagen
und dient zur Vorwärmung nachgespeister Lösung mit niedrigerer Konzentration. Die
warme konzentrierte Lösung wird aus
der Eindampfanlage abgezogen.
Der hohe osmotische Druckunterschied zwischen der warmen konzentrierten Lösung und
dem niedergeschlagenen und zusätzlich abgekühlten Lösungsmittel kann zur Energiegewinnung
herangezogen werden. In Abwandlung dieses Prinzips kann die niedergeschlagene Dampfphase
auch als Trinkwasser Verwendung finden. Die zum Betrieb dieser Anlagen notwendige
Energie zur Umwälzung der Stoffströme und zur Druckerhöhung kann fortlaufend aus
der Energieerzeugung gedeckt werden.
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Eine weitere Möglichkeit zur Energiegewinnung kann dadurch erschlossen
werden, daß Meerwasser der Sonneneinstrahlung und zusätzlich der Atmosphäre zur
Verdunstung ausgesetzt wird, eventuell unterstützt durch Verrieselungseinrichtungen
und Einrichtungen zur Luftführung. Durch die Verdunstung erfährt das Meerwasser
eine Konzentrierung und kann dann mit nicht aufkonzentriertem Meerwasser oder noch
effektvoller mit Süßwasser an Flußmündungen in Wirkverbindung zur Energieerzeugung
treten. Sinnvollerweise wird man die sich aus der anfangs weniger konzentrierten
Lösung bildende Sekundärsole oder die über die Turbine entspannte anfangs konzentriertere
Lösung anschließend der Verdunstungseinrichtung zuführen und nicht mehr das relativ
niedrig konzentrierte Meerwasser verwenden. Die zur Verdunstung erforderliche Wärme
wird der Luft entzogen und letztlich durch Sonnenenergie aufgebracht. Bei dem vorgeschlagenen
Prinzip wird aber die qroßflächig einfallende Sonnenenergie ohne hesondere Sammeleinrichtung
auf relativ kleiner Grundfläche umgesetzt und funktioniert auch bei Dunkelheit,
solange kein Nebel auftritt. Zudem kann durch Zwischenspeicher ein Tag-Nacht-Ausgleich'
geschaffen werd$n. Abwärme aus thermischen Kraftwerken oder aus der Industrie kann
ebenso zur Herstellung von Lösungskonzentraten herangezogen werden.
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Das beschriebene Verdunstungsprinzip eignet sich auch zum Antrieb
von Schiffen. Hierbei wird man die unter Druck stehende Lösung nur soweit entspannen,
wie Energie zum Betrieb der Druckerhöhungspumpe und evtl. Umwälzpumpen gebraucht
wird, die Lösung dann evtl. weiter verdünnen und über Düsen ausströmen lassen, um
das Schiff mittels Rückstoß anzutreiben. Denkbar ist es auch, ein Segel zum einen
für die Vortriebskräfte des Windes zu nutzen und zum anderen als Verdunstungsfläche
zu verwenden, an der sich der Wind mit Wasser anreichern kann, so daß sich die zurückbleibende
Lösung aufkonzentriert und dann zum Antrieb verwendet werden kann.
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Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Verfähren zum Betrieb von
Wärmepumpen für die Gebäudeheizung anzuwenden.
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Während der Sommermonate können die Stoffpaare durch die Sonneneinstrahlung,
wie vorab beschrieben, entmischt und getrennt und dann bis zum Einsetzen der Heizperiode
gespeichert werden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Stoffpaare an einer semipermeablen
Trennwand miteinander wieder in Kontakt gebracht, wodurch sich die unter Druck stehende
höher konzentrierte Lösung verdünnt und über eine Kraftmaschine entspannt wird,
welche zum Antrieb einer Wärmepumpe verwendet werden kann. Durch auch während der
Heizperiode anfallende Sonneneinstrahlung kann die durch osmotischen Stoffaustausch
entstandene Lösung wieder entmischt und dem Reaktionsbehälter zugeführt werden.
Wird bei diesem Verfahren Wasser als Lösungsmittel eingesetzt, so ist an Standorten
mit ausreichend verfügbarem Zusatzwasser auch das Verdunstungsprinzip anwendbar.
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Durch die Anwendung des Prinzips der Osmose können erhebliche Leistungen
erzielt werden, wie nachstehende Beispielrechnung zeigt:
Es wird
angenommen, es stünde ein Fluß mit einer Wasserführung QFL= 2000 m3/s zur Verfügung
(was einem mittelgroßen Fluß, z.B. der Elbe entspricht), mit einer Salzfracht von
0,5 kg/m3. An der Flußmündung soll Meerwasser mit einem Salzgehalt von 33 kg/m3
vorhanden sein (was etwa dem Meerwasser in der deutschen Bucht entspricht) .
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Weiterhin wird angenommen, daß die zur Anwendung kommende Einspeisepumpe
einen Wirkungsgrad von7 p = 0,9 und die Turbine ebenfalls einen-Wirkungsgrad von
in = 0,9 erreicht, was bei der beachtlichen Größe der Maschinen nicht unrealistisch
ist. Der Wert Poverl (Bedeutung wird unten erklärt) soll über die gesamte Fläche
der semipermeablen Trennwand gleichmäßig 0,5 bar betragen. Es soll eine 2-stufige
Anlage entsprechend Fig. 2 zur Anwendung kommen.
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1. Stufe Für die 1. Verfahrensstufe wird vorgewählt, daß die höher
konzentrierte Lösung (Meerwasser) der Menge Qp im Gegenstrom zur niedriger konzentrierten
Lösung (Flußwasser). der Menge QFL durch Aufnahme des Lösungsmittels Wasser der
Menge durch die semipermeable Trennwand hindurch auf die doppelte Menge verdünnt
wird und die sich dadurch ergebende Menge QT der Turbine zugeleitet wird. Damit
erqibt sich: 1) QT = 2 QP QP QL
| 2) QL QFL QVer1. |
| L- Verlustmenge des Flußwassers, |
| die nicht als Verdünnungsflüssig- |
| keit im Verfahren genutzt wird. |
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Entsprechend der Theorie, der zufolge sich die gelösten Teilchen im
Lösungsmittel wie ideale Gase verhalten, ergibt sich bei OOC und 1 knol/m3 ein osmotischer
Druck von 22,7 bar.
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Beide beteiligten Lösungen haben eine so niedrige Konzentration, daß
die gelösten Salzmoleküle vollständig dissoziiert als Ionen vorliegen, wobei sich
die Ionen wie vollwertige Teilchen im Sinne des Gasgesetzes verhalten.
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Aus der Ionenzusammensetzung in den Lösungen ergibt sich für das Meerwasser
ca. 1,1 kmol/m3 und für das Flußwasser ca. 0,017 kmol/m3. Das Meerwasser hat damit
einen osmotischen Druck von PolE Pop # 25 bar und das Flußwasser hat einen osmotischen
Druck vonPo2E # 0,4 bar.
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Die osmotischen Drücke sind Stoffwerte, und nur bei behinderter Volumenvergrößerung
der anfangs konzentrierten Lösung tritt ein hydrostatischer Druck in Erscheinung
(der durch Regelungsvorgänge einstellbar ist). Da die osmotischen Drücke den Lösungskonzentrationen
proportional sind, können die im Reaktionsbehälter vorherrschenden Verhältnisse,
wie in Fig, 6 für die 1. Stufe gezeigt, in einem p-Q-Diagramm veranschaulicht werden.
Die Werte von Q sind in Fig. 6 auf einen Pumpendurchsatz'von Q = 1 m3/s normiert
. An jeder p Stelle der semipermeablen Trennwand gilt die Beziehung: 3) Po1 - PoVerl
- PStat = Po2 Po1 ist dabei der osmotische Druck der am Anfang höher konzentrierten
Lösung. Po1 nimmt am Eingang des Reaktionsbehälters den Wert Sole = /PoP = 25 bar
an. Am Austritt des Reaktionsbehälters wird Po1 zu soT = osmotischer Druck am Turbineneintritt.
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Po2 ist der osmotische Druck der am Anfang niedriger konzentrierten
Lösung. Po2 nimmt am Eingang des Reaktionsbehälters den Wert Po2E = 0,4 bar an.
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PStat ist der vorgegebene und im Betrieb durch Regelungsvorgänge eingehaltene
hydrostatische Druck der am Anfang höher konzentrierten Lösung.
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PoVerl ist ein Maß für die Antriebskraft, die zur Überwindung der
semipermeablen Trennwand durch das Lösungsmittel erforderlich ist. Dieser Wert würde
bei unendlicher Trennwandfläche gegen Null gehen. Bei endlicher Fläche ist dieser
Wert ein Maß für die Verlustleistung, die dadurch entsteht, daß ein gewisses Lösungsmittelvolumen
ungenutzt mit der anfangs niedriger konzentrierten Lösung abfließt, obwohl das bei
unendlicher Trennwandfläche aufgrund des vorherrschenden hydrostatischen Druckes
und der vorherrschenden Lösungskonzentrationen nicht notwendig wäre.
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Das Verhalten des osmotischen Druckes nach den Gesetzen für ideale
Gase liefert für die anfangs konzentriertere Lösung (Meerwasser) Pop . Qp = Por
. QT 4) PoT = Pop . Qp QT Aus Gleichung 3) erhält man die Randbedingungen: 5) Pstat
+ Po2E + PoVerl = Po1A = PoT 6) Pstat + Po2A + PoVerl = Po1E = Pop Po2E - Po2A =
PoT - Pop So2A = Po2E + Sop - SoT Gleichung 4) eingesetzt ergibt:
= Osmotischer Druck der abfließenden anfangs niedriger konzentrierten Lösung Das
Verhalten des osmotischen Druckes nach den Gesetzen für ideale Gase liefert für
die anfangs niedriger konzentrierte Lösung (Flußwasser); QFl . po2E = QVerl . po2A
8) QVerl = QF1 . po2E po2A Gleichung 8) in Gleichung 2) eingesetzt ergibt:
= im Verfahren verwertbarer Lösungsmittelanteil (Wasser) des Flußwassers Aus Gleichung
6) erhält man: 10) pstat = pop - poVerl - po2A = hydrostatischer Druck der anfangs
höher konzentrierten Lösung zwischen Pumpe und Turbine Die Leistung der 1. Stufe
ges ergibt sich aus der Turbinenleistung PT abzüglich der Pumpenleistung: 1 11)
Pges = PT - Pp = QT . #pT . # T - Qp . #pp .
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# p #pT = #pp = pstat gesetzt (Strömungsverluste vernachlässigt, bzw.
in 2 T und ? p enthalten)
= Leistung der Verfahrensstufe Die Rechnung mit den vorgegebenen Werten ergibt dann:
Gleichung
1) liefert : QT = 2 QL und Qp = Gleichung 7) liefert:
= 0,4 bar + 25 bar ( 1 - - ) po2A = 12,9 bar Gleichung 9) liefert:
QL = 1938 m3 s daraus entsprechend Gleichung 1) Qp = 1938 m3/s QT = 3876 m3/s (für
2. Stufe maßgebend) Gleichung 10) liefert: pstat = pop - poVerl - po2A = 25 bar
- 0,5 bar - 12,9 bar pstat = 11,6 bar Gleichung 12) liefert: 1 Pges = pstat (QT
. #T - Qp . ) #p Ergebnis aus Gleichung 1) eingesetzt: 1 Pges = pstat . QL ( 2.
#T - ) #
Pges = 1549 MW = Leistung der 1. Stufe
Gleichung 2) liefert: Qverl
QF1 - QL = 2000 m³/S - 1938 m3/s Qverl = 62 m3/s Dieser Teil wird wohl kaum einer
weiteren Stufe zugeleitet werden, da es sich dabei aufgrund der meist vorzufindenden
schlechten Flußwasserqualitäten in vielen Fällen um ein ziemlich schmutziges oder
zähes Fluid handeln dürfte.
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Gleichung 5) liefert: poT = pstat + po2E + poverl = 11,6 bar + 0,4
bar + 0,5 bar poT 12,5 bar ( für 2. Stufe als po2E einzusetzen) 2. Stufe Die Fqrmelzeichen
der 2. Stufe erhalten zur Unterscheidung von der 1. Stufe ein " ' "" .
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Die Lösungsmenge Q p soll auf das 1,5-fache verdünnt werden.
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Aus dieser Festlegung ergibt sich:
QT = Q Fl = 3876 m3 poT = po2E'= 12,5 bar pop= po1E = pop' = po1E' = 25 bar poverl
= po verl' = 0,5 bar
Gleichung 7) liefert:
= 12,5 bar + 25 bar ( 1 - 1,5 ) Po2A = 20,8 bar Gleichung 9) liefert:
QL = = 1547 M3/s Gleichung 10) liefert: P stat = P op - Po verl - P o2A = 25 bar
- 0,5 bar - 20,8 bar Pstat = 3,7 bar Gleichung 12) liefert:
=3,7 . 105## . 1547 ## . ( 2,7 - 2,2222) P ges = 273 MW Leistung der 2. Stufe Die
Summe der Leistungen aus beiden Stufen ergibt sich zu:
P P = Pges
+ P ges = 1549 MW + 273 MW TP = 1822 MW Unter den gewählten Verhältnissen ergibt
sich damit eine erzielbare Leistung von 1822 MW, wobei diese Rechnung noch keine
Maximierungsrechnung darstellt Weltweit fließen den Meeren ständig ca. 1 200 000
m3/s an Flußwässer zu. Unter Zugrundelegung ähnlicher Verhältnisse wie in der Beispielrechnung
ergibt sich daraus eine erzielbare Leistung von 1 093 000 MW.
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Mit Hilfe des Prinzips der Eindampfung und Verdunstung kann die weltweit
erzielbare Leistung noch wesentlich gesteigert werden.
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Verwendete Formelzeichen: P = Leistung [MW, kWJ = = Druck [bar, N/m2J
7 = Wirkungsgrad Q = Volumenstrom[m³/s] Verwendete Indices (können in Kombination
auftreten) stat = statisch ( z.B. hydrostatischer Druck) ges = gesamt verl = Verlust
o = Osmotisch ( z.B. osmotischer Druck, osmotischer Verlu@ 1 = anfangs konzentriertere
Lösung, Flüssigkeit 1 2 = anfangs dünnere Lösung, Flüssigkeit 2 T = Turbine P =
Pumpe
Fl = Fluß ( z.B. Flußwasserstrom L = Lösungsmittel ( z.B.
Wasseranteil) E = Eintritt Reaktionsbehälter A = Austritt Reaktionsbehälter
L
e e r s e i t e