EP2370363A1 - Solare kondensationsanlage mit kaskadenverdunstung - Google Patents

Solare kondensationsanlage mit kaskadenverdunstung

Info

Publication number
EP2370363A1
EP2370363A1 EP09763926A EP09763926A EP2370363A1 EP 2370363 A1 EP2370363 A1 EP 2370363A1 EP 09763926 A EP09763926 A EP 09763926A EP 09763926 A EP09763926 A EP 09763926A EP 2370363 A1 EP2370363 A1 EP 2370363A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
liquid
contaminated liquid
cascade evaporator
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09763926A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rudolf Kraft
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fh Oo Forschungs & Entwicklungs GmbH
Original Assignee
Fh Oo Forschungs & Entwicklungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to AT0188608A priority Critical patent/AT507297B1/de
Application filed by Fh Oo Forschungs & Entwicklungs GmbH filed Critical Fh Oo Forschungs & Entwicklungs GmbH
Priority to PCT/EP2009/065875 priority patent/WO2010063633A1/de
Publication of EP2370363A1 publication Critical patent/EP2370363A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/10Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation by direct contact with a particulate solid or with a fluid, as a heat transfer medium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/0011Heating features
    • B01D1/0029Use of radiation
    • B01D1/0035Solar energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/14Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/40Solar heat collectors combined with other heat sources, e.g. using electrical heating or heat from ambient air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T10/40Geothermal collectors operated without external energy sources, e.g. using thermosiphonic circulation or heat pipes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/16Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using waste heat from other processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/32Hydrocarbons, e.g. oil
    • C02F2101/322Volatile compounds, e.g. benzene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06Contaminated groundwater or leachate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08Seawater, e.g. for desalination
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/138Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/142Solar thermal; Photovoltaics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine insbesondere nach diesem Verfahren betriebene Vorrichtung zur Gewinnung einer aufbereiteten Flüssigkeit (9) aus einer kontaminierten Flüssigkeit (6) durch Verdunsten und Kondensieren mit Hilfe von erhitzter Luft als Trägermaterial. Dabei wird die Luft in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf (1) durch natürliche Konvektion geführt, wobei die Luft in einem Luftkollektor (2) (Sonnenkollektor) erhitzt wird um anschließend einen Kaskadenverdunster (4) zu durchstreifen, der von der kontaminierten Flüssigkeit (6) durchflössen wird. Nach Austritt der gesättigten Heißluft (7) aus dem Kaskadenverdunster (4) wird die aufgenommene Feuchtigkeit in einem nachfolgenden Kondensator (8) abgegeben. Dann tritt die abgekühlte und getrocknete Luft wieder in den Luftkollektor (2) ein.

Description


  Solare Kondensationsanlage mit Kaskadenverdunstung 

  
Beschreibung 

  
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung einer aufbereiteten Flüssigkeit aus einer kontaminierten Flüssigkeit durch Verdunsten und Kondensieren mit Hilfe von erhitzter Luft als Trägermaterial. 

  
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Gewinnung einer aufbereiteten Flüssigkeit in Form eines Kondensats aus einer kontaminierten Flüssigkeit durch Verdunsten und Kondensieren, insbesondere nach dem erfindungsgemäss Verfahren. 

  
Die Erfindung dient in erster Linie der Gewinnung von Trinkwasser aus diversen Wasserquellen, wie etwa verunreinigtes Flusswasser, Brackwasser oder Meerwasser, sie kann jedoch auch zur Rückgewinnung von leichtflüchtigen Lösungsmitteln aus Flüssigkeitsgemischen, mit oder ohne Feststoffinhalten verwendet werden. 

  
Für die Einbringung der erforderlichen Wärmeenergie in die Anlage wird die Verwendung eines Sonnenkollektors beschrieben. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die erforderliche Wärmeenergie aus anderen Quellen zu beziehen, beispielsweise geothermische Energie, Abgase - beispielsweise aus mobilen Stromerzeugungsaggregaten - Abdampf aus Prozesswärme und dergleichen. 

  
Stand der Technik 

  
Die Bereitstellung von Trinkwasser stellt insbesondere in den Entwicklungsländern Afrikas ein immer drängenderes Problem dar. Um hier Abhilfe zu schaffen, wurden bereits viele unterschiedliche Verfahren zur Trinkwasseraufbereitung entwickelt. So sind zahlreiche mechanische, biologische, chemische und physikalische Verfahren bekannt. Die physikalischen Verfahren arbeiten im Wesentlichen auf den Prinzipien der Osmose, der Elektrolyse oder der Verdampfung. Dabei bietet speziell die Verdampfung eine sehr gute Abtrennung der Schwebstoffe und gelösten Verunreinigungen vom Wasser. Sie hat deshalb bisher die grösste Verbreitung erfahren. Dabei wird das Rohwasser im Allgemeinen unter Atmosphärendruck bis zum Siedepunkt erhitzt. In einer anschliessenden Kondensationsstufe wird das aufgereinigte Trinkwasser gewonnen.

   Durch Auskristallisieren der gelösten Stoffe können hier aber Probleme auftreten, beispielsweise kann es zu Verstopfungen in Anlageteilen kommen, welche zu Betriebsstörungen führen. Bei der Verdampfung ist zudem ein hoher Energieeinsatz erforderlich, wobei in den von Wassermangel betroffenen Ländern meist auch Energie Mangelware ist, ausgenommen solare Energie, diese ist meist in hohem Ausmass vorhanden. 

  
Es war daher naheliegend, dass in den letzten Jahren viele Ideen aufgetaucht sind, Frischwassererzeugungsanlagen mit Sonnenkollektoren auszustatten. Alle diese bekannten Einrichtungen weisen jedoch entscheidende Nachteile auf, beispielsweise dass sie einen zusätzlichen Eintrag von elektrischer Energie erfordern oder wenig effektiv sind, aus komplizierten Bauteilen aufgebaut sind, deren Bedienung geschultes Fachpersonal benötigt und wartungsintensiv sind. Auch ist es meist unmöglich mit einfachen Mitteln entsprechende Ersatzteile bereit zu stellen. 

  
Technische Aufgabenstellung 

  
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, das die kostengünstige und mobile Gewinnung reiner Flüssigkeiten, insbesondere trinkbaren Wassers ermöglicht. 

  
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Gewinnung reiner Flüssigkeiten, insbesondere trinkbaren Wassers zu schaffen, welche bevorzugt ohne zusätzlicher elektrischer Energie auskommt, im Wesentlichen wartungsfrei ist, aus modularen Bauteilen besteht, welche mit den auch in unwegsamen Gegenden vorhandenen Mitteln leicht zum Einsatzort transportiert werden können, auch von Nichtfachleuten zusammen gebaut werden können, kostengünstig in ihrer Herstellung sind und mit vor Ort vorhandener Energie, wie beispielsweise Solarenergie oder Abwärme aus vorhandenen Wärmequellen betrieben werden kann 

  
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Luft in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf durch natürliche Konvektion geführt wird, wobei die Luft in einem Luftkollektor erhitzt, anschliessend einen Kas-kadenverdunster durchstreift, der von der kontaminierten Flüssigkeit durchflössen wird, um anschliessend die im Kaskadenverdunster aufgenommene Feuchtigkeit in einem nachfolgenden Kondensator abzugeben, bevor sie wieder in den Luftkollektor eintritt.

   Hinsichtlich der Vorrichtung wird die genannte Aufgabe ausgehend von einer gattungsgemässe Vorrichtung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein im Wesentlichen geschlossener Kreislauf mit Luft als Trägermaterial bei Normaldruck vorgesehen ist, in den ein senkrecht oder schräg angeordneter Luftkollektor mit Einrichtungen zur Aufnahme von Wärme aus einer externen Wärmequelle und Abgabe dieser Wärme an die Luft, ein Kaskadenverdunster und ein Kondensator integriert sind, sodass sich die Luft durch natürliche Konvektion durch den Kreislauf bewegt. 

  
Die Vorrichtung dient insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Alternative Ausführungsformen oder vorteilhafte Weiterentwicklungen von Verfahren und Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Das Verfahren beruht auf der Überlegung, dass zur Verdunstung einer Flüssigkeit ein erheblich geringerer Energieeintrag erforderlich ist als zu ihrer Verdampfung und die Leistung einer Vorrichtung der gattungsgemässen Art wesentlich vom Wärmeinhalt der kontaminierten Flüssigkeit und dem Trägermedium, sowie von deren Temperaturdifferenz bei der Abtrennung der aufbereiteten Flüssigkeit abhängen. Dabei sollen die Verfahrensparameter insbesondere auf die örtlichen Gegebenheiten am Einsatzort angepasst sein und eine möglichst hohe Wärmerückgewinnung möglich sein, um temperaturund energieeintragsoptimierte Verhältnisse zu schaffen. 

  
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden die genannten Aufgaben gelöst und Überlegungen umgesetzt, indem die Gewinnung einer aufbereiteten Flüssigkeit aus einer kontaminierten Flüssigkeit durch Verdunsten und Kondensieren mit Hilfe von erhitzter Luft als Trägermaterial durchgeführt wird, wobei die Luft in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf durch natürliche Konvektion transportiert wird. In diesem Kreislauf sind ein Luftkollektor zur Erhitzung der Trägerluft, ein Kaskadenverdunster und ein Kondensator zur Abkühlung des Trägermaterials Luft und Gewinnung der aufbereiteten Flüssigkeit als Kondensat integriert. Wird das Verfahren eingesetzt zur Gewinnung von Trinkwasser, so kann als kontaminierte Flüssigkeit jede Wasserquelle herangezogen werden, beispielsweise Meer-, Seen-, Fluss-, Quell-, Grundoder auch Brackwasser.

   Dieses Wasser kann durchaus mit Schwebstoffen oder gelösten Stoffen belastet sein. Alle diese unerwünschten Inhaltsstoffe werden bei einer Verdunstung genauso sicher in der kontaminierten, aufkonzentrierten Flüssigkeit zurück gehalten wie bei einer Verdampfung. 

  
Das erfindungsgemässe Verfahren ist aber auch zur Rückgewinnung von leichtflüchtigen Lösungsmitteln aus Flüssigkeitsgemischen geeignet. Lediglich bei den von der Flüssigkeit oder ihren Dämpfen benetzten Anlagenteilen ist auf die Auswahl des Materials Bedacht zu nehmen. Der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht sich auch durch den Umstand, dass das Verfahren bei Normaldruck betrieben wird. 

  
Die natürliche Konvektion der Luft im Kreislauf beruht auf dem Prinzip, dass heisse Luft in einem geschlossenen Kreislauf aufsteigt, während kalte Luft darin absinkt. Durch eine senkrechte oder schräge Anordnung des Luftkollektors wird dieser Effekt noch unterstützt. 

  
Eine schräge Anordnung bietet sich insbesondere dann an, wenn der Luftkollektor als Sonnenkollektor ausgebildet ist. Dabei wird die Luft unterhalb der lichtdurchlässigen Abdeckung durch die Sonneneinstrahlung erwärmt, wobei dieser Effekt noch durch einen Kollektorboden aus geschwärztem Blech unterstützt wird. Abstrahlungsverluste können durch bekannte Isolierungsmassnahmen erheblich reduziert werden. 

  
Es ist aber auch möglich über entsprechende Einbauten im Luftkollektor, beispielsweise Spiraloder Registerrohre die Wärme aus anderen Wärmequellen zur Erhitzung der Trägerluft heranzuziehen. Je nach örtlichen Gegebenheiten kommen dafür beispielsweise Abgase aus einem Stromaggregat, Prozesswärme, geothermische Energie usw. in Frage. 

  
Ausführungsbeispiel Im Folgenden wird das Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiel und einer Zeichnung näher erläutert. Als einzige Figur zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemässen solaren Kondensationsanlage mit Kaskadenverdunstung anhand einer schematischen Darstellung der Einzelkomponenten und ihres Zusammenwirkens. 

  
Zur Vereinfachung der Darstellung des Verfahrensprinzips wird die SonneneinStrahlung als Energiequelle angenommen. Auch die hier gezeigte Ausgestaltung des Kaskadenverdunsters dient lediglich der Veranschaulichung des Prinzips und stellt daher keine Einschränkung seiner Bauweise dar. 

  
Die in dem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf 1 geführte Luft wird im Luftkollektor 2 durch die Sonneneinstrahlung 3 und/oder durch indirekte Übertragung der Abwärme aus einer anderen Wärmequelle erhitzt, steigt durch natürliche Konvektion auf und tritt durch die Eintrittsöffnung 15 in den Kaskadenverdunster 4 ein, in welchem eine vorgegebene Anzahl von waagrechten oder leicht schräg gestellten Verdunsterblechen 5 so angeordnet sind, dass die in den Kaskadenverdunster 4 - bevorzugt über einen siphonartigen Einbau 17 - eingebrachte, kontaminierte Flüssigkeit 6 auf ihrem Weg durch den Kaskadenverdunster 4 einen möglichst langen Weg hat. Dabei wird von der über den Flüssigkeitsfilm gleitenden heissen Luft 7 ein Teil der Flüssigkeit in Form von Dampf aufgenommen.

   Der mit den Verunreinigungen aufkonzentrierte Rest an kontaminierter Flüssigkeit 6 wird im unteren Bereich des Kaskadenverdunsters 4, bevorzugt über einen siphonartigen Einbau 18 abgeleitet und in geeigneter Weise entsorgt. Die mit Feuchtigkeit gesättigte Heissluft 7 wird durch die Austrittsöffnung 16 aus dem Kaskadenverdunster 4 heraus einem Kondensator 8 zugeführt, in welchem der Wärmeinhalt der Heissluft 7 - bevorzugt durch indirekten Kontakt mit frischer kontaminierter Flüssigkeit 6 - abgezogen wird. Das dabei in Tröpfchenform anfallende Kondensat 9 wird aus dem Kondensator abgeführt und die abgekühlte Transportluft strömt wieder in den Luftkollektor 2 ein. Der Luftkollektor 2 ist dabei schräg oder senkrecht angeordnet, um die natürliche Konvektion der Transportluft zu unterstützen. 

  
In einer alternativen Ausführung wird die Luftkonvektion durch einen zusätzlichen Ventilator 10 unterstützt. Der Zulauf von kontaminierter Flüssigkeit 6 in den Kondensator 8 und weiter in die Zulaufleitung 11 zum Kaskadenverdunster 4 erfolgt über die Pumpe 12. Natürlich ist es auch möglich, die kontaminierte Flüssigkeit 6 direkt, also ohne Vorerwärmung im Kondensator 8 über eine Eintragsvorrichtung 13 beliebiger Bauart dem Kaskadenverdunster 4 zuzuführen. 

  
Der Eintritt der kontaminierten Flüssigkeit 6 in den Kaskadenverdunster 4 über die Zulaufleitung 11 erfolgt bevorzugt über einen siphonartigen Einbau 17. Am Beginn der Austragungsleitung 14 für die aufkonzentrierte kontaminierte Flüssigkeit 6 ist bevorzugt ebenfalls ein siphonartiger Einbau 18 vorgesehen, um eine weitgehende Geschlossenheit des Kreislaufs 1 zu gewährleisten. 

  
Besonders bevorzugt mündet die Zulaufleitung 11 für die kontaminierte Flüssigkeit 6 in einer Verteileinrichtung 19, beispielsweise einer Querrinne, welche am oder über dem ersten Verdunsterblech 5 angeordnet ist. 

  
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung wird den Verdunsterblechen 5 über zusätzliche, hier nicht dargestellte Einrichtungen Wärme zugeführt, um eine zu hohe Abkühlung durch Verdunstungsenergie zu kompensieren. Solche Einrichtungen können beispielsweise nach aussen ragende, von der Sonne oder durch andere Wärmequellen erwärmte Metallbleche sein, die mit den Verdunsterblechen 5 in gut wärmeübertragendem Kontakt stehen. Es sind alternativ jedoch auch viele andere, dem Fachmann geläufige Konstruktionen denkbar. Um einem Wärmeverlust des Kaskadenverdunsters 4 vorzubeugen ist es auch möglich, diesen wärmeisoliert auszubilden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Gewinnung einer aufbereiteten Flüssigkeit (9) aus einer kontaminierten Flüssigkeit (6) durch Verdunsten und Kondensieren mit Hilfe von erhitzter Luft als Trägermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf (1 ) durch natürliche Konvektion geführt wird, wobei die Luft in einem Luftkollektor (2) erhitzt, anschliessend einen Kaskadenverdunster (4) durchstreift, der von der kontaminierten Flüssigkeit (6) durchflössen wird, um anschliessend die im Kaskadenverdunster (4) aufgenommene Feuchtigkeit in einem nachfolgenden Kondensator (8) abzugeben, bevor sie wieder in den Luftkollektor (2) eintritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erhitzte Luft (7) und die kontaminierte Flüssigkeit (6) den Kaskadenverdunster (4) in derselben Richtung oder in entgegen gesetzter Richtung durchlaufen. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaminierte Flüssigkeit (6) Meer-, Brack-, Fluss-, Seeoder verunreinigtes Quelloder Grundwasser und die aufbereitete Flüssigkeit (9) Trinkwasser ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaminierte Flüssigkeit (6) ein Gemenge aus leichtflüchtigem Lösungsmittel in anderen Flüssigkeiten mit oder ohne Feststoffe oder gelösten Stoffen und die aufbereitete Flüssigkeit (9) das leichtflüchtige Lösungsmittel ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaminierte Flüssigkeit (6) im Kondensator (8) vorgewärmt wird unter gleichzeitiger Abkühlung der Luft und Kondensation der aufbereiteten Flüssigkeit (9).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die natürliche Konvektion der Luft im Luftkreislauf (1 ) durch einen Ventilator (10) unterstützt wird.
7. Vorrichtung zur Gewinnung einer aufbereiteten Flüssigkeit (9) in Form eines Kondensats aus einer kontaminierten Flüssigkeit (6) durch Verdunsten und
Kondensieren, insbesondere nach einem Verfahren gemäss der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf
(1 ) mit Luft als Trägermaterial bei Normaldruck in den ein senkrecht oder schräg angeordneter Luftkollektor (2) mit Einrichtungen zur Aufnahme von Wärme aus einer externen Wärmequelle und Abgabe dieser Wärme an die Luft, ein Kaskadenverdunster (4) und ein Kondensator (8) integriert sind, sodass sich die Luft durch natürliche Konvektion durch den Kreislauf (1 ) bewegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkollektor
(2) als Sonnenkollektor ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkollektor (2) mit Einbauten, insbesondere Spiraloder Registerrohren ausgestattet ist um Wärme aus anderen Wärmequellen, wie beispielsweise geothermische Energie, heisse Abgase etwa aus mobilen Stromerzeugungsaggregaten oder Abdampf aus Prozesswärme dem Trägermaterial Luft zuzuführen.
10.Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaskadenverdunster (4) eine Eintrittsöffnung (15) für Heissluft (7), eine Austrittsöffnung (16) für mit Dunst gesättigte Heissluft (7), eine Mehrzahl von Verdunsterblechen (5), einen Zulauf (11 ) für die kontaminierte Flüssigkeit (6) und einen Ablauf (14) für aufkonzentrierte Flüssigkeit aufweist, wobei die Verdunsterbleche (5) in waagrechter oder geringfügig schräger Lage angeordnet sind. 11.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunsterbleche (5) versetzt zueinander angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunsterbleche (5) Durchbrüche aufweisen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunsterbleche (5) strömungsverwirbelnd ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaskadenverdunster (4) wärmeisoliert ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kaskadenverdunster (4), insbesondere über die Verdunsterbleche (5) von Aussen Wärme zugeführt wird.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfuhr von aufkonzentrierter Flüssigkeit aus dem Kaskadenverdunster (4) und bevorzugt auch die Zufuhr von kontaminierter Flüssigkeit (6) in den Kaskadenverdunster (4) über siphonartige Einbauten (17, 18) erfolgen. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaminierte Flüssigkeit (6) über eine Verteileinrichtung (19), insbesondere eine Querrinne dem ersten Verdunsterblech zugeführt wird.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (8) zur Abkühlung der gesättigten Heissluft (7) unter gleichzeitiger Erwärmung der kontaminierten Flüssigkeit (6) ausgebildet ist ohne dass sich die beiden Medien kontaktieren.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaminierte Flüssigkeit (6) über eine Pumpe (12) dem Kondensator (8) und/oder dem Kaskadenverdunster (4) zugeführt wird. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in den im Wesentlichen geschlossenen Luftkreislauf (1 ) ein Ventilator (10) integriert ist.
EP09763926A 2008-12-03 2009-11-26 Solare kondensationsanlage mit kaskadenverdunstung Withdrawn EP2370363A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0188608A AT507297B1 (de) 2008-12-03 2008-12-03 Solare kondensationsanlage mit kaskadenverdunstung
PCT/EP2009/065875 WO2010063633A1 (de) 2008-12-03 2009-11-26 Solare kondensationsanlage mit kaskadenverdunstung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2370363A1 true EP2370363A1 (de) 2011-10-05

Family

ID=41682927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09763926A Withdrawn EP2370363A1 (de) 2008-12-03 2009-11-26 Solare kondensationsanlage mit kaskadenverdunstung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2370363A1 (de)
AT (1) AT507297B1 (de)
WO (1) WO2010063633A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015027530A1 (zh) * 2013-08-24 2015-03-05 Cai Jingpeng 一种海水淡化或污水净化装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102345576A (zh) * 2011-08-22 2012-02-08 杭州电子科技大学 高效率太阳能光热塔式发电与海水淡化一体化系统
CN105905968A (zh) 2016-07-14 2016-08-31 上海骄英能源科技有限公司 风能光能互补发电的节能型海水淡化装置及控制方法
CN108592419B (zh) * 2018-02-13 2020-04-28 中国科学院电工研究所 一种太阳能热发电用延缓下落式固体颗粒吸热器
FR3091527A1 (fr) * 2019-01-05 2020-07-10 Gino Olive Distillateur thermo-mécanique à convection interne circulaire

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB983212A (en) * 1962-01-03 1965-02-10 Cow & Gate Ltd Improvements in or relating to the distillation of aqueous solutions
US4308111A (en) * 1980-02-19 1981-12-29 Pampel Leonard F Distillation process
US4853088A (en) * 1988-04-12 1989-08-01 Marathon Oil Company Solar enhanced separation of volatile components from a liquid
DE4403592C1 (de) * 1994-02-05 1995-06-22 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Trennung von Flüssigkeitskomponenten
US6846422B2 (en) * 2002-04-17 2005-01-25 K2M Mobile Treatment Services, Inc. Sludge stripping process and system
DE10230668A1 (de) * 2002-07-06 2004-02-05 Protaqua Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von reinem Wasser aus Rohwasser
US7225620B2 (en) * 2002-12-17 2007-06-05 University Of Florida Research Foundation, Inc. Diffusion driven water purification apparatus and process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010063633A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015027530A1 (zh) * 2013-08-24 2015-03-05 Cai Jingpeng 一种海水淡化或污水净化装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010063633A1 (de) 2010-06-10
AT507297B1 (de) 2010-04-15
AT507297A4 (de) 2010-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2370363A1 (de) Solare kondensationsanlage mit kaskadenverdunstung
EP1385592A1 (de) Ausdampfverfahren zur herstellung von reinem trinkwasser und hochprozentiger sole aus salzhaltigen rohwässern
WO2005075045A1 (de) Ausdampfverfahren zur reinigung und/oder aufkonzentrierung verunreinigter flüssigkeiten
DE10347695A1 (de) Mehrstufiges Vakuumdestillations-, Vakuumkühl- und Vakuumgefrierverfahren und Apparate für die Lösungsabscheidung und Meerwasser-Entsalzung
EP2095370A1 (de) Kerntechnische anlage und verfahren zum betreiben einer kerntechnischen anlage
EP1224021B2 (de) Vorrichtung zur aufbereitung von transformatoren
EP0134457B1 (de) Dampfkraftanlage
WO2016030029A1 (de) Verfahren und anordnung zum betrieb einer dampfturbinenanlage in kombination mit einer thermischen wasseraufbereitung
WO2015067240A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur trocknung von gärresten
EP1969285B1 (de) Wasserdampfkreislauf einer kraftwerksanlage
DE102011108909A1 (de) Membrandestillationsvorrichtung
EP3448813A1 (de) Meerwasserentsalzungsvorrichtung zum entsalzen von meerwasser
EP1409411A2 (de) Vorrichtung zur gewinnung von sauberem süsswasser durch destillation von kontaminiertem primärwasser
EP1475136A1 (de) Vorrichtung zur Destillation
DE102013210425A1 (de) Anlage und Verfahren zum Aufbereiten von Wasser
EP2952824B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur solaren destillation
DE102004030529A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Destillation von Lösungen
DE102013224351B4 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von Brauchwasser
DE10215079B4 (de) Verfahren zum Destillieren oder Entsalzen von Flüssigkeiten
DE3726282A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur trennung von schadstoffen aus verunreinigten boeden
DE19621042A1 (de) Anlage zur Entsalzung von See- bzw. Meerwasser
DE102013111352A1 (de) Reinigungsverfahren und Reinigungsanlage für mit Begleitstoffen belastetes Wasser
DE4029071A1 (de) Vorrichtung zum verdampfen von fluessigen produkten
DE10155985A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Destillieren von Wasser aus Meerwasser, Brackwasser oder anderen verunreinigten Wässern
EP1703201B1 (de) Verfahren zur Wärmeenergieübertragung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

17P Request for examination filed

Effective date: 20110630

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20120423

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: KRAFT, RUDOLF

Inventor name: ZIPKO, CHRISTOPH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160601