DE202017001429U1

DE202017001429U1 - Solar desalination plant according to the multi-stage distillation process with and without sand storage

Info

Publication number: DE202017001429U1
Application number: DE202017001429.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2027-03-17

Abstract

Solare Entsalzungsanlage nach dem MSD-Verfahren (s. ) dadurch gekennzeichnet, dass das Kollektorfeld (1) bestehend aus Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren so angeordnet ist, das die Wärmeeinkoppelung in die Entsalzungsanlage mit einem Ölkreislauf (4) über Naturkonvektion erfolgt.Solar desalination plant according to the MSD method (s.) Characterized in that the collector array (1) consisting of flat plate collectors or vacuum tube is arranged so that the heat input into the desalination plant with an oil circuit (4) via natural convection.

Description

Thematischer HintergrundThematic background

Die Trinkwasserversorgung, aber auch die Bewässerung von landwirtschaftlichen Nutzflächen, stellt in vielen Küstenorten und ariden Gebieten der Erde ein zunehmendes Problem dar. Überbevölkerung, Tourismus, die zunehmende Industrialisierung und der Einsatz von Chemikalien in der Landwirtschaft bewirken, dass sich die Qualität des Süßwassers ständig verschlechtert. Angesichts dieser Wasserknappheit wurden zahlreiche Verfahren zur großtechnischen Meer- und Brackwasserentsalzung entwickelt. Wegen der hohen Investitions- und Betriebskosten und der oft nicht vorhandenen notwendigen Infrastruktur ist der Einsatz dieser großtechnischen Anlagen in vielen ländlichen Regionen der Erde, besonders für den dezentralen Einsatz in Entwicklungsländern, nicht geeignet. Für diesen Anwendungsbereich besteht ein Bedarf an wartungsarmen, preisgünstigen und leistungsfähigen dezentralen Kleinanlagen.Drinking water, but also the irrigation of agricultural land, is an increasing problem in many coastal and arid areas of the world. Overpopulation, tourism, increasing industrialization and the use of chemicals in agriculture are causing the quality of fresh water to steadily deteriorate , In view of this water scarcity, numerous processes have been developed for large-scale sea and brackish water desalination. Because of the high investment and operating costs and the often lacking necessary infrastructure, the use of these large-scale facilities in many rural regions of the world, especially for decentralized deployment in developing countries, is not suitable. For this application, there is a need for low-maintenance, low-cost and high-performance decentralized small systems.

Neben der Trinkwassergewinnung aus Meer-, Brack- und salzhaltigem Grundwasser besteht ein großer Bedarf an Kleinanlagen für die Trinkwasserbereitung aus mit Fluor, Arsen und Blei kontaminierten Grundwässern. Besonders betroffene Länder sind zum Beispiel Indien, Bangladesh, Mexiko, Nordbrasilien, Chile und Regionen in Nordafrika.In addition to the extraction of drinking water from sea, brackish and saline groundwater, there is a great need for small plants for the production of drinking water contaminated with fluorine, arsenic and lead groundwater. Particularly affected countries are, for example, India, Bangladesh, Mexico, northern Brazil, Chile and regions in North Africa.

Stand der TechnikState of the art

Meer- und Brackwasserentsalzung ist kosten- und energieintensiv. Derzeitige Entsalzungsanlagen werden zum Großteil mit fossiler Energie betrieben. Zum Einsatz kommt in Regel die Abfallwärme aus Kraftwerken oder der darin produzierte Strom. Von den weltweit entsalzten 80 Millionen m³ pro Tag werden nur etwa 0,03% regenerativ erzeugt. Steigende Öl- und Gaspreise werden jedoch in Zukunft einen höheren Kostendruck auf energieintensive Verfahren wie die Meerwasserentsalzung ausüben. Für den dezentralen Einsatz in ariden strukturschwachen Regionen sind diese Großanlagen jedoch nicht geeignet. Eine interessante Alternative bietet die Nutzung erneuerbarer Energie von Sonne und Wind, da die Entsalzung meistens gerade dort benötigt wird, wo ausreichend Sonnenenergie zur Verfügung steht.Seawater and brackish water desalination is costly and energy intensive. Current desalination plants are largely powered by fossil energy. The waste heat from power plants or the electricity produced in it is usually used. Of the 80 million m ³ desalted worldwide per day, only about 0.03% are regeneratively produced. Rising oil and gas prices, however, will put more pressure on energy-intensive processes such as seawater desalination in the future. However, these large systems are not suitable for decentralized deployment in arid, structurally weak regions. An interesting alternative is the use of renewable energy from the sun and wind, since desalination is usually needed where sufficient solar energy is available.

Im Bereich der solaren Trinkwassergewinnung mit kleinen dezentralen Entsalzungsanlagen wird neben dem mechanischen Membranverfahren (Reverse Osmose-Anlagen (RO)) an der Weiterentwicklung drei verschiedener thermischer Entsalzungsverfahren gearbeitet, dem Membran-Diffusionsverfahren (MD), dem Feuchtluft Destillationsverfahren (Multiple-Effect-Humidification (MEH)) und dem Mehrstufendestillationsverfahren (MSD). Eine Entsalzungsanlage nach dem MSD-Verfahren wurde von den Antragstellern entwickelt.In the field of solar drinking water production with small decentralized desalination plants in addition to the mechanical membrane process (reverse osmosis systems (RO)) to further develop three different thermal desalination process, the membrane diffusion process (MD), the wet air distillation process (multiple-effect humidification ( MEH)) and the multi-stage distillation process (MSD). A desalination plant based on the MSD process was developed by the applicants.

Beschreibung der MSD-AnlagenDescription of the MSD systems

Aufgabe der Erfindung ist eine Entsalzungsanlage nach dem Mehrstufendestillationsverfahren, die sich durch hohe Effektivität, geringe Kosten und einfachen Betrieb in sonnenreichen dezentralen Regionen in Entwicklungs- und Schwellenländer zur Trinkwasserbereitstellung aus Meerwasser-, salzhaltigem Grund- oder Brackwasser eignet. Diese MSD-Anlagen wurden in verschiedenen Ländern unter extremen Randbedingungen eingesetzt und überzeugten durch ihre Einfachheit im Aufbau, Betrieb, Produktivität und Kosten. Der Betrieb lieferte zusätzlich wichtige Informationen für weitere Optimierungsschritte bzw. technische Erneuerungen für dieses Anlagenkonzept bzw. neuartige Anlagenvarianten, die im Folgenden beschrieben werden. Insgesamt ergeben sich fünf verschiedene Anlagenvarianten.The object of the invention is a desalination plant according to the multi-stage distillation process, which is due to high efficiency, low cost and easy operation in sunny decentralized regions in developing and emerging countries to provide drinking water from seawater, saline groundwater or brackish water. These MSD systems have been used under extreme conditions in different countries and have been convincing due to their simplicity in design, operation, productivity and cost. The company also provided important information for further optimization steps or technical renewals for this plant concept or novel plant variants, which are described below. Overall, there are five different system variants.

MSD-Anlage mit thermische Kollektoren und Sandspeicher mit Ölkreislauf (Abb. 1)MSD system with thermal collectors and storage tank with oil circuit (Fig. 1)

Eine neue Bauart von solarthermischen Entsalzungsanlagen nach dem Mehrstufendestillationsverfahren (MSD) mit Wärmerückgewinnung mit einem Sandspeicher ist in dargestellt. Die Anlage besteht aus einem Kollektorfeld (1) mit mehreren Flach- oder Vakuumkollektoren, einer Entsalzungseinheit (2) mit mehreren Kondensationsstufen (10) und einem Sandspeicher (3). Bei kleinen Kollektorfeldern erfolgt der Wärmetransport von den Kollektoren über den Kollektorkreislauf (4) in den Speicher (3) über Naturkonvektion. Dies wird dadurch erreicht, dass das Kollektorfeld tiefer als der Entsalzungsanlage (2) angeordnet ist. Das Wärmeträgermittel ist bei dieser Variante Öl. Falls das Kollektorfeld für Naturkonvektion zu groß wird, wird eine Pumpe (5), die im kälteren Rücklauf des Kollektorkreislaufes (4) eingebaut wird, für den Wärmetransport in den Speicher eingesetzt. Zur Erhöhung der solaren Einstrahlung ist an der Seitenwand Entsalzungsteils eine Spiegelfläche (6) angeordnet, die die Solarstrahlung auf das Kollektorfeld reflektiert und damit die Kollektorleistung erhöht.A new type of solar thermal desalination plant according to the multi - stage distillation process (MSD) with heat recovery with a sand storage is in shown. The plant consists of a collector field ( 1 ) with several flat or vacuum collectors, a desalination unit ( 2 ) with several condensation stages ( 10 ) and a sand storage ( 3 ). For small collector fields, the heat transfer from the collectors via the collector circuit ( 4 ) in the memory ( 3 ) about natural convection. This is achieved by placing the collector field deeper than the desalination plant ( 2 ) is arranged. The heat transfer medium is oil in this variant. If the collector field for natural convection becomes too large, a pump ( 5 ), which in the colder return of the collector circuit ( 4 ) is installed, used for the transport of heat into the memory. To increase solar radiation, a mirror surface is on the side wall desalination part ( 6 ), which reflects the solar radiation on the collector field and thus increases the collector power.

Das Rohwasser (7) wird je nach Bedarf aus einem oberhalb der Entsalzungsanlage liegenden Rohwasserbehälter (9) mit Schwebstofffilter (8) über eine Rohwasserzulaufleitung auf die oberer Kondensationsstufe (10) geleitet. Je nach Anlage können bis zu 10 Kondensationsstufen (10) im Entsalzungsteil eingesetzt werden. Als Rohwassermenge wird etwa die zweifache Destillatmenge von oben in die Entsalzungsanlage eingeleitet. Das Rohwasser kann kontinuierlich oder auf einmal zugeführt werden. Das überschüssige Rohwasser in den Kondensationsstufen (10) fließt über die Rohwasserüberläufe (11) bis ins Folienbecken (17). Von dort gelangt die überschüssige Sole (18) über eine Soleabflussleitung (21) aus der Entsalzungsanlage.The raw water ( 7 ) is, as needed, from a raw water tank located above the desalination plant ( 9 ) with Schwebstofffilter ( 8th ) via a raw water supply line to the upper condensation stage ( 10 ). Depending on the system, up to 10 condensation stages ( 10 ) are used in the desalting part. As a raw water amount of about twice the amount of distillate is introduced from above into the desalination plant. The raw water can be fed continuously or at once. The excess raw water in the condensation stages ( 10 ) flows over the raw water overflows ( 11 ) to the Foil basin ( 17 ). From there, the excess brine ( 18 ) via a brine drain line ( 21 ) from the desalination plant.

Durch den Sandspeicher wird die sonnenscheinbedingte Abnahme der Trinkwasserproduktion in den Abend/Nachtstunden reduziert und die Tagesproduktion der Anlage (bei gleicher Anlagengröße des Entsalzungsteils) um etwa den Faktor 2–2,5 gegenüber einer Anlage ohne Speicher erhöht. Das Kollektorfeld (1) muss jedoch um etwa den gleichen Faktor vergrößert werden. Die Wärmezufuhr in den Sandspeicher (3) erfolgt über den Kollektorkreislauf (4) mit einer oder mehreren Wärmetauscherrohrwendeln (22). Durch den Wärmetransport von oben nach unten durch den Sandspeicher bildet sich ein entsprechendes Temperaturprofil im Sandspeicher aus. Die Wärmeauskopplung zum Entsalzungsteil (2) erfolgt über Naturkonvektion über einen unter dem Folienbecken (17) angeordneten öldurchflossenen Wärmetauscher (23) über eine Ölrücklaufleitung (24). Die Steuerung der Wärmeauskoppelung über den Wärmetauscher (23) in das mit Sole (18) gefüllte Folienbecken (17) erfolgt über ein thermo/mechanische Ventil (19) über die Ölrücklaufleitung (24). Es kann aber auch wahlweise ein elektrisch gesteuertes Ventil verwandt werden. Die Außenwände (14) des Sandspeicher (2) und des Entsalzungsteils (3) sind thermisch isoliert. Eine zusätzliche Isolation trennt den Sandspeicher (2) vom Entsalzungsteil (3). Vorteil dieses Speichers ist der einfache und kostengünstige Aufbau vor Ort und seine thermodynamischen Eigenschaften (drucklos, Temperatur bis ca. 300°C) mit ausreichenden Be- und Entladezeiten für einen nahezu stationären Betrieb der Entsalzungsanlage.The sun storage reduces the sunshine-related decrease in drinking water production in the evening / night hours and increases the daily production of the plant (with the same size of desalination plant) by a factor of about 2-2.5 compared to a system without storage. The collector field ( 1 ), however, must be increased by about the same factor. The heat input into the sand storage ( 3 ) takes place via the collector circuit ( 4 ) with one or more heat exchanger tube coils ( 22 ). Due to the heat transport from top to bottom through the sand accumulator, a corresponding temperature profile is formed in the sand accumulator. The heat extraction to the desalination part ( 2 ) takes place via natural convection via one under the foil basin ( 17 ) arranged oil-flow heat exchanger ( 23 ) via an oil return line ( 24 ). The control of heat extraction via the heat exchanger ( 23 ) into the with brine ( 18 ) filled foil basins ( 17 ) via a thermo / mechanical valve ( 19 ) via the oil return line ( 24 ). But it can also be used optionally an electrically controlled valve. The outer walls ( 14 ) of the sand storage ( 2 ) and the desalting part ( 3 ) are thermally isolated. An additional isolation separates the sand memory ( 2 ) from the desalting part ( 3 ). Advantage of this memory is the simple and inexpensive construction on site and its thermodynamic properties (no pressure, temperature up to 300 ° C) with sufficient loading and unloading for a nearly stationary operation of the desalination plant.

Das Folienbecken (17) besteht aus einem temperatur- und säurefesten Material (z. B. Teflon oder Silikon). Durch die Wärmezufuhr wird das Sole- bzw. Rohwasser (18) im Folienbecken (17) auf etwa 95–100°C erhitzt und zum Verdampfen bzw. Verdunsten gebracht. Der aufsteigende Dampf kondensiert an der Unterseite der darüber liegenden Kondensationsstufe (10). Die durch die Kondensation freiwerdende Verdampfungsenthalpie wird an die darüber liegende Stufe abgegeben und erwärmt das darin befindliche Rohwasser. Das Kondensat läuft, an der schrägen Unterseite der Kondensationsstufen (10) zu den Seitenwänden der Entsalzungsanlage ab, wird unten in einer Rinne (16) aufgefangen und in einen Sammelbehälter (20) am tiefsten Punkt der Anlage geleitet. Die Wärmezufuhr führt in die nächst höher liegende Kondensationsstufe zu einer erneuten Verdunstung und Kondensation. Die dadurch erreichte Wärmerückgewinnung senkt den spezifischen Wärmebedarf pro Liter Destillat. Insgesamt werden in der Anlage bis zu 10 Kondensationsstufen eingebaut. Die Kondensationsstufen (10) können zur Reinigung aus der Entsalzungsanlage (2) herausgezogen werden. Die Kondensationsstufen sind von innen mit einer temperatur- und säurefesten Kunststoffklebefolie (12) ausgekleidet. Dies verhindert die Korrosion der metallischen Kondensationsstufen durch das heiße salzhaltige Rohwasserwasser und verhindert feste Ablagerungen in den Stufen. Die Unterseite der Stufen hat eine oxydische Oberfläche (13), die durch Dipolbildung mit dem Kondensat ein Rücktropfen des Kondensates verhindert. Dies kann z. B. auch durch den Einsatz von Aluminium als Stufenmaterial erreicht werden, die im Betrieb der Anlagen an der Unterseite eine Oxydschicht (13) bilden.The foil basin ( 17 ) consists of a temperature- and acid-resistant material (eg Teflon or silicone). Due to the heat supply, the brine or raw water ( 18 ) in the foil basin ( 17 ) heated to about 95-100 ° C and brought to evaporate or evaporate. The rising vapor condenses at the bottom of the condensation layer ( 10 ). The enthalpy of vaporization released by the condensation is released to the overlying stage and heats the raw water contained therein. The condensate runs on the sloping underside of the condensation stages ( 10 ) to the side walls of the desalination plant, is located at the bottom of a channel ( 16 ) and collected in a collecting container ( 20 ) at the lowest point of the system. The heat supply leads to the next higher condensation stage to a renewed evaporation and condensation. The resulting heat recovery reduces the specific heat requirement per liter of distillate. Overall, up to 10 condensation stages are installed in the system. The condensation stages ( 10 ) may be removed from the desalination plant ( 2 ) are pulled out. The condensation stages are from the inside with a temperature and acid-resistant plastic adhesive film ( 12 ) lined. This prevents the corrosion of the metallic condensation stages by the hot saline raw water and prevents solid deposits in the stages. The underside of the steps has an oxidic surface ( 13 ), which prevents diphenyl formation with the condensate, a back drop of the condensate. This can be z. B. also be achieved by the use of aluminum as a step material, which in operation of the plants at the bottom of an oxide layer ( 13 ) form.

MSD-Anlage mit Ölkreislauf ohne Speicher (Abb. 2)MSD system with oil circuit without storage tank (Fig. 2)

Eine weitere neue Alternative stellt die Anlage mit Ölkreislauf ohne Speicher dar. Bei diesem Anlagentyp wird das heiße Öl vom Kollektorfeld (1) über Naturkonvektion oder bei größeren Anlagen mit einer Pumpe (5) direkt in den Wärmetauscher (23) unterhalb das mit der Sole gefüllte Folienbecken (17) geleitet. Die Anlage regelt sich selbst, das thermo/mechanische Ventil (19) entfällt. zeigt den unteren Stufenbereich mit dem thermischen Kollektorfeld. Der obere Entsalzungsteil ist mit dem in beschrieben Anlagenteil identisch.Another new alternative is the system with oil circuit without memory. In this type of system, the hot oil from the collector field ( 1 ) on natural convection or in larger systems with a pump ( 5 ) directly into the heat exchanger ( 23 ) below the brine filled with the brine ( 17 ). The system regulates itself, the thermo / mechanical valve ( 19 ) deleted. shows the lower step area with the thermal collector field. The upper desalting part is with the in described plant part identical.

MSD-Anlage mit Destillatkreislauf ohne Speicher (Abb. 3)MSD plant with distillate circulation without storage tank (Fig. 3)

Neben der Wärmezufuhr aus thermischen Kollektoren durch einen Ölkreislauf kann die Anlage auch durch das aufgefangene Destillat als Wärmeträgermedium für die Kollektoren im Kollektorkreislauf (4) eingesetzt werden. In diesem Fall wird das untere Folienbecken (17) als Destillatauffangbecken verwandt, dadurch entfällt auch der Ölwärmetauscher (24). Durch ein Destillatüberlaufrohr (27) wird das aufgefangene Destillat in den Destillatbehälter geleitet (20). Das Destillat als Wärmeträgermittel verursacht im Kollektorkreislauf (4) keine Korrosion. Es wird in den Kollektoren erhitzt und zum Verdampfen gebracht und tritt als Dampf unter der untersten Kondensationsstufe (10) aus. Das Dampfaustrittrohr (26) ist oberhalb des Destillatspiegels im Folienbecken angeordnet, so dass nur eine Strömungsrichtung möglich ist und Naturkonvektion entsteht. Bei größeren Anlagen kann auch eine Pumpe (5) eingesetzt werden. Der Dampf kondensiert an der darüber liegenden Kondensationsstufe und erwärmt die darin enthaltene Sole. Die überschüssige Sole wird von der untersten Kondensationsstufe über eine Soleabflussleitung (21) abgeleitet. zeigt den unteren Stufenbereich mit dem thermischen Kollektorfeld. Der obere Entsalzungsteil ist mit dem in beschrieben Anlagenteil identisch.In addition to the heat supply from thermal collectors through an oil circuit, the system can also by the collected distillate as a heat transfer medium for the collectors in the collector circuit ( 4 ) are used. In this case, the lower foil basin ( 17 ) is used as a distillate catch basin, thereby eliminating the oil heat exchanger ( 24 ). Through a distillate overflow pipe ( 27 ), the collected distillate is passed into the distillate container ( 20 ). The distillate as a heat transfer medium causes in the collector cycle ( 4 ) no corrosion. It is heated in the collectors and made to evaporate and enters as vapor under the lowest condensation stage ( 10 ) out. The steam outlet pipe ( 26 ) is arranged above the distillate level in the film basin, so that only one direction of flow is possible and natural convection occurs. For larger systems, a pump ( 5 ) are used. The vapor condenses on the overlying condensation stage and heats the brine contained therein. The excess brine is transferred from the lowest condensation stage via a brine discharge line ( 21 ) derived. shows the lower step area with the thermal collector field. The upper desalting part is with the in described plant part identical.

MSD-Anlage mit Photovoltaikgenerator und Sandspeicher mit Ölkreislauf (Abb. 4)MSD plant with photovoltaic generator and storage tank with oil circuit (Fig. 4)

Statt der thermischen Kollektoren werden bei diesem neuem Konzept Photovoltaikpanels (28) für die Wärmeerzeugung eingesetzt. Die Wärmeauskopplung an den Ölkreislauf im Sandspeicher (31) erfolgt über einem elektrisch beheizten Wärmetauscher (29) im unteren Teilbereich des Sandspeichers. Durch die Erwärmung des Öls nimmt die Dichte des Öls ab und das Öl steigt nach oben und fließt durch die Rohrwendelwärmetauscher (22) und gibt seine Wärmeenergie an den Sandspeicher (2) ab. Der Wärmetransport erfolgt somit über Naturkonvektion. Bei größeren Anlagen kann auch eine Pumpe eingesetzt werden. zeigt das Anlagenschema des veränderten Teils der Wärmeeinspeisung in dem Sandspeicher. Alle anderen Komponenten entsprechen der Anlage mit Sandspeicher und thermischen Kollektoren (s. ).Instead of the thermal collectors, photovoltaic panels ( 28 ) used for heat generation. The heat extraction to the oil circuit in the sand storage ( 31 ) takes place via an electrically heated heat exchanger ( 29 ) in the lower part of the sand reservoir. By heating the oil, the density of the oil decreases and the oil rises and flows through the tube coiled heat exchanger ( 22 ) and gives its heat energy to the sand storage ( 2 ). The heat transport thus takes place via natural convection. For larger systems, a pump can be used. shows the system diagram of the changed part of the heat input in the sand storage. All other components correspond to the system with sand storage tank and thermal collectors (s. ).

MSD-Anlage mit Photovoltaikpanels ohne Speicher (Abb. 5)MSD system with photovoltaic panels without memory (Fig. 5)

Bei dieser Alternative ohne Speicher wird der von dem Photovoltaikgenerator (28) erzeugte Strom direkt über eine Widerstandsheizung (29) z. B. einer Heizmatte zur Erwärmung des Rohwassers im Folienbecken (19) benutzt. Der andere Entsalzungsteil ist identisch mit der Anlage mit thermischer Wärmeeinbindung mit Solarkollektoren. Es besteht aber auch die Möglichkeit die Widerstandsheizung der Entsalzungsanlage (30) ohne Photovoltaik-Anlage direkt mit Strom aus dem Netz zu betreiben. zeigt den unteren Teil der Entsalzungsanlage mit der photovoltaischen Stromversorgung.In this alternative without memory, that of the photovoltaic generator ( 28 ) generated directly via a resistance heating ( 29 ) z. B. a heating mat for heating the raw water in the foil basin ( 19 ) used. The other desalination part is identical to the system with thermal heat integration with solar collectors. But there is also the possibility of resistance heating of the desalination plant ( 30 ) without photovoltaic system directly with electricity from the network to operate. shows the lower part of the desalination plant with the photovoltaic power supply.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kollektorfeldcollector field
22: Entsalzungsanlagedesalination plant
33: Speichereinheitstorage unit
44: KollektorkreislaufCollector circuit
55: Pumpepump
66: Spiegelmirror
77: Rohwasserraw water
88th: Filterfilter
99: Rohwasserbehälter (Hochbehälter)Raw water tank (high tank)
1010: Kondensationsstufecondensation stage
1111: RohwasserüberlaufRaw water overflow
1212: Klebefolieadhesive film
1313: Oxydschichtoxide
1414: Isolierunginsulation
1515: Thermostatthermostat
1616: DestillatauffangrinneDistillate collecting channel
1717: Folienbeckenliner pools
1818: Solebrine
1919: Thermostatventilthermostatic valve
2020: Destillatbehälterdistillate vessel
2121: SoleabflussleitungSole drain line
2222: WärmetauscherrohrwendelHeat exchanger tube coil
2323: Wärmetauscherheat exchangers
2424: ÖlrücklaufleitungOil return line
2525: Sandsand
2626: DampfaustrittsrohrSteam outlet pipe
2727: KondensatüberlaufrohrCondensate overflow pipe
2828: Photovoltaikgeneratorphotovoltaic generator
2929: Widerstandsheizung (Ölkreislauf)Resistance heating (oil circuit)
3030: Elektrische HeizmatteElectric heating mat
3131: Ölkreislauf im SandspeicherOil circuit in the sand storage

Claims

Solar desalination plant according to the MSD method (s. ) characterized in that the collector field ( 1 ) consisting of flat-plate collectors or vacuum tube collectors is arranged so that the heat input into the desalination plant with an oil circuit ( 4 ) about natural convection.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the heat input from the collector field ( 1 ) consisting of flat plate collectors or evacuated tube collectors with an oil circuit ( 4 ) via an electrically operated pump ( 5 ) he follows.

Solar desalination plant according to the MSD method (s. ), characterized in that the heat input from the collector field ( 1 ) consisting of flat plate collectors or vacuum tube collectors with distillate from the lower foil basin ( 17 ) via natural convection into the desalination plant.

Solar desalination plant according to the MSD method (s. ), characterized in that the heat input from the collector field ( 1 ) consisting of flat plate collectors or vacuum tube collectors with distillate from the lower foil basin ( 17 ) with a pump ( 5 ) takes place in the desalination plant.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the heat extraction via an oil heat exchanger ( 24 ) to the raw water or brine ( 18 ) in a foil basin ( 17 ) he follows.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the foil basin ( 17 ) consists of a waterproof, temperature and acid-resistant plastic (Teflon, silicone, etc.).

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the condensation stages ( 10 ) for cleaning from the desalination plant ( 2 ) can be pulled out.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the condensate from the condensation stages ( 10 ) runs to the side wall and at the bottom of the plant via two collecting channels ( 16 ) is caught.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the condensation stages ( 10 ) on the raw water side with a waterproof, temperature and acid-resistant plastic film ( 12 ) and thus the corrosion of the condensation stages by the raw water or brine ( 18 ) is prevented.

Solar desalination plant according to the MSD process characterized in that the condensation stages ( 10 ) with overflow pipes ( 11 ), the surplus raw water ( 7 ) when it is filled with raw water into the system into the condensation stages below ( 10 ).

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the condensation stages on the lower condensation side, an oxide layer ( 13 ) and thus a dripping of the condensate is prevented.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the condensation stages ( 10 ) are made of aluminum which, when the system is operating on the lower condensation side, forms an oxide layer ( 13 ), and thus a dripping of the condensate is prevented.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the heat input instead of by thermal collectors by a with a photovoltaic generator ( 28 ) operated resistance heating ( 30 ) he follows.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the resistance heating ( 30 ) directly under the foil basin ( 17 ) and the brine contained therein ( 18 ) and evaporate.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the heat input into the desalination plant via a resistance heating ( 30 ) can be done with power from the grid.

Solar desalination plant ( 2 ) according to the MSD method, characterized in that the heat energy via an oil circuit ( 4 ) with the help of coiled tube heat exchangers ( 22 ) in a sand store ( 3 ) is stored.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the heat energy via an oil circuit consisting of an oil return line ( 24 ) and tube spiral heat exchanger ( 22 ) via an oil heat exchanger ( 24 ) under the foil basin ( 17 ) is taken from the sand storage via natural convection and thus the brine ( 18 ) heated in the foil pool and brings to evaporation.

Solar desalination plant according to the MSD process, characterized in that the removal of the heat energy from the sand storage ( 3 ) in the foil basin ( 17 ) via a thermo valve ( 19 ) in the oil return line ( 24 ) is controlled.

Sand storage ( 3 ) characterized in that the solar power from the photovoltaic generators ( 28 ) via an electrical heat exchanger ( 29 ) its energy to an oil circuit ( 31 ) and thus the sand storage via the coiled tubing heat exchanger ( 22 ) with the help of natural convection heats up.

Sand storage ( 3 ) characterized in that the photovoltaic generators ( 28 ) operated electric heat exchanger ( 29 ) is arranged in the lower isolated region of the memory so that over the oil circuit ( 31 ) the heat transport via natural convection takes place and thus the sand accumulator via the coiled tubing heat exchanger ( 22 ) is heated.

Sand storage ( 3 ), characterized in that the storage discharge via the coiled tubing heat exchanger ( 22 ) to a thermal consumer via natural convection by means of an oil return line ( 24 ) is possible.