EP2134434A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von flüssigkeiten mit einer trocknungsstufe mittels elektrolyse - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von flüssigkeiten mit einer trocknungsstufe mittels elektrolyse

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EP2134434A1
EP2134434A1 EP08735170A EP08735170A EP2134434A1 EP 2134434 A1 EP2134434 A1 EP 2134434A1 EP 08735170 A EP08735170 A EP 08735170A EP 08735170 A EP08735170 A EP 08735170A EP 2134434 A1 EP2134434 A1 EP 2134434A1
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EP
European Patent Office
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carrier gas
steam
water vapor
liquid
stream
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Withdrawn
Application number
EP08735170A
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Joachim Neubert
Karl Ferdinand Staab
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Individual
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    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Definitions

  • the invention relates to a method for the treatment of liquids according to the preamble of claim 1 and a device for the treatment of liquids according to the preamble of claim 30.
  • At least a partial stream of a hot, laden with water vapor carrier gas as a hot water vapor carrier gas stream is subjected to a water vapor electrolysis, in the at least part of the Hydrogen and / or oxygen gas is split off from the hot water vapor carrier gas stream and a dried carrier gas stream is generated.
  • the water vapor carrier gas stream preferably has a temperature between 70 ° to 300 0 C, preferably between 90 ° and 250 ° C and that at operating pressures or pressures between 1 bar and 11 bar absolute, depending on the currently prevailing operating conditions for a z , B. Wasseraufhneungsl.
  • Wastewater treatment device which also corresponds to the operating conditions for the steam electrolysis, so that the hot water vapor carrier gas stream - in particular from a device for the treatment of liquids, in particular of sea and / or brackish water and / or a waste liquid and / or wastewater,
  • the steam electrolysis according to the invention can be used for drying the water vapor carrier gas stream and thus for the generation of a dried carrier gas stream.
  • Such a dried carrier gas stream can then be returned to the process, wherein this dried carrier gas stream with a significantly larger amount of z. B. can be reloaded aufrender liquid than would be the case without drying with the original hot water vapor carrier gas stream.
  • the present inventive concept which is expressly claimed as an independent invention idea independently of the drying of the hot water vapor carrier gas stream by means of steam electrolysis, it is provided, at least a partial stream of a diverted from the carrier gas stream or derived, loaded with water Eduktstromes ( hot water vapor Eduktstrom) to undergo a steam electrolysis in which at least part of the hydrogen and / or oxygen from the hot water vapor Eduktstrom cleaved and a dried Eduktstrom is generated.
  • the educt stream laden with steam is preferably a hot concentrate stream laden with steam, which is drawn off from a concentrate separator to which an overheated, wet carrier gas / vapor mixture is fed, as will be explained in more detail below.
  • educt streams for the hydrogen or oxygen recovery in the context of a steam electrolysis which have been diverted or withdrawn from the carrier gas cycle.
  • These are preferably educt streams or process streams which contain contaminants removed or removed in the course of the treatment of the liquids in certain treatment stations or treatment stages, in particular those impurities of the liquid which in turn represent valuable substances and are to be recovered.
  • drying or drying of these process streams can thus be achieved, for which, owing to the water already present in vapor form, a significant reduction in the electrical energy required for the electrolysis is achieved. so that the recovery of valuable material can be carried out process-optimally with relatively little expenditure of energy.
  • the invention has the advantage that with this z. B. from waste liquids can be recovered as treatment liquids pure hydrogen, which in turn can be fed to another use, for. As fuel for engines or internal combustion engines or as a coolant in power plants or other industrial plants, to show only a few uses.
  • an electrolytic process in particular an alkaline electrolysis, such as.
  • an alkaline pressure electrolysis proton exchange membrane electrolysis and high temperature electrolysis, both as autothermal and as an allothermal electrolysis process in question.
  • the energy consumption for the gas drying according to the invention of a hot water vapor carrier gas stream and / or a hot steam original stream is only about 2.7 kWh / m 3 hydrogen, whereas the energy requirement for a conventional electrolysis for the production of hydrogen is essential is higher and depending on the electrolysis process between about 9 - 18 kWh / m 3 hydrogen.
  • the hot water vapor carrier gas stream and / or the hot water vapor Eduktstrom is passed for steam electrolysis in a reaction space of a steam electrolyzer in which at least one anode and at least one cathode are arranged as electrodes, which are preferred is supplied by a rectifier as an energy supply device the still required electrical energy to split off the hydrogen and / or oxygen.
  • the entire hot steam carrier gas stream and / or water vapor educt stream can be fed to the steam electrolysis.
  • the steam electrolysis is supplied in accordance with predetermined parameters, in particular the gas drying degree and / or the hydrogen demand and / or the oxygen demand, predetermined amount of the hot water vapor carrier gas stream and / or the hot water vapor Eduktstromes. This can be done with respect to the energy consumption optimized gas drying or Edukttrocknung means of at least one steam electrolyser. So z. B. depending on z. B. Preparation process and required Gastrocknungsgrad z. B.
  • the steam-electrolysis supplied amount of hot water vapor carrier gas and / or the hot steam Eduktstromes is set by means of a control device by means of a arranged in the supply line to a steam electrolyzer and coupled to the control device and / or Measuring device, which is formed in particular by a flow rate adjusting and measuring device, is controlled.
  • the dried carrier gas stream and / or educt stream coming from the steam electrolysis via at least one measuring device is also preferred here guided, by means of which the content of hydrogen and / or oxygen in the dried carrier gas stream and / or in the dried Eduktstrom can be determined.
  • This information is then provided to the controller as a parameter, e.g. B. as actual value parameter, so that the water vapor electrolysis to be supplied amount of hot water vapor carrier gas stream and / or the hot water vapor Eduktstromes can be determined in a simple and reliable manner.
  • At least part of the hydrogen and / or oxygen obtained in the steam electrolysis be withdrawn from the steam electrolyser and stored in a gas storage, in particular in a compressed gas storage or cached.
  • a suction and / or pumping device is preferably provided between the steam electrolyser and the respective compressed gas storage, which is preferably formed by a vacuum pump.
  • a shut-off valve as a shut-off device and / or a check valve as a non-return valve is preferably arranged in the region of the respective compressed gas storage.
  • the hydrogen and / or oxygen obtained in the steam electrolysis is supplied to a fuel cell, by means of which energy is generated, which in turn is in the treatment plant itself to support the local energy demand can be used directly. It is of course particularly preferred that in the context of steam electrolysis both hydrogen and oxygen are recovered, which can be supplied to the fuel cell. In principle, however, it is also possible to supply the hydrogen and / or the oxygen of the fuel cell at least partially from other sources.
  • the hydrogen and / or oxygen obtained as part of the steam electrolysis is supplied to the fuel cell according to predetermined operating parameters by means of a control and regulating device at predetermined times and in predetermined amounts, so that an optimized operation of the fuel cell can be ensured.
  • the hydrogen and / or oxygen obtained in the steam electrolysis is temporarily stored in a gas storage and the hydrogen and / or oxygen from these gas storage out of the fuel cell is supplied according to the predetermined operating parameters.
  • the electrical energy obtained by means of the fuel cell is supplied to electrical consumers of the treatment plant, in particular z.
  • electrical consumers of the treatment plant in particular z.
  • steam electrolysers or the rectifiers of such water vapor electrolysers in addition or as an alternative to this, however, other electrical consumers, such as, for example, pumps, valves or the like, can also be supplied with energy by the fuel cell.
  • other electrical consumers such as, for example, pumps, valves or the like, can also be supplied with energy by the fuel cell.
  • it is also possible to supply the electrical energy gained from the fuel cell other uses, for. B. fed into a power grid or else to supply a thermal dryer, as used in accordance with a preferred embodiment of the present invention for concentrate drying, which will be explained in more detail below.
  • a shut-off valve as a shut-off device and / or a non-return valve between the water vapor electrolyser and the respective suction and / or pumping device.
  • Vacuum pump or compressed gas storage are each associated with those electrodes in which the gas to be sucked is formed.
  • membrane arrangements are provided in the reaction chamber of the electrolyzer, which cause only the respectively desired gas, ie hydrogen and / or oxygen, to diffuse to the respective associated electrodes, while z. B.
  • the residual gas is retained in the reaction chamber as a pure, dried carrier gas and can be withdrawn via a separate pipeline as a carrier gas line. At least part of this dried carrier gas can then be supplied to a liquid to be treated, in particular to a seawater and / or brackish water and / or wastewater or a waste liquid to be treated, as will be explained in more detail below.
  • the gas accumulator designed as compressed gas storage is associated with a pressure regulating and / or alarm device which activates a blow-off device as a function of a predetermined overpressure via a discharge line, which preferably has a shut-off device and / or a non-return device.
  • This blow-off device which is formed in particular by a blow-off valve, can be bridged by means of a bypass line in which a mechanical safety valve is arranged. With such a bypass line ensures that z. B. in the event of failure or failure of the pressure regulating and / or alarm device in any case a blow-off of the gas due to overpressure is possible.
  • the mechanical safety valve can be z. B.
  • an overpressure threshold be designed so that this responds later than the pressure regulating and / or alarm device associated electronic Abblasvoriques.
  • a hydrogen storage as a gas storage is also associated with a safety torch to ensure that the escaping in the overpressure hydrogen gas can be safely flared.
  • Another important advantage of the steam electrolysis of the present in vapor form in the carrier gas water is the fact that it is thus possible in principle to suck only the hydrogen gas and store, while the resulting oxygen is left in the carrier gas.
  • the oxygen content in the carrier gas can be increased and used in the case of a desired wet combustion as the oxidant, so that no external oxygen supply is required.
  • the resulting oxygen in addition to the hydrogen can also be sucked off and stored to this z. B. at predetermined times in predetermined amounts to feed the circuit, z. In the case of a desired wet combustion. Specifically, this z. B.
  • an oxygen storage as gas storage an oxygen pipe to be assigned, preferably together with a shut-off device, preferably a shut-off valve, and / or a non-return, z. B. a check valve, via which by means of a control and / or regulating device at predetermined times, a predetermined amount of oxygen can be fed into the dried carrier gas stream.
  • the oxygen pipeline is branched off from the gas storage pipeline and opens into a carrier gas line carrying the dried carrier gas stream.
  • the To supply oxygen to other uses. So the oxygen z. B. be used for additional oxygen supply of biological wastewater treatment plants. The same applies in a figurative sense also to the steam-educt streams which are subjected to steam electrolysis.
  • a liquid to be treated is distributed in the dried carrier gas stream and / or supplied from this to a predetermined number of treatment stations, in or in which the carrier gas stream is fractionated or successively from the solid and / or liquid contained in the liquid to be treated. or liquid and / or gaseous impurities and a hot water vapor carrier gas stream is provided.
  • the treatment liquid is supplied to the mixing of the dried carrier gas for preheating and pre-cleaning at least one preheating-deposition, each having at least one preheating heat exchanger and a pre-heating heat exchanger downstream of the deposition device.
  • the treatment liquid is preheated by the preheating heat exchanger to a temperature below the boiling temperature of the base liquid, so that evaporate with respect to the base liquid low impurities and / or the gaseous impurities are thermally expelled, wherein the evaporated and / or expelled impurities in the separator the at least one preheating separator are deposited.
  • those low-boiling liquid impurities and / or gaseous impurities are separated from the treatment liquid, which can no longer be separated after the supply of the carrier gas.
  • such a method and such a device can be used to process a very ready spectrum of a wide variety of treatment fluids with a multiplicity of different liquid and / or gaseous contaminants in an effective and economical manner.
  • a process control and device in particular for the production of water, for.
  • As in the form of drinking water or industrial water from sea and / or brackish water particularly well suited and advantageous because as part of the preheating and pre-cleaning the carbon dioxide dissolved therein in large quantities as well as the resulting in the thermal decomposition of HCO 3 carbon dioxide deposited and can be removed.
  • the salts present in the base liquid can then be deposited in the course of evaporation of the base liquid as brine in the concentrate separator.
  • the concentrate deposited in the concentrate separator is suitable as a hot water vapor starting material stream, which is fed to a water vapor electrolysis or a steam electrolyser, since the resulting concentrate stream has a relatively high liquid content which is necessary to ensure the flowability of the concentrate.
  • the concentrate or the concentrate stream already has a temperature in the range of approx. 100 ° C to 150 0 C, drying by means of the steam electrolyzer can be performed very well in an energy-efficient manner. This procedure has the advantage that by means of a fractionated electrolysis a separation of recoverable salts or metals, ie of valuable substances, becomes possible.
  • Another significant advantage of such steam electrolysis of the hot concentrate stream is that in the context of electrolysis, a heating takes place, which can be used in addition to the preheating of the liquid to be treated, preferably in conjunction with at least one concentrate / treatment liquid heat exchanger, before the admixture the treatment liquid to the dried carrier gas stream is flowed through by the treatment liquid for preheating.
  • the residual drying of the concentrate stream up to a pourable mass can then z. B. in a thermal dryer, z. B. solar energy is used as a heat source.
  • the piping and apparatuses can be dimensioned and dimensioned correspondingly smaller and less expensive. This is not least because already a part of the treatment liquid has been deducted as an impurity by the removal of the low-boiling liquid impurities before the supply of carrier gas.
  • a carrier gas to be treated is supplied as a carrier gas, thus separating a fraction of the liquid impurities fractionated according to the boiling point temperature of the liquid impurities and / or an expulsion of the gaseous impurities from the resulting environmentally friendly disposal and Recycling recycled base liquid instead.
  • the impurities can certainly also be valuable materials that can be recycled and do not have to be disposed of.
  • a particularly advantageous efficiency of the system and of the process is achieved if the treatment liquid to be treated is fed in succession to at least two preheating separation devices connected in series.
  • a particularly good and efficient separation effect is achieved with regard to the separation of the low-boiling impurities and / or the expulsion of the gaseous impurities.
  • the conditioning liquid preheated in the at least one preheating heat exchanger of each preheating separation device is fed to an expansion device as part of the precipitation device, with which an effective separation of the low-boiling vaporous impurities and / or gaseous impurities takes place .
  • the low-boiling vaporous impurities and / or the gaseous impurities can be fed from the expansion device via a line to a cooling device with heat exchanger as a further component of the separation device and stored in a collecting container so that a negative pressure is generated in the line during the cooling process, through which the separated impurities are sucked out of the expansion device.
  • the expansion device can be formed by a decompression tank with an upstream pump or else by a pervaporation membrane system.
  • each preheating heat exchanger is formed by a condensate-Beschsklongkeit- heat exchanger, with which a preheating is carried out by the hot, coming from the condensate tank condensate.
  • a further heat input for the preheating of the treatment liquid in a concentrate-treatment liquid heat exchanger by the hot, coming from the steam electrolysis dried concentrate stream as Eduktstrom or, if such steam electrolysis for the concentrate stream should not be provided by the hot, coming from the concentrate collection concentrate take place, wherein the concentrate waste liquid heat exchanger of the at least one preheating-separating device is preferably connected upstream.
  • the energy consumption can be significantly reduced overall, since almost all hot streams are used to heat colder streams. This also applies in particular when at least part of the heat supply for the evaporation to the wet carrier gas vapor mixture takes place in at least one evaporator condensation heat exchanger through the effluent, compressed and purified carrier gas dry steam mixture.
  • the carrier gas is guided in a separate carrier gas circulation in order to minimize the carrier gas losses.
  • a closed carrier gas circulation relatively expensive and valuable inert gases can be used as carrier gases due to the low carrier gas losses, which in their function as a carrier gas for the waste liquids against z. B. air are regularly preferred, since these are different than z. B. Air can not react with certain other components, in particular gaseous components of the waste liquids.
  • additional gas drying may be provided behind a condensate header to dry wet residual carrier gas from the condensate header and to supply the carrier gas loop in the desired dry state.
  • the resulting condensate in the condensate is discharged via a condensate drain line with a shut-off valve in a condensate collection container, wherein a possible carrier gas loss is achieved by a level measurement in conjunction with a control valve.
  • the top product of the condensate collecting container which also has carrier gas constituents, is fed to an exhaust pipe connected on the top side of the condensate collecting vessel and then likewise fed to the carrier gas feed line via a heat exchanger as gas dryer with downstream condensate separator for carrier gas drying and via the gas line in a further carrier gas cycle.
  • carrier gas can also be replenished in a simple manner via a coupled with the carrier gas circulation carrier gas storage.
  • the supply takes place by a simple coupling in the existing carrier gas circulation, so that the system does not need to be stopped for this, which is uneconomical, but can be continuously operated.
  • Another possible use in particular of the hydrogen obtained in the context of steam electrolysis is to accumulate the resulting gas in an internal combustion engine such.
  • an internal combustion engine such as a gasoline engine to use at least one compressor of the processing plant to drive. If this internal combustion engine additionally connected to an electric generator, additional energy can also be obtained. This form of energy production and energy use causes a reduction in the primary energy demand and thus leads to a reduction of the CO 2 pollution of the atmosphere.
  • air is provided as a carrier gas
  • this can preferably be sucked from the environment, for. B. via a compressor which is provided with a suction filter.
  • a corresponding flushing device z. B. at least one rinsing liquid container and / or at least one rinsing pump, by means of a rinsing medium, preferably a vorhaltenes in at least one rinsing liquid detergent, for flushing the pipes of the system can be pumped through this.
  • the rinsing agent is preferably chosen so that it is adapted to the respective cleaning case, with basically several different rinsing agents can be kept ready.
  • the flushing itself preferably takes place in a controlled or regulated manner according to a washing program predetermined by a control and / or regulating device for the respective cleaning case.
  • a device or a method guide according to which or which at least one of the treatment fluids is particularly preferred umpumpende main pump at the same time in a dual function during the flushing process forms the flushing agent circulating flushing pump.
  • the rinses themselves take place, for example, at predetermined intervals for and for given times, which depend on the particular concrete given rinse requirements.
  • FIG. 1 is a schematic flow diagram of a device for the treatment of a liquid according to a first process, in which only hydrogen is split off in the context of steam electrolysis,
  • FIG. 2 shows a schematic flow diagram of an apparatus for treating a liquid with an alternative process procedure, in which hydrogen and oxygen are split off as part of the steam electrolysis,
  • FIG. 3 is a schematic flow diagram of a device for treating a liquid with an alternative process control, in which a control device is provided, with which a steam electrolyzer is charged with a predetermined amount of a hot water vapor carrier gas mixture, and
  • FIG. 4 shows a schematic flow diagram of a device for treating a liquid with a further alternative process control, in which a fuel cell is provided.
  • Treatment fluids such. B. incurred in production waste liquids, eg. As solvents in different dilutions, or sea and / or brackish water to be treated to drinking and service water are optionally pre-cleaned in a process control of FIG. 1 via an inlet 1 and by means of a pump 2 for preheating and pre-heating a preheating -Abborgetechnisch supplied having a preheating heat exchanger 7 and a pre-heating heat exchanger 7 downstream of the separator 14.
  • the preheating heat exchanger 7 is formed here simultaneously as condensate-treatment liquid heat exchanger, which will be explained in more detail below, wherein in the preheating heat exchanger 7, the temperature of the treatment liquid to be purified is heated as close as possible to a desired evaporation temperature depending on the existing pressure.
  • the separated steam and / or the separated gas are fed via a line 16 to a cooling device with heat exchanger 17 and stored in liquefied form in a collecting container 18.
  • a negative pressure is created in the line 16 through which the discharge of the resulting gas and / or vapor from the separator 14 is effected.
  • this can also be bridged via a bypass line 11 with corresponding shut-off devices 12 and 13.
  • the supply line from the preheating heat exchanger 7 to the separator 14 is designated here by the reference numeral 9.
  • a shut-off device 10 is also provided.
  • the z. B. designed as a flash tank separator 14 is further associated with a pump 21, which together form a relaxation device.
  • the preheated and prepurified treatment liquid is then passed via a pipe 22 to a mixing device 8, which is further connected to a carrier gas line 63, and in the finest distribution of the preheated and prepurified treatment liquid in the supplied by the carrier gas line 63 dried carrier gas stream.
  • a mixture line 25 this resulting wet carrier gas vapor mixture is passed into an evaporator / condensation heat exchanger 27, in which further heating takes place with the aim of overheating the carrier gas vapor mixture.
  • the required temperatures and operating pressures of the carrier gas vapor mixture are dependent on the components to be separated and the thermal parameters of the waste liquid to be cleaned. Therefore, temperatures between 50 and 25O 0 C and operating pressures between 0.5 bar and 20 bar may be required.
  • the wet carrier gas vapor mixture with the liquid residue which has a higher boiling point with respect to the base liquid and the treatment liquid to be purified in the base liquid is subsequently introduced by means of a pipe into a concentrate separator 30, in which this liquid residue and / or a brine as concentrate is deposited.
  • This Konzentratabscheider 30 may be formed, for example, as a cyclone or baffle plate. In the case of the baffle plate separator, both single-plate and multi-plate separators can be used.
  • the carrier gas / dry steam mixture now containing no residual liquid leaves the concentrate separator 30 via a line 31 and is fed to a droplet separator 32, in which concentrate still contained in the carrier gas / dry steam mixture can be separated and fed to a concentrate receiver 97 via a pipeline 98.
  • the concentrate collected in the concentrate collection container 97 is discharged via a pipe 99, wherein the hot concentrate may optionally serve for preheating the waste liquid 1 supplied to the preheating heat exchanger 7, which is not shown here.
  • the droplet separator 32 leaving the carrier gas dry steam mixture is supplied via a pipe 33 to a compressor 36, whereby the carrier gas dry steam mixture is brought to the desired operating pressure with simultaneous increase in temperature.
  • This compressed carrier gas-dry vapor mixture passes through a pressure line 37 in the evaporator / condensation heat exchanger 27 and is there under condensation of the dry steam of the carrier gas dry steam mixture, namely the base liquid of the treatment liquid, cooled, at the same time heating the wet carrier gas vapor mixture, the the interference of the dried carrier gas stream comes, takes place.
  • the mixture coming from the evaporator / condensation heat exchanger 27 is then passed via a pipeline 41 to a condensate separator 43, in which the condensate is separated.
  • condensate 43 comes here z.
  • the accumulating in the condensate 43 condensate is collected in a condensate tank 44 and passes through a pipe 45 into a separator 48, where any medium boilers such.
  • H 4 N 2 , CI 3 N, H 2 O 2 , CCI 3 NO 2 are deposited in conjunction with a cooling device 50 and a collecting container 51, so that the now formed by a high purity base liquid condensate through a pipe 52 for preheating Heat exchanger 7 is guided, it after the heat exchange with the treatment liquid via a pipe 54 as z. B. leaving the process water.
  • the hot, laden with non-condensed water vapor carrier gas passes after the Kondensatabscheider 43 as a hot water vapor carrier gas stream via a Absperrvorrich- device 57 in a reaction space of a hydrogen electrolyzer 58, in which at least one anode 60 and at least one cathode 59 are arranged. These electrodes 59, 60 are supplied with electrical energy by means of a rectifier 62.
  • the cathode 59 is separated by means of an ion-specific membrane from the reaction space through which the resulting hydrogen gas can diffuse through, the residual gas, however, not.
  • the extraction takes place via a pipeline 69, in which a shut-off device 70 and a non-return valve 71 are arranged, by means of a vacuum pump 72.
  • a pressure line 73 in which a non-return valve 75 and a shut-off device 76 are arranged, the hydrogen gas in promoted a compressed gas storage 77.
  • a pressure regulating and alarm device 78 is mounted for monitoring and securing, is controlled by the regulated via a line 79 with a check valve 80 and a non-return valve 81, a possible overpressure by means of an automatic blow-off valve 82.
  • a bypass line 84 is provided with a mechanical safety valve 85.
  • the effluent hydrogen gas is burned harmless by means of the safety torch 83.
  • the after-dried carrier gas returns from the electrolyzer 58, via the line 63, back to the carrier gas circuit with a flow rate measuring device 65 and a pressure and temperature measuring device 64 coupled to a control valve 67.
  • an emergency relief in connection with the pressure line 37 is provided via the lines 105, 106 with safety valves 107, 108 arranged therein, but will not be discussed in more detail here.
  • a switchable by means of shut-off devices 103 and 104 pressure line 102 is provided, via which a purge for the pressure line 37 via the pipe 99 is possible.
  • z. B. be sucked in the case of air as the carrier gas via a compressor 86 with suction air from the environment and be fed via an air line 88 in the carrier gas circulation, z. B. for starting the device or for refilling of carrier gas.
  • an injection of air as a sealing gas for the shaft seals of the compression chamber of the compressor 36 via the air lines 92, 94 with the interposition of a collecting container 93 in the region of the compressor 36 done.
  • FIG. 2 shows a schematic flow diagram of an alternative device, which differs from the device according to FIG. 1 only by the separation of both hydrogen gas and oxygen gas, so that reference will be made hereinafter only and with respect to the remainder of the process of the structure to the previously made statements to Fig. 1 is referenced.
  • the hot, laden with non-condensed water vapor carrier gas thus passes here after the condensate 43 via a shut-off device 57 in a reaction space of the hydrogen electrolyzer 58, in turn, an anode 60 and cathode 59 are arranged as electrodes, by means of a rectifier 163 with the necessary electrical energy to be supplied.
  • Both the cathode 59 and the anode 60 are separated by means of ion-specific membrane from the reaction space, through which the respective resulting hydrogen gas or the respective resulting oxygen gas can diffuse through, the residual gas, d. H. the pure carrier gas is not.
  • effluent hydrogen gas is burned harmless 177 by means of a safety torch.
  • the resulting oxygen gas is supplied by means of a vacuum pump 183 via a suction line
  • a pressure relief device consisting of a discharge line 190 with a non-return valve 192 and a shut-off device 191 and a controllable blow-off valve 193 is arranged.
  • the blow-off line 190 has a bypass 194 with a mechanical safety valve 195.
  • the oxygen pressure line 184 is connected by means of a pressure line 196, in which a non-return valve 197 and a shut-off 198 are connected to a carrier gas line 199, so that a partial return of oxygen in the carrier circuit can be carried out according to the respective requirements, if this according to the respective task should be required.
  • the after-dried carrier gas returns from the electrolyzer 58 via the carrier gas line 199 with a flow rate measuring device 100 and a pressure and temperature measuring device 101 back into the carrier gas cycle.
  • FIG. 3 shows a schematic flow diagram representation of a further variant of the invention in which, again, essential components of the system correspond identically to those of the embodiments of FIGS. 1 and 2, so that reference is made to the relevant embodiments of FIG.
  • only a portion of the hot steam-laden steam can be used in accordance with the requirements for the degree of drying of the dry carrier gas stream or depending on the need for hydrogen.
  • Charge carrier gas to be fed to a steam electrolyser to be fed to a steam electrolyser.
  • the selected subset of hot, wet steam-carrier gas mixture is guided by means of a quantity measuring device 263 in a supply line 262 to the electrolysis cell or to the electrolyzer 265, wherein the preselected amount is adjusted by means of the flow rate measuring device 263 via a control valve 264.
  • a quantity measuring device 263 in a supply line 262 to the electrolysis cell or to the electrolyzer 265, wherein the preselected amount is adjusted by means of the flow rate measuring device 263 via a control valve 264.
  • at least one anode 267 and a cathode 266 are arranged. These electrodes 266, 267 are supplied with electrical energy by means of a rectifier 269.
  • the cathode 266 is separated by an ion-specific membrane from the reaction space through which the resulting hydrogen gas can diffuse through, the residual gas, however, not.
  • the suction takes place here via a pipe 272, in which a shut-off device 273 and a non-return 274 are arranged, by means of a vacuum pump 275.
  • a pressure line 276, in which a non-return valve 278 and a shut-off device 279 are arranged the hydrogen gas in a Compressed gas storage 280 promoted.
  • a pressure regulating and alarm device 281 is mounted for monitoring and securing, through which, via a line 282 with a shut-off valve 283 and a non-return valve 284, a possible overpressure by means of an automatic blow-off valve 285 can be drained.
  • a bypass line 286 with a mechanical safety valve 287 in the manner previously described in connection with FIG. 1 is also provided here.
  • the effluent hydrogen gas can be flared harmlessly by means of a safety torch 283.
  • the after-dried carrier gas returns from the electrolyzer 265 via a line 270 with a flow rate measuring device 250 and a pressure and temperature measuring device 249 back into the carrier gas circulation via a line 248.
  • Via this line 248 we are also the optionally not introduced into the electrolyzer 265 partial flow of the hot water vapor carrier gas stream in the carrier gas circulation in the previously described manner returned.
  • the content of hydrogen in the dried carrier gas stream can be measured by means of a measuring device 271, which includes a feedback to the control valve 264 including flow rate measurement via the quantity measuring device 263.
  • FIG. 3 has been described here analogously to FIG. 1 with only the elimination of hydrogen.
  • this variant can also be used in conjunction with an embodiment according to FIG. 2, according to which both hydrogen gas and oxygen gas are split off during the electrolysis.
  • 4 shows a further alternative process control and embodiment of the device according to the invention for processing a liquid, in particular a waste liquid, which is based essentially on the process control according to the schematic flow diagram of FIG. 2, in which a compressed gas reservoir 171 for the hydrogen gas and a compressed gas storage 188 is provided for the oxygen gas.
  • a compressed gas reservoir 171 for the hydrogen gas and a compressed gas storage 188 is provided for the oxygen gas.
  • a predetermined amount of hydrogen gas or oxygen gas is taken from the two compressed gas reservoirs 171, 188 and a fuel cell 303 at predetermined times by means of a valve device 301, 302, which are respectively controlled according to predetermined operating parameters by a control and regulating device fed.
  • a valve device 301, 302 which are respectively controlled according to predetermined operating parameters by a control and regulating device fed.
  • electrical energy can then be generated, which in turn can be supplied to selected electrical consumers of the treatment plant according to the invention, as will be explained in more detail below.
  • the hot concentrate flowing from the concentrate collection container 97 is piped to another steam electrolyser 304 fed, in the example shown here, the entire concentrate stream, but only the supply of a partial flow is possible.
  • the steam electrolyser 304 is substantially identical to the steam electrolyser 58 and also has at least one cathode 305 and at least one anode 306. With regard to the further construction and the mode of operation, reference is made here, in order to avoid repetition, to the description of the steam electrolyser 58, which applies analogously here.
  • the hydrogen gas or oxygen gas produced in the steam electrolyzer 304 is applied via z. B. vacuum pumps 307, 308 deducted from the steam electrolyser 304 and stored in the respective associated compressed gas storage 171 for the hydrogen gas and 188 for the oxygen gas.
  • the dried concentrate stream 309 leaving the steam electrolyzer 304 is then fed to a concentrate / treatment liquid heat exchanger 310 which is further flowed through by the treatment liquid 1, the hot concentrate stream 309 giving heat to the waste liquid 1 and further preheating it.
  • the thus preheated treatment liquid 1 is supplied to a pump reservoir 311, from which then the treatment liquid can be withdrawn in the preheated state by means of the pump 2 in the manner described above.
  • the concentrate stream 312 cooled in the concentrate / treatment liquid heat exchanger 310 is then fed to a solar-powered thermal dryer 312, where the residual drying takes place and z.
  • a solar-powered thermal dryer 312 As salts or metals can be obtained as recyclables.
  • the power supply of the steam electrolyzers 58 and 304 may be at least in part by means of the electrical energy supplied by the fuel cell 303.
  • two compressors 36 are additionally provided here, to which partial streams of the carrier gas dry steam mixture leaving the droplet separator 32 are supplied via the pipeline 33.
  • the compressor 36 which is also referred to as a booster, the carrier gas dry steam mixture, as described above, is brought to the desired operating pressure with a simultaneous increase in temperature.
  • the use of two compressors 36 substantially increases the throughput through this compression station.
  • a compressor 36 in operation d. h., That the second compressor is turned off and can be optionally switched on if necessary.
  • more than two compressors can be used, but this is not explicitly described here.
  • a cooling circuit 316 For cooling the two compressors 36, a cooling circuit 316 is provided which comprises two pumps 317, 318 which pump cooling liquid, preferably water from a reservoir 320 as a pump reservoir to the two compressors 36, where the cooling liquid cools the compressors 36 and then subsequently in the preheated Condition is passed through a cooling liquid / treatment liquid heat exchanger 319, on the other hand, is also flowed through by the treatment liquid 1, so that the treatment liquid 1 is also preheated by this measure.
  • the oil in the compressors 36 is substantially cooled to prevent diffusion of oil vapors into the compression space and to maintain the lubricity.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, insbesondere von Meer- und/oder Brackwasser und/oder einer Abfallflüssigkeit und/oder Abwasser, bei dem bzw. bei der in einer vorgegebenen Aufbereitungsstufe ein mit Wasserdampf beladener, heißer Trägergasstrom als heißer Wasserdampf-Trägergasstrom, insbesondere aus einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, vorliegt. Erfindungsgemäß wird wenigstens ein Teilstrom des heißen Wasserdampf-Trägergasstromes einer Wasserdampf-Elektrolyse in einem Wasserdampf-Elektrolysator (58; 265) unterworfen, in der wenigstens ein Teil des Wasserstoffes und/oder Sauerstoffes vom heißen Wasserdampf-Trägergasstrom abgespalten und ein getrockneter Trägergasstrom erzeugt wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR AUFBEREITUNG VON FLÜSSIGKEITEN MIT EINER TROCKNUNGSSTUFE MITTELS ELEKTROLYSE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 30.
Bei einer Aufbereitung von Flüssigkeiten, wie z. B. von Meer-, Brack-, oder Abwasser sowie sonstigen Abfallflüsssigkeiten, insbesondere zu Trink- und Brauchwasser, mittels einer Verdampfung in einem heißen Gasstrom mit anschließender Kondensation, wie dies beispielhaft in der gattungsbildenden EP 1 363 855 B1 beschrieben ist, können in Abhängigkeit vom jeweils vorgegebenen Prozessdruck und der jeweils vorgegebenen Prozesstemperatur unter Umständen nicht zu vernachlässigende Wasserdampfmengen in einem mittels eines Kondensatabscheiders von einem Basisflüssigkeit-Kondensat befreiten heißen Trägergasstrom, der vorzugsweise Luft oder Inertgas als Trägergas verwendet, vorliegen. Diese in dem heißen Trägergasstrom vorhandenen Wasserdampfmengen reduzieren die mögliche Höhe der Neubeladung des Trägergases gegebenenfalls spürbar, was sich nachteilig auf den Gesamtwirkungsgrad des Aufbereitungsprozesses auswirken kann. Aus dieser EP 1 363 855 B1 ist es lediglich bekannt, das vom Kondensatabscheider abgezogene Kondensat in einen Kondensat-Sammelbehälter zu überführen und das Kopfprodukt dieses Kondensat-Sammelbehälters, das noch restliche Trägergasbestandteile aufweist, einem Wärmetauscher als Gastrockner zuzuführen, dem wiederum ein weiterer Kondensatabscheider nachgeschaltet ist, um das restliche Trägergas aus dem Erstkondensat wieder in den Trägergaskreislauf einzuführen. Damit sollen vor allem Trägergasverluste im geschlossenen Trägergaskreislauf vermieden werden.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung, insbesondere zur Aufbereitung von Flüssigkeiten insbesondere von Meer- und/oder Brackwasser und/oder einer Abfallflüssigkeit und/oder Abwasser, zur Verfügung zu stellen, mittels dem bzw. mittels der auf einfache und effektive Weise ein möglichst reiner Trägergasstrom erhalten wird.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 30. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird zur Gastrocknung bzw. zur Gasnachtrocknung wenigstens ein Teilstrom eines heißen, mit Wasserdampf beladenen Trägergases als heißer Wasserdampf- Trägergasstrom einer Wasserdampf-Elektrolyse unterworfen, in der wenigstens ein Teil des Wasserstoff- und/oder Sauerstoffgases vom heißen Wasserdampf-Trägergasstrom abgespalten und ein getrockneter Trägergasstrom erzeugt wird.
Besonders vorteilhaft in Verbindung mit einer derartigen erfindungsgemäßen Verfahrens- führung und Ausgestaltung ist es, dass aufgrund des bereits in Dampfform vorliegenden Wassers eine erhebliche Minderung des für die Elektrolyse notwendigen elektrischen Energieaufwands erreichbar ist. Diese Energieminderung wird dadurch möglich, dass dem Wasserdampf zur Verdampfung des Wasser bereits in vorhergegangenen Verfahrensschritten Verdampfungswärme als Energie zugeführt worden ist, so dass für die Elektrolyse der Aufwand an elektrischer Energie reduziert ist. Der Wasserdampf-Trägergasstrom weist bevorzugt eine Temperatur zwischen 70° bis 3000C, bevorzugt zwischen 90° und 250°C auf und zwar bei Betriebsdrücken bzw. Drücken zwischen 1 bar und 11 bar absolut, je nach den gerade aktuell vorherrschenden Betriebsbedingungen für eine z. B. Wasseraufbereitungsbzw. Abwasserreinigungsvorrichtung, was auch den Betriebsbedingungen für die Wasser- dampf-Elektrolyse entspricht, so dass der heiße Wasserdampf-Trägergasstrom - insbesondere aus einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, insbesondere von Meer- und/oder Brackwasser und/oder einer Abfallflüssigkeit und/oder Abwasser, wie dies nachfolgend noch näher erläutert wird - sofort und unmittelbar der erfindungsgemäßen Wasserdampf-Elektrolyse zur Trocknung des Wasserdampf-Trägergasstromes und damit zur Er- zeugung eines getrockneten Trägergasstromes verwendet werden kann. Ein derartiger getrockneter Trägergasstrom kann dann wieder in den Prozess zurückgeführt werden, wobei dieser getrocknete Trägergasstrom mit einer wesentlich größeren Menge an z. B. aufzubereitender Flüssigkeit neubeladen werden kann als dies ohne die Trocknung mit dem ursprünglichem heißen Wasserdampf-Trägergasstrom der Fall wäre.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindungsidee, die ausdrücklich auch als eigenständige Erfindungsidee unabhängig von der Trocknung des heißen Wasserdampf-Trägergasstroms mittels der Wasserdampf-Elektrolyse beansprucht wird, ist vorgesehen, wenigstens einen Teilstrom eines vom Trägergasstrom abgezweigten oder abgeleiteten, mit Wasserdampf beladenen Eduktstromes (heißer Wasserdampf-Eduktstrom) einer Wasserdampf-Elektrolyse zu unterziehen, in der wenigstens ein Teil des Wasserstoffes und/oder Sauerstoffes vom heißen Wasserdampf-Eduktstrom abgespalten und ein getrockneter Eduktstrom erzeugt wird. Bevorzugt handelt es sich bei dem mit Wasserdampf beladenen Eduktstrom um einen heißen, mit Wasserdampf beladenen Konzentratstrom, der von einem Konzentratabscheider abgezogen wird, dem ein überhitztes, nasses Trägergas- Dampfgemisch zugeführt wird, wie dies nachfolgend noch näher erläutert wird. Mit einer derartigen Verfahrensführung können somit auch diejenigen, Eduktströme bezeichneten Prozessströme zur Wasserstoff- bzw. Sauerstoff-Gewinnung im Rahmen einer Wasserdampf-Elektrolyse herangezogen werden, die vom Trägergaskreislauf abgezweigt bzw. abgezogen worden sind. Bevorzugt handelt es sich hierbei um solche Eduktströme bzw. Prozessströme, die im Rahmen der Aufbereitung der Flüssigkeiten in bestimmten Aufbereitungsstationen oder Aufbereitungsstufen abgezogene bzw. entfernte Verunreinigungen enthalten, insbesondere solche Verunreinigungen der Flüssigkeit, die wiederum Wertstoffe darstellen und wiedergewonnen werden sollen. Mit der Wasserdampf-Elektrolyse solcher Edukt- bzw. Prozessströme lässt sich somit eine Nachtrocknung bzw. Trocknung dieser Prozessströme erzielen, für die aufgrund des bereits in Dampfform vorliegenden Wassers eine erhebliche Minderung des für die Elektrolyse notwendigen elektrischen Energieaufwands erreicht wird, so dass die Wertstoffgewinnung prozessoptimiert mit relativ geringem Energieaufwand erfolgen kann.
Zusätzlich zu diesen eben genannten Vorteilen weist die Erfindung den Vorteil auf, dass mit dieser z. B. aus Abfallflüssigkeiten als Aufbereitungsflüssigkeiten reinster Wasserstoff gewonnen werden kann, der wiederum einer anderen Verwendung zugeführt werden kann, z. B. als Treibstoff für Triebwerke oder Verbrennungsmotoren oder als Kühlmittel in Kraftwerken oder anderen industriellen Anlagen, um nur einige Verwendungsmöglichkeiten aufzuzeigen.
Als Elektrolyseverfahren kommen insbesondere eine alkalische Elektrolyse, wie z. B. die alkalische Druckelektrolyse, die Proton-Exchange-Membrane-Elektrolyse und die Hochtemperaturelektrolyse, und zwar sowohl als autotherme als auch als allotherme Elektrolyseverfahren, in Frage. Wie erfinderseitige Versuche gezeigt haben, beträgt der Energieaufwand für die erfindungsgemäße Gastrocknung eines heißen Wasserdampf-Trägergasstroms und/oder eines heißen Wasserdampf-Edukststromes lediglich ca. 2,7 kWh/m3 Wasserstoff, wohingegen der Energiebedarf für eine herkömmliche Elektrolyse zur Erzeugung von Wasserstoff wesentlich höher liegt und je nach Elektrolyseverfahren zwischen ca. 9 - 18 kWh/m3 Wasserstoff liegt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensführung und Ausgestaltung wird der heiße Wasserdampf-Trägergasstrom und/oder der heiße Wasserdampf-Eduktstrom zur Wasserdampf-Elektrolyse in einen Reaktionsraum eines Wasserdampf-Elektrolysators geleitet, in dem wenigstens eine Anode und wenigstens eine Kathode als Elektroden angeordnet sind, denen bevorzugt von einem Gleichrichter als Energieversorgungseinrichtung die noch erforderliche elektrische Energie zur Abspaltung des Wasserstoffes und/oder des Sauerstoffes zugeführt wird.
Grundsätzlich kann der gesamte heiße Wasserdampf-Trägergasstrom und/oder Wasser- dampf-Eduktstrom der Wasserdampf-Elektrolyse zugeführt werden. Bevorzugt ist jedoch, dass der Wasserdampf-Elektrolyse eine in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern, insbesondere vom Gastrocknungsgrad und/oder vom Wasserstoffbedarf und/oder vom Sauerstoffbedarf, vorgegebene Menge des heißen Wasserdampf-Trägergasstroms und/oder des heißen Wasserdampf-Eduktstromes zugeführt wird. Damit kann eine im Hinblick auf den Energieverbrauch optimierte Gastrocknung bzw. Edukttrocknung mittels des wenigstens einen Wasserdampf-Elektrolysators erfolgen. So kann z. B. je nach z. B. Aufbereitungs- prozess und gefordertem Gastrocknungsgrad z. B. vorgegeben sein, dass zur Erfüllung sämtlicher Vorgaben lediglich ein bestimmter Teilstrom des Wasserdampf-Trägergasstroms und/oder Wasserdampf-Eduktstromes der Trocknung unterworfen wird, um einen Träger- gasstrom mit gewünschtem Trocknungsgrad zur Verfügung zu stellen. Konkret wird hierzu die der Wasserdampf-Elektrolyse zugeführte Menge des heißen Wasserdampf-Trägergases und/oder des heißen Wasserdampf-Eduktstromes mittels einer Regeleinrichtung vorgegeben, mittels der eine in der Zuleitung zu einem Wasserdampf-Elektrolysator angeordnete und mit der Regeleinrichtung gekoppelte Stell- und/oder Messeinrichtung, die insbesondere durch eine Durchflussmengen-Stell- und Messeinrichtung gebildet ist, angesteuert wird. Weiter bevorzugt wird hier zudem der von der Wasserdampf-Elektrolyse kommende getrocknete Trägergasstrom und/oder Eduktstrom über wenigstens eine Messeinrichtung geführt, mittels der der Gehalt an Wasserstoff und/oder Sauerstoff im getrockneten Trägergasstrom und/oder im getrockneten Eduktstrom ermittelt werden kann. Diese Information wird dann der Regeleinrichtung als Parameter zur Verfügung gestellt, z. B. als Ist-Wert- Parameter, so dass die der Wasserdampf-Elektrolyse zuzuführende Menge des heißen Was- serdampf-Trägergasstroms und/oder des heißen Wasserdampf-Eduktstromes auf einfache und zuverlässige Weise ermittelt werden kann.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung und Verfahrensführung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Teil des bei der Wasserdampf-Elektrolyse gewonnenen Wasserstoffes und/oder Sauerstoffes vom Wasserdampf-Elektrolysator abgezogen und in einen Gasspeicher, insbesondere in einen Druckgasspeicher eingespeichert oder zwischengespeichert wird. Um den im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse gewonnenen Wasserstoff und/oder Sauerstoff abziehen zu können, ist bevorzugt zwischen Wasserdampf-Elektrolysator und dem jeweiligen Druckgasspeicher eine Absaug- und/oder Pumpeinrichtung vorgesehen, die bevorzugt durch eine Vakuumpumpe gebildet ist. Um einen unerwünschten Rückstrom in Richtung Absaug- und/oder Pumpeinrichtung zu verhindern, ist hierzu bevorzugt im Bereich des jeweiligen Druckgasspeichers ein Absperrventil als Absperrvorrichtung und/oder ein Rückschlagventil als Rückschlagsicherung angeordnet.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Verfahrensführung und Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse gewonnene Wasserstoff und/oder Sauerstoff einer Brennstoffzelle zugeführt wird, mittels der Energie erzeugt wird, die wiederum in der Aufbereitungsanlage selbst zur Unterstützung des dortigen Energiebedarfs direkt verwendet werden kann. Besonders bevorzugt ist hierbei selbstverständlich, dass im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff gewonnen werden, die der Brennstoffzelle zugeführt werden können. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, den Wasserstoff und/oder den Sauerstoff der Brennstoffzelle wenigstens teilweise aus anderen Quellen zuzuführen. Der im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse gewonnene Wasserstoff und/oder Sauerstoff wird der Brenn- stoffzelle entsprechend vorgegebener Betriebsparameter mittels einer Steuer- und Regeleinrichtung zu vorgegebenen Zeiten und in vorgegebenen Mengen zugeführt, so dass ein optimierter Betrieb der Brennstoffzelle gewährleistet werden kann. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse gewonnene Wasserstoff und/oder Sauerstoff in einem Gasspeicher zwischengespeichert wird und der Wasser- stoff und/oder Sauerstoff aus diesen Gasspeichern heraus der Brennstoffzelle entsprechend der vorgegebenen Betriebsparameter zugeführt wird.
Beispielsweise wird die mittels der Brennstoffzelle gewonnene elektrische Energie elektrischen Verbrauchern der Aufbereitungsanlage zugeführt, insbesondere z. B. den jeweils vorgesehenen Wasserdampf-Elektrolysatoren bzw. den Gleichrichtern derartiger Wasser- dampf-Elektrolysatoren. Zusätzlich oder alternativ dazu können aber auch andere elektrische Verbraucher, wie beispielsweise Pumpen, Ventile oder dergleichen von der Brennstoffzelle mit Energie versorgt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die von der Brennstoffzelle gewonnene elektrische Energie anderen Verwendungsmöglichkeiten zuzuführen, z. B. in ein Stromnetz einzuspeisen oder aber auch einem thermischen Trockner zuzuführen, wie er gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zur Konzentrattrocknung verwendet wird, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Ebenso ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung zur Vermeidung eines unerwünschten Rückstroms in Richtung Wasserdampf-Elektrolysator vorgesehen, zwischen dem Wasserdampf-Elektrolysator und der jeweiligen Absaug- und/oder Pumpeinrichtung ein Absperrventil als Absperrvorrichtung und/oder ein Rückschlagventil als Rückschlagsicherung anzuordnen. Die jeweiligen Rohrleitungen zwischen Wasserdampf-Elektrolysator und z. B. Vakuumpumpe bzw. Druckgasspeicher sind dabei jeweils denjenigen Elektroden zugeordnet, in denen das abzusaugende Gas gebildet wird. Zur Gasbildung sind im Reaktionsraum des Elektrolysators Membrananordnungen vorgesehen, die bewirken, dass nur das jeweils gewünschte Gas, also Wasserstoff und/oder Sauerstoff, zu den jeweils zuge- ordneten Elektroden diffundieren können, während z. B. das Restgas im Reaktionsraum als reines, getrocknetes Trägergas zurückgehalten wird und über eine separate Rohrleitung als Trägergasleitung abgezogen werden kann. Wenigstens ein Teil dieses getrockneten Trägergases kann dann einer aufzubereitenden Flüssigkeit, insbesondere einem aufzubereitenden Meer- und/oder Brackwasser und/oder Abwasser oder einer aufzubereitenden Abfallflüssigkeit, zugeführt werden, wie dies nachfolgend noch näher erläutert wird.
Dem als Druckgasspeicher ausgebildeten Gasspeicher ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung eine Druckregel- und/oder Alarmeinrichtung zugeordnet, die über eine Abblasleitung, die vorzugsweise eine Absperrvorrichtung und/oder eine Rückschlagsicherung auf- weist, eine Abblasvorrichtung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Überdrück ansteuert. Diese Abblasvorrichtung, die insbesondere durch ein Abblasventil gebildet ist, kann mittels einer Bypassleitung, in der ein mechanisches Sicherheitsventil angeordnet ist, überbrückt werden. Mit einer derartigen Bypassleitung ist sichergestellt, dass z. B. im Falle eines Versagens bzw. Ausfalls der Druckregel- und/oder Alarmeinrichtung auf jeden Fall ein Abblasen des Gases wegen Überdrucks möglich ist. Das mechanische Sicherheitsventil kann dabei z. B. bevorzugt im Hinblick auf einen Überdruckschwellwert so ausgelegt sein, dass dieses erst später anspricht als die der Druckregel- und/oder Alarmeinrichtung zugeordnete elektronische Abblasvorrichtung. Insbesondere einem Wasserstoffspeicher als Gasspeicher ist zudem noch eine Sicherheitsfackel zugeordnet, um sicherzustellen, dass das im Überdruckfall entweichende Wasserstoffgas sicher abgefackelt werden kann.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Wasserdampf-Elektrolyse des in Dampfform im Trägergas vorliegenden Wassers ist darin zu sehen, dass es damit grundsätzlich möglich ist, nur das Wasserstoffgas abzusaugen und zu speichern, während der anfallende Sauerstoff im Trägergas belassen wird. Dadurch kann der Sauerstoffanteil im Trägergas erhöht und im Falle einer erwünschten Nassverbrennung als Oxidationsmittel genutzt werden, so dass keine externe Sauerstoffzufuhr erforderlich wird. Alternativ dazu kann aber auch der anfallende Sauerstoff zusätzlich zum Wasserstoff ebenfalls abgesaugt und gespeichert werden, um diesen z. B. zu vorgegebenen Zeiten in vorgegebenen Mengen dem Kreislauf zuzuführen, z. B. im Fall einer erwünschten Nassverbrennung. Konkret kann hierzu z. B. einem Sauerstoffspeicher als Gasspeicher eine Sauerstoff-Rohrleitung zugeordnet sein, vorzugsweise mitsamt einer Absperrvorrichtung, bevorzugt ein Absperrventil, und/oder einer Rückschlagsicherung, z. B. einem Rückschlagventil, über die mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zu vorgegebenen Zeiten eine vorgegebene Menge Sauerstoff in den getrockneten Trägergasstrom eingespeist werden kann. Besonders bevorzugt ist die Sauerstoff-Rohrleitung von der Gasspeicher-Rohrleitung abgezweigt und mündet in eine den getrockneten Trägergasstrom führende Trägergasleitung. Ebenso ist es aber möglich, den Sauerstoff auch anderen Verwendungen zuzuführen. So kann der Sauerstoff z. B. zur zusätzlichen Sauerstoffversorgung von biologischen Abwasserreinigungsanlagen verwendet werden. Das eben gesagte gilt im übertragenen Sinne auch für die Wasserdampf-Edukt- ströme, die einer Wasserdampf-Elektrolyse unterzogen werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensführung ist vorgesehen, dass eine aufzubereitende Flüssigkeit im getrockneten Trägergasstrom verteilt und/oder von diesem einer vorgegebenen Anzahl von Aufbereitungsstationen zugeführt wird, in der oder in denen der Trägergasstrom fraktioniert bzw. sukzessive von den in der aufzubereitenden Flüssigkeit enthaltenen festen und/oder flüssigen und/oder gasförmigen Verunreinigungen befreit und ein heißer Wasserdampf-Trägergasstrom bereitgestellt wird. Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung und Verfahrensführung ist hierzu vorgesehen, dass die Aufbereitungsflüssigkeit vor der Zumischung des getrockneten Trägergases zur Vorerwärmung und Vorreinigung wenigstens einer Vorerwärmungs-Abscheideeinrichtung zugeführt wird, die jeweils wenigstens einen Vorerwärmungs-Wärmetauscher und eine dem Vorerwärmungs-Wärmetauscher nachgeschaltete Abscheideeinrichtung aufweist. In dieser wird die Aufbereitungsflüssigkeit durch den Vorerwärmungs-Wärmetauscher auf eine Temperatur unterhalb der Siedetemperatur der Basisflüssigkeit vorerwärmt, so dass die bezüglich der Basisflüssigkeit niedersiedenden Verunreinigungen verdampfen und/oder die gasförmigen Verunreinigungen thermisch ausgetrieben werden, wobei die verdampften und/oder ausgetriebenen Verunreinigungen in der Abscheideeinrichtung der wenigstens einen Vorerwärmungs-Abscheideeinrichtung abgeschieden werden. Vorteilhaft werden hier somit vor der Zuführung der Aufbereitungsflüssigkeit zu einer Trägergas-Einmischvorrichtung diejenigen niedersiedenden flüssigen Verunreinigungen und/oder gasförmigen Verunreini- gungen aus der Aufbereitungsflüssigkeit abgetrennt, die nach der Zuführung von dem Trägergas nicht mehr abgeschieden werden können. Mit einer derartigen Maßnahme kann daher eine vollständige Abtrennung nahezu aller flüssigen und gasförmigen Verunreinigungen in der Aufbereitungsflüssigkeit erzielt werden, so dass der Wirkungsgrad der gesamten Anlage und des gesamten Prozesses hierdurch sehr hoch ist und ein insgesamt äußerst wirtschaftlicher Betrieb der Anlage möglich ist.
Insbesondere kann mit einem derartigen Verfahren und einer derartigen Vorrichtung ein sehr bereites Spektrum unterschiedlichster Aufbereitungsflüssigkeiten mit einer Vielzahl von unterschiedlichsten flüssigen und/oder gasförmigen Verunreinigungen auf effektive und wirtschaftliche Weise aufbereitet werden. So ist eine derartige Verfahrensführung und Vorrichtung insbesondere auch für die Wassergewinnung, z. B. in Form von Trinkwasser oder Brauchwasser aus Meer- und/oder Brackwasser, besonders gut geeignet und vorteilhaft, da im Rahmen der Vorerwärmung und Vorreinigung das darin in großen Mengen gelöste Kohlendioxid sowie das bei dem thermischen Verfall von HCO3 entstehende Kohlen- dioxid abgeschieden und entfernt werden kann. Die in der Basisflüssigkeit vorhandenen Salze können dann im Rahmen der Verdampfung der Basisflüssigkeit als Salzsole im Konzentratabscheider abgeschieden werden. Wie bereits zuvor ausgeführt, eignet sich insbesondere das im Konzentratabscheider abgeschiedenen Konzentrat als heißer Wasser- dampf-Eduktstrom, der einer Wasserdampf-Elektrolyse bzw. einem Wasserdampf-Elektro- lysator zugeführt wird, da der anfallende Konzentratstrom einen relativ hohen Flüssigkeitsanteil aufweist, der notwendig ist, um die Fließfähigkeit des Konzentrates sicherzustellen. Da das Konzentrat bzw. der Konzentratstrom zudem bereits eine Temperatur im Bereich von ca. 100°C bis 1500C aufweist, kann eine Trocknung mittels des Wasserdampf-Elektrolysators sehr gut in einer energieeffizienten Weise durchgeführt werden. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass mittels einer fraktionierten Elektrolyse eine Trennung von rückgewinnbaren Salzen oder Metallen, d. h. also von Wertstoffen, möglich wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil einer derartigen Wasserdampf-Elektrolyse des heißen Konzentratstroms ist, dass im Rahmen der Elektrolyse eine Erwärmung erfolgt, welche zusätzlich zur Vorerwärmung der aufzubereitenden Flüssigkeit genutzt werden kann, bevorzugt in Verbindung mit wenigstens einem Konzentrat/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher, der vor der Zumischung der Aufbereitungsflüssigkeit zum getrockneten Trägergasstrom von der Aufbereitungsflüssigkeit zur Vorerwärmung durchströmt wird. Die Resttrocknung des Konzentratstroms bis zu einer schüttfähigen Masse kann dann z. B. in einem thermischen Trockner erfolgen, bei dem z. B. Solarenergie als Wärmequelle genutzt wird.
Vorteilhaft wird hier ferner durch die vor der Zuführung des Trägergases erfolgende Austreibung von gasförmigen Verunreinigungen aus der Aufbereitungsflüssigkeit erreicht, dass sich diese gasförmigen Verunreinigungen nicht im vorzugsweise geschlossenen Trägergaskreislauf anreichern können. Vorteilhaft werden dadurch Stillstandzeiten der Anlage vermieden, um die gasförmigen Verunreinigungen vom Trägergas abzutrennen, so dass insgesamt ein wirtschaftliches Betreiben einer derartigen Anlage mit langen Laufzeiten sehr gut möglich ist. Zudem können dadurch auch im Gegensatz zu herkömmlichen Anlagen die Rohrleitungen und Apparate insgesamt entsprechend geringer und preiswerter dimensioniert und ausgelegt werden. Dies nicht zuletzt auch deswegen, weil durch das Abziehen der niedersiedenden flüssigen Verunreinigungen vor der Zuführung von Trägergas bereits ein Teil der Aufbereitungsflüssigkeit als Verunreinigung abgezogen worden ist.
Vorteilhaft findet bei einer derartigen Verfahrensführung und Vorrichtung, bei der einer aufzubereitenden Aufbereitungsflüssigkeit ein Trägergas als Schleppgas zugeführt wird, somit eine nach der Siedepunkttemperatur der flüssigen Verunreinigungen fraktionierte Abtrennung der flüssigen Verunreinigungen und/oder eine Austreibung der gasförmigen Verunreinigungen von der dadurch für eine umweltfreundliche Entsorgung und Wiederverwertung aufbereiteten Basisflüssigkeit statt. Die Verunreinigungen können dabei durchaus auch Wertstoffe sein, die wiederverwertet werden können und nicht entsorgt werden müssen.
Ein besonders vorteilhafter Wirkungsgrad der Anlage und des Prozesses wird erreicht, wenn die zu behandelnde Aufbereitungsflüssigkeit nacheinander wenigstens zwei hintereinander geschalteten Vorerwärmungs-Abscheideeinrichtungen zugeführt wird. Mit einer derartigen mehrstufigen Vorerwärmung und Vorreinigung wird eine besonders gute und effiziente Trennwirkung hinsichtlich der Abtrennung der niedersiedenden Verunreinigungen und/oder der Austreibung der gasförmigen Verunreinigungen erzielt. Für eine derartige erhöhte Trennwirkung lässt sich ein besonders hoher Wirkungsgrad der Anlage insgesamt sowie insbesondere hinsichtlich der Vorerwärmung und Vorreinigung erreichen. Dies kann insbesondere auch dann erreicht werden, wenn die Aufbereitungsflüssigkeit in dem Vorer- wärmungs-Wärmetauscher bis möglichst nahe an die Verdampfungstemperatur der Basisflüssigkeit vorerwärmt wird, da hierdurch eine anschließende Feinstverteilung der vorerwärmten und vorgereinigten Aufbereitungsflüssigkeit in dem Trägergas begünstigt wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform und Verfahrensführung ist vorgesehen, dass die im wenigstens einen Vorerwärmungs-Wärmetauscher jeder Vorerwärmung- Abscheideeinrichtung vorgewärmte, aufzubereitende Aufbereitungsflüssigkeit einer Entspannungsvorrichtung als Bestandteil der Abscheideeinrichtung zugeführt wird, mit der eine effektive Abscheidung der niedersiedenden dampfförmigen Verunreinigungen und/oder gasförmigen Verunreinigungen erfolgt. Besonders vorteilhaft können dabei die niedersiedenden dampfförmigen Verunreinigungen und/oder die gasförmigen Verunreinigungen von der Entspannungsvorrichtung ausgehend über eine Leitung einer Kühlvorrichtung mit Wärmetauscher als weiterem Bestandteil der Abscheideeinrichtung zugeführt und in einem Sammelbehälter gespeichert werden, so dass beim Kühlvorgang ein Unterdruck in der Leitung erzeugt wird, durch den die abgeschiedenen Verunreinigungen aus der Entspannungsvorrichtung gesaugt werden. Vorteilhaft wird dadurch erreicht, dass die Abtrennung und Abscheidung der Verunreinigungen auf einfache Weise ohne großen Bauteil- und Apparateaufwand erzielt wird. Die Entspannungsvorrichtung kann dabei durch einen Ent- Spannungsbehälter mit vorgeschalteter Pumpe oder aber auch durch eine Pervaporations- membrananlage gebildet sein.
Eine besonders vorteilhafte Verfahrensführung wird mit einer Anordnung erreicht, bei der jeder Vorerwärmungs-Wärmetauscher durch einen Kondensat-Aufbereitungsflüssigkeit- Wärmetauscher gebildet ist, mit dem eine Vorerwärmung durch das heiße, aus dem Kondensatbehälter kommende Kondensat erfolgt. Zusätzlich dazu kann eine weitere Wärmezufuhr für die Vorerwärmung der Aufbereitungsflüssigkeit in einem Konzentrat-Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher durch den heißen, von der Wasserdampf-Elektrolyse kommenden getrockneten Konzentratstrom als Eduktstrom oder, falls eine derartige Wasserdampf- Elektrolyse für den Konzentratstrom nicht vorgesehen sein sollte, durch das heiße, aus dem Konzentratsammelbehälter kommende Konzentrat erfolgen, wobei der Konzentrat-Abfallflüssigkeit-Wärmetauscher der wenigstens einen Vorerwärmung-Abscheideeinrichtung bevorzugt vorgeschaltet ist. Mit einer derartigen Verfahrensführung kann der Energieaufwand insgesamt erheblich reduziert werden, da nahezu alle heißen Ströme zur Erwärmung kälterer Ströme verwendet werden. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn zumindest ein Teil der Wärmezufuhr für die Verdampfung zu dem nassen Trägergas-Dampfgemisch in wenigstens einem Verdampfer-Kondensations-Wärmetauscher durch das abströmende, komprimierte und gereinigte Trägergas-Trockendampfgemisch erfolgt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Trägergas in einem separaten Trägergaskreislauf geführt ist, um die Trägergasverluste zu minimieren. In einem derartigen geschlossenen Trägergaskreislauf können aufgrund der geringen Trägergasverluste auch relativ teure und wertvolle Inertgase als Trägergase verwendet werden, die in ihrer Funktion als Schleppgas für die Abfallflüssigkeiten gegenüber z. B. Luft regelmäßig bevorzugt sind, da diese anders als z. B. Luft nicht mit bestimmten anderen Komponenten, insbesondere gasförmigen Komponenten der Abfallflüssigkeiten, reagieren können. Weiter kann zur Gewinnung von im abgeschiedenen Kondensat vorhandenem Restträgergas eine zusätzliche Gastrocknung hinter einem Kondensat-Sammelbehälter vorgesehen sein, um nasses Restträgergas aus dem Kondensat-Sammelbehälter zu trocknen und dem Trägergaskreislauf im erwünschten trockenen Zustand zuzuführen. In einer konkreten Verfahrensführung und Ausführung hierzu wird das im Kondensatabscheider anfallende Kondensat über eine Kondensat-Ablaufleitung mit einem Absperrventil in einen Kondensat-Sammelbehälter abgeleitet, wobei über eine Füllstandsmessung in Verbindung mit einem Regelventil ein möglichst trägergasverlustfreier Ablauf erzielt wird. Das Kopfprodukt des Kondensat-Sammelbehälters, das ebenfalls Trägergasbestandteile aufweist, wird einer kopfseitig an dem Kondensat- Sammelbehälter angeschlossenen Abgasleitung zugeführt und anschließend über einen Wärmetauscher als Gastrockner mit nachgeschaltetem Kondensatabscheider zur Trägergastrocknung sowie über die Gasleitung in einem weiteren Trägergaskreislauf ebenfalls wiederum der Trägergaszuführleitung zugeführt.
Für den Fall, dass z. B. nach längerer Betriebszeit dennoch Verluste von Trägergas im System auftreten, kann ferner auf einfache Weise Trägergas über einen mit dem Trägergaskreislauf gekoppelten Trägergasspeicher nachgefüllt werden. Die Zuführung erfolgt dabei durch eine einfache Einkopplung in den vorhandenen Trägergaskreislauf, so dass die Anlage hierfür nicht gestoppt werden braucht, was unwirtschaftlich ist, sondern kontinuierlich weiterbetrieben werden kann.
Eine weitere Nutzungsmöglichkeit insbesondere des im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse gewonnenen Wasserstoffes besteht darin, das anfallende Gas in einer Verbrennungskraftmaschine, wie z. B. einem Ottomotor, zum Antrieb wenigstens eines Verdichters der Aufbereitungsanlage einzusetzen. Wird diese Verbrennungskraftmaschine zusätzlich mit einem Elektrogenerator verbunden, kann ebenfalls zusätzliche Energie gewonnen werden. Diese Form der Energiegewinnung und Energienutzung bewirkt eine Minderung des Primärenergiebedarfs und führt damit zu einer Verminderung der CO2-Belastung der Atmosphäre.
Bei größeren Anlagen empfiehlt es sich zudem, die Energiebedarfsdeckung mittels einer Eigenstromerzeugung sicherzustellen. Im Hinblick auf die Reinheit ist eine Energieerzeugung mittels z. B. Windenergie ein optimaler Weg in Verbindung mit der Nutzung des erzeugten Wasserstoff- und Sauerstoffgases. Optional kann eine Energiegewinnung aber auch mittels anderer alternativer Energien erfolgen, z. B. mittels einer Photovoltaik-Anlage, deren Überschussenergie in einer Speicheranlage für den Nachtbetrieb, als Zusatz zur Gas- energie, vorgehalten wird. Auch eine Ankopplung an ein Biomasse-Heizkraftwerk und/oder eine Biogasanlage ist grundsätzlich möglich.
Für den Fall, dass Luft als Trägergas vorgesehen ist, kann dieses bevorzugt aus der Umgebung angesaugt werden, z. B. über einen Kompressor, der mit einem Ansaugfilter versehen ist.
Zur Reinigung der Anlage kann gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zudem eine entsprechende Spülvorrichtung vorgesehen sein, die z. B. wenigstens einen Spülflüssigkeitsbehälter und/oder wenigstens eine Spülpumpe aufweist, mittels der ein Spülmedium, vorzugsweise ein im wenigstens einen Spülflüssigkeitsbehälter vorgehaltenes Spülmittel, zur Spülung der Rohrleitungen der Anlage durch diese gepumpt werden kann. Das Spülmittel ist vorzugsweise so gewählt, dass es an den jeweiligen Reinigungsfall angepasst ist, wobei grundsätzlich auch mehrere unterschiedliche Spülmittel bereitgehalten werden können. Die Spülung selbst erfolgt bevorzugt gesteuert oder geregelt entsprechend einem von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung für den jeweiligen Reinigungsfall vorgegebenen Spülprogramm. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Vorrichtung bzw. eine Verfahrensführung, gemäß der bzw. denen die wenigstens eine die Aufbereitungsflüssigkeit umpumpende Hauptpumpe gleichzeitig in einer Doppelfunktion beim Spülvorgang die das Spülmittel umpumpende Spülpumpe ausbildet. Die Spülungen selbst erfolgen beispielsweise in vorgegebenen Intervallen zu und für vorgegebene Zeiten, die von den jeweils konkret gegebenen Spülerfordernissen abhängen.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Fließbild einer Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit gemäß einer ersten Verfahrensführung, bei der im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse lediglich Wasserstoff abgespalten wird,
Fig. 2 ein schematisches Fließbild einer Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssig- keit mit einer alternativen Verfahrensführung, bei der im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff abgespalten wird,
Fig. 3 ein schematisches Fließbild einer Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit mit einer alternativen Verfahrensführung, bei der eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, mit der ein Wasserdampf-Elektrolysator mit einer vorgegebenen Menge eines heißen Wasserdampf-Trägergasgemisches beschickt wird, und
Fig. 4 ein schematisches Fließbild einer Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssig- keit mit einer weiteren alternativen Verfahrensführung, bei der eine Brennstoffzelle vorgesehen ist.
Aufbereitungsflüssigkeiten, wie z. B. in der Produktion anfallende Abfallflüssigkeiten, z. B. Lösungsmittel in unterschiedlichen Verdünnungen, oder Meer- und/oder Brackwasser, die zu Trink- und Brauchwasser aufbereitet werden sollen, werden in einer Verfahrensführung nach Fig. 1 gegebenenfalls vorgereinigt über einen Zulauf 1 sowie mittels einer Pumpe 2 zur Vorerwärmung und Vorreinigung einer Vorerwärmungs-Abscheideeinrichtung zugeführt, die einen Vorerwärmungs-Wärmetauscher 7 und eine dem Vorerwärmungs-Wärmetauscher 7 nachgeschaltete Abscheideeinrichtung 14 aufweist. Der Vorerwärmungs-Wärmetauscher 7 ist hier gleichzeitig als Kondensat-Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher ausgebildet, was nachfolgend noch näher erläutert wird, wobei im Vorerwärmungs-Wärmetauscher 7 die Temperatur der zu reinigenden Aufbereitungsflüssigkeit abhängig vom vorhandenen Druck möglichst nahe an eine gewünschte Verdampfungstemperatur erwärmt wird.
In der Abscheideeinrichtung 14 erfolgt eine Abscheidung des entsprechend seiner Siedepunkttemperatur entstandenen Dampfes und/oder der z. B. in dem Meer- und/oder Brackwasser vorhandenen Inertgase bzw. des vorhandenen und entstandenen gasförmigen CO2 aus der vorerwärmten Flüssigkeit. Der abgeschiedene Dampf und/oder das abgeschiedene Gas werden über eine Leitung 16 einer Kühlvorrichtung mit Wärmetauscher 17 zugeführt und in verflüssigter Form in einem Sammelbehälter 18 gespeichert. Bei dem Kühlvorgang entsteht in der Leitung 16 ein Unterdruck durch den die Ableitung des anfallenden Gases und/oder Dampfes aus der Abscheideeinrichtung 14 bewirkt wird. Für den Fall, dass keine Abscheidung mittels der Abscheideeinrichtung 14 erforderlich sein sollte, kann diese auch über eine Bypassleitung 11 mit entsprechenden Absperrvorrichtungen 12 und 13 überbrückt werden. Die Zuführleitung vom Vorerwärmungs-Wärmetauscher 7 zur Abscheideeinrichtung 14 ist hier mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet. In dieser Zuführleitung 9 ist ebenfalls eine Absperrvorrichtung 10 vorgesehen.
Der z. B. als Entspannungsbehälter ausgebildeten Abscheideeinrichtung 14 ist ferner eine Pumpe 21 zugeordnet, die zusammen eine Entspannungsvorrichtung ausbilden.
Die so vorerwärmte und vorgereinigte Aufbereitungsflüssigkeit wird anschließend über eine Rohrleitung 22 zu einer Einmischvorrichtung 8 geführt, die weiter mit einer Trägergasleitung 63 verbunden ist, und in der eine Feinstverteilung der vorerwärmten und vorgereinigten Aufbereitungsflüssigkeit im von der Trägergasleitung 63 gelieferten getrockneten Trägergasstrom erfolgt. Über eine Gemischleitung 25 wird dieses sich ergebende nasse Trägergas- Dampfgemisch in einen Verdampfer/Kondensations-Wärmetauscher 27 geleitet, in dem eine weitere Erwärmung mit dem Ziel einer Überhitzung des Trägergas-Dampfgemisches erfolgt. Die erforderlichen Temperaturen und Betriebsdrücke des Trägergas-Dampfgemisches sind von den abzuscheidenden Inhaltsstoffen und den thermischen Größen der zu reinigenden Abfallflüssigkeit abhängig. Daher können Temperaturen zwischen 50 und 25O0C und Betriebsdrücke zwischen 0,5 bar und 20 bar erforderlich werden.
Das nasse Trägergas-Dampfgemisch mit dem bezüglich der Basisflüssigkeit höhersiedenden flüssigen Rest und den in der Basisflüssigkeit enthaltenen Salzen der zu reinigenden Aufbereitungsflüssigkeit wird anschließend mittels einer Rohrleitung 28 in einen Konzentratab- scheider 30 eingeleitet, in dem dieser flüssige Rest und/oder eine Salzsole als Konzentrat abgeschieden wird. Dieser Konzentratabscheider 30 kann beispielsweise als Zyklon- oder Prallplattenabscheider ausgebildet sein. Im Falle des Prallplattenabscheiders sind sowohl Einplatten- als auch Mehrplattenabscheider einsetzbar.
Das nunmehr keine Restflüssigkeit mehr enthaltende Trägergas-Trockendampfgemisch verlässt über eine Leitung 31 den Konzentratabscheider 30 und wird einem Tropfenabscheider 32 zugeführt, in dem noch im Trägergas-Trockendampfgemisch enthaltenes Konzentrat abgeschieden und einem Konzentratsammelbehälter 97 über eine Rohrleitung 98 zugeführt werden kann. Das im Konzentratsammelbehälter 97 gesammelte Konzentrat wird über eine Rohrleitung 99 abgeführt, wobei das heiße Konzentrat gegebenenfalls zur Vorerwärmung der dem Vorerwärmungs-Wärmetauscher 7 zugeführten Abfallflüssigkeit 1 dienen kann, was hier aber nicht dargestellt ist.
Das den Tropfenabscheider 32 verlassende Trägergas-Trockendampfgemisch wird über eine Rohrleitung 33 einem Verdichter 36 zugeführt, wodurch das Trägergas-Trockendampfgemisch unter gleichzeitiger Temperaturerhöhung auf den gewünschten Betriebsdruck gebracht wird. Dieses komprimierte Trägergas-Trockendampfgemisch gelangt über eine Druckleitung 37 in den Verdampfer/Kondensations-Wärmetauscher 27 und wird dort unter Kondensation des Trockendampfes des Trägergas-Trockendampfgemisches, nämlich der Basisflüssigkeit der Aufbereitungsflüssigkeit, abgekühlt, wobei gleichzeitig eine Erhitzung des nassen Trägergas-Dampfgemisches, das von der Einmischung des getrockneten Trägergasstromes kommt, erfolgt. Das vom Verdampfer/Kondensations-Wärmetauscher 27 kommende Gemisch wird anschließend über eine Rohrleitung 41 zu einem Kondensatabscheider 43 geführt, in dem das Kondensat abgeschieden wird. Als Kondensatabscheider 43 kommt hier z. B. ein Zyklonoder ein Prallplattenabscheider, wie z. B. ein Einplatten- oder Mehrplattenabscheider zum Einsatz.
Das im Kondensatabscheider 43 anfallende Kondensat wird in einem Kondensatsammelbehälter 44 gesammelt und gelangt über eine Rohrleitung 45 in einen Abscheider 48, wo noch vorhandene Mittelsieder, wie z. B. H4N2, CI3N, H2O2, CCI3NO2, in Verbindung mit einer Kühlvorrichtung 50 und einem Sammelbehälter 51 abgeschieden werden, so dass das nunmehr durch eine hochreine Basisflüssigkeit gebildete Kondensat über eine Rohrleitung 52 zum Vorerwärmungs-Wärmetauscher 7 geführt wird, den es nach dem Wärmeaustausch mit der Aufbereitungsflüssigkeit über eine Rohrleitung 54 als z. B. Brauchwasser verlässt.
Das heiße, mit nicht kondensiertem Wasserdampf beladene Trägergas gelangt nach dem Kondensatabscheider 43 als heißer Wasserdampf-Trägergasstrom über eine Absperrvorrich- tung 57 in einen Reaktionsraum eines Wasserstoff-Elektrolysators 58, in dem wenigstens eine Anode 60 und wenigstens eine Kathode 59 angeordnet sind. Diese Elektroden 59, 60 werden mittels eines Gleichrichters 62 mit elektrischer Energie versorgt. Die Kathode 59 ist dabei mittels einer ionenspezifischen Membran vom Reaktionsraum getrennt, durch die das anfallende Wasserstoffgas hindurch diffundieren kann, das Restgas dagegen nicht. Die Absaugung erfolgt über eine Rohrleitung 69, in der eine Absperrvorrichtung 70 und eine Rückschlagsicherung 71 angeordnet sind, und zwar mittels einer Vakuumpumpe 72. Über eine Druckleitung 73, in der eine Rückschlagsicherung 75 und eine Absperrvorrichtung 76 ange- ordnet sind, wird das Wasserstoffgas in einen Druckgasspeicher 77 gefördert. Am Druckgasspeicher 77 ist eine Druckregel- und Alarmeinrichtung 78 zur Überwachung und Sicherung angebracht, durch die geregelt über eine Leitung 79 mit einem Absperrventil 80 und einer Rückschlagsicherung 81 ein möglicher Überdruck mittels eines automatischen Abblasventils 82 abgelassen wird. Zur zusätzlichen Sicherung ist eine Bypassleitung 84 mit einem mechanischen Sicherheitsventil 85 vorgesehen. Das ausströmende Wasserstoffgas wird mittels der Sicherheitsfackel 83 unschädlich verbrannt. Das nachgetrocknete Trägergas gelangt dagegen aus dem Elektrolysator 58 über die Leitung 63 mit einer Durchflussmengen- messeinrichtung 65 und einer mit einem Regelventil 67 gekoppelten Druck- und Temperaturmesseinrichtung 64 wieder in den Trägergas-Kreislauf zurück.
Wie dies dem Fließbild der Fig. 1 weiter entnommen werden kann, ist über die Leitungen 105, 106 mit darin angeordneten Sicherheitsventilen 107, 108 eine Notfallentlastung in Verbindung mit der Druckleitung 37 vorgesehen, auf die an dieser Stelle aber nicht mehr näher eingegangen wird.
Ferner ist zwischen der Druckleitung 37 und der Abführleitung 99 aus dem Konzentratsammelbehälter 97 eine mittels Absperrvorrichtungen 103 und 104 zuschaltbare Druckleitung 102 vorgesehen, über die eine Spülung für die Druckleitung 37 über die Rohrleitung 99 möglich ist.
Wie der Fig. 1 weiter entnommen werden kann, kann z. B. im Falle von Luft als Trägergas über einen Kompressor 86 mit Ansaugfilter Luft aus der Umgebung angesaugt werden und über eine Luftleitung 88 in den Trägergaskreislauf eingespeist werden, z. B. zum Anfahren der Vorrichtung bzw. zum Nachfüllen von Trägergas. Ebenso kann eine Einspeisung von Luft als Sperrgas für die Wellendichtungen des Kompressionsraumes von dem Verdichter 36 über die Luftleitungen 92, 94 unter Zwischenschaltung eines Sammelbehälters 93 im Bereich des Verdichters 36 erfolgen. Diese Idee ist grundsätzlich unabhängig von der vorliegenden Erfindungsidee zu sehen; dementsprechend behält sich die Anmelderin vor, für diesen Gegenstand von der vorliegenden Erfindungsidee unabhängige Patentansprüche zu formulieren.
In der Fig. 2 ist ein schematisches Fließbild einer alternativen Vorrichtung gezeigt, die sich von der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 lediglich durch die Abtrennung von sowohl Wasserstoffgas als auch Sauerstoffgas unterscheidet, so dass nachfolgend lediglich darauf Bezug genommen wird und bezüglich der restlichen Verfahrensführung und des Aufbaus auf die zuvor gemachten Ausführungen zur Fig. 1 verwiesen wird.
Das heiße, mit nicht kondensierten Wasserdampf beladene Trägergas gelangt somit hier nach dem Kondensatabscheider 43 über eine Absperrvorrichtung 57 in einen Reaktionsraum des Wasserstoff-Elektrolysators 58, in dem wiederum eine Anode 60 und Kathode 59 als Elektroden angeordnet sind, die mittels eines Gleichrichters 163 mit der notwendigen elektrischen Energie versorgt werden. Sowohl die Kathode 59 als auch die Anode 60 sind mittels ionenspezifischer Membrane vom Reaktionsraum getrennt, durch die das jeweils anfallende Wasserstoffgas bzw. das jeweils anfallende Sauerstoffgas hindurchdiffundieren können, das Restgas, d. h. das reine Trägergas hingegen nicht. Die Absaugung des Wasserstoffgases erfolgt über eine Rohrleitung 164, in der eine Absperrvorrichtung 165 und eine Rückschlagsicherung 166 angeordnet sind, und zwar mittels einer Vakuumpumpe 167. Über eine Druckleitung 168, in der eine Rückschlagsicherung 169 und eine Absperrvorrichtung 170 angeordnet sind, wird das Wasserstoffgas in einen Druckgasspeicher 171 gefördert. Am Druckgasspeicher 171 ist wiederum eine Druckregel- und Alarmeinrichtung 172 zur Überwachung und Sicherung angebracht, durch die, über eine Leitung 173 mit einem Absperrventil 174 und einer Rückschlagsicherung 175, ein möglicher Überdruck abgelassen werden kann, und zwar mittel eines automatischen Abblasventils 176. Zur zusätzlichen Sicherung ist eine Bypassleitung 178 mit einem mechanischen Sicherheitsventil
179 vorgesehen, analog zur Ausführungsform nach Fig. 1. Auch hier wird ausströmendes Wasserstoffgas mittels einer Sicherheitsfackel 177 unschädlich verbrannt.
Das anfallende Sauerstoffgas wird mittels einer Vakuumpumpe 183 über eine Saugleitung
180 mit einer Rückschlagsicherung 182 und einer Absperrvorrichtung 181 , sowie einer Druckleitung 184 und 185 mit einer Rückschlagsicherung 186 und einer Absperrvorrichtung 187 in einen Druckgasspeicher 188 mit einer Druckregelvorrichtung 189 gefördert. An dem Druckgasspeicher 188 ist eine Druckentlastungsvorrichtung, bestehend aus einer Abblasleitung 190 mit einer Rückschlagsicherung 192 und einer Absperrvorrichtung 191 sowie einem ansteuerbaren Abblasventil 193 angeordnet. Die Abblasleitung 190 weist einen Bypass 194 mit einem mechanischen Sicherheitsventil 195 auf. Die Sauerstoffdruckleitung 184 ist mittels einer Druckleitung 196, in der eine Rückschlagsicherung 197 und eine Absperrvorrichtung 198 angeordnet sind, mit einer Trägergasleitung 199 verbunden, so dass eine entsprechend den jeweiligen Anforderungen teilweise Rückführung von Sauerstoff in den Trägerkreislauf erfolgen kann, falls dieses entsprechend der jeweiligen Aufgabenstellung erforderlich sein sollte. Das nachgetrocknete Trägergas gelangt aus dem Elektrolysator 58 über die Trägergasleitung 199 mit einer Durchflussmengen-Messeinrichtung 100 und einer Druck- und Temperaturmesseinrichtung 101 wieder in den Trägergaskreislauf zurück.
In der Fig. 3 ist schließlich eine schematische Fließbilddarstellung einer weiteren Erfindungsvariante gezeigt, bei der ebenfalls wiederum wesentliche Anlagenbestandteile identisch denjenigen der Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 entsprechen, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungsformen der Fig. 1 verwiesen wird. Im Unterschied zu den Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 kann gemäß der Ausführungsform der Fig. 3 entsprechend den Anforderungen an den Grad der Trocknung des trockenen Trägergasstroms bzw. auch in Abhängigkeit vom Bedarf an Wasserstoff, nur ein Teil des heißen, mit Wasserdampf be- ladenen Trägergases einem Wasserdampf-Elektrolysator zugeführt werden. Die gewählte Teilmenge an heißem, nassem Wasserdampf-Trägergasgemisch wird mittels einer Mengen- messeinrichtung 263 in einer Zuleitung 262 zur Elektrolysezelle bzw. zum Elektrolysator 265 geführt, wobei die vorgewählte Menge mittels der Durchflussmengen-Messeinrichtung 263 über eine Regelventil 264 eingestellt wird. In dem Elektrolysator 265 sind mindestens eine Anode 267 und eine Kathode 266 angeordnet. Diese Elektroden 266, 267 werden mittels eines Gleichrichters 269 mit elektrischer Energie versorgt. Die Kathode 266 ist dabei mittels einer ionenspezifischen Membran vom Reaktionsraum getrennt, durch die das anfallende Wasserstoffgas hindurchdiffundieren kann, das Restgas dagegen nicht. Die Absaugung erfolgt hier über eine Rohrleitung 272, in der eine Absperrvorrichtung 273 und eine Rückschlagsicherung 274 angeordnet sind, und zwar mittels einer Vakuumpumpe 275. Über eine Druckleitung 276, in der eine Rückschlagsicherung 278 und eine Absperrvorrichtung 279 angeordnet sind, wird das Wasserstoffgas in einen Druckgasspeicher 280 gefördert. Am Druckgasspeicher 280 ist eine Druckregel- und Alarmeinrichtung 281 zur Überwachung und Sicherung angebracht, durch die, über eine Leitung 282 mit einem Absperrventil 283 und einer Rückschlagsicherung 284, ein möglicher Überdruck mittels eines automatischen Abblasventils 285 abgelassen werden kann. Zur zusätzlichen Sicherung ist auch hier eine Bypassleitung 286 mit einem mechanischen Sicherheitsventil 287 in der bereits zuvor in Verbindung mit der Fig. 1 geschilderten Art und Weise vorgesehen. Das ausströmende Wasserstoffgas kann auch hier wiederum mittels einer Sicherheitsfackel 283 unschädlich abgefackelt werden. Das nachgetrocknete Trägergas gelangt aus dem Elektrolysator 265 über eine Leitung 270 mit einer Durchflussmengen-Messeinrichtung 250 und einer Druck- und Temperatur-Messeinrichtung 249 wieder in den Trägergaskreislauf über eine Leitung 248 zurück. Über diese Leitung 248 wir auch der ggf. nicht in den Elektrolysator 265 eingebrachte Teilstrom des heißen Wasserdampf-Trägergasstromes in den Trägergaskreislauf in der zuvor geschilderten Art und Weise zurückgeführt. Der Gehalt an Wasserstoff im getrockneten Trägergasstrom kann mittels einer Messeinrichtung 271 gemessen werden, die eine Rückkopplung zum Regelventil 264 mitsamt Durchflussmengenmessung über die Mengenmesseinrichtung 263 beinhaltet.
Die Verfahrensführung und Vorrichtung gemäß Fig. 3 wurde hier analog zur Fig. 1 mit lediglich der Abspaltung von Wasserstoff geschildert. Selbstverständlich kann diese Variante auch in Verbindung mit einer Ausgestaltung nach Fig. 2 Verwendung finden, gemäß der sowohl Wasserstoffgas als auch Sauerstoffgas im Rahmen der Elektrolyse abgespalten werden. Die Fig. 4 zeigt eine weitere alternative Verfahrensführung und Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit, insbesondere einer Abfallflüssigkeit, die im Wesentlichen auf der Verfahrensführung gemäß dem schematischen Fließbild der Fig. 2 beruht, bei dem ein Druckgasspeicher 171 für das Wasserstoffgas und ein Druckgasspeicher 188 für das Sauerstoffgas vorgesehen ist. Insofern werden nachfolgend lediglich Änderungen gegenüber dieser Verfahrensführung und Vorrichtung näher erläutert.
Über eine Ventileinrichtung 301 , 302, die jeweils entsprechend vorgegebener Betriebspara- meter von einer hier nicht dargestellten Steuer- und Regeleinrichtung angesteuert werden, wird zu vorgegebenen Zeiten eine vorgegebene Menge an Wasserstoffgas bzw. Sauerstoffgas aus den beiden Druckgasspeichern 171 , 188 entnommen und einer Brennstoffzelle 303 zugeführt. Mittels dieser Brennstoffzelle 303 kann dann elektrische Energie erzeugt werden, die wiederum ausgewählten elektrischen Verbrauchern der erfindungsgemäßen Aufberei- tungsanlage zugeführt werden kann, wie dies nachfolgend noch näher erläutert wird.
Wie dies der Fig. 4 weiter entnommen werden kann, wird im Unterschied zur Verfahrensführung gemäß den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 das vom Konzentratsammelbehälter 97 abströmende, heiße Konzentrat, das einen relativ hohen Flüssigkeitsanteil aufweist über die Rohrleitung 99 einem weiteren Wasserdampf-Elektrolysator 304 zugeführt, und zwar im hier gezeigten Beispielfall der gesamte Konzentratstrom, wobei jedoch auch lediglich die Zuführung eines Teilstroms möglich ist. Der Wasserdampf-Elektrolysator 304 ist im Wesentlichen baugleich mit dem Wasserdampf-Elektrolysator 58 und weist ebenfalls wenigstens eine Katode 305 bzw. wenigstens eine Anode 306 auf. Bezüglich des weiteren Aufbaus und der Funktionsweise wird hier zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des Wasserdampf-Elektrolysators 58 verwiesen, die hier analog gilt. Das im Wasserdampf- Elektrolysator 304 erzeugte Wasserstoffgas bzw. Sauerstoffgas wird über z. B. Vakuumpumpen 307, 308 vom Wasserdampf-Elektrolysator 304 abgezogen und in den jeweils zugeordneten Druckgasspeicher 171 für das Wasserstoffgas und 188 für das Sauerstoffgas eingespeichert.
Der den Wasserdampf-Elektrolysator 304 verlassende, getrocknete Konzentratstrom 309 wird dann einem Konzentrat/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher 310 zugeführt, der weiter von der Aufbereitungsflüssigkeit 1 durchströmt wird, wobei der heiße Konzentratstrom 309 Wärme an die Abfallflüssigkeit 1 abgibt und diese weiter vorwärmt. Nach dieser Vorerwärmung im Konzentrat/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher 310 wird die so vorerwärmte Aufbereitungsflüssigkeit 1 einer Pumpenvorlage 311 zugeführt, aus der heraus dann die Aufbereitungsflüssigkeit im vorerwärmten Zustand mittels der Pumpe 2 in der zuvor beschriebenen Art und Weise abgezogen werden kann.
Der im Konzentrat/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher 310 abgekühlte Konzentratstrom 312 wird anschließend einem mittels Solarenergie betriebenen thermischen Trockner 312 zugeführt, wo die Resttrocknung erfolgt und z. B. Salze oder Metalle als Wertstoffe erhalten werden. Wie dies durch die strichlierten Linien 313 und 314 lediglich schematisch dargestellt ist, kann die Energieversorgung der Wasserdampf-Elektrolysatoren 58 und 304 wenigstens zum Teil mittels der von der Brennstoffzelle 303 gelieferten elektrischen Energie erfolgen.
Gemäß einer weiteren, alternativen Variante zu den Verfahrensführungen gemäß den Fig. 1 bis 3 ist bei der Verfahrensführung der Fig. 4 vorgesehen, die als Kühler fungierenden Wärmetauscher 17 und 50 in dieser Reihenfolge zusätzlich mit dem den Vorerwärmungs- Wärmetauscher 7 verlassenden Kondensatstrom zu beaufschlagen, wodurch die Effektivität der Abscheidung der Mittelsieder im Sammelbehälter 51 und die Effektivität der Abscheidung der Niedersieder im Sammelbehälter 18 nochmals zusätzlich gesteigert werden kann. Grundsätzlich ist aber auch eine Führung derart möglich, dass die Aufbereitungsflüssigkeit zur Kondensation herangezogen wird, was aber hier nicht dargestellt ist. Nach dem Durchströmen der beiden Wärmetauscher 17 und 50 verlässt dann das Kondensat als z. B. Brauchwasser über die Rohrleitung 315 die Aufbereitungsanlage. Wie dies in der Fig. 4 weiter dargestellt ist, kann aus den Sammelbehältern 18, 51 kopfseitig über ein Gebläse 321 Luft abgesaugt und über einen Abluftfilter 322 geführt werden, bevor die Luft als gereinigte Abluft 323 in die Umgebung abgegeben wird.
Im weiteren Unterschied zur Verfahrensführung gemäß den Ausgestaltungen der Aufberei- tungsanlage nach den Fig. 1 bis 3 sind zudem hier zwei Verdichter 36 vorgesehen, denen jeweils Teilströme des den Tropfenabscheider 32 verlassenden Trägergas-Trockendampfgemisches über die Rohrleitung 33 zugeführt werden. In den auch als Booster bezeichneten Verdichter 36 wird das Trägergas-Trockendampfgemisch, wie zuvor beschrieben, unter gleichzeitiger Temperaturerhöhung auf den gewünschten Betriebsdruck gebracht. Der Einsatz von zwei Verdichtern 36 erhöht hierbei wesentlich den Durchsatz durch diese Verdichtungsstation. Wahlweise kann, durch entsprechende Ventilsteuerung, aber auch lediglich ein Verdichter 36 im Betrieb sein, d. h., dass der zweite Verdichter abgeschaltet ist und gegebenenfalls bei Bedarf zugeschalten werden kann. Grundsätzlich können auch mehr als zwei Verdichter verwendet werden, was hier aber nicht mehr explizit beschrieben wird.
Zur Kühlung der beiden Verdichter 36 ist ein Kühlkreislauf 316 vorgesehen, der zwei Pumpen 317, 318 umfasst, die Kühlflüssigkeit, bevorzugt Wasser aus einem Vorratsbehälter 320 als Pumpenvorlage zu den beiden Verdichtern 36 pumpen, wo die Kühlflüssigkeit die Verdichter 36 kühlt und dann anschließend im vorgewärmten Zustand über einen Kühlflüssigkeit/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher 319 geführt wird, der andererseits auch von der Aufbereitungsflüssigkeit 1 durchströmt wird, so dass die Aufbereitungsflüssigkeit 1 durch diese Maßnahme ebenfalls vorgewärmt wird. Konkret wird hier das öl in den Verdichtern 36 im Wesentlichen gekühlt, um eine Diffusion von öldämpfen in den Kompressionsraum zu vermeiden und die Schmierfähigkeit zu erhalten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, insbesondere von Meer- und/oder Brackwasser und/oder einer Abfallflüssigkeit und/oder Abwasser, bei dem einem Trägergasstrom als Schleppgasstrom eine vorgegebene Menge einer aufzubereiten- den Flüssigkeit zugeführt wird, wobei in einer vorgegebenen Aufbereitungsstufe oder
Aufbereitungsstation ein mit Wasserdampf beladener Trägergasstrom als heißer Wasserdampf-Trägergasstrom vorliegt oder bereitgestellt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Teilstrom des heißen Wasserdampf-Trägergasstromes einer Wasserdampf-Elektrolyse unterworfen wird, in der wenigstens ein Teil des Wasserstoffes und/oder Sauerstoffes vom heißen Wasserdampf-Trägergasstrom abgespalten und ein getrockneter Trägergasstrom erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der heiße Wasserdampf- Trägergasstrom eine Temperatur zwischen 700C bis 3000C, bevorzugt eine Temperatur zwischen 900C bis 2500C aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der heiße Wasserdampf-Trägergasstrom einen Betriebsdruck zwischen 1 bar und 11 bar absolut aufweist.
4. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilstrom eines vom Trägergasstrom abgezweigten oder abgeleiteten, mit Wasserdampf beladenen Eduktstromes als heißer Wasserdampf-Edukt- strom einer Wasserdampf-Elektrolyse unterworfen wird, in der wenigstens ein Teil des Wasserstoffes und/oder Sauerstoffes vom heißen Wasserdampf-Eduktstrom abgespalten und ein getrockneter Eduktstrom erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der heiße Wasserdampf-Trägergasstrom und/oder der heiße Wasserdampf-Eduktstrom zur Wasserdampf-Elektrolyse in einen Reaktionsraum eines Wasserdampf-Elektrolysators (58; 265; 305) geleitet wird, in dem wenigstens eine Anode und wenigstens eine Kathode als Elektroden (59, 60; 266, 267; 305, 306) angeordnet sind, denen von einer
Energieversorgungseinrichtung (62; 163; 269; 303), insbesondere von einem Gleichrichter, elektrische Energie zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ge- samte heiße Wasserdampf-Trägergasstrom und/oder der gesamte heiße Wasserdampf-Eduktstrom der Wasserdampf-Elektrolyse zugeführt wird oder dass alternativ hierzu eine in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern, insbesondere vom Trock- nungsgrad und/oder vom Wasserstoffbedarf und/oder vom Sauerstoffbedarf, vorgegebene Menge des heißen Wasserdampf-Trägergasstroms und/oder Wasserdampf- Eduktstromes der Wasserdampf-Elektrolyse zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im letzteren Falle die der Wasserdampf-Elektrolyse zugeführte Menge des heißen Wasserdampf-Trägergases und/oder des heißen Wasserdampf-Eduktstromes mittels einer Regeleinrichtung (264) vorgegeben wird, mittels der eine in der Zuleitung (262) zu einem Wasserdampf- Elektrolysator (265) angeordnete und mit der Regeleinrichtung (264) gekoppelte Stell- und/oder Messeinrichtung (263), insbesondere eine Durchflussmengen-, Stell- und
Messeinrichtung angesteuert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Wasserdampf-Elektrolyse kommende getrocknete Trägergasstrom und/oder Eduktstrom über wenigstens eine Gasgehalt-Messeinrichtung (271) geführt wird, in der der Gehalt an Wasserstoff und/oder Sauerstoff im getrockneten Trägergasstrom und/oder getrockneten Eduktstrom ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Gas- gehalt-Messeinrichtung (271) ermittelte Sauerstoff- und/oder Wasserstoffbeladung des getrockneten Trägergasstroms und/oder des getrockneten Eduktstroms der Regeleinrichtung (264) als Parameter zugeführt und wenigstens in Abhängigkeit von dieser Gasbeladung die der Wasserdampf-Elektrolyse zuzuführende Menge des heißen Wasserdampf-Trägergasstroms und/oder des heißen Wasserdampf-Eduktstromes ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des bei der Wasserdampf-Elektrolyse gewonnenen Wasserstoffes und/oder Sauerstoffes vom Wasserdampf-Elektrolysator (58; 265) abgezogen und in einen Gasspeicher (77; 171 , 188; 280), insbesondere in einem Druckgasspeicher, eingespeichert oder zwischengespeichert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse gewonnene Wasserstoff und/oder Sauerstoff einer Brennstoffzelle (303) zugeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 und Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der in einem Gasspeicher (171 , 188) zwischengespeicherte Wasserstoff und/oder Sauerstoff, insbesondere der in einem Wasserstoff-Gasspeicher zwischengespeicherte Wasser- Stoff und der in einem Sauerstoff-Gasspeicher zwischengespeicherte Sauerstoff, mittels einer Steuer- und Regeleinrichtung zu vorgegebenen Zeiten und in vorgegebenen Mengen der Brennstoffzelle (303) zugeführt wird bzw. werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der mittels der Brennstoffzelle (303) erzeugten elektrischen Energie wenigstens einem elektrischen Verbraucher (58; 304) einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zugeführt wird, insbesondere einem Wasserdampf- Elektrolysator (58) für den heißen Wasserdampf-Trägerstrom und/oder einem Wasser- dampf-Elektrolysator (304) für den heißen Wasserdampf-Eduktstrom.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigs- tens einer Teilmenge des getrockneten Trägergasstroms eine aufzubereitende Flüssigkeit, insbesondere ein aufzubereitendes Meer- und/oder Brackwasser oder eine aufzubereitende Abfallflüssigkeit und/oder ein aufzubereitendes Abwasser, zugeführt wird, insbesondere dergestalt, dass die aufzubereitende Flüssigkeit im Trägergasstrom verteilt und/oder von diesem einer vorgegebenen Anzahl von Aufbereitungsstationen zugeführt wird, in der oder in denen der Trägergasstrom fraktioniert und/oder sukzessive von den in der aufzubereitenden Flüssigkeit enthaltenen festen und/oder flüssigen und/oder gasförmigen Verunreinigungen befreit und ein heißer Wasserdampf-Trägergasstrom bereitgestellt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubereitende Flüssigkeit aus einer Basisflüssigkeit mit darin enthaltenen und/oder gelösten, im wesentlichen flüssigen und/oder gasförmigen und/oder salzförmigen Verunreinigungen besteht, wobei die Trennung der Verunreinigungen von der Basisflüssigkeit dergestalt durchgeführt wird,
dass die Aufbereitungsflüssigkeit zur Vorerwärmung und Vorreinigung wenigstens einer Vorerwärmungs/Abscheideeinrichtung (7, 14) zugeführt wird, in der die Aufbereitungsflüssigkeit auf eine Temperatur unterhalb der Siedetemperatur der Basisflüssigkeit vorerwärmt wird, so dass die bezüglich der Basisflüssigkeit niedersiedenden flüssigen Verunreinigungen verdampfen und/oder die gasförmigen Verunreinigungen thermisch ausgetrieben sowie anschließend die so verdampften und/oder ausgetriebenen Verunreinigungen abgeschieden werden,
dass der derart vorerwärmten und vorgereinigten Aufbereitungsflüssigkeit wenigstens ein Teilstrom des getrockneten Trägergases zugeführt wird und dieses Gemisch durch
Wärmezufuhr zu einem nassen Trägergas-Dampfgemisch verdampft wird dergestalt, dass die Basisflüssigkeit verdampft ist und die flüssigen Verunreinigungen mit Siedetemperaturen über der Siedetemperatur der Basisflüssigkeit als Restflüssigkeitsanteil und/oder die in der Basisflüssigkeit enthaltenen Salze als Salzsole verbleiben,
dass dieses nasse Trägergas-Dampfgemisch einem Konzentratabscheider (30) zugeführt wird, in dem der Restflüssigkeitsanteil und/oder die Salzsole als Konzentrat abgeschieden wird,
dass das vom Restflüssigkeitsanteil und/oder der Salzsole befreite und damit gereinigte Trägergas-Dampfgemisch als Trägergas-Trockendampfgemisch komprimiert und dann abgekühlt wird, so dass die Basisflüssigkeit kondensiert und in einem nachgeordneten Kondensatabscheider (43) abgeschieden wird, während ein heißer Wasserdampf-Trägerstrom der Wasserdampf-Elektrolyse zugeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 4 und Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das im Konzentratabscheider (30) abgeschiedene Konzentrat als heißer Wasserdampf-Edukt- ström, insbesondere mit einer Temperatur zwischen 1000C und 1500C1 der Wasserdampf-Elektrolyse zugeführt wird, mittels der ein getrockneter Konzentratstrom (309) bereitgestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die in wenigstens einem Vorerwärmungs-Wärmetauscher (7) jeder Vorerwärmungs/Abscheideeinrichtung (7, 14) vorgewärmte und aufzubereitende Aufbereitungsflüssigkeit einer Entspannungsvorrichtung als Bestandteil einer Abscheideeinrichtung (14) einer Vorer- wärmungs-/Abscheideeinrichtung (7, 14) zugeführt wird, mit der eine Abscheidung der niedersiedenden dampfförmigen Verunreinigungen und/oder gasförmigen Verunreinigungen erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorerwärmungs-Wärmetauscher (7) ein Kondensat/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärme- tauscher ist, mit dem eine Vorerwärmung durch das heiße aus einem Kondensatsammelbehälter (44) kommende Kondensat erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Wärmezufuhr für die Vorerwärmung der Aufbereitungsflüssigkeit in einem Konzentrat/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher (310) durch den heißen von der Wasserdampf-Elektrolyse kommenden getrockneten Konzentratstrom (309) erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der im Konzentrat/Aufbe- reitungsflüssigkeit-Wärmetauscher (310) abgekühlte getrocknete Konzentratstrom zur
Nachtrocknung und/oder zur Bereitstellung einer vollständig getrockneten Konzentrat- Wertstoffcharge einem thermischen Trockner (312), insbesondere einem mit regenerativer Energie, insbesondere Solarenergie betriebenen Trockner zugeführt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsflüssigkeit im wenigstens einen Vorerwärmungs-Wärmetauscher (7, 310, 319) bis möglichst nahe an die Verdampfungstemperatur der Basisflüssigkeit vorerwärmt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Wärmezufuhr für die Verdampfung zu dem nassen Trägergas- Dampfgemisch in wenigstens einem Verdampfer/Kondensations-Wärmetauscher (27) durch das abströmende, komprimierte und gereinigte Trägergas-Trockendampfgemisch erfolgt, das in diesem wenigstens einen Verdampfer/Kondensations-Wärmetau- scher (27) durch die Wärmeabgabe zumindest teilweise kondensieren kann.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Trägergaskreislauf wenigstens ein Verdichter (36) angeordnet ist, der mittels einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, wobei der Brennkraftmaschine im Rahmen der Wasserstoff-Elektrolyse gewonnener Wasserstoff zugeführt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mit einer Elektromaschine, insbesondere mit einem Elektro-Generator gekoppelt ist dergestalt, dass die Brennkraftmaschine im Betriebszustand den Elektro-Generator antreibt, der elektrische Energie erzeugt.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Trägergas, vorzugsweise Luft oder ein Inertgas, in einem geschlossenen Trägergas-Kreislauf geführt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass für den Anfahrvorgangoder bei einem Verlust von Trägergas im Trägergaskreislauf aus einem angeschlossenen Trägergasspeicher (93), vorzugsweise einem Trägergasspeicher (93) mit Kompressor, Trägergas zugegeben oder nachgefüllt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung von Trägergasverlusten die Wellendichtungen eines Verdichters (36) mittels Druckgas, bevorzugt aus dem Trägergasspeicher (93), mit einem vorgegebenen Überdruck, vorzugsweise einem Überdruck von wenigstens 2 bar, über dem maximalen Druck im Kompressionsraum des Verdichters (36) zusätzlich abgedichtet sind.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von Luft als Trägergas dieses aus der Umgebung, vorzugsweise über einen Kompressor (86), angesaugt wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff im Falle einer für den Aufbereitungsvorgang vorgegebenen Nassoxidation im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse nicht abgespalten und im Trägergas belassen wird oder der im Rahmen der Wasserdampf-Elektrolyse abgespaltene und zwischengespeicherte Sauerstoff zu vorgegebenen Zeiten in vorgegebenen Mengen dem Trägergas zugeführt wird.
30. Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, insbesondere von Meer- und/oder Brackwasser und/oder einer Abfallflüssigkeit und/oder Abwasser, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 29,
mit einem Trägergasstrom als Schleppgasstrom, dem eine aufzubereitende Flüssigkeit zuführbar ist, wobei wenigstens eine Einrichtung vorgesehen ist, die in einer vorgegebenen Aufbereitungsstufe oder Aufbereitungsstation einen mit Wasserdampf bela- denen Trägergasstrom als heißen Wasserdampf-Trägergasstrom bereitstellt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der wenigstens einen, den heißen Wasserdampf-Trägergasstrom bereitstellenden
Einrichtung (43) ein Wasserdampf-Elektrolysator (58; 265) als Gastrockner nachge- schaltet ist, dem wenigstens ein Teilstrom des heißen Wasserdampf-Trägergasstromes zuführbar ist und in dem wenigstens ein Teil des Wasserstoffes und/oder Sauerstoffes vom heißen Wasserdampf-Trägergasstrom abgespalten und ein getrockneter Trägergasstrom erzeugt wird.
31. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass wenigs- tens eine Einrichtung (30) vorgesehen ist, die einen vom Trägergasstrom abgezweigten oder abgeleiteten, mit Wasserdampf beladenen Eduktstrom als heißen Was- serdampf-Eduktstrom bereitstellt, und
dass der wenigstens einen, den heißen Wasserdampf-Eduktstrom bereitstellenden Einrichtung ein Wasserdampf-Elektrolysator (304) nachgeschaltet ist, dem wenigstens ein Teilstrom des heißen Wasserdampf-Edukststromes zuführbar ist und in dem wenigstens ein Teil des Wasserstoffes und/oder Sauerstoffes vom heißen Wasserdampf-Eduktstrom abgespalten und ein getrockneter Eduktstrom (309) erzeugt wird.
32. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder 31 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasserdampf-Elektrolysator (58; 265; 304) eine Absperrvorrichtung (57; 264) vorgeschaltet ist, und
dass in dem Reaktionsraum des Wasserdampf-Elektrolysators (58; 265; 304) we- nigstens eine Anode und wenigstens eine Kathode als Elektroden (59, 60; 266, 267;
305, 306) angeordnet sind, die mit einer Energieversorgungseinrichtung (62; 163; 269; 303), insbesondere einem Gleichrichter, gekoppelt sind.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktionsraum des Elektrolysators (58; 265; 304) eine Membrananordnung vorgesehen ist, die den einzelnen Elektroden (59, 60; 266, 267; 305, 306) so zugeordnet ist, dass über diese Membrananordnung nur Wasserstoff oder Sauerstoff zu der jeweils zugeordneten Elektrode (59, 60; 266, 267; 305, 306) diffundiert.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass das an den jeweiligen Elektroden (59, 60; 266, 267; 305, 306) anfallende Gas mittels einer Absaug- und/oder Pumpeinrichtung (72; 167, 183; 275; 307, 308), insbesondere einer Vakuumpumpe, über eine der jeweiligen Elektrode (59, 60; 266, 267; 305, 306) zugeordnete Rohrleitung (69; 164, 180; 272) absaugbar ist und/oder dass in der Rohrleitung (69; 164, 180; 272) eine Absperrvorrichtung (70; 165, 181 ; 273) und/oder eine Rückschlagsicherung (71 ; 166, 182; 274) zwischen dem Elektrolysator (58; 265; 304) und der Absaug- und/oder Pumpenvorrichtung (72; 167, 183; 275; 307, 308) angeordnet ist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass von der Absaug- und/oder Pumpeinrichtung (72; 167, 183; 275; 307, 308) eine Gasspeicher-Rohrleitung (73; 168, 184, 185; 276), insbesondere eine Druckleitung, zu einem Gasspeicher (77; 171 , 188; 280), insbesondere einem Druckgasspeicher, geführt ist, in der vorzugsweise ferner eine Absperrvorrichtung (76; 170, 187; 279) und/oder eine Rückschlagsicherung (75; 169, 186; 278) angeordnet ist.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass dem als Druckgasspeicher ausgebildeten Gasspeicher (77; 171 , 188; 280) eine Druckregel- und/oder Alarmeinrichtung (78; 172, 189; 281) zugeordnet ist, die über eine Abblasleitung (79; 173, 190; 282), die eine Absperrvorrichtung (80; 174, 191 ; 283) und/oder eine Rückschlagsicherung (81 ; 175, 192; 284) aufweist, eine Abblasvorrichtung (82; 176,
193; 285) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Überdruck ansteuert.
37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblasvorrichtung (82; 176, 193; 285), insbesondere ein Abblasventil, mittels einer Bypassleitung (84; 178, 194; 286), in der ein mechanisches Sicherheitsventil (85; 179, 195; 287) angeordnet ist, überbrückt ist.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass einem Wasserstoffspeicher als Gasspeicher (77; 171 ; 280) eine Sicherheitsfackel (83; 177, 283) in der Abblasleitung (79; 173; 282) nachgeschaltet ist.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass einem Sauerstoffspeicher (188) als Gasspeicher eine Sauerstoff-Rohrleitung (196) zugeordnet ist, vorzugsweise mit einer Absperrvorrichtung (198) und/oder einer Rückschlagsicherung (197), über die mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zu vorgegebenen Zeiten eine vorgegebene Menge Sauerstoff in den getrockneten Trägergasstrom einspeisbar ist.
40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoff- Rohrleitung (196) von der Gasspeicher-Rohrleitung (184, 185) abzweigt und in eine den getrockneten Trägergasstrom führende Trägergasleitung (199) mündet.
41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasserdampf-Elektrolysator (58; 265) eine Trägergasleitung (63; 199; 270) nachge- schaltet ist, über die der getrocknete Trägergasstrom vom Wasserdampf-Elektrolysator
(58; 265) abziehbar ist.
42. Vorrichtung nach Anspruch 41 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Trägergasleitung (63; 199; 270) wenigstens eine Messeinrichtung (64, 65; 100, 101 ; 249, 250) ange- ordnet ist, insbesondere zur Erfassung der Durchflussmenge und/oder der Temperatur und/oder dem Druck.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasserstoff-Elektrolysator (265) eine Regeleinrichtung (264), insbesondere ein mittels einer Regeleinrichtung ansteuerbares Regelventil vorgeschaltet ist, mittels der in
Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern, insbesondere vom Trocknungsgrad und/oder vom Wasserstoffbedarf und/oder vom Sauerstoffbedarf, eine vorgegebene Menge des heißen Wasserdampf-Trägergasstroms und/oder des heißen Wasser- dampf-Eduktstromes dem Wasserdampf-Elektrolysator (265; 304) zugeführt wird.
44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene Menge des heißen Wasserdampf-Trägergases über eine in einer Zuleitung (262) zum Wasserdampf-Elektrolysator (265) angeordnete und mit der Regeleinrichtung (264) gekoppelte Messeinrichtung (263), insbesondere eine Durchflussmengen-Messeinrichtung, geführt ist.
45. Vorrichtung nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass vom Elektro- lysator (265) eine Trägergasleitung (270) abzweigt, der wenigstens eine Gasgehalt- Messeinrichtung (271) zugeordnet ist.
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die den heißen Wasserdampf-Trägergasstrom zur Verfügung stellende Einrichtung durch eine Abscheidevorrichtung, insbesondere durch einen Kondensatabscheider (43) gebildet ist, der ein mittels wenigstens einer Aufbereitungsstation von festen und/oder flüssigen und/oder gasförmigen Verunreinigungen befreites Trägergas-Trockendampfgemisch zuführbar ist.
47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vorerwärmungs-/Abscheideeinrichtung (7, 14) zur Vorerwärmung und Vorreinigung der Aufbereitungsflüssigkeit vorgesehen ist, die jeweils wenigstens einen Vorerwärmungs-Wärmetauscher (7) und eine diesem nachgeschaltete Abscheideein- richtung (14) aufweist, dergestalt,
dass die Aufbereitungsflüssigkeit mittels dem Vorerwärmungs-Wärmetauscher (7) auf eine Temperatur unterhalb der Siedetemperatur der Basisflüssigkeit vorerwärmbar ist,
dass mittels der nachgeschalteten Abscheideeinrichtung (14) die bezüglich der
Basisflüssigkeit niedersiedenden flüssigen Verunreinigungen und/oder die gasförmigen Verunreinigungen abscheidbar sind,
dass eine Einmischvorrichtung (8) vorgesehen ist, die der wenigstens einen Vorer- wärmungs-/Abscheideeinrichtung (7, 14) nachgeschaltet ist und in der der vorerwärmten und vorgereinigten Aufbereitungsflüssigkeit vom Wasserdampf-Elektrolysator (58; 265) kommendes, getrocknetes Trägergas über eine Trägergasleitung (63; 199; 270) zuführbar ist, dergestalt,
dass in der Einmischvorrichtung (8) eine Verteilung, vorzugsweise eine Feinstverteilung, der Aufbereitungsflüssigkeit im Trägergas zu einem Trägergas-Aufbereitungsflüssigkeit-Gemisch durchführbar ist,
mit wenigstens einem der Einmischvorrichtung (8) nachgeschalteten Verdampfer/Kon- densations-Wärmetauscher (27) zur Verdampfung des Trägergas-Aufbereitungsflüssigkeit-Gemisches zu einem nassen Trägergas-Dampfgemisch, in der die Basisflüssigkeit verdampft ist und die flüssigen Verunreinigungen mit Siedetemperaturen über der Siedetemperatur der Basisflüssigkeit als Restflüssigkeitsanteil und/oder die in der Basisflüssigkeit enthaltenen Salze als Salzsole verbleiben,
mit einem dem wenigstens einen Verdampfer/Kondensations-Wärmetauscher (27) nachgeschalteten Konzentratabscheider (30) zur Abscheidung eines Konzentrates, insbesondere eines Restflüssigkeitsanteils und/oder einer Salzsole als Konzentrat, sowie eines Trägergas-Trockendampfgemisches vom nassen Trägergas-Dampfgemisch,
mit einem dem Konzentratabscheider (30) nachgeschalteten Kondensatabscheider
(43) als den heißen Wasserdampf-Trägergasstrom zur Verfügung stellende Einrichtung, dem das Trägergas-Trockendampfgemisch nach Durchlaufen des wenigstens einen Verdampfer/Kondensations-Wärmetauschers (27) und dortiger Kondensation der Basisflüssigkeit zur Abscheidung einerseits der Basisflüssigkeit als Kondensat und andererseits des heißen Wasserdampf-Trägergasstroms zuführbar ist.
48. Vorrichtung nach Anspruch 31 und 47, dadurch gekennzeichnet, dass das im Konzentratabscheider (30) abgeschiedene Konzentrat den heißen Wasserdampf-Edukt- strom bildet, der zu einem Wasserdampf-Elektrolysator (304) geführt ist.
49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorerwärmung der Aufbereitungsflüssigkeit dem Wasserdampf-Elektrolysator (304) ein Konzentrat/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher (310) nachgeschaltet ist, der einerseits vom mittels des Wasserdampf-Elektrolysators (304) getrockneten Konzentratstrom (309) und andererseits von der Aufbereitungsflüssigkeit (1) durchströmt ist.
50. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermischer Trockner (312), insbesondere ein mit Solarenergie betriebener Trockner, vorgesehen ist, dem der vom Konzentrat/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher (310) kommende Konzentratstrom zugeführt ist.
51. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideeinrichtung (14) jeder Vorerwärmungs/Abscheideeinrichtung (7, 14) eine dem Vorerwärmungs-Wärmetauscher (7) nachgeschaltete Entspannungsvorrichtung zur Abscheidung von bezüglich der Basisflüssigkeit niedersiedenden dampfförmigen
Verunreinigungen und/oder von gasförmigen Verunreinigungen aufweist.
52. Vorrichtung nach Anspruch 51 , dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungsvorrichtung durch einen Entspannungsbehälter (14) mit zugeordneter Pumpe (21 ) oder durch eine Pervaporationsmembrananlage gebildet ist.
53. Vorrichtung nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet,
dass der Entspannungsvorrichtung eine Kühlvorrichtung mit Wärmetauscher (17) als weiterer Bestandteil der Abscheideeinrichtung (14) nachgeordnet ist, und
dass der Kühlvorrichtung mit Wärmetauscher (17) ein Sammelbehälter (18) als weiterer Bestandteil der Abscheideeinrichtung nachgeschaltet ist dergestalt,
dass beim Kühlvorgang ein Unterdruck in einer Saugleitung (16) erzeugbar ist, durch den die abgeschiedenen Verunreinigungen aus der Entspannungsvorrichtung absaugbar sind.
54. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorerwärmungs-Wärmetauscher (7) durch einen Kondensat/Aufbereitungsflüssigkeit- Wärmetauscher gebildet ist.
55. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilbereich einer Zuführleitung vom Konzentratabscheider (30) zum Kondensatabscheider (43) als Trägergas-Trockendampfgemisch-Druckleitung (37) mit wenigstens einem vorgeschaltetem Verdichter (36) zur Druck- und Temperaturerhöhung des Trägergas-Trockdampfgemisches ausgebildet ist, wobei in der Druck- leitung (37) zur Betriebsüberwachung vorzugsweise wenigstens eine Messvorrichtung, vorzugsweise wenigstens eine Durchflussmessvorrichtung und/oder wenigstens eine Temperaturmessvorrichtung und/oder wenigstens eine Druckmessvorrichtung angeordnet ist, die Bestandteil eines Regelkreises sind.
56. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Trägergas in einem geschlossenen Trägergaskreislauf geführt ist, wobei für den Anfahrvorgang oder bei einem Verlust von Trägergas im Trägergaskreislauf ein Trägergasspeicher (93) vorgesehen ist, mittels dem dem Trägergaskreislauf Trägergas zuführbar ist.
57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass dem Trägergasspeicher (93) ein Kompressor (86) vorgeschaltet ist, mittels dem im Falle von Luft als Trägergas Umgebungsluft ansaugbar und in den Trägergasspeicher (93) einspeicherbar ist.
58. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Brennstoffzelle (303) vorgesehen ist, der Wasserstoff und/oder Sauerstoff entsprechend vorgebbarer Betriebsparameter von dem wenigstens einen Wasserdampf-Elektrolysator (58, 304) zuführbar ist.
59. Vorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (30) wenigstens einem Gasspeicher (171 ; 188) für Wasserstoff und/oder Sauerstoff nachgeschaltet ist, aus dem heraus der Brennstoffzelle (303) Wasserstoff und/oder Sauerstoff entsprechend vorgegebener Betriebsparameter zuführbar ist.
60. Vorrichtung nach Anspruch 58 oder 59, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (303) mit wenigstens einem elektrischen Verbraucher einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten gekoppelt ist und diesem elektrische Energie zuführt, insbesondere mit einem Gleichrichter eines Wasserdampf-Elektrolysators (58, 304) und/oder einem Wasserdampf-Elektrolysator (58, 304) selbst.
61. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass im Trägergaskreislauf wenigstens ein Verdichter (36), insbesondere dem Konzentratabscheider (30) nachgeschaltet, vorgesehen ist, der mittels einer Brennkraftmaschine antreibbar ist, wobei der Brennkraftmaschine zur Verbrennung Wasserstoff aus dem wenigstens einen Wasserdampf-Elektrolysator (58, 304), insbesondere aus einem dem wenigstens einen Wasserdampf-Elektrolysator (58, 304) nachgeschalteten Gasspeicher (171 , 188) zuführbar ist.
62. Vorrichtung nach Anspruch 61 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mit einer Elektromaschine, insbesondere mit einem Elektro-Generator gekoppelt ist.
63. Vorrichtung nach Anspruch 61 oder 61 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdichter- Kühlkreislauf (316) über einen Kühlflüssigkeit/Aufbereitungsflüssigkeit-Wärmetauscher (319) geführt ist zur Vorerwärmung der Aufbereitungsflüssigkeit (1).
64. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Windkraftwerk und/oder einem Biomasseheizkraftwerk und/oder einer Biogasanlage und/oder einer Photovoltaikanlage und/oder einem Wasserkraftwerk zur Energiebereitstellung gekoppelt ist.
65. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Spülvorrichtung mit wenigstens einer Spülpumpe und/oder mit wenigstens einem Spülflüssigkeitsbehälter aufweist, mittels der die Anlage entsprechend einem vorgegebenen Spülprogramm gespült wird.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100126876A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-27 Peters Bruce H Water Purification
US20100154429A1 (en) * 2008-11-24 2010-06-24 Peters Bruce H Water Purification
US20100224477A1 (en) * 2009-03-09 2010-09-09 Peters Bruce H Water Purification
DE102009012668A1 (de) * 2009-03-13 2010-09-16 E.On Anlagenservice Gmbh Verfahren und Anlage zur Verwertung von Biomasse
EP2507410B1 (de) * 2009-12-01 2017-11-01 Neubert, Susanne Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von wasserstoff mittels elektrolyse
EP2377972B1 (de) * 2010-04-19 2014-03-05 GP Joule Holding GmbH & Co. KG Gerät zur elektrischen Erzeugung von Wasserstoff
US20110281959A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 The Government Of The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Extraction of Carbon Dioxide and Hydrogen From Seawater and Hydrocarbon Production Therefrom
US20120244485A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Shawn Mikuski Heating system with integrated hydrogen generation
WO2012134521A1 (en) 2011-03-30 2012-10-04 Altmerge, Llc Systems and methods of producing chemical compounds
US9187335B2 (en) 2011-03-30 2015-11-17 Altmerge, Llc Pulse jet water desalination and purification
US8721980B2 (en) 2011-03-30 2014-05-13 Altmerge, Llc Systems and methods of producing chemical compounds
US10329171B2 (en) 2011-12-22 2019-06-25 Water Standard Company (Mi) Method and control devices for production of consistent water quality from membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations
US10343118B2 (en) * 2011-12-22 2019-07-09 Water Standard Company (Mi) Method and control devices for production of consistent water quality from membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations
CN102786174B (zh) * 2012-03-29 2013-12-18 波鹰(厦门)科技有限公司 海水淡化装置及其方法
CN103290633B (zh) * 2013-05-31 2015-01-21 浙江斯帝特新能源有限公司 一种梯级利用热能的太阳能染色机系统
CN109395224A (zh) * 2013-06-19 2019-03-01 上海潓美医疗科技有限公司 保健气体产生器
DE102014200785A1 (de) * 2014-01-17 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden eines auskondensierbaren Fremdstoffs aus einem Gasgemisch
DE102014108085A1 (de) 2014-06-06 2015-12-17 Sunfire Gmbh Elektrolyseverfahren
JP6636790B2 (ja) * 2015-12-18 2020-01-29 株式会社東芝 過酸化水素生成装置
TWM536542U (zh) * 2016-07-27 2017-02-11 林信湧 保健氣體產生系統
KR20180066579A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 엘지전자 주식회사 음용수 공급 장치 및 그 제어 방법
KR20180066578A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 엘지전자 주식회사 음용수 공급 장치 및 그 제어 방법
WO2019008450A1 (en) * 2017-07-05 2019-01-10 Rajeev Hiremath SYSTEM AND METHOD FOR RECOVERING, REVALORIZING AND RECYCLING WATER
CN110898642A (zh) * 2019-11-20 2020-03-24 广州金鹏环保工程有限公司 节能减排废气处理系统
CN111068471A (zh) * 2019-11-27 2020-04-28 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种现场制备干燥空气的装置
US11959699B2 (en) * 2020-03-02 2024-04-16 Eta Space LLC Water electrolysis and cryogenic liquefaction system
CN111870975A (zh) * 2020-06-11 2020-11-03 岳玉亮 用于热源塔系统的溶液浓缩装置
GB2616256A (en) * 2022-02-24 2023-09-06 Ceres Ip Co Ltd Treatment plant electrolyser system
DE102022203691A1 (de) * 2022-04-12 2023-10-12 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Verfahren zum Betrieb einer Elektrolyseanlage und Elektrolyseanlage

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH192652A (de) * 1936-08-05 1937-08-31 Sulzer Ag Kraftmaschinenanlage mit Brennkraftmaschine, Abgasturbine und einem die gesamte Luft für die Brennkraftmaschine liefernden Verdichter.
US3188283A (en) * 1961-01-03 1965-06-08 Cons Electrodynamics Corp Electrolytic process for removing moisture
US3474023A (en) * 1962-11-29 1969-10-21 Universal Oil Prod Co Apparatus for continuous drying of moist fluids
US4038050A (en) * 1974-11-27 1977-07-26 W. R. Grace & Co. Electrical sensing and regenerating system for molecular sieve driers
DE3105550C2 (de) * 1981-02-16 1983-10-20 Hager & Elsässer GmbH, 7000 Stuttgart Verfahren zur weitestgehenden Aufbereitung von Süßwasser, Brackwasser, Meerwasser und Abwasser zu Trink- und Brauchwasserzwecken
DE4104094A1 (de) * 1991-02-11 1992-08-13 Rudolf Gesslauer Verfahren und vorrichtung zur reinigung von abwasser
US6159380A (en) * 1994-07-26 2000-12-12 Container-Care International, Inc. Water treatment process
WO2000047308A1 (fr) * 1999-02-10 2000-08-17 Ebara Corporation Procede et dispositif de traitement de gaz par electrolyse hydrothermique
DE19931866A1 (de) * 1999-07-09 2001-01-18 Parkap Beteiligungs Und Verwal Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung einer Abfallflüssigkeit
EP1368848A2 (de) * 2000-09-28 2003-12-10 Proton Energy Systems, Inc. Regeneratives elektrochemisches zellsystem und verfahren zu dessen betrieb
DE10108528C1 (de) 2001-02-22 2002-06-13 Neubert Susanne Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten
JP2003282122A (ja) * 2002-02-19 2003-10-03 Proton Energy Systems Inc エネルギ蓄積および回収システムならびにその使用方法
US6796250B1 (en) * 2003-02-13 2004-09-28 Brian W. Greene Waste water recovery and utilization system
US7302795B2 (en) * 2005-07-11 2007-12-04 Jan Vetrovec Internal combustion engine/water source system
US20080256933A1 (en) * 2005-09-12 2008-10-23 Gary Black Internal Combustion Engine Having On-Board Electrolyzer And Method Of Using Same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008125283A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US8747648B2 (en) 2014-06-10
BRPI0809793A2 (pt) 2014-10-07
ZA200906966B (en) 2010-05-26
DE102007017613A1 (de) 2008-10-23
WO2008125283A1 (de) 2008-10-23
US20100187128A1 (en) 2010-07-29

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