DE3140614C2 - Vorrichtung zur Membrandestillation - Google Patents

Description

a) jede Trennplatte (13) auf der der ersten Platte (11) für relativ warme Flüssigkeit benachbarten Seite eine poröse hydrophobe Kunststoffmembran (21) mit solchem Porenradius aufweist, daß Wasserdurchgang durch die Kunstsioffmembran bei den in der Von ichtung vorgesehenen hydrostatischen Drücken verhindert ist, während Durchgang von Wasserdampf möglich ist,

b) auf der gegenüberliegenden Seite der Trennplatte (13) eine dünne flüssigkeitsdichte Kunststoffolie (23) angeordnet ist,

c) zwischen Kunststoffmembran (21) und Kunststoffolie (23) ein Abstandsnetz (22) aus Kunststoff angeordnet ist und

d) Kunststoffmembran (21), Abstandsnetz (22) und Kunststoffolie (23) von einem Rahmen (130) umgeben sind, der in seinem oberen Teil Eingangsöffnungen (1301) für Luft und in seinem unteren Teil Ausgangsöffnungen (1302) für Wasser aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Kunststoffmembran (21) Poren mit einem Radius im Bereich von 2 bis 5 μπι hat, daß das Abstandsnetz (22) eine Dicke von etwa Ibis 2 mm hat und aus vertikalen Leisten (222) und quer zu diesen verlaufenden Querleisten (221) besteht, die leicht abwärtsgerichtet sind und sich etwa 0,5 bis 1 mm quer zu den vertikalen Leisten (222) erstrecken, und daß die Kunststoffolie (23) eine Dikke von etwa 0,1 mm hat und aus Polyäthylen besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten Platten (11) und jede der zweiten Planten (12) einen Rahmen (110 bzw. 120) mit vier Durchgangslöchern (111,112,113,114 bzw. 121,122,123,124) in seiner Peripherie aufweist, von denen zwei Durchgangslöcher (111, 114 bzw. 122,123) Verbindung zu einer Vertiefung (115 bzw. 125) aufweisen, wobei jede der zweiten Platten (12) gegenüber den ersten Platten (11) so gedreht ist, daß jedem Durchgangsloch (111, 114 bzw. 122, 123) mit Verbindung zu einer Vertiefung (115 bzw. 125) in der benachbarten Platte (11, 12) ein Durchgangsloch (112,113 bzw. 121,124) ohne Verbindung entspricht.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Membrandestillation entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Vorrichtungen werden beispielsweise zur Destillation von Meerwasser verwendet, um daraus Trinkwasser zu gewinnen.

Eine solche Vorrichtung ist: beispielsweise aus der SE-PS 3 87 927 bekannt. Hierbei fließt auf jeder zweiten einer Anzahl planparalleler Platten relativ kaltes Frischwasser oder Trinkwasser und auf jeder dazwischen angeordneten Platte relativ warmes, sonnenerwärmtes Meerwasser. Es ist notwendig, daß die Platten, auf denen Meerwasser bzw. Trinkwasser fließt, voneinander getrennt sind, um eine Vermischung der beiden Ströme zu verhüten. Zu diesem Zweck sind Abstandsglieder vorgesehen, die aus umgekehrten Rinnen bestehen, und es sind ferner besondere Mittel zur Verteilung der Flüssigkeiten auf die verschiedenen Platten sowie entsprechende Sammeleinrichtungen vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß durch eine vereinfachte und kompaktere Konstruktion eine höhere Wirksamkeit erzielt wird
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst

Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht also darin, zwischen der Mehrzahl der ersten Platten und der Mehrzahl der zweiten Platten jeweils einen Luftspalt bzw. eine Kondensationskammer anzuordnen, die durch die Trennplatte gebildet ist Der Luftspalt wird in der Trennplatte durch das Abstandsnetz dadurch aufrechterhalten, daß das Netz an der Kunststoffmembran und an der Kunststoffolie nur an einigen Stellen anliegt, so daß zwischen diesen Stellen kondensiertes Frischwasser nach unten zu dem Boden der durch die Trennplatte gebildeten Kondensationskammer fließen kann.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, wobei Anspruch 2 die Ausbildung der Trennplatte und Anspruch 3 die Ausgestaltung der ersten und zweiten Platten betrifft, die zusammen mit den Trennplatten zu einer Einheit zusammengebaut' werden können, die mit getrennten Einlaß- und Auslaßstutzen für die beiden Flüssigkeiten versehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfinndung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in der

F i g. 1 schematisch die Anordnung der verschiedenen Platten in Beziehung zueinander sowie die Einlaß- und Auslaßstutzen zeigt,

F i g. 2 ein lotrechter Schnitt durch eine Trennplatte

ist,

F i g. 3 eine Vorderansicht eines Teiles eines in einer Trennplatte enthaltenen Abstandsnetzes ist, und

Fig.4, 5, 6 Vorderansichten der Rahmen der verschiedenen Platten sind.

Die Vorrichtung in F i g. 1 enthält eine Anzahl von Platten vor ihrem mechanischen Zusammenbau zu einer Einheit. Eine äußere Platte 10 weist einen ersten Einlaßstutzen 101, einen zweiten Einlaßstutzen 103, einen ersten Auslaßstutzen 104 und einen zweiten Auslaßstutzen 102 auf. Eine zweite äußere Platte 14 weist entsprechende Einlaßstutzen 141, 143 und Auslaßstutzen 144, 142 auf. Zwischen den äußeren Platten 10 und 14 befinden sich eine erste Anzahl von Platten 11, eine zweite Anzahl von Platten 12 und Trennplatten 13. Die Zeichnung zeigt nur eine Platte 11, eine Platte 12 und eine Trennplatte 13. In Wirklichkeit ist jedoch eine große Anzahl von Platten 11 vorhanden, die jeweils durch Trennplatten 13 von einer gleichgroßen Anzahl dicht anliegender Platten 12 getrennt sind.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, besteht eine Trennplatte 13 aus einem Rahmen 130 um plattenförmige, zueinander planparallele Teilstücke, nämlich einer äußeren porösen, hydrophoben (wasserabstoßenden) Kunststoffmembran 21, einem dazwischen liegenden Abstandsnetz 22 aus Kunststoff und einer äußeren dünnen Kunststofffolie 23. Der Rahmen 130 enthält in seinem oberen Teil Einlaßöffnungen 1301 für Luft und in seinem unteren

Teil Auslaßöffnungen 1302 für Wasser.

Die Kunststoffmembran 21 besteht aus einem porösen Material mit einem Porenradius im Bereich von 2 bis 5μΐη.

Das Abstandsnetz 22 enthält vertikale Leisten 222, siehe auch F i g. 3, und quer zu ihnen leicht abwärtsgerichtete Querleisten 221. Das Abstandsnetz 22 hat eine Dicke von etwa 1 bis 2 mm, und die Erstreckung der Querleisten 221 quer zu den vertikalen Leisten 222 ist etwa 0,5 bis 1 mm.

Das Verhältnis des Abstandes zwischen den Querleisten 221 und des Abstandes zwischen den vertikalen Leisten 222 ist vorzugsweise als 20 gewählt, z. B. der Querleistenabstand = 50 mm, und der Vertikalleistenabstand = 2 bis 4 min.

Die Kunststoffolie 23 besteht aus Polyäthylen und hat eine Dicke von etwa 0,1 mm.

Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, ist der Rahmen 130 für eine Trennplatte 13 mit vier Durchgangslödiern 131, 132,133,134 versehen. Diese Löcher haben keine Verbindung zu dem vom Rahmen 130 begrenzten und für die Teilstücke 21,22,23 vorgesehenen Raum.

F i g. 5 zeigt eine der Platten 11, die in der genannten ersten Anzahl von Platten 11 enthalten ist Sie besteht aus einem Rahmen 110 mit vier Durchgangslöchern 111, 112,113 und 114 in der Peripherie des Rahmens.

Zwei der genannten Löcher, nämlich die Löcher 111 und 114, haben Verbindung zu einer Vertiefung (Ausnehmung) 115, die sich über einen großen Teil der Platte

11 erstreckt, während die übrigen Löcher 1 ί2, ί i3 keine solche Verbindung haben.

Fig.6 zeigt eine der Platten 12 in der genannten zweiten Anzahl von Platten 12. Diese Platte 12 besteht aus einem Rahmen 120 mit vier Durchgangslöchern 121, 122,123,124 in der Peripherie des Rahmens.

Die Löcher 122 und 123 haben Verbindung zu einer Vertiefung 125 in der Platte, während die Löcher 121 und 124 keine solche Verbindung haben.

Die Platten 11 und 12 sind identisch miteinander, aber in Beziehung zueinander so gedreht, daß die Löcher 122, 123 mit Verbindung zu der Vertiefung 125 in der Platte

12 den Löchern 112,113 ohne Verbindung zu der Vertiefung in der Platte 11 entsprechen. Als eine direkte Folge entsprechen die Löcher 111,114 in der Platte 11 den Löchern 121 und 124 in der Platte 12.

Die Trennplatten 13 verhindern eine direkte Vermischung von beispielsweise relativ warmem Meerwasser mit relativ kaltem Trinkwasser bei der Herstellung von Trinkwasser durch Destillation von Meerwasser.

Die poröse hydrophobe Kunststoffmembran 21 befindet sich zwischen einer Platte 11 für das warme Meerwasser und dem Abstandsnetz 22 und hat die Aufgabe, den Durchgang von Wasserdampf zuzulassen.

Das Abstandsnetz 22 hat die Aufgabe, zwischen der Membran 21 und der Kunststoffolie 23 einen Luftspalt zu schaffen.

Die Kunststoffolie 23 hat die Aufgabe, als Kondensationsfläche zu wirken.

Da die Kunststoffmembran 21 und die Kunststoffolie 23 das Abstandsnetz 22 (d. h. einen Luftspalt) einschlie-Ben, ist eine freistehende Kondensationskammer gebildet, in der der Wasserdampf auskondensiert wird, der keinen Kontakt mit der Warmwasserseite und auch nicht mit der Kaltwasserseite hat. Dies bedeutet im Prinzip, daß sowohl die Warmwasserseite als auch die Kaltwasserseite mit Meerwasser beschickt werden kann. Aufgrund der Form der Trennplatte 13 besteht keine Gefahr, daß die Kunststoffmembran 21 luftarm und völlig oder teilweise mit Flüssigkeit gefüllt wird. Die Kunststoffolie 23 soll so dünn sein, daß die Kondensationswärme durch die kalte Flüssigkeit leicht wegtransportiert werden kann. Ein gleichmäßiger Wasserkontakt gegen die Folie ergibt sich, wenn die Folie eine matte Oberfläche hat

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Membrandestillation mit ersten Platten (II) für die Führung einer relativ warmen Flüssigkeit und mit zweiten Platten (12) für die Führung einer relativ kalten Flüssigkeit, wobei diese Platten (11, 12) alternierend angeordnet sind und zwischen je zwei Platten (U, 12 und 12, 11) eine flüssigkeitsdichte Trennplatte (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß