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DE10152702A1 - Verfahren und Anordnung zur solarthermischen Wasserentsalzung - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur solarthermischen Wasserentsalzung

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Publication number
DE10152702A1
DE10152702A1 DE10152702A DE10152702A DE10152702A1 DE 10152702 A1 DE10152702 A1 DE 10152702A1 DE 10152702 A DE10152702 A DE 10152702A DE 10152702 A DE10152702 A DE 10152702A DE 10152702 A1 DE10152702 A1 DE 10152702A1
Authority
DE
Germany
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water
solar
dollar
reactor
air
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Ceased
Application number
DE10152702A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfhart Freiherr Stackelberg
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of DE10152702A1 publication Critical patent/DE10152702A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/14—Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/343—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas
    • B01D3/346—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas the gas being used for removing vapours, e.g. transport gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
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Abstract

Gegenüber den zahlreichen bekannten Verfahren zur Entsalzung von Meer- oder Brackwasser hat die Erfindung den Vorzug, ausschließlich mit erneuerbaren Energien betrieben werden zu können. Durch direkte Nutzung solarer Energie werden Umwandlungsverluste vermieden, so dass die Anlage besonders kostengünstig betrieben werden kann. DOLLAR A In der Brennlinie von Parabolrinnenspiegeln (1) wird Luft in wärmeisolierten Rohrleitungen bekannter Bauart erhitzt und von unten in einen Reaktor eingeblasen (2). Von oben wird in den Reaktor Salz- oder Brackwasser eingesprüht (3). Die Anlage lässt sich so steuern, dass wahlweise der gesamte Wassergehalt verdampft wird oder nur ein Anteil davon. Ferner ist die Anlage auch zur Salzgewinnung geeignet. DOLLAR A Der erzeugte Dampf wird im Gegenstrom in einem Kühlgefäß kondensiert (4), wobei er gleichzeitig zur Vorerwärmung des zugeführten Salzwassers dient. DOLLAR A Elektrische Energie wird nur zum Betrieb je einer Pumpe zur Luft- (5) und Wasserzufuhr (6) benötigt. Der erforderliche Strom lässt sich ebenfalls aus erneuerbarer Energie gewinnen, zum Beispiel aus einer Windkraftanlage. DOLLAR A Zur Steigerung des Energiegehaltes der erhitzten Luft lässt sich die gesamte Anlage auch unter erhöhtem Druck betreiben. Alternativ zu Parabolrinnenspiegeln ist eine Erhitzung der Luft auch in Solartürmen mit Volumenreceivern möglich oder in Verbindung mit anderen Konzentratoren der Sonnenenergie. DOLLAR A Eine Hintereinanderschaltung mehrerer Anlagen der beschriebenen Art ermöglicht eine ...

Description

  • Die Erfindung gehört zum technischen Gebiet von Wasserentsalzungsanlagen unter Nutzung von Solarenergie.
  • Zur Vielfalt bekannter Entsalzungsverfahren gehören auch solar betriebene Anlagen, in denen durch konzentrierte Sonneneinstrahlung Wasser zum Sieden gebracht und verdampft wird. Nachteile dieser Verfahren sind die Begrenzung der Prozeßtemperatur auf den Siedepunkt des Wassers, die Gefahr von technisch schwer beherrschbarem Siedeverzug und die unvermeidbare Krustenbildung im Konzentrator.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das Verfahren auf höherem Temperaturniveau effektiver zu steuern und durch Trennung des Konzentratorbereiches vom Verdampfungsbereich Verkrustungen im Konzentrator für Solarstrahlung zu vermeiden.
  • Für folgende Patentansprüche wird Schutz begehrt:
    • - Trennung einer solar betriebenen Entsalzungsanlage in einen Konzentrator- und einen Verdampfungsbereich
    • - direkte Einblasung eines im Konzentrator erhitzten gasförmigen Mediums in das salzhaltige Wasser
    • - Übertragung der im Konzentrator gewonnenen Solarenergie in den Verdampfungsbereich im geschlossenen Kreislauf mittels gasförmiger oder flüssiger Medien wie z. B. Thermoöl
    • - Nutzung der so gewonnenen Energie im Verdampfungsbereich durch Führung des erhitzten Mediums
    • - im geschlossenen Kreislauf durch das zu verdampfende salzhaltige Wasser
    • - oder durch Einsprühen des Salzwassers von oben im Gegenstrom gegen von unten eingeblasene erhitzte Luft (bei Nutzung von Thermoöl im geschlossenen Kreislauf zur Übertragung der Energie vom Konzentrator zum Verdampfer wird ein Wärmetauscher zwischengeschaltet, in dem die Energie vom Thermoöl auf den Luftstrom abgegeben wird)
    • - oder durch Einblasen der auf eine der oben beschriebenen Arten erhitzten Luft in das salzhaltige Wasser
    • - Nutzung des Kondensationsbereiches des verdampften Wassers zur Vorerwärmung des zugeführten Salzwassers und automatische Steuerung der eingesprühten beziehungsweise zugeführten Salzwassermenge zur Erzielung einer optimalen Ausbeute von entsalztem Wasser im Gesamtsystem
  • Der schon jetzt in vielen Ländern hohe und weltweit bedrohlich steigende Mangel an Süßwasser hinreichender Qualität sichert der Erfindung eine gewerbliche Anwendung in großem Umfang.
  • Im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik verspricht die Erfindung einen besseren Wirkungsgrad und dadurch eine kostengünstigere Entsalzung von salzhaltigem Wasser. Wird salzhaltiges Wasser wie beschrieben gegen einen erhitzten Luftstrom eingesprüht und vollständig verdampft, kann mit dem Verfahren gleichzeitig kostengünstig Salz gewonnen werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Verdampfung von Meer- oder Brackwasser durch Einsprühen des Wassers von oben in einen Reaktor und Zufuhr von solarthermisch erhitzter Luft von unten im Gegenstrom.
2. Nutzung des Energiegehaltes des erzeugten Dampfes zur Vorerwärmung des zugeführten Wassers im Gegenstrom und zur Kondensation des Dampfes in einem Kühlgefäß.
3. Erhitzung der für den Betrieb der Anlage erforderlichen Luft mit Hilfe von Parabolrinnenspiegeln, Solartürmen mit Volumenreceivern oder mit anderen Konzentratoren der Sonnenenergie.
4. Hintereinanderschaltung mehrerer Anlagen der beschriebenen Art zur stufenweisen Wasserentsalzung.
5. Betrieb der gesamten Anlagen unter erhöhtem Druck.
6. Nutzung der Anlage zur Gewinnung von Salz aus Meer- oder Brackwasser durch vollständige Verdampfung des Wassergehaltes.
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