DE60119691T2

DE60119691T2 - Wasserdestillationssystem

Info

Publication number: DE60119691T2
Application number: DE60119691T
Authority: DE
Inventors: Mark Gregory Victoria Point PAXTON; Joseph Patrick Kuraby GLYNN
Original assignee: Aqua Dyne Inc USA
Current assignee: Aqua Dyne Inc USA
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2021-02-03
Also published as: DE60119691D1; JP4156236B2; JP2003521375A; EP1252100A4; CA2398625C; EA200200816A1; CA2398625A1; AUPQ540200A0; ES2264969T3; EP1252100A1; BR0108051A; EA004324B1; CN1184147C; PL201684B1; PL356249A1; ATE326427T1; US20030089590A1; WO2001056934A1; EP1252100B1; CN1396889A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
DIESE ERFINDUNG bezieht sich auf die Gewinnung von Trinkwasser aus Seewasser oder anderen organisch oder mineralisch verunreinigten Wasserquellen unter der Verwendung einer Wärmequelle einer Wärme erzeugenden Vorrichtung, wie beispielsweise eines Düsentriebwerks in Form einer Gasturbine. Diese Erfindung kann zudem verwendet werden, um Wasser aus Luft zurück zu gewinnen, die bei dem Heiz- und Verbrennungsprozess verwendet wurden ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Verfahren für die Entsalzung von Seewasser wurden in einer großen Zahl unterschiedlicher Technologien vorgeschlagen. Zwei Haupt-Verfahren werden hier als Beispiele beschrieben:
Destillationsverfahren
Eine Form dieses Verfahrens umfasst das Erhöhen der Temperatur von Seewasser bei atmosphärischem Druck auf über 100°C, um Dampf zu erzeugen. Der Dampf wird dann destilliert, wobei entweder Umgebungsluft oder Wasser als das Kühl-Medium verwendet wird, um den Dampf zurück zu reinem Wasser zu kondensieren. Dieses Verfahren hat die folgenden Vorteile:

1. Die meisten Bakterien werden getötet, wenn die Wasser-Temperatur oberhalb von 65°C liegt.
2. Die Systeme können einfach überwacht werden, da die stattfindende Verdampfung sichtbar ist.
3. Das Prinzip der Betriebsweise ist einfach zu verstehen, so dass das Personal nur geringfügig geschult werden muss.
4. Die Gesamtmenge an gelösten Feststoffen (Total Dissolved Solids, TDS) liegt in dem destillierten Wasser unterhalb von 10 ppm.

Dieses Verfahren weist jedoch eine Anzahl von Nachteilen auf, die umfassen:

1. Das Verfahren ist sehr ineffizient, da typischerweise indirekte Verfahren verwendet werden, um das Seewasser zu erwärmen.
2. Bei hohen Temperaturen fallen Feststoffe in dem Seewasser aus. Die ausgefallenen Feststoffe werden auf der Oberfläche des Wärmetauschers abgelagert und führen zu einer weiteren Reduktion der Effizienz.

Eine weitere Form dieser Verfahren des Destillierens von Seewasser ist es, die Temperatur des Siedepunkts von Wasser durch das Absenken des Drucks in der Destillationskammer zu senken. Dieses Verfahren wird wegen seines geringeren Energieverbrauchs auf Schiffen bevorzugt. Der Haupt-Nachteil dieses Systems ist es, dass die Destillationstemperatur zu niedrig liegt, um Bakterien zu töten, und es wird in der Regel Ozon, der mit einer Ultravioletten-Lampe erzeugt wurden ist, verwendet, um Bakterien in dem destillierten Wasser zu töten. Es ist zudem aufgrund der Schwierigkeiten, in der Destillationskammer einen Druck unterhalb des Atmosphärendrucks aufrecht zu erhalten, nicht für großtechnische Anwendungen geeignet.
Umkehr-Osmose
Umkehr-Osmose (reverse osmosis, R. O.) ist ein Filtrations-System, das eine Membran verwendet, um ionische, organische und suspendierte Feststoffe aus zugeführtem Wasser zu entfernen. Anders als bei der konventionellen Filtration, separiert das Membran-System das Speisewasser in zwei Ströme, einen Permeat-Strom und einen Konzentrat-Strom. Der Permeat-Strom ist das Wasser, das durch die semipermeable Membran hindurch getreten ist, wohingegen der Konzentrat-Strom ein Teil des Speisestroms ist, der verwendet wird, um die konzentrierten Feststoffe aus dem System zu entfernen.
Es wird eine Pumpe verwendet, um Membran-Gehäusen des Membran-Systems Wasser zuzuführen. Die Richtung des Wasserstroms ist durch einen Pfeil an jedem der Gehäuse angedeutet. Innerhalb des Gehäuses wird Wasser durch die Membran separiert und verlässt das Membran-Gehäuse in zwei Strömen als Permeat und Konzentrat.
Das Permeat wird bei Systemen, die mehr als ein Membran-Gehäuse verwenden, in einem Permeat-Sammler gesammelt. Es ist sinnvoll, für jedes Membran-Gehäuse eine Permeat-Leitung vorzusehen. Üblicherweise wird ein Überdruckventil oder ein Druckwächter eingesetzt, um das System gegen einen Überdruck im Permeat-Strom zu schützen. Das Permeat fließt dann durch einen Durchflussmesser zum Auslass der Maschine.
Das Konzentrat verlässt das letzte Membran-Gehäuse und wird in zwei Ströme aufgespalten, das Konzentrat und das Recyclat, wobei jeder sein eigenes, einstellbares Durchflussregelventil aufweist. Das Konzentrat-Ventil hat drei Funktionen, nämlich: Steuern bzw. Regeln des Drucks innerhalb der Maschine, Steuern bzw. Regeln der Menge an Konzentrat, das in den Ab fluss gelangt, und das Unterstützen des Steuerns bzw. Regelns des Rücklaufs im System. Ein Rücklauf-Ventil leitet eine vorbestimmte Menge an Konzentrat in den Einlass der Pumpe, um einen turbulenteren Querstrom zu erreichen.
Die Membran arbeitet bei verschiedenen Drücken unterschiedlich und hält mono- und polyvalente Ionen mit unterschiedlichen Raten bzw. mit einer unterschiedlichen Effektivität zurück.
Dieses Verfahren beruht sehr stark auf der Effizienz der Pumpen, die das Umkehr-Osmose-System antreiben, und diese Pumpen sind naturgemäß sehr schlechte Energieumwandler.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Obwohl es sich nicht um die einzige oder die tatsächlich breiteste Form handeln muss, liegt die Erfindung in einem Verfahren zur Verwendung einer Wärme erzeugenden Maschine, wie beispielsweise einem Düsentriebwerk in Form einer Gasturbine, das außer Dienst gestellt ist, um destilliertes Trinkwasser in großen Mengen mit einer Effizienz herzustellen, die 90% des Heizwerts bzw. des Brennwerts des Treibstoffs erreicht, der bei dem Prozess unter Verwendung der Wärme erzeugenden Maschine in Form einer Gasturbine verwendet wird.
Der Prozess umfasst die Verwendung des Carnot'schen Kreisprozesses, wie er in dem Düsentriebwerk in Form einer Gasturbine vorliegt, und umfasst zudem die Verwendung des Rankine-Zyklus bei der effizienten Destillation und beim Vorwärmen des Speisewassers während des Prozesses.
In einem Aspekt liefert die Erfindung eine Anlage zur Destillation von Wasser, mit einem Wassereinspeisemittel, das aus gebildet ist, um einem Wärmetauschmittel Speisewasser zuzuführen, einer Wärme erzeugenden Maschine, die ausgebildet ist, um dem Wärmetauschmittel einen Strom heißen Fluids zum Erwärmen des Speisewassers in dem Wärmetauschmittel zuzuführen, einem Wasser-Entspannungsverdampfer, der ausgebildet ist, um das erwärmte Wasser aus dem Wärmetauschmittel aufzunehmen, um das erwärmte Wasser zu verdampfen, und einem Kondensator, der ausgebildet ist, um Dampf, der in dem Verdampfer aus dem erwärmten Speisewasser gebildet worden ist, aufzunehmen und dem Dampf in Wasser zu verwandeln. Die Wärme erzeugende Maschine ist ein Düsentriebwerk, das ausgebildet ist, um dem Wärmetauschmittel einen Strom heißen Fluids in Form von Gasen zuzuführen, und das zudem ein Luft-Entnahmemittel umfasst, das so ausgebildet ist, dass der Gasstrom veranlasst wird, um ein teilweises Vakuum in dem Entspannungsverdampfer auszubilden.
Das Wärmetauschmittel kann einen isolierten Kanal umfassen, der mit einer Anzahl von Rippen aufweisenden Röhren aus Karbonstahl versehen ist, die über den Kanal angeordnet sind. Der Strom heißen Fluids ist ausgebildet, um in den Kanal hineinzuströmen und das Speisewasser ist ausgebildet, um durch die Röhre zu fließen.
In einer anderen bevorzugten Form ist die Wärme erzeugende Maschine ein Brenngas-Brenner mit Abwärmenutzung für den Strom heißen Fluids in Form eines Brenngases. In dieser Form kann der Brenner einen Kühlwassermantel aufweisen.
Es ist zudem bevorzugt, dass das Wärmetauschmittel einen ersten, der Maschine nachgeschalteten Wärmetauscher und einen zweiten, dem ersten Wärmetauscher nachgeschalteten Wärmetauscher umfasst, um Restwärme von dem heißen Fluid aufzunehmen, wobei eine Pumpe vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um den Speisedruck in dem ersten Wärmetauscher zu erhöhen, um so die Übertragung von messbarer und latenter Wärme aus dem ersten Wärmetauscher zu erhöhen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Verdampfer ein Feststoff-Transfermittel auf. Das Transfermittel kann intermittierend arbeiten, um das Vakuum zu erhalten. Das Transfermittel kann eine sich drehende Kammer mit einem Gegenstrom aus Trocknungsluft umfassen.
Anstatt dessen kann das Transfermittel eine Entwässerungsschnecke in einem Zylinder sein, die Wasser aus einer Paste herausdrückt, die sich in dem Zylinder befindet.
Wo es möglich ist, ist die Maschine dazu angepasst, um ein Kohlenwasserstoff-Gas zu verbrauchen, das am Ort produziert wird, beispielsweise Methan aus einem Bergbaubetrieb (Grubengas) oder ein über eine Versorgungsleitung bezogenes Gas, wie beispielsweise Ethylen oder einen flüssigen Kohlenwasserstoff, beispielsweise Kerosin. Bei manchen Anwendungen kann das Gas Wasserstoff aus elektrolysiertem Wasser sein. Die Wärme erzeugende Maschine ist vorgesehen, um den Carnot'schen-Kreisprozess zu ermöglichen, um die benötigte Wärme zur Verfügung zu stellen, wobei die Prinzipien, die diesem Kreisprozess zugrunde liegen, anwendbar sind. Daher ist ein Ofen oder ein Kessel nützlich, für größere Leistungen ist jedoch ein Düsentriebwerk bevorzugt, da es eine Wärmeabgabe in der geeigneten Größenordnung aufweist und kostengünstig zu installieren ist.
Wenn die Wärme erzeugende Maschine ein Düsentriebwerk in Form einer Gasturbine ist, so handelt es sich bevorzugt um ein Mantelstromtriebwerk mit einem großen Prozentsatz an Mantelstrom. Die heißen Abgase von dem Düsentriebwerk werden durch einen isolierten Kanal geleitet, der mit einer Anzahl von Rippen aufweisenden Röhren aus Karbonstahl versehen ist, die über den Kanal angeordnet sind. Wenn das heiße Abgas (> 650°C) durch das Wärmetauschmittel strömt, wird Speisewasser in der Form von Seewasser oder Wasser aus anderen Quellen in den Röhren unter Druck auf eine vorbestimmte Temperatur oberhalb der vorbestimmten Siedetemperatur des Speisewassers erwärmt.
Das erhitzte Wasser wird dann durch eine Düse in den Verdampfer in Form einer Entspannungsverdampfer-Kammer geleitet.
Die Entspannungsverdampfer-Kammer wird auf einem Vakuum-Druck gehalten, der es erlaubt, dass das Speisewasser unter Entspannung bei 60°C siedet.
Der zweite Wärmetauscher wird verwendet, um das Speisewasser vor dem bei relativ hoher Temperatur betriebenen ersten Wärmetauscher vorzuwärmen. Um die Ausbildung von mineralischen Ablagerungen in den Wärmetauscherröhren zu vermeiden, kann eine Pumpe verwendet werden, um das Wasser unter hohen Geschwindigkeiten durch den Hochtemperatur-Wärmetauscher fließen zu lassen, um so sicher zu stellen, dass der Temperaturanstieg des Wassers nicht mehr als 2°C für jeden Durchlauf des Wassers beträgt. Das stellt sicher, dass sich nur minimale Ablagerungen aus Feststoffen in den Wasser-Wärmetauscherröhren absetzen.
Das Speisewasser wird normalerweise durch eine Pumpe in das Wärmetauschmittel gesogen, wobei die Pumpe durch eine digitale Steuerung bzw. Regelung (Digital Control System, DCS) geregelt bzw. gesteuert wird, die einen frequenzgesteuerten Anstrieb (Variable Frequency Drive, VFD) verwendet, um die Temperatur, den Durchfluss und den Druck des Prozesses unter Verwendung eines Proportional- und Integral-Differential-(P- und ID-)Reglers zu regeln. Das erlaubt die Automatisierung des gesamten Systems, das gänzlich ohne oder mit nur geringen Interventionen, beispielsweise für die Wartung, auskommt.
Das einströmende Speisewasser kann in den zweiten, nämlich den Vorheiz-Wärmetauscher geleitet werden, bevor es durch den ersten, nämlich den Hochtemperatur-Wärmetauscher fließt.
Das einströmende Wasser kann zudem dazu verwendet werden, um den Dampf, der von dem Verdampfer oder der Vakuum-Entspannungsverdampfer-Kammer kommt, innerhalb des zweiten Wärmetauschers zu kühlen und zu kondensieren, währen dieses es erlaubt, die Wärme auf das einströmende Speisewasser zu übertragen.
Das System erzeugt große Mengen an Wärme und entsprechend können alle Abschnitte, in denen hohe Temperaturen herrschen, unter Verwendung von Mikropor^®-Isolierung isoliert sein. Die Abschnitte, in denen die Oberflächen eine tiefe Temperatur aufweist, können mit Polystyrol-Schaum und Aluminiumfolie isoliert sein.
Der zu erwartende Ausstoß an Trinkwasser unter Verwendung dieser Erfindung kann wie folgt berechnet werden:
Betrachtet werde ein Düsentriebwerk mit einer Leistung von 4442 äquivalenten Pferdestärken (equivalent horse power, EHP): Äquivalente Pferdestärken (equivalent horse power) in Kilowatt (kW) = HP × 0,746 kW in Joule (J) = kW × 3600 × 1000 Benötigte Energie, um Wasser auf 100°C zu erhitzen = (T2 (Temperatur des abgegebenen Wassers) – T1 (Temperatur des Speisewassers)) × Gewicht des Wassers = Joule
Daher gilt für die Leistung des Düsentriebwerks 4442 × 0,746 × 1000 × 3600 = 11 929 435 200 Joule Abgabe des Düsentriebwerks.
Menge des Wassers, das auf 100°C erhitzt wird 1 kg Wasser × 4,2 × 1000 (spezifische Wärmekapazität von Wasser) × 30°C (erwartete Temperaturdifferenz zwischen Speisewasser und abgegebenem Wasser) = 126 000 Joule.
Hierzu muss die Menge an Wärme hinzu addiert werden, die notwendig ist, um das Wasser in Dampf zu verwandeln = 2 089 000 Joule Es ergeben sich so 11 929 435 200 geteilt durch 2 215 000 = 5 385 kg destillierten Wassers in der ersten Stunde.
Die Treibstoffkosten pro kg an produziertem destilliertem Wasser = Kosten des Treibstoffverbrauchs des Düsentriebwerks geteilt durch die Menge an produziertem Wasser.
Ein Liter Kerosin hat ungefähr 45 000 000 Joule, was durch die Leistung des Düsentriebwerks geteilt wird, was 11 929 435 200 Joule = 265 Litern an Kerosin pro Stunde entspricht. Das wird mit 0,22 $ pro Liter multipliziert und durch 5 385 kg an produziertem Wasser geteilt = 256 × 0,22 geteilt durch 5 385 = 0,011 $ pro Liter Wasser. Das entspricht der Situation, in der 100 der Wärme verloren gehen, wobei dann, wenn eine 95%ige Wärme-Rückgewinnung eingerech net wird, die Kosten pro Liter sich zu (0,011 $ geteilt durch 100) × 5 = 0,0005 c pro Liter ergeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Damit die vorliegende Erfindung leicht verständlich ist, und um sie in die Praxis umsetzen zu können, bezieht sich die Beschreibung nunmehr auf die Zeichnungen, die den Schutzbereich nicht begrenzende Ausführungsformen der Erfindung zeigen, wobei.
1 ein schematisches Diagramm des Systems gemäß einer Ausführungsform der folgenden Erfindung ist und
2 ein schematisches Diagramm einer Feststoff-Behandlungsvorrichtung für das System, das in 1 gezeigt wird, ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In dem Wasser-Destillationssystem 10, das in 1 gezeigt ist, ist die Wärme erzeugende Maschine 12 ein RB 211 Flugzeugmotor, und als Treibstoff für diesen Motor 12 wird Kerosin verwendet. Wenn derartige Motoren die vom Hersteller empfohlenen Flugstunden überschreiten, sind sie immer noch als Wärme erzeugende Maschinen für Destillationsprozesse mit hohem Durchsatz, insbesondere in der Größenordnung von 40 000 bis 50 000 Liter/Stunde nützlich. Der Motor wird angepasst, um als Wärme erzeugende Maschine zu dienen anstatt Schub zu erzeugen. Unter gleichbleibenden Bedingungen und bei Verwendung von Kerosin als Treibstoff kann eine Motor-Temperatur von 1150°C erreicht werden. Die Abgase werden in einen horizontal verlaufenden Kanal 14 abgegeben, wo die verbrannten Gase mit ungefähr 650°C auf die Querrohre eines primären Wär metauschers 16 treffen. Diese Rohre werden durch eine Pumpe 18 mit zirkulierendem Speisewasser versorgt. Eine Zirkulationspumpe 20 erhöht den Druck des Wassers, um den Siedepunkt zu erhöhen. Die Wassertemperatur steigt auf ungefähr 165°C.
Die Pumpe 18 liefert einen konstanten Strom an Speisewasser aus einem Seewassertank 22. Seewasser enthält ungefähr 35 g/l an Feststoffen. Die Feststoffe verbleiben in Lösung, wenn sie von der Lager-Temperatur, die der Umgebungstemperatur entspricht, erwärmt werden, wenn das Speisewasser durch einen sekundären Wärmetauscher 24 fließt, der Rippen aufweisende Querrohre aus Kohlenstoffstahl aufweist.
Die Rezirkulationspumpe 20 erhöht den Druck des Speisewassers in dem primären Wärmetauscher, das den Wärmetauscher verlässt und in Form eines Sprühnebels in den Vakuum-Verdampfer 26 eingebracht wird. Der Fluss an heißem Wasser wird durch ein Ventil 28 gesteuert bzw. geregelt. Der Verdampfer 26 wird durch Verbindung mit der Venturi-Düse 30, die den Luftstrom der Maschine 12 verwendet, auf einem Druck gehalten, der unterhalb des Atmosphärendrucks liegt. Wenn heißes Wasser in den Verdampfer 26 angebracht wird, verdampft das Wasser, expandiert adiabatisch und kühlt sich ab. Der geringe Druck ermöglicht es dem Speisewasser, bei ungefähr 60°C zu kochen, so dass der Verdampfer 26 als Sprüh-Trockner fungiert und die Feststoffe aus dem Dampf in den Boden des Kessels 26 ausfallen, wo sie in der Feststoff-Behandlungssektion 50 (vergleiche 2) gesammelt werden.
Der Wasserdampf in dem Kessel 26 erreicht einen Kondensator 32, der von dem zuströmenden Wasser gekühlt wird, das auf seinem Weg zu dem sekundären Wärmetauscher 24 durch eine Leitung 34 fließt. Destilliertes Wasser wird durch eine Leitung 36 entnommen und wird aus dem Kessel 26 abgezogen.
Die Maschine 12 und die Wärmetauscher 16 und 24 sind in einem isolierenden Gehäuse 38 eingeschlossen. Es werden Ventile 40, 42 verwendet, um den Zufluss von Speisewasser zu einem Vorwärme-Wärmetauscher 44 einzustellen, der dem sekundären Wärmetauscher 24 Wasser zuführt. Ein Ventil 36 stellt den Fluss an Kühlwasser durch die Leitung 34 ein.
Feststoffe aus den Verdampfern 26 treten als Paste in einen Kollektor 52 ein. Die Paste wird durch eine Förderschnecke 54 in das Innere eines horizontal liegenden Zylinders 56 (300 mm Durchmesser) gefördert, der sich auf einem Paar Rollenlager 58 dreht. Das Zuführ-Ende wird durch eine Abdeckung 60 verschlossen, die einen Anschluss 62 aufweist, der das Innere des Zylinders mit dem Verdampfer 26 verbindet. Das Abführ-Ende wird durch eine Abdeckung 64 umschlossen, die über einen Injektor 66 einen trocknenden Gegenstrom aus heißer Luft von dem Motor 12 zuführt, der einen Drall aufweist, der der Drehrichtung des Zylinders (4 Umdrehungen/Minute) entgegen gerichtet ist. An dem Zylinder 56 sind längs verlaufende stangenförmige Heber 86 angeschweißt, um die Paste zu verteilen. Die Feststoffe verlassen den Zylinder 56 durch einen Anschluss 70. Es ist möglich, die Paste mit äquivalenten mechanischen Entwässerungs-Methoden zu behandeln.
Eine Reduktionsgetriebe-Anordnung 72, die einen geschwindigkeitsgeregelten Motor umfasst, der auf 3 Umdrehungen pro Minute geregelt bzw. gesteuert wird, wird verwendet, um die Förderschnecke 54 anzutreiben. Eine weitere Reduktionsgetriebe-Anordnung 74, die einen geschwindigkeitsgeregelten Motor umfasst, der auf 4 Umdrehungen/Minute geregelt bzw. gesteuert wird, wird verwendet, um die Rollenlager 58 anzutreiben.

Claims

Anlage zur Destillation von Wasser, mit einem Wassereinspeisemittel, das ausgebildet ist, um einem Wärmetauschmittel Speisewasser zuzuführen, einer Wärme erzeugenden Maschine, die ausgebildet ist, um dem Wärmetauschmittel einen Strom heißen Fluids zum Erwärmen des Speisewassers in dem Wärmetauschmittel zuzuführen, einem Wasser-Entspannungsverdampfer, der ausgebildet ist, um das erwärmte Wasser aus dem Wärmetauschmittel aufzunehmen, um das erwärmte Wasser zu verdampfen, und einem Kondensator, der ausgebildet ist, um Dampf, der in dem Verdampfer aus dem erwärmten Speisewasser gebildet worden ist, aufzunehmen und den Dampf in Wasser zu verwandeln, wobei die Wärme erzeugende Maschine ein Düsentriebwerk ist, das ausgebildet ist, um dem Wärmetauschmittel einen Strom heißen Fluids in Form von Gasen zuzuführen, und das zudem ein Luft-Entnahmemittel umfasst, das so ausgebildet ist, dass der Gasstrom veranlasst wird, um ein teilweises Vakuum in dem Entspannungsverdampfer auszubilden.
Anlage nach Anspruch 1, zusätzlich mit einem Wasser-Rezirkulationsmittel, das ausgebildet ist, um den Druck in dem Wärmetauschmittel zu erhöhen, indem Wasser mit einem voreingestellten Volumenstrom in dieses rezirkuliert wird.
Anlage nach Anspruch 2, wobei das Wärmetauschmittel einen ersten, der Maschine nachgeschalteten Wärmetauscher und einen zweiten, dem ersten Wärmetauscher nachgeschalteten Wärmetauscher umfasst, um Restwärme von dem heißen Fluid aufzunehmen, wobei das Wasser-Rezirkulationsmittel eine Pumpe umfasst, die ausgebildet ist, um den Speisedruck in dem ersten Wärmetauscher zu erhöhen, um so die Übertragung von messbarer und latenter Wärme aus dem ersten Wärmetauscher zu erhöhen.
Anlage nach Anspruch 3, wobei der zweite Wärmetauscher verwendet wird, um das Speisewasser vor dem mit relativ hoher Temperatur betriebenen ersten Wärmetauscher vorzuwärmen, und wobei die Pumpe verwendet wird, um das Wasser mit hohen Geschwindigkeiten durch den mit hoher Temperatur betriebenen Wärmetauscher zu rezirkulieren, um sicher zu stellen, dass der Temperaturanstieg des Wassers nicht mehr als 2°C bei jedem Durchlauf des Wassers beträgt, wodurch die Bildung von Ablagerungen aus Feststoffen in dem Wärmetauschmittel reduziert wird.
Anlage nach Anspruch 3 oder 4, wobei das zugeführte Speisewasser in den zweiten Wärmetauscher geleitet wird, um es vorzuheizen, bevor es durch den ersten Wärmetauscher fließt, und wobei das zugeführte Wasser verwendet wird, um den Dampf in dem zweiten Wärmetauscher zu kühlen und zu kondensieren, wobei ein Wärmetransfer auf das zugeführte Speisewasser stattfindet.
Anlage nach einen der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Düsentriebwerk einen Brenngas-Brenner mit Abwärmenutzung für den Strom aus heißem Fluid in Form eines Brenngases umfasst.
Anlage nach einen der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wärmetauschmittel einen isolierten Kanal umfasst, der mit einer Anzahl an Rippen aufweisenden Röhren aus Kohlenstoffstahl versehen ist, die über den Kanal vorgesehen sind, wobei der Strom heißen Fluids ausgebildet ist, um in den Kanal einzuströmen und wobei das Speisewasser ausgebildet ist, um durch die Röhren zu fließen.
Anlage nach einen der Ansprüche 1 bis 7, das zudem ein Feststoff-Transfermittel umfasst, das mit dem Verdampfer zusammenwirkt, um aus dem Verdampfer Feststoffe heraus zu transferieren, die von der Verdampfung des erwärmten Speisewassers herrühren.
Anlage nach Anspruch 8, wobei das Transfermittel ausgebildet ist, um intermittierend zu arbeiten, um das Vakuum in dem Verdampfer aufrecht zu erhalten.
Anlage nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Transfermittel eine sich drehende Kammer mit einem Gegenstrom aus Trockenluft umfasst.
Anlage nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Transfermittel eine Entwässerungsschnecke in einem Zylinder umfasst, die Wasser aus Paste herausdrückt, die sich im Zylinder befindet.
Anlage nach einen der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Maschine dazu ausgebildet ist, ein Kohlenwasserstoff-Gas, einschließlich von Methan aus Gruben bzw. Grubengas, oder ein über eine Versorgungsleitung bezogenes Gas, einschließlich Ethylen oder eines flüssigen Kohlenwasserstoffs oder Wasserstoffs, der durch eine Elektrolyse von Wasser gewonnen wurde, zu verbrauchen.
Anlage nach einen der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Speisewasser durch eine Pumpe in das Wärmetauschmittel hineingesogen wird, wobei ein Regel- bzw. Steuermittel ausgebildet ist, um die Temperatur, den Fluss und den Druck des Wassers dynamisch zu regeln bzw. zu steuern.
Anlage nach Anspruch 1, wobei das Düsentriebwerk ein Düsentriebwerk nach dem Mantelstrahl-Typ ist, das einen hohen Prozentsatz an Mantelluft aufweist, wobei die heißen Abgase des Düsentriebwerks durch einen isolierten Kanal geleitet werden, der mit dem Wärmetauschmittel versehen ist, das eine Anzahl Rippen aufweisender Röhren aus Karbonstahl aufweist, die über den Kanal angeordnet sind, und wobei das System so ausgebildet ist, dass das heiße Abgas (> 650°C) durch das Wärmetauschmittel hindurch strömt, wobei das Speisewasser in Form von Seewasser oder anderem Rohwasser in den Röhren unter Druck auf eine vorbestimmte Temperatur oberhalb des vorbestimmten Siedepunkts des Speisewassers erhitzt wird, und wobei das erwärmte Wasser dann durch eine Düse in den Verdampfer in Form einer Entspannungs-Destillationskammer geleitet wird, die auf einem Vakuum-Druck gehalten wird, der es erlaubt, dass das Speisewasser bei 60°C siedet.