DE3712785A1

DE3712785A1 - Low-temperature distillation apparatus

Info

Publication number: DE3712785A1
Application number: DE19873712785
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Krahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1988-11-03

Abstract

The apparatus described can distil pure water, in water desalination plants, below the boiling point of water. The apparatus operates according to the laws of mixing air and water vapour (moist air). The steam generator and the condenser are combined in the apparatus in such a way that the heat necessary for the evaporation is produced by the condensation of the pure water. The apparatus is fabricated from plates made of heat-insulating material, e.g. EPS, in which plates a system of ducts and tubes is located. The dry cold feed air, the brine and the moist warm exhaust air flow through this system in the manner of a counter-current heat exchanger. Pure water condenses out of the cooling moist exhaust air.

Description

Der Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung die in Wasserdestillationsanlagen, z. B. in Meerwasser- Entsalzungsanlagen, die Verdunstung von Schmutzwasser, im nachfolgenden Sole genannt, bei gleichzeitiger Kondensation von Reinwasser ermöglicht und in einem Temperaturbereich betrieben wird der unter dem Siedepunkt des Wasser liegt.The invention relates to a device in Water distillation plants, e.g. B. in seawater Desalination plants, the evaporation of dirty water, in subsequently called brine, with simultaneous condensation of pure water and in a temperature range is operated which is below the boiling point of the water.

Wasserdestillationsanlagen beruhen auf dem Prinzip der Kondensation von Reinwasser aus der Dampfphase. Sie verdampfen Sole unter Wärmezufuhr in einem Dampferzeuger und kondensieren den Dampf unter Wärmeentzug in einem Kondensator.Water distillation systems are based on the principle of Condensation of pure water from the vapor phase. they evaporate brine with heat in a steam generator and condense the steam while extracting heat in one Capacitor.

Destillationsanlagen werden mit hohen Temperaturen über dem Siedepunkt des Wassers betrieben und benötigen hochwertige Wärmeenergie. Ferner sind erhebliche Kühlleistungen zur Kondensation des Dampfes notwendig.Distillation plants are operated at high temperatures Boiling point of the water operated and need high quality Thermal energy. Furthermore, significant cooling capacities are required Condensation of the steam necessary.

Es ist bekannt, daß sich Wasser abkühlt wenn trockene Luft darüber hinwegstreicht. Seit Molliert sind auch die Gesetzmäßigkeiten bekannt. Der Effekt der Verdunstungskälte wird in vielfältigen Kühlerkonstruktionen genutzt.It is known that water cools down when dry air sweeps over it. They have been since Molliert Laws known. The effect of evaporative cold is used in a variety of cooler designs.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Destillationsvorrichtung zu schaffen, die im Niedertemperaturbereich, unter dem Siedepunkt des Wassers betrieben wird und der die physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Mischung von Luft und Wasserdampf zugrunde liegen (Mollier i-x Diagramm). Ferner soll die Destillationsanlage mit einem Minimum an Energie auskommen. Das heißt, daß die bei der Kondensation von Dampf anfallende Wärme zur Verdunstung der Sole genutzt wird.The object of the invention is a distillation device to create that in the low temperature range, below the Boiling point of the water is operated and the physical laws of the mixture of air and Underlying water vapor (Mollier i-x diagram). Furthermore, the distillation plant should be at a minimum Get along with energy. That means that the condensation heat from steam is used to evaporate the brine becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dampferzeugung und Kondensation in einer Vorrichtung erfolgt, die als Gegenstrom-Wärmetauscher ausgebildet ist. Das Transportmedium und der Wärmeträger ist feuchte Luft.This object is achieved in that the Steam generation and condensation in one device takes place, which is designed as a countercurrent heat exchanger is. The transport medium and the heat transfer medium are moist Air.

Der Wärmetauscher besteht aus einer Zuluft- und einer Abluftseite. In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt des Wärmetauschers dargestellt. Am Boden eines Kanals 1 ist ein Rohr 2 befestigt. Die Sole 3 ist so hoch in den Kanal eingefüllt, daß sie das Rohr 2 vollständig bedeckt. Der Kanal ist zur Vermeidung von Wärmeverlusten mit wärmeisolierendem Material umhüllt. Der Raum über der Sole ist die Zuluftseite 4, das Innere des Rohres ist die Abluftseite 5. Auf der Zuluftseite erfolgt die Verdunstung der Sole, auf der Abluftseite findet die Kondensation des Destillats statt. Die Luftbewegung der Zu- und Abluftseite ist gegenläufig.The heat exchanger consists of a supply air and an exhaust air side. In Fig. 1 shows a section of the heat exchanger is shown. At the bottom of a channel 1 , a tube 2 is attached. The brine 3 is filled into the channel so high that it completely covers the pipe 2 . The channel is covered with heat-insulating material to avoid heat loss. The space above the brine is the supply air side 4 , the inside of the pipe is the exhaust air side 5 . The brine evaporates on the supply air side and the distillate condenses on the exhaust air side. The air movement on the supply and exhaust air sides is opposite.

Auf der Zuluftseite verdunstet Wasser aus der Sole in die trocken, kalte Zuluft. Diese wird feuchter und die Soleschicht kühlt sich durch die Verdunstungskälte ab. Durch die Wärmeleitung kühlt sich auch die Rohrwandung der Abluftseite ab und Wasser kann aus der feucht warmen, entgegen strömenden, 100% gesättigten Luft, an der Rohrwandung kondensieren. On the supply air side, water evaporates from the brine into the dry, cold supply air. This gets wetter and the The brine layer cools down due to the evaporative cooling. The pipe wall also cools due to the heat conduction Exhaust air side and water can come out of the damp warm, against flowing, 100% saturated air, in the Condense the pipe wall.

Die dabei frei werdende Kondensationswärme wird per Wärmeleitung der Soleschicht, auf der Zuluftseite, zugeführt und ermöglicht die weitere Verdunstung von Wasser.The heat of condensation that is released is per Heat conduction of the brine layer, on the supply air side, fed and allows the further evaporation of Water.

Die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung in bezug auf den Ausstoß von destilliertem Wasser ist abhängig von der Gesamtoberfläche der Sole, der pro Zeiteinheit durchgesetzten Luft, sowie der maximalen Temperatur im System. Um eine große Oberfläche der Sole zu erreichen werden viele Kanäle parallel in Platten 6 aus wärmeisolierendem Material, z. B. expandiertem Polystyrol, geformt. Diese Platten werden dann übereinander geschichtet, so daß der Boden einer Platte die Abdeckung des darunter befindlichen Kanales bildet.The performance of the device with regard to the discharge of distilled water depends on the total surface of the brine, the air passed through per unit of time, and the maximum temperature in the system. To achieve a large surface of the brine, many channels are parallel in plates 6 made of heat-insulating material, for. B. expanded polystyrene. These plates are then stacked one on top of the other so that the bottom of a plate forms the cover of the channel underneath.

Die Platten sind gegenseitig so versetzt aufeinander gestapelt, daß Zuluft und Sole mäanderförmig die Vorrichtung von oben nach unten durchströmen können. Siehe Fig. 2. Die zu verdunstende Sole wird in die Kanäle der obersten Platte eingeleitet und durchfließt alle Platten von oben nach unten.The plates are mutually stacked so that the supply air and brine can flow through the device from top to bottom in a meandering shape. See Fig. 2. The brine to be evaporated is introduced into the channels of the top plate and flows through all plates from top to bottom.

Der Stapel ist durch Stirnplatten 7 abgedichtet, durch die, die Rohre der Abluft geführt sind. Diese durchströmt die Vorrichtung von unten nach oben in umgekehrter Richtung.The stack is sealed by end plates 7 through which the pipes of the exhaust air are guided. This flows through the device from bottom to top in the opposite direction.

Claims

1. Distillation device, characterized in that plates provided with channels, made of heat-insulating material, are connected at the bottom of the channels with tubes running parallel to the channels.

2. Distillation device according to claim 1, characterized characterized in that the plates made of expanded polystyrene or foamed polyurethane or foamed glass consist.

3. Distillation device according to claim 1, characterized characterized in that the condenser tubes for enlargement their surface is corrugated and corrugated.

4. Distillation device according to claim 1, characterized characterized in that the condenser tubes according to claim 3, consist of plastic or metal.