-
Verfahren und Anlage zur Gewinnung von in Lösung befindlichem Kochsalz
unter gleichzeitiger Erzeugung von destilliertem Wasser Gegenstand der Erfindung
ist ein Verfahren zur Gewinnung -von Kochsalz aus wäßrigen Lösungen, das die gleichzeitige
Erzeugung von .destilliertem Wasser ermöglicht.
-
Das V"erfähren, nach der Erfindung besteht im wesentlichen darin,
daß das Wasser unter einem ho@z;:n Vakuum in der Weise verdampft wind, daß diese
Verdampfung allmählich vor sich geht, wobei als Mittel zur Erwärmung der Lösung
und Kond.ensierung der Verdampfungswrasen zwei Wasserquellen verwendet werden, deren
Temperaturen verschieden und niedrig sind, wie z. B. einerseits das «-arme, auf
der Meeresoberfläche entnommene, und andererseits das aus der Tiefe heraufgepumpte
kalte Wasser. Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens wird die zu behandelnde
Kochsalzlösung vorteilhaft einer Vorwärmung mittels des durch spontane Verdampfung
des Oberflächenmeerwassers im Vakuum gebildeten Dampfes und dann selbst der Verdampfung
im Vakuum unterworfen, wobei man ,die gebildeten Wrasen in dem Maße ihres Entstehens
mit Hilfe des kalten Tiefenwassers kondensiert. Auf diese Weise erhält man gleichzeitig
mit dem aus der Lösung gewonnenen Kochsalz noch destilliertes Wasser, .das von.
der Kondensation. des Heizdampfes herrührt.
-
Der oben :beschriebene Vorgang kann in mehreren Verdampfungs- und
Konzentrationsstufen durchgeführt werden, in denen man eine Kochsalzläsung
nacheinander
behandelt, deren Salzkonzentration nach und nach bis zum Fällen des zu gewinnenden
Kochsalzes zunimmt. Man kann dann entweder diskontinuierlich oder kontinuierlich
arbeiten. Im erstgenannten Fall wird in jedem Abschnitt derselbe Kreislauf von Arbeitsgängen,
und zwar die Vorwärmung und die Verdampfung der Kochsalzlösung, so lange wiederholt,
bis man die gewünschte Konzentration erhält, worauf man die Lösung :dem nächstfolgenden
Abschnitt zuführt. Im zweitgenannten Fall wird die Betriebskonzentration. der Kochsalzlösung
jeweils in jedem Abschnitt dadurch wiederhergestellt, d aß man diesem Abschnitt
eine berechnete Menge einer weniger konzentrierten Lösung zuführt, die z. B. einem
.der vorhergehenden Abschnitte entnommen wird.
-
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anlage zur Durchführung ,des
oben beschriebenen Verfahrens. Diese Anlage besteht im wesentlichen aus mehreren
Verdamp:fungs- und Konzentrationsabschnitten, die-, durch die folgenden Teile gebildet
sind: eine Vorrichtung zur Vorwärmung der Kochsalzlösung, einen Verdampfer für die
Verdampfung im Vakuum mit Absetzwannen und Mittel, um einen ununterbrochenen Umlauf
zwischen diesen beiden Vorrichtungen zu bewirken, ferner einen Kessel, der mit Oberflächenmeerwasser
,gespeist wird und durch spontane Verdampfung dieses Wassers im Vakuum Dampf für
die Erwärmung der Vorwärmer liefert; Kondensatoren, die- mit kaltem Wasser gespeist
werden und zur Kondensation der in den Verdampfern der einzeilnen Verdampfungs-
und Konzentrationsabschnitte gebildeten Wrasen dienen, und Mittel, durch welche
es möglich ist, einem jeden Abschnitt und mit einer berechneten Zusatzmenge eine
weniger konzentrierte Kochsalzlösung zuzuführen, die dem vorhergehenden Verdampfungsabschnitt
entnommen wird, um die Konzentration am Eintritt in den Vorwärmer des in Betracht
kommenden Abschnittes auf einen im wesentlichen gleichbleibenden Wert zu halten.
-
Jeder Vorwärmer besteht vorzugsweise aus einem Rohrbündel, in welchem
die zu behandelnde Kochsalzlösung umläuft und das in einem vom Kesseldampf durchströmten
Raum angeordnet ist.
-
Der Verdampfer eines jeden Abschnittes kann aus einer Vorrichtung
bestehen, die eine durchlochte Decke besitzt, durch welche die Lösung in Form eines
feinen ileg ens in einen Raum herunterriesch, der mit dem Kondensationsraum eines
Kondensators in Verbindung steht.
-
Der Kessel kann ebenfalls aus einer Vorrichtung für die Verdampfung
der regenförmig herunterrieselnden Kochsalzlösung bestehen. Der Verdampfungsraumdieses
Kessels kann über Kammern, die die Vorwärmungsrohnbündel enthalten, mit einer Entlüftungsvorrichtung
in Verbindung stehen, wobei Kühlrohrbündel, die von kaltem Wasser durchströmt werden,
vorteilhaft zwischen den Vorwärmern und dem Entlüftungsrohrstutzen eingeschaltet
sind. . Die, Kondensatoren können auch aus Vorrichtungen bestehen, in denen Wasser
regenförmig in Kondensationsräume herunterrieselt, die einerseits mit den Verdampfern
und andererseits mit Entlüftungsvorrichtungen in Verbindung stehen. Sie können aus
rohrförmigen Vorrichtungen bzw. aus Oberflächenkondensatoren bestehen. Von ,diesen
Kondensatoren werden zweckmäßig zwei oder mehrere vorgesehen. und übereinander angeordnet,
wobei der erste mit kaltem Wassergespeist und mit den Verdampfern der Abschnitte
für die Verdamp,fung einer Kochsalzlösung von starker Konzentration in Verbindung
;gebracht wird und die in diesem Verdampfungsabschnitt entstehenden Wrasen kondensiert
wenden, während der nächstfolgende Kondensator das vom vorhergehenden kommende Wasser
,erhält und mit den Verdampfern von Abschnitten von geringerer Konzentration in
Verbindung ,gebracht wird usf.
-
Der Umlauf der zu behandelndenKochsalzlösung in jedem Verdampfungs-
und Konzentrationsabschnitt und die Überleitung dieser Lösung von einem Abschnitt
in. den. nächstfolgenden können z. B. mittels Schleuderpumpen bewirkt werden. Ferner
können Pumpen .für die Entnahme des Wassers aus dem Kessel und aus ,den Kondensatoren,
vorgesehen sein. Die zum Antrieb dieser verschiedenen Pumpen erforderliche el=ektrische
Energie kann durch eine Ozeanturbine, d. h. eine Turbine geliefert werden, deren
Antrieb durch Dampf erfolgt, der durch Verdampfung des Oberflächenmeerwassers erzeugt
und durch .das aus der Tiefe geschöpfte kalte Wasser kondensiert wird. Die Entgasungsvorrichtung
für diese Turbine, kann dann als Entlüfter benutzt werden, um das Vakuum in ;den
einzelnen Teilen .der Einrichtung aufrechtzuerhahen:.
-
Die Anlage wird vorteilhaft so ausgeführt, @daß die unter der Wirkung
des Windes .und der Sonne in den Seesalzteichen stattfindenden Salzkonzentrations-
und Salzniederschlagsvorgänge in derselben. Rerihenfolge durch Vorwärmung und Verdamp.fung
unter einem hohen Vakuum wiederholt werden. Die Einrichtung besteht dann z. B. aus
fünf Verdampfungs- und Il.onzentrationsaibschnitten, die je einen Vorwärmer,
einen Verdampfer und eine Umlaufpumpe enthalten, wobei der erste Abschnitt ursprünglich
das Meerwasser erhält, das die zu behandelnde Lösung bildet. Die Abmessungen der
Vorrichtungen, woraus die einzelnen Stufen, bestehen, und,die Fördermengen für den
Unilauf der Lösung innerhalb einer jeden Stufe werden .dann so. bestimmt, daß .der
erste Abschnitt z. B. für die Verdampfung von ungefähr 50% d"--s Lösungswassers,
cler zweite Abschnitt für die Verdampfung von ungefähr 37% und jeder der drei letzten
Abschnitte für die Verdampfung je eines Drittels des ifibrigbleibenden Wassers verwendet
wird. Unter diesen Bedingungen setzt sich das Kochsalz allmählich in den A'bsetzvorrichtungen
.der drei letzten Abschnitte ab, wähnend die Verunreinigungen, wie z. B. Galcium-
und Eisencarbonat, Eisensulfat, im Laufe der Vorgänge in
den beiden
ersten Abschnitten niedergeschlagen werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann .die vollständige
Anlage mit Ausnahme der Umlauf- und Förderpumpen in einem geschlossenen, unter Vakuum
stehenden Raum angeordnet werden, der als Zylinder mit waagerechter Achse ausgebildet
ist und dessen Wände z. B. entweder aus Metall oder aus Eisenbeton bestehen. Der
Kessel und die beiden Kondensatoren, die übereinanderliegen, können im wesentlichen
in der lotrechten Diametralebene dieses Zylinders angeordnet oder gegenüber dieser
Ebene etwas versetzt sein, wobei der Kessel vorzugsweise den oberen Teil einnimmt,
während die rohrförmigen Vorwärmer im unteren Teil des Zylinders beiderseits derselben.
Ebene verteilt und. die Verdampfer oberhalb der Vorwärmer auf den Seiten des Zylinders
angeordnet sind. Der Verdampfer des ersten. Abschnittes erstreckt sich vorzugsweise
über die ganze Länge einer dieser Seiten, und die Verdampfer der vier anderen Abschnitte
sind auf der Länge der anderen Seite verteilt, wobei ,der Verdampfer des zweiten
Abschnittes für sich allein, ungefähr die Hälfte dieser Länge einnimmt. Die Verdampfer
der vier letzten: Abschnitte stehen mit dem oberen, mit. kaltem Wasser gespeisten
Kondensator, und der Verdampfer des ersten Abschnittes steht mit dem unteren, mit
dem Wasser des oberen Kondensators gespeisten Kondensator in Verbindung.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der zusätzlichen Beschreibung,
die nachstehend an Hand der Zeichnungen gegeben wird, in denen Ausführungsformen,
auf die sich die Erfindung jedoch nicht .beschränkt, beispielsweise dargestellt
sind. Es zeigt Fig. z eine Anlage zur Gewinnung von Kochsalz gemäß der Erfindung
in schematischer Darstellung, Fi-. 2 eine Ausführungsform einer solchen Anlage im
Aufriß, und zwar in einer Vorderansicht, Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie
III-III der Fig. 2, Fig.4 und 5 Längsschnitte nach den Linien IV-IV bzw. V-V der
Fig. 3 und Fig. 6 einen Längsschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 4.
-
Die in ,der Fig. i schematisch dargestellte Anlage besteht aus fünf
Verdampfungs und Konzentrationsabschnitten oder Abteilungen, die je aus einem Vorwärmer
für das zu -behandelnde Meerwasser, einer Umlaufpumpe und einem Verdampfer mit Absetzwannen
bestehen. Die fünf Vorwärmer sind mit R1 b;zw. R2 . . . R5, d;ie entsprechenden
Verdampfer mit Ei @bzw. E2 ... E5 und die Pumpen mit P1 @bzw. P2 . . . P5
bezeichnet. In. jeder Abteilung sind der Vorwärmer, die Pumpe und der Verdampfer
durch einen Satz Rohrleitungen zu einem einzigen Kreislauf miteinander verbunden,
in dem die Pumpe einen fortwährenden Umlauf vom Vorwärmer zum Verdampfer und umgekehrt
aufrechterhält. Bei ra, rb . . . 1e sind die Rohrleitungen dargestellt, die
das Meerwasser von den Vorwärmern zu den Verdampfern führen, und 2a, 2b
... 2e zeigen die Rohrleitungen, durch welche das wiederaufgenommene Wasser
von den Verdampfern zu den Vorwärmern zugeführt wird. Die letztgenannten Rohrleitungen
sind mit Absperrschiebern 3a, 3b ... 3e versehen. Die Saugseite der Umlaufpumpe
P1 der ersten Abteilung kann ferner durch einen: Schieber 4a mit einer Rohrleitung
5, für die Zuführung des zu behandelnden Meerwassers in, Verbindung gebracht
wenden, während die Saugseite der Pumpe einer jeden der anderen Abteilungen durch
je einen Schieher 4b bzw. 4" 4d oder 4e mit einer Mischrohrleitung 5b bzw. 5,, 5,1
oder 5e in Verbindung gebracht werden kann, die an die Absetz,wannen des Verdampfers
der Abteilung angeschlossen ist, die sich unmittelbar vor der in Betracht kommenden
Abteilung befindet.
-
Die Vorwärmer R1, R2 . . . R5 besteben. aus Rohrbündeln, die mit Dampf
erwärmt. werden, der von einem Kessel C geliefert wird, in. dem die Verdampfung
unter Vakuum erfolgt und der durch eine Rohrleitung 6 mit Meerwasser von z. B. 3b°
gespeist wird und durch spontane Verdampfung dieses zu einem Regen zerstäubten.
Wassers Dampf von ungefähr 27° liefert. Dieser Kessel ist mit einer Wasserabführungsrohrleitun.g
7 mit einer Pumpe 8 versehen..
-
Die Verdampfer El, E2 . . . E5 bestehen vorteilhaft aus Vorrichtungen,
in denen das Wasser r benförmig herunterrieselt, und Absetzwannen und stehen getrennt
mit je einem der beiden Vakuumkondensatoren K1, K2 in. Verbindung, und zwar die
Verdampfer E2, E3, E4 und E5 .der vier letzten Abteilungen mit dem Kondensator K1
und der Verdämpfer Ei der ersten Abteilung mit dem Kondensator K2. Hier sind die
Kondensatoren K1, K2 ebenfalls Vorrichtungen, -in. denen das Wasser regenförmig
herunterrieselt. Der erste dieser Kondensatomen erhält kaltes Wasser von z. B. 8°
-durch eine Rohrleitung 9, und kondensiert unter einem verhältnismäßig hohen Vakuum
die von den Verdampfern E2, E3, E4 und E5 kommenden Wrasen, während der zweite das
vom Kondensator Ei kommende, bereits vorgewärmte Wasser durch eine Rohrleitung io
erhält und die Wrasen des Verdampfers Ei unter einem weniger holen Vakuum kondensiert.
An ,den Kondensator K2 ist eine Wasserabführungsrohrleitung I'I mit einer Pumpe
12 angeschlossen. An die beiden Kondensatoren sind ferner Rohrleitungen 13, 14 für
die Entlüftung angeschlossen.
-
Die für den. Antrieb der einzelnen Pumpen nötige elektrische Energie
'kann vorteilhaft, wie bereits erwähnt, durch eine Ozeanturbine geliefert werden,
die in der Nähe der Anlage ;aufgestellt ist, wobei der Vakuumexhaustor dieser Turbine
zur Aufrechterhaltung des Vakuums in den, verschiedenen: Teilen der Anlage und insbesondere
zur Entlüftung der Kondensatoren. K1 und K2 durch die Rohrleitungen 13 und 14 ,benutzt
wird.
Die so. ausgeführte Anlage arbeitet im ganzen wie folgt: In
jeder Abteilung kann die Lösung durch das Rohrbündel des Vorwärmers auf die Temperatur
von 2r° vorgewärmt werden. Nimmt man an, daß die Spannung in dem entsprechenden
Kondensator etwas geringer ist als die Spannung der Lösung mit der vorgesehenen
Konzentration und mit der angenommenen Temperatur von zß°, so ergibt sich hieraus,
daß bei jedem Durchgang der Lösung durch den mit dem betreffenden Vorwärmer verbundenen
Verdampfer eine spontane Verdampfung von 3/55o oder ungefähr 1/iao des Wa#ssers
der Lösung entsteht. Durch ein vorheriges Arbeiten. von hinreichender Dauer wird
die Konzentration in den einzelnen Abteilungen z. B. auf 70g Kochsalz je
Kilogramm Wasser in der ersten Abteilung, auf 27o g je Kilogramm Wasser in der zweiten
Abteilung und auf die Sättigung in ;den drei letzten A'btei'lungen gebracht.
-
Sobald :diese Konzentrationen erreicht. sind, werden die Verbindungsschieber
4b, 4" 4d, 4e der Saugseite einer jeden Pumpe P2, P3, P4, PS mit der Absetzwanne
des Verdampfers E2, E3, E4, Es der vorhergehenden A'btei.lung geöffnet. Dieses Öffnen
ist so eingestellt, daß die Menge der weniger konzentrierten Lösung, die von dieser
Abteilung kommt- und sich mit der Lösung der in Betracht kommenden Abteilung vermischt,
den für die Konzentration dieser sich .im Verdampfter konzentrierenden Lösung gewählten
Betriebswert wiederherstellt. Die Heizleistungen der Vorwärmer der einzelnen Abteilungen
sind so gewählt, daß ungefähr 50% des Lösungsiwassers in der ersten Abteilung, ungefähr
37'10 in der zweiten und ungefähr je ein Drittel des übriggebliebenen Wassers in
jeder der drei letzten Abteilungen verdampft. In diesen,drei letzten Abteilungen
wird durch die allmähliche Verdampfung .des Wassers ein allmähliches Absetzen des
Kochsalzes .bewirkt. Die Verunreinigungen, (Calcium- und Eisencarbonat, Eisen.sul.fat)
werden im Laufe .der Vorgänge in den Absetzwannen der -Verdampfer El und E2 niedergeschlagen.
-
Das sich in den Absetzwannen der Verdampfer E3, E4 und E5 absetzende
Kochsalz kann in kontinuierlicher oderdiskontinuierlicher Weise abgeführt werden.
-
Es ist zu bemerken, daß die Pumpen in dem Kreislauf der Lösung einen
Druck aufrechterhalten sollen, der genügend hoch ist, um jede spontane Verdampfung
in den Rohren und insbesondere in den Zuführungskanälen für die Zuführung des Wassers
zu den Platten der Verdampfer zu vermeiden. Um jeder Betriebsstörung vorzubeugen,
können auf diesen Kanälen Rückschlagventile angeordnet sein, um den sich etwa bildenden
Dampf abzuführen.
-
Es ist ferner noch zu bemerken, daß man die Rohrbündel statt durch
Vorwärmer Ri, R2 ... R5 mit dem vom Kessel C gelieferten Dampf von 27° auch
unmittelbar mit Meerwasser von z. B. 30° erwärmen könnte. Die Austauschfläche dieser
Rohrbündel müßte dann aber vergrößert werden, und. die, nötige Energie wäre auch
größer. Außerdem wäre es bei dieser Art der Erwärmung nicht möglich, wie dieses
bei der Dampfheizung --der Fall ist, das -destillierte Wasser zu sammeln, das durch
die Kondensation des Dampfes sauf den Rohrbündeln gebildet wird.
-
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung werden die einzelnen
Bestandteile :der Anlage mit Ausnahme der Umlauf- und Abführungspumpen vorteilhaft
in einem. geschlossenen, unter Vakuum stellenden Raum vereinigt. Die Fig. 2 bis
6 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anlage.
-
In diesem Ausführungsbeispiel besteht der geschlossene, die Einrichtung
enthaltende Räum aus einem Zylinder 15 mit waagerechter Achse, der an den Enden
durch gewölbte Deckel 16, 17 geschlossen ist und deren Wände entweder aus Metall
oder aus Eisenbeton bestehen. Dieser Zylinder wird von Säulen 18 getragen.
-
Im oberen Teil .des Zylinders 15 ist der Kessel C angeordnet, der
sich über die ganze Länge des Zylinders erstreckt und dessen lotrechte Mittelebene
zweckmäßig gegenüber,der lotrechten Mittelebene des Zylinders nach der einen Seite
etwas versetzt ist. Dieser Kessel wird seitlich durch zwei Längswände rgQ, rgb begrenzt,
die in ihrem oberen Teil lotrecht sind und sich dann symmetrisch nach der lotrechten
Mittelebene des Kessels krümmen. Im oberen Teil des Kessels werden durch Wände 2o",
tob zwei Zuführungswassersammelräume 2@rQ, erb gebildet, an welche sich auf dem
Deckel 16 des Zylinders 15 zwei Warmwasserzuführung.srohrleitungen 6Q, 6b für das
Wasser von 30° anschließen. Diese Sammelräume stehen durch in den Wänden 2o", tob
vorgesehene Öffnungen 2,?, mit der Oberseite eines waagerechten, durchlochten Bleches
23 in: Verbindung, das durch an den genannten Wänden vorgesehene Schultern getragen
wird und durch :welches das Kesselspeisewasser regenförmig hindurchrieseilt. Unterhalb
dieses durchlochten Bleches ist eine Wanne 24 angeordnet, die zur Aufnahme des nicht
verdampften Wassers dient und an welche auf :den Zylinderdeckel 17 die Abführungsleitung
7 angeschlossen ist.
-
Zwischen der Wanne z4 und den Kesselwänden 1,9" I9b sind seitliche
Durchgänge 25Q, 2.5b Vorgesehen, durch welche der durch die spontane Ver-.dampfung
des vom durchlochten Blech 23 regenförmig herunterrieselndenWassers gebildete Dampf
,in .der Richtung (der Pfeile f den im unteren Teil des Zylinders 15 angeordneten
Vorwärmern R1, R2 . . . R5 zugeführt wird. Diese Vorwärmer sind in Kammern angeordnet,
die seitlich durch schiefe Wände 216Q, 26L und in der Längsrichtung durch lotrechte
Querwände 27" 27b (Fig. 6) begrenzt werden. Die Vorwärmer R1 und R2 der beiden
ersten Abteilungen der Anlage sind größer als die anderen und, wie die Fig. 6 insbesondere
:zeigt, auf der einen Seite des Zylinders in zwei der genannten Kammern angeordnet;
die Vorwärmer R3, R4 und RS liegen auf der anderen Seite, wobei die Vorwärmer R4
und R5, deren Abmessungen geringer
sind, in ein und derselben Kammer
übereinanderliegen. Mit Ia-2d-Ib-2b . . . Ie-2e sind die Rohrleitungen bezeichnet,
die für die Entnahme und die Zuführung des Meerwassers zu den einzelnen Vorwärmern
dienen.
-
Im unteren Teil des Zylinders 15 und im wesentlichen in der Mitte
der Länge dieses Zylinders ist zwischen den Wänden 27d und 27b eine Luftansaugkammer
28 vorgesehen, in welcher ein Rohrstutzen 29 angeordnet ist, an welchen außen eine
.z. B. mit dem Entgaser einer Ozeanturbine verbundene Rohrleitung 30 angeschlossen
ist. Die Saugkammer 28 steht mit den die Vorwärmer R1, R2 . . . R5 enthaltenden
Kammern durch Kanäle 3Ia, 3Ib in Verbindung. Die durch ihre Berührung mit den Vorwärmern
allmählich von Dampf befreite Luft wird auf diese Weise in der Pfeilrichtung f2
angesaugt und zwei Kühlern 32a, 32b zugeführt, die parallel zu den Vorwärmern und
zwischen diesen in derselben; lotrechten Ebene wie der Kessel C angeordnet sind.
Diese Kühler bestehen aus Rohrbündeln, die im wesentlichen die gleiche Länge wie
die Vorwärmer erhalten und in denen kaltes Wasser umläuft, das durch Rohrstutzen
33a, 33b zu- und abgeführt wird. Zwischen den Scheidewänden 27" und 27b sind Ausgleichskanäle
34" 34b vorgesehen, durch -welche die die Vorwärmer R1, R2 ... R5 enthaltenden
Kammern miteinander verbunden werden. Das in der Höhe der Vorwärmer kondensierte
Wasser sammelt sich in Rinnen, die durch Scheidewände 35a, 35b gebildet sind, welche
beiderseits der Luftkühler liegen, und dieses Wasser wird durch eine doppelte Rohrleitung
36 aus diesen Rinnen abgeführt. Das in der Höhe :der Luftkühler kondensierte Wasser
sammelt sich in einer Rinne 15a, die im unteren Teil des Zylinders 15 vorgesehen
ist, und wird durch eine Rohrleitung 37 aus dieser Rinne abgeführt.
-
Oberhalb der oben beschriebenen Vorwärmer sind die Verdampfer Ei,
E2 ... E5 mit den zugehörigen Absetzwannen angeordnet. Diese sind oben durch
Wände 38a, 38b begrenzt, die sich an die Kesselwände I9", I9b anschließen, während
ihr unterer Abschluß durch schiefe Wände 26a, 26b erfolgt.
-
Der Verdampfer E1 der ersten Abteilung erstreckt sich über die ganze
Länge der einen Seite des Zylinders 15. Er besitzt oben einen Sammler
39, an den sich auf dem Boden 16 des Zylinders -die Rohrleitung 1a anschließt,
.durch welche das Warmwasser des Vorwärmers R1 zugeführt wird. Dieser Sammler ist
durch Öffnungen 4o" mit der Oberseite eines waagerechten:, durchlochten Bleches
qlli verbunden, durch welches das Wasser regenförmig hindurchrieselt. Das nicht
verdampfte Wasser sammelt sich in, einer Wanne 42" die von der Seitenwand des Zylinders
und durch die in lotrechter Richtung durch eine Wand 43, nach oben verlängerte schiefe
Wand 26" gebildet wird. Diese Wanne ist auf ihrer Länge durch Querwände 44" getrennt,
die als Verstrebungen wirken und sich nur über einen Teil der Höhe :der Wanne erstrecken;
in der Breite ist die Wanne ferner durch eine Längswand 45, geteilt. In die zwischen
der letztgenannten Wand und der Zylinderwand _gebildeten Kammern 46" tauchen Rohrstutzen
47" ein, .die außen zu einem Wiederaufnahmesammler 48, führen, der andererseits
mit dem Rohrstutzen 2a des Vorwärmers R1 verbunden. ist. In den unteren Teil der
Wanne 42" tauchen Rohrstutzen 49, ein, die außen zu einem für die konzentrierte
Lösung vorgesehenen Sammler Sod führen, der andererseits mit ,der hier nichtdargestellten
Mischleitung 5b verbunden ist, so daß man diese Wanne mit derjenigen der zweiten
Abteilung inVerbindung bringen kann. Der Boden der Wanne 42a ist mit einer Öffnung
5 1, versehen, an welche eine bewegliche, für die Abführung des niedergeschlagenen
Salzes vorgesehene und auf einem Wagen angeordnete Schleuse 52 angeschlossen werden
kann. Durch eine mit einem Hahn 54a versehene Rohrleitung 53, kann die Schleuse
52 mit einem Sammler 55d verbunden werden, der selbst durch Rohrleitungen 56" mit
.dem oberen Teil der Abteilungen 46" verbunden ist, um den. Druckausgleich zwischen
diesen Abteilungen und der Schleuse zu bewirken.
-
Die Verdampfer E2, E3, E4 und E5 der vier anderen Abteilungen :sind
auf der Länge der anderen Seite des Zylinders 15 verteilt, wobei der Verdampfer
E2 für sich allein die Hälfte dieser Länge einnimmt. Diese in ähnlicher Weise wie
der Verdampfer El ausgebildeten Verdampfer sind auf ihrer ganzen Höhe durch Scheidewände
44b, 44e, 44d voneinander getrennt, die in :der Fig.3 gestrichelt gezeigt sind.
In. ihrem oberen Teil ist ein .durch die obenerwähnten Scheidewände geteilter Sammler
39b für die Zuführung des Warm-,wassers vorgesehen. An dem dem Verdampfer E2 entsprechenden
Teil dieses Sammlers ist auf dem Boden: 17 des Zylinders die vom Vorwärmer R2 (Fg.
2) kommende Rohrleitung lb angeschlossen.;' ,die von den. Vorwärmern R3, R4 kommendenWarrnwasserzu-führungsleitungen
ie, Id sind an den den Verdampfern E3, E4 entsprechenden Teilen des Sammlers 39b
auf der Seite des Zylinders (Fig. 3 und 5) angeschlossen; endlich ist die vom Vorwärmer
R5 kommende Rohrleitung i, mit dem dem Verdampfer E5 entsprechenden Teil auf dem
Boden 16 des Zylinders verbunden. 48b ist Wiederaufnahm-esammler, .der .durch Rohrstutzen
47b mit den Kammern 46b .der Absetzwannen 4-2b dieser verschiedenen. Verdampfer
verbunden ist, und 50b ist der durch Rohrstutzen 49.b mit dem unteren. Teil der
Wannen 42b verbundene, für die konzentrierte Lösung vorgesehene Sammler. Die Böden
.der Absetzwannen 42b sind mit Öffnungen 51b für den Anschluß einer beweglichen
Schleuse 52 versehen, und durch einen .durch Rohrstutzen. 56b mit dein oberen
Teil der Abteilungen 46b verbundenen Druckausgleichssammler 55b kann jede der letztgenannten
Abteilungen durch eine, Rohrleitung 53b mit der Schleuse 52 verbunden werden.
-
In dem mittleren Teil ;des Zylinders 15 sind die beiden Kondensatoren
K1 und K2 angeordnet, die in derselben lotrechten Ebene wie der Kessel C übereinanderliegen.
Diese beiden Kondensatoren
werden in ihrer Länge durch zwei lotrechte
Scheidewände 57, 58 begrenzt, die unten durch eine gemeinsame waagerechte Scheidewan=d
59 miteinander verbunden sind. Der obere Kondensator K1 besitzt einenWasserzuführungsraum
Goa, der seitlich durch zwei Wände 61 begrenzt wird, die die Wanne 24 des Kessels
tragen, und anwelchem die Kaltwasserzuführungsleitung für das Wasser von 8° angeschlossen
ist. Der Boden :dieses Raumes wird durch ein waagerechtes, durchlochtes Blech 62"
gebildet, durch welches hindurch Wasser in einen Kondensationsraum 63, herunterrieselt,
wo es den Dampf kondensiert, der von den Verdampfern. Ei bis E5 kommt und in :der
Pfeilrichtung f3 durch zwischen den Wänden rgb und 43b vorgesehene Durchgänge eintritt.
Der Baden des Kondensationsraumes 63a wird durch eine waagerechte Scheidewand 64
gebildet, die mit Löchern 65 versehen ist. Diese- werden nach unten .durch kurze
Rohre 66 verlängert, die sich bis kurz oberhalb eines durchlochten Bleches 62b erstrecken,-
das die obere Wand des Kondensators K2 bildet. Die Rohre 66 sind in genügender Anzahl
vorgesehen, damit der .sich darin einstellende Wasserspiegel, der den Druckunterschied
zwischen den Kondensatoren K1 .und K2 darstellt, innerhalb der genannten Rohre und
nicht oberhalb .des Bodens 64 liegt. Dieses hat zur Folge, :daß anomale Druckunterschiede,
die etwa zwischen den Kondensatoren entstehen können, sich nur durch starke Änderungen
:des Wasserspiegels in den Rohren 66 ohne nennenswerte Änderung des Wasserspiegels
auf dem durchlochten Blech 6,2.b des Kondensators K2 äußern, so, daß die -diesem
zugeführte Wassermenge nahezu gleichbleibt. Dieses Wasser rieselt regenförmig in
eineu Kondensationsraum 63,b herunter, wo es den Dampf kondensiert, der vom Verdampfer
Ei kommt und in der Pfeilrichtung f3 durch einen zwischen den Wänden 19" und 43a,
vorgesehenen Durchgang eintritt. Am unteren Teil des Kondensators K2 ist die Rohrleitung
rr angeschlossen, durch welche das sich auf dem Boden ,dieses Kondensators sammelnde
Wasser abgeführt wird. Bei 13 und 14 sind ferner die Entlüftungsleitungen gezeigt.
-
Wie bereits oben erwähnt, empfiehlt es sich, für die Kondensation
des Wassers Kondensatoren zu verwenden, die .so, gebaut sind, Jaß eine unmittelbare
Berührung zwischen dem Kondensatwasser und dem zur Speisung der Kondensatoren benutzten
Wasser vermieden wird, was durch rohrförmige Vorrichtungen oder sogenanute Oberflächenkondensatoren
erreicht werden ;kann.
-
Andererseits wäre es auch im Rahmen -der Erfindung möglich, als Verdampfer
für die einzelnen Abteilungen und für den Kessel beliebige Vorrichtungen zu verwenden,
mit welchen eine große Austauschfläche zwischen der Kochsalzlösung bzw. dem Wasser
einerseits und der Luft andererseits erhalten wird; derartige Vorrichtungen sind
z. B. solche, bei denen das Wasser auf Flächen mit einer ;geringen Neigung herunterrieselt
oder solche, die mit lotrechten Wasserstrahlen arbeiten. - - Ausführungsbeispiel
Zur Gewinnung von Seesalz wird Meeresoberfläehenwasser von 30° mit etwa 35 g Salzgehalt
im Liter .und Tiefenwasser von 8° verwendet. Das Oberflächenwasser wird fortschreitend
konzentriert, indem man es nacheinander fünf in: Reihe geschaltete Verdampferabschnitte
durchlaufen läßt, von denen jeder einen Vakuumverdampfer, einen Röhrenerhitzer und
eine Umwälzpumpe aufweist.
-
Der Verdampferabschnitt .arbeitet in folgender Weise: Die Lösung fällt
als Regen in einen Verdampferkasten und unterliegt dort einer teilweisen Eindampfung.
Die verbleibende, auf diese Weise abgekühlte Mutterlauge sammelt sich in Absetz-,becken,
wo sie von der Urncwälzpumpe erfaßt wird; dann durchläuft sie .den Erhitzer, wo
sie die verlorene Wärme wieder aufnimmt, steigt dabei von 18 auf 21° an und gelangt
zumVerdamp@fer zurück, um denselben Kreislauf auszuführen, bis sie die gewünschte
Konzentration erreicht hat. Die Konzentration wird ,also eingehalten, indem man
die durch die Eindampfung .bedingten Verluste mittels eines Zusatzes an Lösung ausgleicht,
die aus dem vorangehenden Abschnitt (oder aus dem Meerwasser, falls es sich um den
ersten Verdampferabschnitt handelt) entnommen wird. Der Zusatz wird in die Absetzwanne
geleitet, wo. sie sich mit der Mutterlauge vermischt Die Röhrenverdampfer in den
verschiedenen Abschnitten werden durch .den Dampf von 27° erwärmt, der in einemWärmeaustauscher
unter Luftleere durch Verdampfung des Oberflächenwassers von 3o° erhalten wird.
Das aus der Tiefe des Meeres geholte Wasser von 8° kühlt zunächst einen ersten Kondensator,
wo die in -den vier letzten VcrdampferaIschnitten freigesetzten Dämpfe zur Kondensation
kommen. Das Kühlwasser tritt von hier ,mit r z ° aus, um einen zweiten Kondensator
zu kühlen, wo, sich der im ersten Abschnitt freigesetzte und bei r4° abgesaugte
Dampf kondensiert. Wenn diese Kondensatoren nach Odem Mischprinzip arbeiten, wird
das kondens=ierte Wasser mit dem Wasser evakuiert, das zu ihrer Kühlung gedient
hat. Wenn dagegen Oberflächenkondensatoren verwendet werden, kann das kondensierte
Wasser getrennt gewonnen wenden und als destilliertes Wasser dienen.
-
Die für die Verdampfung erforderliche Luftleere steigt .mit stärkeren
-Konzentrationen an und wächst infolgedesssenvon dem erstenzumletztenAbschnitt.
Sie erhöht sich auch vom ersten zum zweiten Kondensator. Die Leistung .der Umwälzpumpen
nimmt dagegen von dem ersten zum fünften Verdampferabschnitt ab. Diejenige der Speisepumpe
der Kon-.densatoren mit kaltem Wasser ist um einiges niedriger als diejenige der
den Vorwärmer bedienenden Pumpe (Abführung des O=berflächenwassers). Die elektrische
Energie, welche für die verschiedenen Hilfseinrichtungen, nämlich Wasserpumpen und
Luftpumpen, vorzugsweise Zentrifugalpumpen, Luftkühler usw., .erforderlich ist,
kann vorteilhafterweise durch die Wechselstromturbine einer Ozeanzentrale geliefert
werden:, die wie :der vorstehend
erwähnte Vorwärmer durch Verdampfung
von Meeresoberflächenwasser von 3io° unter Vakuum arbeitet und dessen Luftgbsaugungsstation
andererseits mit dazu dienen kann, das Vakuum in den zwei Kondensatoren aufrechtzuerhalten.
-
Unter diesen Bedingungen läßt sich das Meerwasser auf seinem Durchgang
durch die zwei ersten Verda:mpferabschnitte auf die erforderliche Konzentration
bringen, um zur Ablagerung des Salzes, ,das es enthält, in der Lage zu sein. Gleichzeitig
wird es von seinem Schlamm und Verunreinigungen.befreit. Andererseits gewährleistet
die Kreislaufpumpe in jedem Verdampferabschnitt innerhalb des Mutterlaugekreislaufes
zwischen Verdampfer und Erhitzer einen ausreichenden Druck, um jede Salzablagerung
durch Verdampfung zu verhindern. Der Betrieb kann sich also etwa wie folgt vollziehen.:
Man erhält so durch Behandlung von 5 cbm Meerwasser in der Stunde eine stündliche
Erzeugung von 25o kg Seesalz, d. h. 2oaat Salz im Jahr bei 8ieoo Betriebsstunden.