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DE3123409A1 - Process and apparatus for sea water desalination - Google Patents

Process and apparatus for sea water desalination

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DE3123409A1
DE3123409A1 DE19813123409 DE3123409A DE3123409A1 DE 3123409 A1 DE3123409 A1 DE 3123409A1 DE 19813123409 DE19813123409 DE 19813123409 DE 3123409 A DE3123409 A DE 3123409A DE 3123409 A1 DE3123409 A1 DE 3123409A1
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DE
Germany
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sea water
water
condensation
heat
porous
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Withdrawn
Application number
DE19813123409
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German (de)
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Heinrich Dipl.-Phys. Dr. 8551 Röttenbach Gutbier
Alfred Dipl.-Phys. Dr. 8520 Erlangen Michel
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Publication of DE3123409A1 publication Critical patent/DE3123409A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/36Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
    • 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
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Abstract

A process and an apparatus for desalinating sea water by the gap evaporation principle, water being evaporated from a porous body into a gas gap and then being condensed by a condensation device, is to be further improved with respect to the necessary energy consumption and a high water separation rate. According to the invention, it is provided for this purpose that the sea water is first heated by absorbing the heat of condensation and is then heated by a heat source and that the heated sea water is then passed by the rear side of the porous body. The heat source preferably used is solar energy. <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zur MeerwassereitsalzungMethod and device for salting seawater

Die Erfindung betrifft ein Verfehren zur Entsalzung von Meerwasser nach dem Prinzip der Spalt@endaspfung, wobei Wasser aus einem porösen Körper in inec Gasspalt verdampft und anschlieCend mittels einer Yoncensaticrseinrichtung kondensiert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrene, Bei der Entsalzung von Meerwasser, d.h. allgemein von Salzwasser, wird aus slzhaltigein Wasser Süßwasser (zur Verwendung als Trink- oder Brauchwasse@) gewonnen.The invention relates to a method for desalination of sea water according to the principle of gap attenuation, whereby water from a porous body in inec gas gap and then by means of a Yoncensatic device is condensed, as well as a device for performing this process, Bei The desalination of sea water, i.e. salt water in general, is made of salt Water Fresh water (for use as drinking or industrial water @) obtained.

Die Anlagen zur Süßwassergewinnung arbeiten dabei vor allem nach einem Destillationsverfahren in wesentliches Merkmal dieser Destilliereinricturgen die ein-oder mehrstufig aufgestaut sein können, De»eh+ im allgemeinen darin, daß Verdampfer- und Kondensationsflächen einen relativ großen Abstand voneinander haben.The systems for fresh water extraction work mainly according to one Distillation process is an essential feature of this distillation unit can be accumulated in one or more stages, De »eh + generally in that evaporator and condensation surfaces have a relatively large distance from one another.

Deshalb kann eine technisch nutzbare Kondensations-bzw. Wasserabtrennrate nur bei inertgasfreinen Dampfräumen erzielt werden. Da zusammen mit dem Salzwasser ständig aber auch Luft in die Destillieranlagen eintritt, ist es unbedingt erforderlich, daß bei Anlagen der geschilderten Art Vakuumpumpen eingesetzt werden, was einen nicht unerheblichen technischen Aufwand bedeutet.Therefore, a technically usable condensation or. Water separation rate can only be achieved with inert gas-free steam rooms. Since together with the salt water but air is constantly entering the distillation units, it is essential to that vacuum pumps are used in systems of the type described, what a not inconsiderable technical effort.

Der genannte Aufwand kann dann vermieden werden, wenn nach dem Prinzip der sogenannten Spaltverdampfung gearbeitet wird. Hierbei sind die Verdampfer- und Kondensationsflächen der Destilliereinrichtungen durch einen schmalen Spalt, einen sogenannten Gasspalt, voneinander getrennt. In diesem Fall ist, auch bei der Anwesenheit von Inertgas, wie Luft, im Gasspalt, die Diffusionsrate des Wasserdampfes zur Kondensationsfläche groß genug, um technisch nutzbare Wasserabtrennraten realisieren zu können.The effort mentioned can then be avoided if according to the principle the so-called gap evaporation is used. Here are the evaporator and Condensation surfaces of the distillation equipment a narrow one Gap, a so-called gas gap, separated from each other. In this case, too in the presence of inert gas, such as air, in the gas gap, the diffusion rate of the Water vapor to the condensation surface large enough to achieve technically usable water separation rates to be able to realize.

Aus der US-Patentschrift 3 129 145 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von reinem Wasser czus Meerwasser brnkannt, die nach dem genannten Prinzip arbeiten. Die entsprechende Vorrichtung weist dabei zwei poröse Schichten bzw Körper auf, die durch den Gasspalt voneinander getrennt sind. Beide poröse Schichten sind an undurchlässigen Wänden, sogenannten Trennschichten, angeordnet, von denen dle eine beheizt und die andere gekühlt wird. Auf diese Weise verdampft von der Oberfläche der wärmeren porösen Schicht, der das Neerwasser zugefüht wird, Wasser, der gebildete WaSs'?rdrn1pI tritt durch den Gas spalt hindurch, kondensiert ar bzw in der kälteren porösen Schicht und wird dann aus dieser Schicht abgeführt.From US Pat. No. 3,129,145 there is a method and an apparatus for the production of pure water czus seawater, which according to the above Working principle. The corresponding device has two porous layers or bodies that are separated from each other by the gas gap. Both porous layers are arranged on impermeable walls, so-called separating layers, of which one is heated and the other is cooled. This way it evaporates from the Surface of the warmer porous layer to which the Neer water is fed, water, the formed WaS '? rdrn1pI passes through the gas gap, condenses ar or in the colder porous layer and is then removed from this layer.

Bei einer derartigen Anordnung können enge Spaltbreiten, beispielsweise in der Größenordnung von einigen Millimetern, deshalb erzielt werden, weil die verdampfende Oberfläche des Meerwassers in einer porösen Struktur stabilisiert wird. Das Austreten des Meerwassers bzw.With such an arrangement, narrow gap widths, for example on the order of a few millimeters, because the vaporizing Surface of the sea water is stabilized in a porous structure. The exit of sea water or

des Kondensats aus der porösen Schicht wird durch die darin herrschenden Kapillarkräfte und darüber hinaus durch die Aufrechterhaltung eines Gasdruckes im Gasspalt verhindert.the condensate from the porous layer is replaced by the prevailing therein Capillary forces and beyond by maintaining a gas pressure in the Gas gap prevented.

Das bekannte Verfahren erfordert aber einen beträchtlichen Energieaufwand, da die Flüssigkeiten in den porösen Schichten lange Wege zurücklegen müssen (sie strömen im wesentlichen seitlich durch die porösen Körper, d.h. parallel zu den Trennschichten); darüber hinaus ist eine gleichmäßige Beaufschlagung der zur Verdampfung dienenden porösen Schich-" pilt Meerwasser kaum zu erreichen. Ferner ist auch dor Aufbau der Desilliervorrichtung relativ aufwendig, da sowohl auf der Verdampfer- als auch auf der Kondensationsseite eine Trennschicht und eine poröse Schicht E40rbanden ist.However, the known method requires a considerable amount of energy, since the liquids have to travel long distances in the porous layers (they stream essentially laterally through the porous bodies, i.e. parallel to the separating layers); in addition, there is a uniform application of the elements used for evaporation porous layered seawater can hardly be reached Desillation device relatively expensive, since both on the evaporator as well as on the condensation side is a separating layer and a porous layer E40rbanden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der ein gangs genannten Art zur Entsalzung von Meerwasser, bei dem ein poröser Körper zur Verdampfung dient, hinsichtlich des erforderlichen Energieaufwandes unc einer hohen Wasserabtrennrate weiter zu verbessern.The object of the invention is to provide a method of the aforementioned Type of desalination of sea water, in which a porous body is used for evaporation, with regard to the required energy consumption and a high water separation rate to improve further.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Meerwasser zunächst durch Aufnahme von Kondensationswärme und dann mittels einer Wärmequelle erwärmt wird und daß das erwärmte Meerwasser nachfolgend an der Rückseite des porösen Körpers vorbeigeleitet wird.This is achieved according to the invention in that the sea water first by absorbing heat of condensation and then heated by means of a heat source and that the heated sea water subsequently on the back of the porous body is passed by.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist einen porösen Verdampfungskörper und eine Kondensationseinrichtung auf, welche den Gasspalt begrenzen. Dabei wird der Verdampfungskörper durch eine poröse Membran gebildet, die Kondensationseinrichtung ist eine undurchlässige, d.h. eine nicht-poröse Kondensationsfläche. Die poröse Membran und die Kondensationsfläche werden jeweils auf der Rückseite, d.h. auf der vom Gasspalt abgewandten Seite, vom Meerwasser beströmt. In der Flüssigkeitsleitung, d.h. in der Leitung für das Meerwasser, ist zwischen der Kondensationseinrichtung und dem Verdampfungskörper ein Wärmetauscher angeordnet, durch den Wärmeenergie von einer Wärmequelle auf das Meerwasser übertragen wird.A device for carrying out the method according to the invention has a porous evaporation body and a condensation device, which limit the gas gap. The evaporation body is covered by a porous membrane formed, the condensation device is an impermeable, i.e. non-porous Condensation surface. The porous membrane and the condensing surface are respectively on the rear side, i.e. on the side facing away from the gas gap, the sea water flows through it. In the liquid line, i.e. in the line for the sea water, there is between a heat exchanger is arranged in the condensation device and the evaporation body, by which thermal energy is transferred from a heat source to the seawater.

Da beim erfindungsgemaßen Verfahren das Meerwasser den porösen Verdampfungskörper nicht durchströmt, sondern lediglich daran vorbeigeführt wird, wobei die Membran von der Flüssigkeit benetzt wird, ist hierbei ein geringerer Energieaufwand erforderlich. Da ferner eine gleichmäßige Benetzung der Membran erfolgt, wird auch eine hohe Wasserabtrennrate gewährleistet. Bei diesem Verfahren ergibt sich darüber hinaus der Vorteil, daLß durch die (äußere) Wärmequelle nicht die gesamte Verdampfungswärme aufgebracht werden muß. D-.-iS Meerwasser wird nämlich, bevo es durch die Wärmecuelle aufgeheizt wird, an der Rückseite der Kondensationsfläche vorbeigeführt und nimmt dabei die Kondensationswärme des Wassers, d.h. die bei der Kondensation des Wasser dampfes freiwerdende Wärme, auf.Since in the process according to the invention, the sea water forms the porous evaporation body is not flowed through, but merely guided past it, the membrane is wetted by the liquid, less energy is required here. Furthermore, since the membrane is wetted evenly, the water separation rate is also high guaranteed. This method also has the advantage that the (external) heat source does not generate all of the heat of vaporization got to. D -.- iS sea water is namely, before it is heated by the heat source, on the back of the condensation surface and takes the heat of condensation of the water, i.e. the heat released during the condensation of the water vapor, on.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung schließlich zeichnet sich noch dadurch s, daß sie verhältnismäßig einfach aufgebaut ist. Zur Durchführung der Spaltverdampfung ist hierbei nämlich neben dem porösen Verdampfungskörper lediglich elne nicht-poröse Kondensationsfläche erforderlich.Finally, the device according to the invention is also distinguished by this s that it has a relatively simple structure. To carry out the gap evaporation is here namely in addition to the porous evaporation body only one non-porous Condensation surface required.

Beim erfindungsg.emäßen Verfahren wird als Wärmequelle vorzugsweise Solarenergie eingesetzt. Meerwasserentsalzungsanlagen werden nämlich meistens in Gegenden installiert, in denen eine hohe Sonneneinstrahlung gegeben ist. Als Wärmetauscher dienen im allgemeinen Solarkollektoren, wobei unter anderem Flach- Vakunm-, sogenannte 1Heat Pipe"- und konzentrierende Kollektoren in Betracht kommen. Kommt der Kollektor mit dem Meerwasser direkt in Berührung, so muß er aus einem Material bestehen, das gegen heißes salzhaltiges Wasser beständig ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß der Wärmetauscher über einen Zwischenkreis vom (Solar-)Kollektor oder einer anderen Wärmequelle getrennt ist; dann entfällt dae genannte Erfordernis.In the method according to the invention, the preferred heat source is Solar energy used. Seawater desalination plants are mostly used in Installed in areas with high levels of sun exposure. As a heat exchanger are generally used for solar collectors, including flat vacuums, so-called 1Heat Pipe "and concentrating collectors come into consideration. Comes the collector in direct contact with sea water, it must consist of a material which is resistant to hot salty water. But there is also the possibility that the heat exchanger via an intermediate circuit from (Solar) collector or another heat source is disconnected; then the requirement mentioned does not apply.

Zur Erwärmung des Meerwasser kann beim erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise auch Heißdampf verwene det werden.In the method according to the invention, it is possible to heat the seawater For example, superheated steam can also be used.

Der Austritt des Meerwassers aus dem Verdampfungskörper kann beim erfindungsgeinäß.en Verfahren durch Anwendung eines den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit kompensierenden Gasüberdruckes im Gasspalt verhindert werden; hierbei besteht dann die poröse Vtemtran aus hydrophilem Material. Vorteilhaft kann zur Verhinderung des Flüssigkeitsaustritts aber auch eine hydrophobe Me-mbr&n verwendet werden, so daß ein Gasüberdruck nicht erforderlich ist.The escape of the sea water from the evaporation body can occur during erfindungsgeinäß.en method by applying the hydrostatic pressure of the Liquid compensating gas overpressure in the gas gap can be prevented; here Then the porous Vtemtran consists of hydrophilic material. Can be advantageous for Prevention of the leakage of liquid but also a hydrophobic Me-mbr & n used so that a gas overpressure is not required.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Figur soll die Erfindung noch näher ernäut,el t wenlen In der Figur, in der eine vorteilhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens schematisch dargestellt ist, ist mit der Bezugsziffer 10 eine Spaltverdampferzelle bezeichnet. Die Zelle 10 besteht aus zwei Flüssigkeitsräumen 11 und 12, zwischen denen sich ein Gasspalt 13 befindet.The invention is based on an exemplary embodiment and a figure further elaborated, el t wenlen In the figure, in which an advantageous embodiment a device for carrying out the method according to the invention schematically is shown, the reference numeral 10 denotes a gap evaporator cell. The cell 10 consists of two liquid spaces 11 and 12, between which a gas gap 13 is located.

Die Trennfläche zwischen dem Flüssigkeitsraum 11 und dem Gasspalt 13 wird durch eine undurchlässige Kondensationsfläche 14 gebildet, der Flüssigkeitsraum 12 ist vom Gasspalt 13 durch eine poröse Membran 15, die Verdampferfläche, abgetrennt.The interface between the liquid space 11 and the gas gap 13 is formed by an impermeable condensation surface 14, the liquid space 12 is separated from the gas gap 13 by a porous membrane 15, the evaporator surface.

Während des Betriebes der Meerwasserentsalzungsanlage wird die Flüssigkeit im Gegenstrom durch die Spaliverdampferzelle 10 geführt. Dabei wird das Meerwasser mittels einer Pumpe 16 zunächst in den Flüssigkeits- raum 11 eingebracht, wobei es über dfe Kondensationsfläche 14 die Kondensationswärme des (abgeschiedenen) Wassers aufnimmt. Vom Flüssigkeitsraum 11 gelangt das vorerwärmte Neerwasser in einen Kollektor 17, wo es -wie in der Figur symbolisch durch Pfeile dargestellt -mittels Solarenergle auf dl erforderliche Temperatur gebracht wird. Anschließend tritt das erhitzte Meerwasser in den Flüssizkeitsnaum 12 der Spaltverdampferzelle 10 ein, wo es mit ner Verdampferfläche 15 in Berührung kommt. Hierbei verdampft dann Wasser durch die poröse Membran in den Gasspalt 13. Durch den Verdampfungsprozeß wird das - aufgrund des Flüssigkeitsverlustes -- aufkonzentrierte Meerwasser abgekühlt.During the operation of the seawater desalination plant, the liquid guided through the Spaliver evaporator cell 10 in countercurrent. This is the sea water by means of a pump 16 initially in the liquid room 11 brought in, with the condensation heat of the (separated) Absorbs water. The preheated Neer water passes from the liquid space 11 a collector 17, where it - as shown symbolically in the figure by arrows -is brought to the required temperature by means of solar energy. Afterward the heated seawater enters the liquid chamber 12 of the split evaporator cell 10 where it comes into contact with an evaporator surface 15. This evaporates then water through the porous membrane into the gas gap 13. Through the evaporation process the concentrated seawater is cooled down due to the loss of fluid.

Eine weitere Abkühlung erfolgt durch Wärmeabgabe infolge von Wärmeleitung. Das abgekühlte Salzwasser verläßt schließlich den Flüssigkeitsraum 12.Further cooling takes place through the release of heat as a result of heat conduction. The cooled salt water finally leaves the liquid space 12.

Der in den Gasspalt 13 übergetretene Wasserdampf kondensiert a der kalten Kondensationsfläche 145 wobei die Kondensationswärme auf das im Flüssigkeitsraum 11 befindliche Meerwasser übertragen wird. Eine weitere Erwärmung des Meerwassers erfolgt durch direkte Wärmeleitung vom Flüssigkeitsraum 12 her. Das an der Kondensationsfläche 14 kondensierte Wasser, das Süßwasser, wird in geeigneter Weise aus dem Gasspalt entfernt. Ist die S.psltverdempferzelle 10, wie in der Figur dargesten vertikal angeordnet, so fließt das Kondensat einfach nach unten ab.The water vapor which has passed into the gas gap 13 condenses a the cold condensation surface 145 with the heat of condensation on that in the liquid space 11 located seawater is transferred. Another warming of the sea water takes place by direct heat conduction from the liquid space 12. That on the condensation surface 14 condensed water, the fresh water, is appropriately removed from the gas gap removed. Is the S.psltverdempferzelle 10, as shown in the figure vertical arranged, the condensate simply flows downwards.

Der Gasspalt 13 ist beispielsweise ca. 3 mm breit. Wird eine hydrophobe Membran als Verdampferfläche verwendet, so ist der Gasspalt zweckmäßigerweise mit Luft von Atmosphärendruck gefüllt. ist die Kondensationsfläche dagegen eine hydrophile Membran, so wird der hydrostatische Druck des Meerwassers im Flüssigkeitsraum 12 durch einen entsprechenden Gasüberdruck im Gas spalt 13 kompensiert. Wird dabei im Gasspalt Wasserstoff einen setzt, so ist die Diffusion des Wasserdampfes durch den Gasspalt besonders hoch. Herrscht im Gasspalt 13 ein Überdruck, so wird im übrigen das Kondensat. wie in der Figur dargestellt, über eine DruckscIffeuse 18 ,!bgeführt.The gas gap 13 is, for example, approximately 3 mm wide. Becomes a hydrophobic If the membrane is used as an evaporator surface, the gas gap is expediently with Air filled by atmospheric pressure. on the other hand, the condensation surface is a hydrophilic one Membrane, the hydrostatic pressure of the sea water in the liquid space 12 by a corresponding excess gas pressure in the gas gap 13 compensated. Is doing this in the gas gap Hydrogen sets one, so is the diffusion of water vapor through the gas gap especially high. If there is an overpressure in the gas gap 13, the rest of the condensate is formed. as shown in the figure, via a pressure lever 18.

Hydrophile Verdampferflächen bestehen bei der erfin dungsgemäßen Vorrichtung im allgemeinen aus Asbest, weiter kommen unter anderem folgende Materialien in Frage : Nickel und hydrophiliertes Polyäthylen oder -propylen. Als hydrophobe Verdampferfläche kann beispielsweise Polytetrafluoräthy er (PTFS) oder mit PTFE hydrophobiertes Asbestmaterial sowie Polyäthylen und -propylen eingesetzt werden. Die Kondensationsfläche, die gut wärmeleitend sein soll besteht vorzugsweise aus Metall, wie Nickel oder VA-Stahl ; es können aber auch Graphitpapiere oder dünne folien aus Kunststoff eingesetzt werden.Hydrophilic evaporator surfaces exist in the device according to the invention generally made of asbestos, the following materials, among others, are also suitable : Nickel and hydrophilized polyethylene or propylene. As a hydrophobic evaporator surface can, for example, Polytetrafluoräthy er (PTFS) or asbestos material hydrophobized with PTFE as well as polyethylene and propylene are used. The condensation surface that Should be a good heat conductor is preferably made of metal, such as nickel or VA steel ; But graphite papers or thin plastic films can also be used will.

Zur Erhöhung der Wasserabtrennrate sowie zur Erzielung eines kompakten Aufbaus und zur Verringerung, der Wärmeabgabe an die Umgebung können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch mehrere Spaltverdampferzellen zu einem Block zusammengefügt werden. Der zellenmäßige Aufbau derartiger Destilliervorrichtungen erlaubt auch in einfacher Weise einen modularen Aufbau größerer Meerwasserentsalzungsanlagen. Die entsprechenden Flüssigkeitsräume der einzelnen Zellen können bei einem derartigen Aufbau parallel oder in Serie geschaltet werden.To increase the water separation rate and to achieve a compact Structure and to reduce the heat dissipation to the environment can with the invention Device, several gap evaporator cells can be joined together to form a block. The cellular structure of such distillation devices also allows a simple Way a modular structure of larger seawater desalination plants. The corresponding Liquid spaces of the individual cells can be parallel with such a structure or connected in series.

Zur Erzielung einer optimalen Wasserabtrennrate m werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung - bei einem vorgegebenen Wärmestrom CSR der von der (äußeren) Wärmequelle auf das Meerwasser übertragen wird - für die Verdampferfläche F und den zugeführten keerwasserstrom M bestimmte Werte gewählt Diese ergeben sich aus folgenden Überlegungen.In order to achieve an optimal water separation rate m, the invention Device - at a given heat flow CSR, that of the (outer) Heat source is transferred to the seawater - for the evaporator surface F and the supplied Keerwasserstrom M certain values selected. These result from the following considerations.

Der Wärme strom im im Gasspalt ist durch den Verdampfungs-Kondensationsprozeß und durch Wärmeleitung bedingt: QWT= QV + QL # Der durch den Verdampfungsprozeß bedingte Anteil #= QV/QWT - und danit auch die Wasserabtrennrate - hat bei einer Trmperaturdifferenz ATSP zweschen Verdampfer-und Kondensationsfläche im Bereich von 5 K ein Optimum.The heat flow in the gas gap is due to the evaporation-condensation process and due to thermal conduction: QWT = QV + QL # The one caused by the evaporation process conditional share # = QV / QWT - and then also the water separation rate - has in one Temperature difference ATSP between evaporator and condensation surface in the area of 5 K an optimum.

Bei der Vernachlässigung von Wärmeverlusten an dle Umgebung und unter der Voraussetzung, daß m < < M ist, gilt folgendes (C = spezifische Wärme des Wassers): QS = C#M#(T3-T2) = C#M#(T4-T1) = C#M#ATSP und 1 QWT = C#M#(T3-T4) =---QV # # Damit gilt: Dabei ist T1 die Eintrittstemperatur des Meerwassers in den Flüssigkeitsraum 11 und T2 die entsprechende Austrittsten'eratur, T3 ist die Temperatur am Ausgang des Wärmetauschers 17 bzw. die Eintrittstemperatur des Meerwassers in den Flüssigkeitsraum 12 und T4 die Austrittstemperatur aus diesem Flüssigkeitsraum.If heat losses to the environment are neglected and on the assumption that m <<M, the following applies (C = specific heat of the water): QS = C # M # (T3-T2) = C # M # (T4- T1) = C # M # ATSP and 1 QWT = C # M # (T3-T4) = --- QV # # The following applies: T1 is the inlet temperature of the sea water in the liquid space 11 and T2 the corresponding outlet temperature, T3 is the temperature at the outlet of the heat exchanger 17 or the inlet temperature of the sea water in the liquid space 12 and T4 the outlet temperature from this liquid space.

Bei einem flächenproportionalen Wärmestrom bzw.With a heat flow proportional to the area or

einer flächenproportionalen Wasserabtrennrate m1 für die Spaltverdampferzelle ergibt sich ferner folgendes: Bei einer Solareinstrahlung von 800 W/m² wird unter Verwendung eines Flachkollektors beispIelsweise ein Wärmestrom QS = 400 W/m² an das Meerwasser übertragen.A water separation rate m1 proportional to the area for the gap evaporator cell also results in the following: With a solar irradiation of 800 W / m², a heat flow QS = 400 W / m² is transferred to the sea water using a flat plate collector, for example.

Für die einzelnen Temperaturen Kilt beispielsweise folgendes: T1 = 20°C und T3 = 80°C, #TSp = T4-T1 ist 5 K. Experimentell wurde ferner ermittelt, daß qV = 0,33 W/cm² und # = 0,5, d.h. der Wärmetransport erfolgt jeweils zur Hälfte durch Verdampfung und durch Wärmeleitung Mit den vorstehend angegebenen Daten ergeben sich dann, jeweils bezogen auf 1 m² Kollektorfläche, folgende Werte: QV = 0,5 # ## # QS = 5,5 # QS = 2200 W/m² F = #### # QS = 6680 cm²/m²; m =0,5 # 16,7 # QS = 3,36 kg/h#m² und Bei anderen Betriebsbedingungen, wie QS = 400 W/m², T1 = 200C, T3 = 10000 und tTsp = 10 K, ergibt sich für F beispielsweise ein Wert von 3640 cm2/m2.For the individual temperatures Kilt, for example, the following: T1 = 20 ° C and T3 = 80 ° C, #TSp = T4-T1 is 5 K. It was also determined experimentally that qV = 0.33 W / cm² and # = 0.5 , ie half of the heat is transported through evaporation and half through heat conduction. With the data given above, the following values result, in each case based on 1 m² collector surface: QV = 0.5 # ## # QS = 5.5 # QS = 2200 W / m² F = #### # QS = 6680 cm² / m²; m = 0.5 # 16.7 # QS = 3.36 kg / h # m² and For other operating conditions, such as QS = 400 W / m², T1 = 200C, T3 = 10000 and tTsp = 10 K, the value for F is, for example, 3640 cm2 / m2.

5 Patentansprüche 1 Figur5 claims 1 figure

Claims (5)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Entsalzung von Meerwasser nach dem Prinzip der Spaltverdampfung, wobei Wasser aus einem porösen Körper in einen Gasspalt verdampit und anschließend mittels einer Kondensationseinrichtung kondensiert wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Meerwasser zunächst durch Aufnahme von Kondensationswärme und daun mittels einer Wärmequelle erwärmt wird und daß das erwärmte Meerwasser nachfolgend an der Rückseite des porösen Körpers vorbeigeleitet wird.Claims 1. A method for the desalination of seawater according to the Principle of gap evaporation, whereby water from a porous body into a gas gap is evaporated and then condensed by means of a condensation device, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that the sea water initially by absorption is heated by condensation heat and down by means of a heat source and that the heated seawater subsequently passed the back of the porous body will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Wärmequelle Solarenergie verwendet wird.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that solar energy is used as a heat source. 3. Vorrichtung zur Durchfiihrung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem durch einen porösen Verdampfungskörper und eine Kondensationseinrichtung begrenzten Gasspalt, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Verdampfungskörper eine poröse Membran und die Kondensationseinrichtung eine undurchlässige Kondensationsfläche ist, die jeweils auf der Rückseite vom Meerwasser beströmt werden, und daß in der Flüssigkeitsleitung zwischen der Kondensationseinrichtung und dem Verdampfungskörper ein Wärmetauscher zur Ubertragung von Wärmeenergie von einer Wärmequelle auf das Meerwasser angeordnet ist.3. Device for performing the method according to claim 1 or 2 with a porous evaporation body and a condensation device limited gas gap, which means that the evaporation body a porous membrane and the condensation device an impermeable condensation surface is, which are flowed in each case on the back of the sea water, and that in the Liquid line between the condensation device and the evaporation body a heat exchanger for the transfer of thermal energy from a heat source to the Sea water is arranged. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmetauscher ein Solarkollektor ist.4. Apparatus according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c Note that the heat exchanger is a solar collector. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die poröse I:Iembran aus hydrophobem oder hydrophilem Material besteht.5. Apparatus according to claim 3 or 4, since d u r c h g e k e n n z It is clear that the porous membrane is made of a hydrophobic or hydrophilic material consists.
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