DE3236871A1

DE3236871A1 - Verfahren und einrichtung zur gewinnung von suesswasser aus waessrigen salzloesungen, insbesondere aus meerwasser

Info

Publication number: DE3236871A1
Application number: DE19823236871
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 5030 Hürth Steil
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-05
Filing date: 1982-10-05
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE3236871C2

Description

ble Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine #ifl
richtung zur Gewinnung von Süßwasser aus Salzlösungen, insbesondere aus Meerwasser gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Die Gewinnung von Süßwasser aus Salzlösungen, insbesondere aus Meerwasser, ist ein Problem von außerordentlicher Bedeutung, sei es zur Bereitstellung von Trinkwasser oder für die Bewässerung landwirtschaftlicher Nutzflächen. Das gewonnene Süßwasser muß jedoch preisgünstig zur Verfügung stehen. Dies ist nur möglich, wenn bei der Gewinnung ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird, d.h. der Energieaufwand für die Süßwassergewinnung wirts'chaftlich vertretbar ist, wenn ferner der erforderliche Kapitaleinsatz niedrig und das angewandte Verfahren technisch einfach ist.
Heute wird bei der Entsalzung von Meerwasser vorwiegend nach dem Prinzip der Mehrstufen-Entspannungsverdampfung gearbeitet.
Der dabei erforderliche Aufwand an Heizenergie konnte bereits auf ein wirtschaftlich vernünftiges Maß reduziert werden.
Dieses Prinzip besitzt aber den Nachteil, daß es wegen der vielen erforderlichen Druckstufen technologisch# kompliziert ist, und daß für die indirekte Wärmeübertragung wegen der kleinen Temperaturdifferenzen große Wärmeaustauschflächefl benötigt werden. Für die mehrmalige Nutzung der Kondensationswärme des erzeugten Süßwassers durch indirekte Wärmeübertragung sind im allgemeinenmetallische Wärmeaustauscher aus korrosionsfesten und teuren Werkstoffen erforderlich. Dies führt zwangsläufig zu hohen Investionskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Gewinnung von Süßwasser aus Salzlösungen anzugeben, die technisch wesentlich vereinfacht sind und bei denen keine konventionellen Wärmeaustauscher mit teuren metallischen Austauschflächen benötigt werden.
Diese Aufgabe ist für ein Verfahren bzw. eine Einrichtung gemäß der Erfindung durch die in den kennzeichnenden Teilen der unabhängigen Patentansprüche angegebenen Merkmale gelöst.
Gemäß der Erfindun#g wird Süßwasser nach einem Regenerativ prinzip aus derlSalzlösung gewonnen. Hierbei werden zwischen zwei Systemen, ünd zwar einem Flüssigkeitskreislauf mit örtlich und zeitlich periodisch wechselnder Temperatur und einem wärmespeichernden Regenerator r die Wärmeinhalte durch direkten Flüssigkeitskontakt und/oder durch Verdampfung sowie Kondensation von Wasser innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs gegenseitig regenerativ ausgetauscht.
Der Temperaturbereich erstreckt sich hierbei z.B. zwischen 50 und 1000c oder zwischen 50 und 1500C. bie Brüden des Süßwassers werden in dem mit einer Speichermasse gefüllten Regenerator kondensiert und die Kondensationswärme darin gespeichert. Nach Erreichen des Temperaturmaximums und nach Ablassen des Süßwassers aus dem Regenerator wird die gespeicherte Kondensationswärme wieder an die einzudampfende Salzlösung abgegeben. Bei diesem Vorgang ändern sich Druck und Temperatur im Regenerator periodisch in einem sich ständig wiederholenden Zyklus. Dieses periodische Aufheizen und Abkühlen des Regenerators durch Kondensation der Brüden des Süßwassers an der Oberfläche der Speichermasse des Regenerators und durch Wiederabgabe der gespeicherten Kondensationswär#t#e an die einzudampfende Salzlösung erfolgt innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs bei stetig und periodisch steigenden bzw. sinkenden Drücken und Temperaturen. Hierzu ist es zunächst erforderlich, dem Regenerator den Wasserdampf bei stetig steigendem Druck und stetig steigender Sattdampf temperatur zuzuführen. Dies geschieht in der sogenannten Warmperiode. Dabei kondensiert Süßwasser, und der Regenerator erwärmt sich durch Aufnahme der frei werdenden Kondensationswärme bis auf die gewünschte Maximaltemperatur.
Die Bereitstellung von Wasserdampf unter stetig steigendem Druck und steigender Temperatur wird mit Hilfe eines kaskadenartig aufgebauten Kammer systems ermöglicht, in dem Salzlösung von wechselnder Temperatur ständig umgepumpt wird.
Dabei ändert sich die Temperatur des Flüssigkeitsstromes innerhalb der Kaskade örtlich und zeitlich stetig vom Minimum zum Maximum des vorgegebenen Temperaturbereichs und umgekehrt.
Die Kaskade kann z.B. eine horizontale Anordnung einer Vielzahl hintereinander geschalteter Kammern sein, zwischen denen Trennwände vorgesehen sind. Die Salzlösung durchströmt dann diese Kaskade mäanderförmig.
Eine Einrichtung zur Süßwassergewinnung aus Salzlösungen gemäß der Erfindung ist konstruktiv sehr einfach aufgebaut Teure Wärmeaustauscher sind überhaupt nicht oder nur in geringem Umfange erforderlich.
Das Verfahren kann auch bei höheren Prozeßtemperaturen betrieben werden, da durch den einfachen Aufbau des Regenerators die Krustenbildung aus einkristallisiertem Salz oder Verunreinigungen ein sehr viel geringeres Problem darstellt als bei komplizierten Wärmeaustauschern.
Das Verfahren kann durch den einfachen Aufbau von Kammersystem und Regenerator auch in sehr großen Einheiten durchgeführt werden, so daß Anlagen mit einer hohen Süßwasser gewinnungsrate erstellt werden können.
Die zu entwässernde Salzlösung kann zumindest teilweise ohne Vorheizung direkt kalt zugeführt werden; die aufkonzentrierte.
Sole kann kalt abgezogen werden.
Der Energieverbrauch einer solchen Anlage ist gering.Ein Anteil dieserEner.gie ist die Pumpenenergie, die notwendig ist, das Kaskadenvolumen kontinuierlich umzupumpen. Insbesondere bei großen Volumina ist die notwendige Pumpenarbeit von nicht unerheblicher Bedeutung. Um den Arbeitsaufwand für das Umpumpen zu reduzieren, wird vorteilhaft zur Verringerung der Druckverluste innerhalb der Kaskade der sogenannte Toms-Effekt ausgenutzt. Die Druckverluste strömenden Wassers können durch geringste Mengen chemischer Additive bis zu 70 % verringert werden; vgl. z.B.
A. Kresser in 3R international, Heft 7, November 1975, Seiten 385 ff.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert sind. In den Zeichnungen stellen dar: Figuren 1a und ib eine in Kammern unterteilte vielstufige Flüssigkeitskaskade, in der eine einen Temperaturgradienten aufweisende Flüssig keitssäule umgepumpt wird, in zwei Zuständen; Figur 2 eine Darstellung des Temperaturverlaufs bei mehrmaligem Umpumpen der Flüssigkeitssäule in Flüssigkeitskaskaden mit unterschiedlicher Stufenanzahl; Figur 3 eine Darstellung.der Maximaltemperatur der letzten Stufe einer Flüssigkeitskaskade nach einmaligem Durchgang ihres Flüssigke i tsinhal tes in Abhängigkeit von der Anzahl der Stufen; Figur 4 ein vereinfachtes Schemabild einer Vorrichtung aus einer Flüssigkeitskaskade und einem Regenerator, dem die Süßwasserbrüden der Flüssig.-keitskaskade zugeführt werden; Figur 5 eine Schemadarstellung einer Einrichtung zur Gewinnung von Süßwasser aus Meerwasser gemäß der Erfindung; Figur 6 eine s#chematische Aufsicht auf eine Flüssigkeitskaskade für eine Einrichtung gemäß Figur 5; Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur Gewinnung von Süßwasser aus Meera wasser mit Ausnutzung des Toms-Effekts.
In Figur 1a ist der Ausgangszustand einer in n Kammern unterteilten Flüssigkeitskaskade F mit einem im gewünschten Arbeitsbereich liegenden Temperaturgradienten zwischen z.B.
500C im unteren und oberen Bereich und 1000c im mittleren Bereich dargestellt. Die obere Kammer und die untere Kammer sind mit einer Leitung L verbunden, in die eine Umwälzpumpe P eingeschaltet ist. Die Flüssigkeitskaskade ist mit Meerwasser gefüllt, wobei oberhalb der oberen Kammer ein Dampfraum verbleibt. Der in Figur la gezeigte Ausgangszustand.
kann vor Inbetriebnahme der Pumpe P z.B. durch Einblasen von Wasserdampf in die zunächst kalte Flüssigkeit unterhalb der Mitte der Flüssigkeitskaskade bei D oder auf andere Weise eingestellt werden. Die Kaskade F ist in Figur 1 der besseren Anschaulichkeit wegen als vertikal angeordnete Kaskade dargestellt. Ublicherweise wird die Kaskade jedoch aus konstruktiven Gründen horizontal angeordnet sein. Die Einteilung der Flüssigkeitskaskade in Kammern kann durch einfache Trennwände ohne eine ins Gewicht fallende mechanische Beanspruchung vorgenommen werden. Sichergestellt werden muß bei jeder Anordnung lediglich, daß die Summe aus dem Dampfdruck im Dampfraum und hydrostatischem Druck der Flüssigkeitssäule größer ist als der Dampfdruck der Salzlösung an der heißesten Stelle. Bei horizontaler Anordnung kann dies z.B. durch Steigleitungen am Anfang und Ende der Kaskade bewirkt werden.
Nach Einstellen des Ausgangszustandes gemäß Figur 1a wird mit Hilfe der Umwälzpumpe P der Flüssigkeitsinhalt der Kaskade F umgepumpt. Dabei werden #im allerdings nicht realisierbaren Idealfall die einzelnen Volumenelemente der Flüssigkeitssäule ohne Vermischungseffekte mäanderförmig durch die Kammern von unten nach oben in Pfeilrichtung verschoben. Nach Umpumpen des halben Inhalts der Kaskade wird der Zustand gemäß Figur 1b erreicht. Die Temperaturen in der untersten und in der obersten Kammer liegen dann bei jeweils 1000C, während in der Mitte der Flüssigkeitssäule eine Temperatur von 500c herrscht. Der Dampfdruck des Wassers im Dampfraum oberhalb der Kaskade steigt während dieses Umwälzvorgangs bei Verwendung einer 6,75%igen NaCl-Lösung von 0,118 bar bei 500C auf 0,968 bar bei 1000c entsprechend dem-Temperatursprung zwischen den einzelnen Kammern stetig an. Wird nach Erreichen des Zustandes gemäß Figur Ib die Flüssigkeitssäule weiter umgepumpt, so kehrt sich der Vorgang um und das System erreicht nach Umpumpen wiederum des halben Inhalts den Ausgngszustand gemäß Figur 1a. Im Dampfraum wird also bei dieser Prozedur die gesamte Dampfdruckkurveder Salzlösung zwischen 50 °C und 1000C zweimal durchlaufen.
Dieser idealisierte Vorgang ist natürlich nicht realisierbar. Irreversible Vermischungseffekte führen zu Verlusten und zu einer Einebnung des Temperaturprofils der Kaskade.
Wie schnell bzw. nach wieviel Umwälzzyklen der Kaskadeninhalt vermischt wird, hängt im wesentlichen von der Anzahl der Stufen bzw. Kammern und von der Temperaturdifferenz zwi- sehen den einzelnen Kammer ab. In Figur 2 ist der Temperatur*' verlauf in der obersten Kaskadenstufe bei mehrmaligem Durchgang für Kaskaden mit 10, 20 und 40 Stufen grafisch dargestellt. Als Ausgangszustand zu Beginn des Umpumpens, d.h.
im Zeitpunkt Null, wurden folgende Temperaturprofile in der Kaskade zugrundegelegt: 10 Stufen: 50 60 70 80 .90 100 90 80 70 60 °C 20 Stufen: 50. 55 ... .. 95 100 95 .. 60 55 °C 40 Stufen: 50 52,5.. .. 97,5100 97,5.. 55 52,5°C Die Anzahl der Maxima und Minima in Figur 2 entspricht der Anzahl der Durchgänge. Die Einheiten der Zeitachse sind für alle drei Fälle kalibriert. Wenn man unterstellt, daß sich während des Umpumpens.der Inhalt zweier benachbarter Kammern jeweils vollständig mischt und dabei die entsprechende Mischtemperatur resultiert, dann ergibt sich für den einfachsten Fall mit 10 Stufen beispielhaft auf diese Weise folgende Entwicklung des Temperaturprofils der Flüssigkeitskaskade bei einmaligem Umpumpen ihres Inhaltes.
Entwicklung des Temperatu#r#ofiJls einer 10-stufiqen Kaskade in 0C während eines 1-mali gen Umlaufs Stufe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 50 60 70 80 90 100 90 80 70 60 55 55 65 75 85 95 95 85 75 65 .60 55 60 70 80 90 95 90 80 70 65 57,5 57,5 65 75 85 -~ 92,5 92,5 85 75 70 61,25 57,5 61,25 70 80t 88,75 92,5 88,75 80 75 65,63 59,38 59,38 65,63 75 84,38 90,63 90,63 84,38 79,69 7 31 62,5 59,38 62,5 70,31 79,69 87,5 90,63 87,5 83,59 75 66,41 60,94 60,94 66,41 75 83,59- 89,06 89,06 E 86,33 79,30 70,70 63,67 60,94 63,67 70,70 79,30 86,33 89,06 Die Zahlenreihen A und E entsprechen dem Verlauf des Temperatu profils der Kaskade am Anfang (A) und am Ende (E) aes e ..mal~~ Umlaufes. Die unterstrichenen Werte sind die in der obersten Stufe 10 während des Umlaufes auftretenden Temperaturen. Diese Werte wurden im Diagramm der Figur 2 für einen mehrmaligen Umlauf aufgezeichnet. Die obige Tabelle enthält nur die Werte bis zum ersten Maximum. Wenn die Wärmekapazität des Apparatemantels und der Trennwände der Kammern klein ist gegenüber der Wärmekapazität des Flüssigkeitsinhaltes der Kaskade, erfolgt nur in sehr untergeordnetem Maße eine Beeinfluss-lng des Verlaufs der Temperaturprofile durch Hysterese .Auch der Flüssigkeitsinhalt der Pumpe P und der Leitung L sind vernachlässigbar.
Wie dem Diagramm in Figur 2 zu entnehmen ist, wird die Stabilität der Kaskade nach mehrmaligem Umpumpen ihres Inhaltes mit zunehmender Stufenzahl größer. Der Temperaturgradient wird langsamer abgebaut und eine Einebnung des Temperaturprofils verzögert. Dies ist verständlich, weil die irreversiblen Verluste durch Vermischungseffekte wegen der kleineren Temperaturdifferenzen zwischen den Kammern kleiner werden. Bei einer Kaskade mit 10 Stufen ist eine Egalisierung des gesamten Kaskadeninhalts auf eine Mischtemperatur von 750C bereits nach 7-maligem Umlauf erreicht.
Entscheidend ist nun, welche Temperatur in der obersten Stufe nach einmaligem Umlauf maximal erreicht wird und welcher Energieaufwand notwendig ist, um bei ständigem Umpumpen einen stationären Betriebszustand auf Dauer mit gleichbleibendem Temperaturprofil innerhalb der Kaskade herbeizuführen, eine Einebnung dieses Profils also zu verhindern. Im vorliegenden Fall mit einem Temperaturbereich von 50 - 1000C betragen diese Maximaitemperaturen in Abhängigkeit von der Stufenzahl (s. Figur 3):

Stufenzahl n 10 20 40 100 200

Max. Temp. tm OC 89,06 91.65 93,89 96,06 98,00

Zur Aufrechterhaltung eines stationären Zustandes ist es notwendig, die Maxima#temperatur durch Wärmezufuhr, z.B.
durch Einblasen von Heizdampf,wieder auf den Ausgangswert.
von 1000C anzuheben. Dies kann in Höhe der obersten Stufe oder auch bei D (s. Figur 1) oder auch an einer beliebigen anderen Stelle geschehen und zwar immer dann, wenn die heiße Zone der umlaufenden Salzlösung diese Stellen der Kaskade passiert. Zum Ausgleich der Wärmebilanz wird die zugeführte Wärme an der kältesten Stelle über einen Kühler K dann abgeführt, wenn die kalte Zone diesen Kühler passiert. Hier erfolgt eine Abkühlung auf 50°C.
Wenn man nun den Wärmeinhalt der Kaskade zwischen 5000 und der Maximaltemperatur tm als "regenerierbaren Anteil" bezeichnet, dann beträgt der Anteil der Heizdampfenergie QHI bezogen auf den gesamten und gleich 100 gesetzten Wärmeinhalt der Kaskade zwischen 5000 und 10000: QH = 100 -In guter Annäherung gilt auch: t - 50 Q, 100 (1 - m H 100-50 100-50 Der Bedarf an Q zwecks Aufrechterhaltung eines stationären Betriebszustandes wird demnach immer kleiner, je mehr sich tm dem Grenzwert 100°C nähert. Bei n = o6 wird Q, O.
Für n = 100 Kammern ergibt sich nach einmaligemUmlauf tm = 96,06°C. Daraus resultiert für QH 7,9 % des gesamten-Wärmeinhaltes der Kaskade, für n = 200 entsprechend 4,0 %.
Während des oben beschriebenen stationären Betriebes ändert sich der Wasserdampfdruck im Dampfraum oberhalb der Kaskade periodisch mit der Temperatur der Salzlösung der obersten Stufe. Diesem Dampfraum kann nun während der Warmperiode Wasserdampf bei stetig steigendem Druck und stetig steigender Temperatur für die Beschickung eines Regenerators R entzogen werden, wenn man diesen Dampfraum mit dem Dampfraum des Regenerators verbindet (s. Figur 4). Bei einer nur wenig niedrigeren Temperatur des Regenerators als der in der obersten Stufe der Kaskade herrschenden Temperatur verdampft in dieser obersten Stufe wegen des Druckgefälles zum Regenerator hin Wasser innerhalb des gesamten Temperaturbereiches von 5000 bis 10000. Der Dampf kondensiert im Regenerator als Süßwasser und erwärmt diesen bis annähernd auf die Maximaltemperatur der obersten Stufe. Gleichzeitig wird dem Flüssigkeitskreislauf der Kaskade die entsprechende Wärmemenge entzogen. Die Wärmekapazität des Regenerators zwischen Anfangs- und.Endtemperatur muß dabei natürlich kleiner sein als die Wärmekapazität der Kaskade im gleichen Temperaturbereich. In welchem Größenverhältnis beide Kapazitäten stehen müssen, ist vom Grad der Abkühlung der zirkulierenden Lösung bei der Wasserverdampfung in der obersten Stufe abhängig. Bei einer Abkühlung um jeweils 400 liegt eine genügend große treibende Kraft und ein ausreichendes Druckgefälle für die Beschickung des Regenerators vor. Die Verdampfung in der obersten Stufe kann dabei als Entspannungsverdampfung mit einem At von 400 aufgefaßt werden.
Energetisch bedeutet dies im vorliegenden Fall mit einem Arbeitsbereich zwischen 500C und 10000 einen Aufwand von 8 % des Wärmeinhaltes der Kaskade. Das Verhältnis der Wärmekapazitäten von Kaskade und Regenerator zwischen 5000 und 10000 ist nunmehr gegeben durch den Quotienten 50/4 : 1 = 12,5 : 1. Da die Kaskade mit Salzlösung gefüllt ist und deren Wärmekapazität pro Volumeneinheit (4.187 kJ/m3 ~ OC) größer ist als die des Regenerators (1.675 kJ/m3 ~ °C; s. unter resultiert für das Gesamtvolumen der Kaskade , daß dieses Volumen um den Faktor 5 (= 12,5 : 4.187/1.675) größer sein muß als das Volumen des Regenerators. Die durch die Pumpe -zu fördernde Menge an umlaufender Salzlösung pro 1 m3 Süßwasserdestillat ergibt sich aus der Verdampfungswärme des Wassers bei der Verdampfungstemperatur und dem Grad der Abkühlung bei der Verdampfung. Im vorliegenden Fall beträgt sie für eine Temperatur von 1000C 2.261 MJ : 16,75 MJ = 3 3 135 m3/1 m3 Destillat. Durch das Sieden des Wassers in der obersten Stufe der vertikalen Kaskade wird die Förderung der zirkulierenden Lösung nach dem Mammutpumpenprinzip unterstützt. Dadurch wird der Energiebedarf für die Pumpe P reduziert.
Nach Beendigung der Warmperiode befindet sich in der obersten Stufe der Kaskade die heiße Zone entsprechend Figur ib.
Der Regenerator hat seine Maximaltemperatur erreicht und das kondensierte Süßwasser kann abgezogen werden.
Zur Wiedergewinnung der im Regenerator gespeicherten Wärme wird nun der Kaskadeninhalt in der Kaltperiode durch den Regenerator geleitet.
In diesem Regenerator ist eine wärmespeichernde Masse enthalten, die abwechselnd nacheinander erwärmt (Warmperiode) bzw. abgekühlt (Kaltperiode) wird. Als Speichermasse kommen dabei Formsteine, Schüttungen aus beispielsweise Quarzkieseln, gewellte Bleche u.a. in Betracht. Da die Speicher- -masse allseitig umströmt wird, sind unterschiedliche DrUcke.
ohne Einfluß auf die Festigkeitseigenschaften der Speichermasse und brauchen nur bei der Bemessung des Apparatemantels berücksichtigt zu werden. Die Speicherkapazität eines Regenerators beträgt z.B. bei Verwendung von Quarzkiesel miit einer Dichte von 2,65 g/cm³ und einer spezifischen Wärme von cp = 0,837 kJ/kg ~ °C sowie einem Schüttgewicht von 2000 kg 3 pro 1 m Regeneratorvolumen 1.675 kJ/0c. Für einen Temperaturbereich von tt = 500C ergibt sich somit eine Speicherkapazität von 83.750 kJ/m³. Diese Wärmemenge entspricht der Kondensationswärme von 36 kg Süßwasser. Bei drei Zyklen pro Stunde stehen für die Warm- und Kaltperiode jeweils 10 Minu-3 ten zur Verfügung. Dabei werden - wiederum pro 1 in Regeneratorvolumen - 2,6 m³ /d Süßwasser gewonnen. Für eine 3 Leistung von 1000 m /d Süßwasser muß unter diesen Beingungen ein Regeneratorvolumen von 385 m zur Verfugung stehen. Dieses Volumen entspricht bei kubischer Bauweise einer Kantenlänge des Regenerators von 7,3 m. Trotz dieser Dimensionen sind die Baukosten niedrig, da es sich um eine sehr simple Apparate ausführung handelt und die Speichermasse in beliebiger Menge billig zur Verfügung steht. Wärmeaufnahme und -abgabe der Speichermasse sind Zeitfunktionen und von der Wärmeleitfähigkeit des Speichermaterials abhängig. Bei großer Wärmeleitfähigkeit kann die Anzahl der Zyklen pro Zeiteinheit bei gleichzeitig weitgehender Annäherung an das thermodynamische Gleichgewicht erhöht werden. Der Wirkungsgrad von Regeneratoren ist sehr gut und liegt über 95 %.
Figur 5 zeigt schematisch eine Gesamtanlage zur Süßwassergewinnung: Nach Erreichung des Temperaturmaximums im Regenerator R wird das kondensierte Süßwasser über eine Leitung 1 dem Regenerator entnommen. Diese Entnahme kann auch schon vorher während der Warmperiode kontinuierlich erfolgen, so daß zu-Beginn kälteres und am Ende der Warmperiode heißes Süßwasser anfällt. Dabei wird der Wärmeinhalt dieses Süßwassers mit Hilfe eines Wärmetauschers 2 an einen Teil der über eine Leitung 3 der Anlage zuzuführenden und zu entwässernden Salzlösung abgegeben. Der wander@ dieser Salzlösung kann der Anlage über eine Leitung 4 kalt zugeführt werden, da auch die aufkonzentrierte Sole über eine Leitung 5 kalt bzw. mit der Minimaltemperaturçdes Lösungskreislaufes abgezogen werden kann und deshalb ein Wärmeaustausch hier nicht erforderlich ist. Bei einer bestimmten Temperaturdifferenz zwischen der kalten Salzlösung in Leitung 4 und der Sole in, Leitung 5 wird die Funktion des Kühlers K überflüssig, da die abzuführende Wärme mit der Sole dem Prozeß entzogen wird. Schließlich kann die kalte Salzlösung zum Schluß der Regeneration, also am Ende der Kaltperiode , auch über den Regenerator R dem Kreislauf zugeführt werden. Diese Möglichkeit der Einspeisung ist.
in Figur 5 nicht eingezeichnet. Das Einspeisen der Salzlösung über die Leitungen 3 und 4.und das Abziehen der Sole über die Leitung 5 erfolgt immer dann, wenn die sich periodisch ändernde Temperatur in einer der Leitung L in den Figuren 1 und 4 entsprechenden Umlaufleitung 6 die entsprechenden Werte besitzt.
Zur Ubertragung der im Regenerator gespeicherten KondensatiQnswärme an die umlaufende Salzlösung wird nach Beendigung der Warmperiode und zu Beginn der Regeneration bzw. der Kaiti periode die über die Leitung 6 umlaufende Salzlösung über Leitungen 7 und 8 durch den Regenerator geleitet. Dabei kühlt sich der Regenerator allmählich ab. Da der Regenerator zu Beginn der Kaltperiode eine um ca. 3 bis 50C niedrigere Taera tur-besitzt als die heiße Zone in der obersten Stufe der Kaskade, wird vor Beginn des Durchleitens der Salzlösung durch den Regenerator dieser durch Zufuhr von Heizdampf über eine Leitung 9 auf die Maximaltemperatur aufgeheizt, Das dabei anfallende Kondensat kann ebenfalls wie da5 erzeugte Süßwasser über die Leitung 1 abgezogen werden. Nach vollständiger Abkühlung des Regenerators und nach Beendigung der Kaltperiode befindet sich in der obersten Stufe der Kaskade die kalte Zone. Ein Absperrorgan 10 in der Lei- tung 7 wird geschlossen und die im Regenerator befindliche Salzlösung mit Hilfe einer Pumpe 11 über die Leitung 8 abgepumpt.
Der nunmehr leere Regenerator kann zur Entfernung von an der Oberfläche der Speichermasse noch haftender Salzlösung mit einer geringen Menge Süßwasser gespült werden.
Danach wird die Warmperiode mit Brüdenzuführung über eine Leitung 12, die den Dampfraum in der obersten Stufe der Kaskade mit dem Regenerator verbindet, erneut eingeleitet.
Der Kreislauf ist damit geschlossen.
Die Entfernung von nach der Kaltperiode an der Oberfläche der Speichermasse noch haftender Salzlösung kann außer durch Bespülung mit einer geringen Menge Süßwasser auch in der ersten Phase der Warmperiode durch fraktionierte Entnahme aes anfallenden Kondensates erfolgen. Das erste Kondensat, z.B. 10 % der Gesamtmenge, ist dann noch salzhaltig. Diese Methode erlaubt eine bessere Verteilung der Spülflüssigkeit als z.B. eine Berieselung mit wenig Süßwasser, da die Brüdenkondensation die gesamte Oberfläche der Speichermasse gleichmäßige erfaßt.
Das Durchleiten der umlaufenden Salzlösung durch den Regenerator über die Leitungen 7 und 8 kann auch unterbleiben, wenn der Regenerator über die Leitung 7 nur mit Salzlösung aus der obersten Stufe der Kaskade ganz oder teilweise gefüllt wird und ein in der Leitung 8 vorgesehenes Absperrorgan 13 geschlossen bleibt. In diesem Falle erfolgt bei weiterer Zirkulation der Salzlösung in der Kaskade über die Leitung 6 eine Abkühlung des Inhaltes der obersten Stufe durch die nach der Warmperiode folgende ältere Zone des Kaskadeninhalts und es tritt im Dampfraum ein Druckabfall ein. Dadurch kommt der heißere flüssige Re#eneratorinhalt ins Sieden und die gespeicherte Konden#ationswärme wird durch Wasserverdampfung abgeführt. Die dabei entstehenden Brüden gelangen über die Leitung 12 in umgekehrter Richtung wie vorher in den Dampfraum der obersten Stufe. der -Kaskade, kondensieren dort und geben ihre Kondensationswarme an den umlaufenden Kaskadeninhalt ab. Der Siedevorgang im Regenerator kann dabei durch Umpumpen der Salzlösung mit Hilfe der Pumpe 11 über eine Leitung 14 unterstützt werden.
Das Freie Volumen des Regenerators, d.h. dessen Flüssigkeitsinhaltjbeträgt nur 1/20 des Kaskadeninhalts. Dies ergibt sich aus der Dichte der oben erwähnten Quarzitfüllung von 2,65 g/cm3 und dem Schüttgewicht von.2000 kg/m Das freie Volumen beträgt dabei ca. 25 % des Gesamtvolumens des Regenerators. Da aber gleichzeitig, wie ebenfalls oben ausgeführt, der Kaskadeninhalt das 5-fache des gesamten Regeneratorvolumens beträgt, ergibt sich für das freie Volumen 0,25 : 5 = 1/20.
Der Energieverbrauch für das oben beschriebene Verfahrenwurde in nachfolgender Tabelle für 4 verschiedene Fälle zus##mnengestellt. Dabei stellt der angegebene Wärmebedarf in % den nicht regenerierbaren Anteil des Wärmeinhaltes der Kaskade dar. Mit größer werdendem Temperaturbereich wird bei gleicher Stufenzahl n der Wärmebedarf geringer, weil die zur Abdeckung der irreversiblen Veriuste.
und zur Erhaltung der treibenden Kräfte bei der Verdampfung und Regeneration erforderlichen und gleichbleibend.en Temperataturdifferenzen einem kleineren Anteil des gesamten Temp#eraturbereiches entsprechen. Nicht berücksichtigt wurde, daß die Verdampfungswärme des Wassers im oberen Temperaturbereich kleiner ist als im unteren Bereich. Bei Berücksichtigung dieser Tatsache fallen die Verbrauchswerte niedriger aus.

Dampfverbrauch für vier verschiedene Fälle unterschiedlicher Fahrweise

Temp.-Bereich . °C 50 - 100 50 - 150

Druckbereich bar 0,118-0,968 0,118-4,550

Anzahl der Kammern n 100 200 100 200

Wärmebedarf bei tmax °C 96,06 98,00 142,12 146z00

max 42,12 146,00

Kaskade % 7,9 4,0 7,9 4,0

Verdampfung (At = 40 C) % 8,0 8,0 4,0 4,0

Regeneration (At = 20 C)% 4,0 4,0 2,0 2,0

Summe 8 19,9 16,0 13,9 10,0

=

Erforderliche Sattdampftemp. °C 100 150

Dampfverbrauch pro

1 m3 Destillat kg 199 160 139 100

Zu den irreversiblen Wärmeverlusten bei der Verdampfung in der obersten Stufe der Kaskade ist noch Folgendes zu sagen. Für das im obigen Beispiel angenommene it = 40C bei der Entspannungsverdampfung wurde die durch die Pumpe P zu fördernde Menge an umlaufender Salzlösung mit 135 m3/1 m3 Destillat angegeben. Bei diesem ist liegt auch unter Berücksichtigung des Konzentrationsgefälles zwischen Salzlösung und Destillat eine genügend große treibende Kraft und ein ausreichendes Druckgefälle für die Beschickung des Regenerators vor. Wenn man dieses At kleiner wählt, verringern sich an dieser Stelle die Verluste. Größer wird jedoch die umzupumpende Menge um -laufender Salzlösung. Außerdem vergrößert sich das erforderliche Verhältnis der Wärmekapazitäten und damit der Volumina von Kaskade und Regenerator. Schließlich wird auch das Druckgefälle zwischen dem Dampfraum oberhalb der Kaskade und dem Regenerator kleiner.

Der Energieverbrauch für das Umpumpen der Salzlösung hängt vom Druckverlust innerhalb der Kaskade ab und ist durch deren Strömungswiderstand gegeben. In den Kammern selbst tritt bei einer Strömungsgeschwindigkeit von z.B. 1 mis nur ein geringer Druckverlust auf. Der wesentlichste Druckverlust ergibt sich an den Übergangsstellen tischen den einzelnen Kammern. Hier wird die StrömungsriEhtung ieweils um 1800 geändert (s. Figur 63. Wenn man hi#r-init einer kleineren Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0,5 mis arbeitet, ergibt sich bei einem Widerstandsbeiwert von t = 1 pro Stufe (Reynoldszahl Re# 105} bei 200 Stufen ein Gesamtdruckverlust der Kaskade von etwa- 4p = 0,25 bat.
Da bei einem ist = 40C sowohl in der Warm- als auch in der Kaltperiode jeweils 135 m3 Salzlösung pro 1 m³ süßwasser, zusammen also 270 in3, umgepumpt werden müssen, resultiert bei einem Wirkungsgrad der Pumpe P von# 9 0,7 und für n = 200 Stufen ein Stromverbrauch von etwa 2,7 kWh/1. M Süßwasser. Wenn Dampf von höherer Spannung ztr steht, kann dieser Stromverbrauch durch die bei der Ent.-spannung dieses Dampf 5 freiwerdende Leistung substituiert werden.
Die auf den Querschnitt der Kammern bezogene Leistung einer Anlage ergibt sich aus folgender BetrachtungJ-Bei einer Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Kammern von 1 m/s beträgt d#:Durchsatz an umzupumpender Salzlösung 3.600 m3/h pro 1 m² Querschnitt. Diese Menge entspricht bei einem At = 4°C einem Wärmeumsatz von 60,3 . 106 kJ/h# 26 m3/h Süßwasser. Da der Querschnitt der Kammern von Breite und Höhe abhängt, bestimmen deren Abmess#ungen den Durchsatz bzw. die Leistung. Für eine Anlage mit einer 3 Leistung von 1000 m /d Süßwasser ist ein Querschnitt von 1,60 m2 erforderlich. Einer Höhe der Kammern von z.B. 8 m entspricht dabei eine Breite der Einzelkammern von 0,2 m.
Bei 100 Stufen beträgt dann die Gesamtbreite ohne Berücksichtigung der Trennwände 20 m.
Die Länge der Kammern bestimmt den Flüssigkeitsinhalt der Kaskade und deren Wärmekapazität. Hiervon hängt die Größe des Regeneratorsund de zeitliche Dauer der Warm- und Kaltperiode ab.
Der auf den Querschnitt F der Kammern bezogene Wärmefluß Q innerhalb der Kaskade parallel zur Strömungsrichtung von Stellen höherer Temperatur zu Stellen niedrigerer Temperatur (Q = 3 F .L ) ist ebenso wie die dadurch bedingten irreversiblen Verluste im Vergleich zum gesamten Wärmeumsatz vernachlässigbar klein. Dies ist durch die geringen Temperaturdifferenzen ht zwischen den einzelnen Stufen bedingt. Die durch den Temperaturgradienten gegebene Abstufung zwischen heißer und kalter Zone der Kaskade wirkt wie eine Isolation.
Kennzeichnende Merkmale und Vorteile der oben beschriebenen Vorrichtung und des Verfahrens sind: 1. Einfache Bauweise des Regenerators und des Kammersystems mit konstruktiv leicht zu realisierender Stufeneinteilung durch Trennwände.
2. Ausschaltung kostspieliger Heizflächen aus Kupfer-Nickel oder teuereren Werkstoffen. Metallische Wärmet#uscherflächen sind nur in sehr geringem Umfang erforderlich.
3. Das Verfahren kann auch bei höheren Prozeßtemperaturen betrieben werden, da die Krustenbildung ein sehr viel geringeres Problem darstellt und allenfalls auf dem billigen Wärmeträgermaterial des Regenerators erfolgt. -4. Das Verfahren kann in sehr großen Einheiten durchgeführt werden.
5. Die zu entwässernde Salzlösung kann teilweise ohne Vorheizung direkt kalt zugeführt werden.
6. Die aufkonzentrierte Sole kann kalt abgezogen werden.
7. Der. Energieverbrauch liegt in der gleichen Größenordnung wie der einer Mehr.stufenentspannungsanlage. mit mindestens 20 Druckstufen und metallischen Wärmetauscherbündeln in jeder Stufe.
8. Unempfindlichkeit gegen Verschmutzungen.
Beim oben -beschriebenen Verfahren müssen wegen des erforderlichen kleinen Ot relativ große Mengen Wasser in der Kaskade umgepumpt werden. Die hierfür erforderliche Energie in Form von Pumpenarbeit ist deshalb von nicht unerheblicher Bedeutung für dieses Verfahren. Um den Arbeitsaufwand für das Umpumpen drastisch zu reduzieren, ist es zweckmäßig, zur Verringerung der Druckverluste den erwähnten Toms-Effekt auszunutzen . Hierdurch sind Energieeinsparungen beim Umpumpen von über 50 % möglich.
In Figur 7 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur Süßwassergewinnung gezeigt.
Gleiche bzw. gleichwirkende Elemente sind hier mit den gleichen Bezugsziffern wie in Figur 5 dargestellt, denen jedoch ein Strich (') beigefügt ist.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Flüssigkeitskaskade F' vorgesehen, bei der die Flüssigkeit diesmal Süßwasser ist, dem in sehr geringer Menge ein chemisches Additiv zur Verringerung der Druckverluste beim Umpumpen des Kaskadeninhaltes zugesetzt ist. Innerhalb der Kaskade wird ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ein Temperaturgradient aufrechterhalten. Der Kaskadeninhalt wird von. einer Umwälzpumpe P' über eine Leitung 6' umgepumpt. Oberhalb der obersten Stufe befindet sich wiederum ein Dampfraum, innerhalb der ersten Stufe ein Kühler K'. Vom Dampfraum der Flüssigkeitskaskade F' zweigt eine Brüdenleitung 12' ab, über die Wasserdampf dem Regenerator R' in der Warmperiode zugeführt wird.
Dem Regenerator, der wie derjenige in Figur 5 aufgebaut ist, wird die zu entwässernde Salzlösung über eine Leitung 3' zugeführt, in der wiederum ein Wärmetauscher 2' enthalten ist, der seinerseits über eine Abzugsleitung 1' von Süßwasser aus dem Regenerator RI durchströmt wird. Außerdem ist noch ein Zwischenbehälter Z vorgesehen, durch den die zu entwrssernde Salzlösung geleitet wird. Aus diesem Zwischenbehälter wird nach Entnahme des Süßwassers über die Leitung 1' der Regenerator mit Salzlösung ganz oder teilweise nachgefüllt. Die konzentrierte Sole wird direkt aus dem Regenerator über eine Leitung 5' kalt abgezogen. Wie bei dem obigen Beispiel kann der Siedevorgang im Regenerator durch Umpumpen der Salzlösung mit Hilfe einer Pumpe 11' über eine Leitung 14 unterstützt werden. Zur Aufheizung des Regenerators zu Beginn der Kaltperiode wird der Regenerator durch Zufuhr von Heizdampf über eine Leitung 9' auf die Maximaltemperatur gebracht, wie oben beschrieben. Während der Kaltperiode steht der Regenerator ebenfalls mit dem Dampfraum der Flüssigkeitskaskade F' über eine Leitung 12a' in Verbindung. Die Brüdenleitungen 12' und 12al können wie bei dem obigen Ausführungsbeispiel zu einer gemeinsamen Leitung zusammengefaßt sein.
Sln Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, daß der Inhalt -der Flüssigkeitskaskade nicht ausgetauscht wird. Damit entfallen auch Verluste an chemischen Additiven. Zusätzliche Vorteile sind der Wegfall von Korrosionsgefahr durch Salzlösung und der geringere Wärmeübergang an die Apparateummantelung bei Zusatz eines chemischen Additives zur Verringerung der Druckverluste. Wenn auch die Watmeka#azität der Ummantelung klein ist gegenüber der Wärinekapazität der Kaskadenfüllung, so führt dies#er geringere WärineÜbergang doch zu einer weiteren Verringerung der Wärineverluste.
Außerdem entfällt bei diesem Ausfthrungsbeispkel auch das Durchpumpen des Kaskadeninhaltes durch den Regenerator Das Regenerativprinzip vorliegender Erfindung zur Süßwassergewinnung unter Verwendung eines Flüssigkeitskreislaufes in einem kaskadenartig angeordneten Kammer system mit örtlich und zeitlich periodisch wechselnder Temperatur ist auch dann anwendbar, wenn der Regenerator statt mit einer festen Speichermasse mit Süßwasser oder Salzlösung beschickt wird. In diesem Falle übernimmt die Flüssigkeitsfüllung des Regenerators die wärmespeichernde Funktion.
Der Regenerator kann dabei z.B. ein Lagerbehälter sein, der über die Brüdenleitung mit der Kaskade verbunden ist.
Bei dieser Fahrweise müssen jedoch die Wärmeinhalte der Flüssigkeitsfüllungen von Kaskade und Regenerator bzw.
der zu entwässernden Salzlösung und Süßwasser gegenseitig indirekt ausgetauscht werden. Die dazu erforderliche Wärmetauscherfläche kann sowohl in den Regenerator eingebaut als auch extern angordnet werden. Im Gegensatz zum bekannten vapor-reheat-Verfahren mit ebenfalls direkter Einspritzkondensation in den einzelnen Druckstufen und einem ebenfalls externen Wärmetausch bietet die Durchführung vorliegender Erfindung in dieser Form den Vorteil, daß nur eine einzige Flüssigkeitspumpe für den Flüssigkeitskreislauf benötigt wird. Süßwasser und Salzlösung können auch hier wie bei der Verwendung fester Speichermassen wahlweise entweder im Regenerator oder in der Kaskade eingesetzt werden. Da eine Entfernung von Soleresten von der Oberfläche der Speichermasse bei dieser Verfahrensversion nicht erforderlich ist, fällt das produzierte Süßwasser quantitativ in großer Reinheit- an.
Eine weitere Verfahrensvariante vorliegender Erfindung bietet die Möglichkeit, die kaskadenartige Anordnung des Flüssigkeitskreislaufes einerseits und den Regenerator andererseits in jeweils verschiedenen Temperaturbereichen zu betreiben. Zu diesem Zweck wird der Flüssigkeitskreislauf statt mit Süßwasser oder der zu entwässernden Salzlösung mit einer wässrigen Lösung anderer Zusammensetzung gefüllt. Hierbei können wässrige Lösungen hochsiedender Substanzen mit niedrigem Dampfdruck anorganischer oder organischer Art verwendet werden, z.B. -konzentrierte Lösungen von Salzen oder Mischungen von Wasser mit Glycerin. Durch den bei gleicher Temperatur geringeren Wasserdampfdruck solcher Lösungen oder Mischungen gegenüber reinem Wasser oder Meerwasser ergibt sich in der Kaskade ein höheres Temperaturniveau als im Regenerator, wenn in beiden Aggregaten der gleiche Wasserdampfdruck vorliegen soll. Für einen Ubertritt von Wasserdampf vom Kreislaufsystem zum Regenerator und umgekehrt und dem damit erzielbaren wechselseitigen Austausch der Wärmeinhalte durch Verdarpfung und Kondensation von Wasser muß deshalb ein entsprechendes Temperaturgefälle vorhanden sein. Die Größe dieses Gefälles ist von der Konzentration der wässrigen Lösung abhängig. So kann z.B.
bei entsprechenden Konzentrationsverhältnissen im Kreislaufsystem dieses zwischen 10000 und 1500C und der Regenerator zwischen 500C und 10000 betrieben werden, Der zur Aufrechterhaltung eines stationären Betriebszustandes erforderliche Primärdampf muß dabei bei 1500C zugeführt werden. Zum Ausgleich der Wärmebilanz wird die Kondensationswärme des Primärdampfes an der Stelle mit der niedrigsten Temperatur innerhalb des Kreislaufsystems bei 1000C wieder abgegeben, entweder indirekt oder in Form von Sekundärdampf. Dieser Sekundärdainpf kann dann anderweitig ausgenutzt werden, z.B. zum-Eindampfen von Sole zur Salzgewinnung.
Das beschriebene Verfahren ist ganz allgemein anwendbar und läßt sich auch bei der Aufarbeitung anderer Salzlösungen als Meerwasser wie z.B. Brackwasser oder salz haltiger Abwässer allgemeiner und spezieller Art verschiedener Herkunft einsetzen.

Claims

Verfahren und Einrichtung zur Gewinnung von Süßwasser aus wäßrigen Salzlösungen, insbesondere aus Meerwasser Patentansprüche 1. Verfahren zur Gewinnung von Süßwasser aus waßrigen Salzlösungen, insbesondere aus Meerwasser, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Systemen, von denen eines die wäßrige Salzlösung enthält, nämlich einen# Flüssigkeitskreislauf mit örtlich und zeitlich periodisch wechselnder Temperatur und einem wärmespeichernden Regenerator, die Wärmeinhalte durch direkten oder indirekten Flüssigkeitskontakt und/oder durch Verdampfung sowie durch Kondensation von Wasser innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches gegenseitig regenerativ ausgetauscht werden, wobei Wasser aus der Salzlösung verdampft und wahlweise in einem der beiden Systeme nach Kondensation als Süßwasser aufgefangen wird, und daß der Temperaturgradient des Flüssigkeitskreislaufs mit örtlich und zeitlich periodisch wechselnder Temperatur durch Wärmezufuhr an Stellen hoher Temperatur und Wärmeabgabe an Stellen niedriger Temperatur aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskreislauf mit örtlich und zeitlich periodisch wechselnder Temperatur mit der wäßrigen Salzlösung unter Belass uny eines mit dem Regenerator verbundenen Dampfraumes gefüllt und diese kontinuierlich umgewälzt wird, daß bei ansteigender Temperatur (Warmperiode) das aus der Salzlösung verdampfende Süßwasser als Dampf aufgefangen, dem Regenerator zugeführt und nach Kondensation aus diesem abgezogen wird, daß anschließend bei sinkender Temperatur (Kaltperiode) der Inhalt des Flüssigkeitskreislaufes durch den Regenerator geleitet, dort durch die gespeicherte Kondensationswärme des Süßwassers aufgeheizt und anschließend dem Flüssigkeitskreislauf wieder zugeführt wird, und daß diese beiden Verfahrensschritte (Warmperiode und Kaltperiode) zyklisch wiederholt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Kaltperiode der Regenerator ganz oder teilweise mit wäßriger Salzlösung aus dem Flüssigkeitskreislauf mit der Anfangstemperatur der Kaltperiode gefüllt wird, daß in der Kaltperiode anschleßend die Salzlösunglediglich im Flüssigkeitskreislauf umgewälzt wird, daß die in dem Regenerator enthaltene wäßrige Salzlösung beim weiteren Umwälzen des Inhaltes des Flüssigkeitskreislaufes durch den bei sinkender Temperatur sinkenden Dampfdruck in den miteinander-verbundenen Dampfräumen des Flüssigkeitskreislaufes und des Regenerators zum Sieden gebracht wird, und daß der Flüssigkeitskreislauf durch Kondensation des aus der Salzlösung im Regenerator verdampften Wassers im Dampfraum des Flüssigkeitskreislaufes erwärmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verdampfte und kondensierte Süßwasseranteil durch neue, in dem Flüssigkeitskreislauf zu verdampfende Salzlösung ergänzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der neuen Salzlösung zur Aufrechterhaltung des örtlich und zeitlich periodisch wechselnden Temperaturverlaufes innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs diesem an Stellen niedriger Temperatur kalt zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der neuen Salzlösung durch das aus dem Regenerator abgezogene Süßwasser vorgewärmt und dann dem Flüssigkeitskreislauf zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Flüssigkeitskreislauf durch Süßwassserverdampfung angereicherte Salzlösung (Sole) zur Aufrechterhaltung des Temperaturverlaufes an Stellen niedriger Temperatur des Flüssigkeitskreislaufes abgezogen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch #gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskreislauf mit örtlich und zeitlich periodisch wechselnder Temperatur mit Süßwasser oder der zu entwässernden Salzlösung oder mit einer wässrigen-.Lösung anderer Zusammensetzung unter Belassung eines Dampfraumes gefüllt und der Inhalt kontinuierlich umgewälzt wird, daß in der Warmperiode aus diesem Flüssigkeitsinhalt Wasser verdampft und der Dampf im Regenerator als Süßwasser kondensiert und der Regenerator dabei erwärmt und das Süßwasser abgezogen wird, und daß in der Kaltperiode die im Regenerator gespeicherte Kondensationswärme durch direkten oder indirekten Flüssigkeitskontakt und/oder durch Verdampfung von Wasser aus der zu entwässernden und zu Beginn der Kaltperiode in den Regenerator et üllten Salzlösung sowie durch Kondensation des verdampften Wassers im Dampfraum des Flüssigkeitskreislaufes diesem wieder zugeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkeitskreislauf ein die Druckverluste beit Umwälzen reduzierendes Additiv zugegeben wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest vor Beginn der ersten Kaltperiode der Inhalt des Regenerators auf Maximal temperatur aufgeheizt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaltperiode die in dem Regenerator vorhandene Salzlösung zur besseren Wärmeausnutzung und zur Förderung des Siedevorganges umgewälzt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Regenerator kondensierte Sü.B-wasser fraktioniert abgezogen wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskreislauf und der Regenerator in jeweils unterschiedlichen Temperaturbereichen betrieben werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Flüssigkeitskreislaufs mit Hilfe mechanischer Pumpen und/oder nach dem Mammutpumpenprinzip umgewälzt wird.
15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Gewinnung von Süßwasser aus wässrigen Salzlösungen, insbesondere aus Meerwasser, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: einen Flüssigkeitskreislauf (F', 6, P) mit örtlich und zeitlich periodisch wechselnder Temperatur, der einen eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter (Flüssigkeitskaskade F') mit einem Einlaß und einem Auslaß und einen von der Flüssigkeit des Flüssigkeitskreislaufs durchströmten Dampfraum sowie zwischen Einlaß und Auslaß eine Umwälzleitung (6) aufweist, und der ferner Einrichtungen zur Wärmezufuhr an Stellen hoher Temperatur (bei D) und zur Wärmeabgabe an Stellen niedriger Temperatur (Kühler K, Leitungen 3, 4, 5) aufweist, einen mit einem wärmespeichernden Material gefüllten Regenerator (R), Einrichtungen (Leitungen 3, 4) zum Einbringen der wässrigen Salzlösung in den Flüssigkeitskreislauf (F.', 6, P) bzw. inden Regenerator (R), Einrichtungen (Brüdenleitung 12, Verbindungsleitungen 7, 8), die den Flüssigkeitskreislauf (F', 6, P) und den Regenerator (R) miteinander verbinden, zum regenerativen Austausch der Wärmeinhalte von Flüssigkeitskreislauf und Regenerator unter Kondensation von Süßwasser und Einrichtungen (Leitung 1) zum Abziehen des im FlüssigkeLtskreislauf (F', 6, P) bzw. im Regenerator -(R) aus dem Dampf der wässrigen Salzlösung kondensierten Süßwassers.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter des Flüssigkeitskreislaufs (F', 6, P) als mehrstufige, in aufeinanderfolgenden Kammern unterteilte Flüssigkeitskaskade (F') ausgebildet ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerator mit einem wärmespeichernden Material, wie Formsteinen, Schüttungen aus Quarzit, gewellten Blechen oder sonstigen ßpei4hermassen ausgestattet ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerator (R) als wärmespeicherndes Material Süßwasser oder eine wässrige Lösung enthält.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für den regenerativen Wärmeaustausch der Wärme inhalte von-Flüssigkeitskreislauf (F', 6, P) und Regenerator inhalt Wärmeaustauscher vorgesehen sind.
20. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Flüssigkeitskreislauf (F', 6, P) und den Regenerator (R) miteinander verbindenden Einrichtungen zumindest eine Brüdenleitung (12) zur Verbindung des Dampfraumes des Flüssigkeitskreislaufes und des Regenerators aufweisen.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfraum des Behälters (F') mit dem Regenerator (R) über zumindest eine Brüdenleitung (12) verbunden ist, daß der von ir Flüssigkeit des Flüssigkeitskreislaufes durchströmte Dampfraum über eine Leitung (7) mit dem Regenerator (R) und dieser über eine Rücklaufleitung (8) mit dem Flüssigkeitskreislauf verbunden sind, daß in der Verbindungsleitung (7) ein Ventil (10) und in der Rücklaufleitung (8) ein Ventil (13) vorgesehen sind, welche bei sinkender Temperatur in der Flüssigkeit des Dampfraumes geöffnet sind.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskreislauf (F', 6, P) mit Wasser oder einer wässrigen Lösung gefüllt ist, daß der Dampfraum des Behälters über zumindest eine Brüdenleitung (12) mit dem Regenerator verbunden ist, dem über eine Leitung (3) die zu entwässernde Salzlösung zugeführt wird, und daß zwischen Einlaß und Auslaß des Behälters eine Leitung (6) mit einer Pumpe (P) vorgesehen ist.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerator (R) zur Füllung mit der zu entwässernden Salzlösung mit einem Zwischenbehälter (Z) in Verbindung steht.
24. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsleitung (t) für das kondensierte Süßwasser mit einem Wärmeaustauscher (2) verbunden ist, durch den zumindest ein Teil der zu entwässernden Salzlösung geleitet wird.