WO2014195110A1 - Anlage und verfahren zum aufbereiten von wasser - Google Patents

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WO2014195110A1
WO2014195110A1 PCT/EP2014/060040 EP2014060040W WO2014195110A1 WO 2014195110 A1 WO2014195110 A1 WO 2014195110A1 EP 2014060040 W EP2014060040 W EP 2014060040W WO 2014195110 A1 WO2014195110 A1 WO 2014195110A1
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evaporator
condenser
heat exchanger
pressure
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Vladimir Danov
Thomas Hammer
Jochen SCHÄFER
Martin Tackenberg
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil

Definitions

  • the invention relates to a plant for treating What ⁇ ser, which is obtained in the promotion of a fossil fuel, has contains impurities and geothermal energy.
  • the plant comprises at least one separating device for separating contaminants from product water to be recovered from the water.
  • the invention relates to a method for treating water.
  • Plants are known from the prior art in which the separation of a mixture consisting of petroleum, gas, water and solids, ie the treatment of the resulting in the production of fossil fuels water via two sequentially arranged separators.
  • the Separa ⁇ tors can differentiate here in terms of the prevailing pressure and the present temperature. Usually the majority of the water is separated in a high-pressure separator at a pressure of 50 bar. In subsequent sequent ⁇ low pressure separator nearly the entire remaining 2% of the water present in the mixture to be separated bar at around 10 degrees.
  • the separated water usually contains more residual oil, salts, and smaller amounts solids in concentra ⁇ tions, which do not allow for environmentally friendly disposal. Even for a direct reuse of this water, the quality is usually not enough.
  • Aurusi ⁇ processing of this water for instance for further use in oil production, therefore consuming, multi-step separation method are used, which lent the separation of remaining solids and fine oil droplets as well enable desalting.
  • me ⁇ chanic filter method for the separation of solids an electrostatic oil separation and as a final step for desalination the reverse osmosis are used.
  • the liquid supplied to the evaporators is heated in a heat exchanger, to which a heated in a device heat transfer fluid is supplied.
  • the cooled heat transfer fluid is used in the - also successively flowed through - capacitors as a cooling medium for the carrier gas.
  • Object of the present invention is therefore to provide a system of the type mentioned above and a method for treating water, which or which allows recovery of product water in a particularly favorable manner.
  • the at least one separating device comprises at least one evaporator and at least one capacitor.
  • the impurities having water can be performed in a circuit.
  • the ⁇ we tendonss a separation means is at least one heat exchangers associated shear, in which the geothermal energy containing water is introduced as a heating medium.
  • Using the at least one heat exchanger is at least a portion of the geothermal energy to the at least one encryption dunster suppliable and the impurities having What ⁇ ser transferable.
  • the polluted water produced by the extraction of fossil fuel usually has a high heat content.
  • the geothermally induced specific heat content of the contaminated water is also particularly high.
  • This heat content can be used in the evaporator to heat a gaseous medium introduced into the evaporator.
  • the heated gaseous medium can then absorb a particularly large amount of water vapor, which can be separated after the subsequent condensation process in the at least one condenser as product water.
  • the waste heat of the contaminated water itself is thus used as a heat source for the evaporation process.
  • the at least one heat exchanger transmits geothermal energy to the contaminated water before it enters the at least one evaporator. It can be dispensed with an external heating energy source. This makes the system particularly energy-efficient and enables the extraction of product water in a particularly favorable manner. Also may be subjected to at least one evaporation and Rekondensationszyklus un ⁇ so virtually all of the contaminated water. Thus, it is possible to recover almost 100% of the water content contained in the contaminated water as product water. This clean product water or process water can then, for example, again for the
  • the at least one evaporator has a first inlet for the contaminated water.
  • a gaseous medium can be introduced via a second inlet of the evaporator, which is designed to receive water vapor originating from the contaminated water.
  • the Verdunster preferably has at least one outlet through which the water vapor laden with the gaseous ⁇ Me dium can be discharged from the Verdunster.
  • the loaded medium can be introduced into the at least one condenser, which serves to transfer the water vapor contained in the gaseous medium into the product water. As can be readily separated from the contaminated water, the product ⁇ water.
  • gaseous medium for receiving the water vapor originating from the contaminated water in particular a gas or gas mixture is suitable, which behaves inertly in the working area of the plant characterized by a temperature interval and by a pressure interval, i. in particular, neither appreciably chemically reacted nor condensed.
  • the gaseous medium which receives in the at least one Ver ⁇ darkest water vapor, transported to the at least one condenser and emits there by condensation, ambient air can include or be. It comes beispielswei ⁇ se ambient air for use as this is cost effective to Ver ⁇ addition. Ambient air can be saturated well with the water vapor originating from the contaminated water. In addition, from the enriched with water vapor ambient air in the at least one condenser, the water vapor can be converted by condensation into the product water well.
  • the gaseous medium which receives in the at least one Ver ⁇ dunster water vapor, transported to the at least one capacitor and there emits by condensation may also include or be an inert gas.
  • an inert gas such as nitrogen is possible as gasförmi ⁇ ges medium for receiving the water vapor.
  • the contaminated water or mixture which the at least one Evaporator is supplied namely usually contains gas with combustible components.
  • the inert gas When the inert gas is used as the gaseous medium used, are preferably devices for gas-tight Verschlie ⁇ SEN of the plant and / or for evacuating the installation and / or for the storage or generation of the inert gas and / or for introducing the inert gas into the at least one Trenneinrich ⁇ provided for. This serves the process-safe handling of the inert gas.
  • the first inlet for the contaminated water and the second inlet for the gaseous medium are arranged on the at least one evaporator such that the water and the gaseous medium flow through the evaporator in countercurrent. Then, a good transition of the water vapor from the contaminated water is allowed in the medium.
  • a convective-driven or convective-supported evaporation of the water is well feasible.
  • the water can be supplied via the first inlet in particular a Verrieselungs worn or the like water distributor, over which can be wetted by the medium umströmbare arranged in the evaporator structures with the contaminated water.
  • a particularly good distribution of the contaminated water can be ensured in the evaporator.
  • the at least one evaporator has a further outlet, which is coupled via a connecting line with the at least one capacitor. Via the connecting line, by the gaseous medium from the cooled water to a minimum ⁇ Verdunster the at least one capacitor fed, wherein the cooled water is used to liquefy the water vapor.
  • this cooled residual water ei ⁇ ner further use can be supplied, namely a use as a cooling medium for liquefying the water vapor. This is particularly favorable from the point of view of the process.
  • the system has a supply line through which the water used for liquefying the water vapor in the at least one capacitor ⁇ set in the at least one evaporator is traceable.
  • the water used for liquefying the water vapor in the at least one capacitor ⁇ set in the at least one evaporator is traceable.
  • the feed conduit to a junction Steep over which the capacitor from the one coming water is introduced the impurities having to and ⁇ least a Verdunster water to be supplied into the at least.
  • the impurities having to and ⁇ least a Verdunster water to be supplied into the at least.
  • the mixing brings about an increase in the temperature of the water supplied to the evaporator, if the contaminated water is warmer than the water coming from the condenser. By this mixing, a direct heat transfer can be realized without the need for another heat exchanger needs to be provided.
  • a high heat content of the water supplied to the Verdunster is advantageous.
  • Such a high heat content can be achieved in particular by the admixing of comparatively hot, impurities exhibiting water in the water coming from the condenser.
  • the contaminated water having temperatures of less than 100 ° Celsius
  • the water can be supplied to the Ver ⁇ dunster directly.
  • Such a design of the system is particularly simple. However, if the temperature is significantly less than 100 ° Celsius, so the encryption can be connected upstream dunster a heater so mög ⁇ lichst much product water from the contaminated water can be recovered.
  • the supply ⁇ line over which the evaporator with the condensate from the coming contaminated water is acted upon is passed through the at least one heat exchanger. Then, by means of the heat exchanger, the temperature of the contaminated water is lowered to an uncritical value, namely to a value below the boiling point at the working pressure of the plant. At the same time, the water coming from the condenser is heated up by the heat transfer taking place in the heat exchanger. The then high heat content of the supplied via the supply line to the evaporator contaminated water allows a particularly high recovery rate, ie the recovery of a particularly large amount of product water.
  • the system comprises at least two separating devices with a respective evaporator and a respective condenser, wherein the evaporators and the condensers are each arranged to flow through the system in succession.
  • a respective cooling device may be arranged upstream of the respective capacitors of the at least two separation devices. Such pre-cooling - or arranged in between two capacitors cooling device intercooling - ensures particularly is nearly independent of the transfer of the water vapor in the liquid Artswas ⁇ ser.
  • At least one pressure reducer upstream of an inlet of the water having the impurities into the at least one evaporator by means of which the pressure of the water to be introduced into the at least one evaporator can be reduced.
  • the pressure reduction takes place in an advantageous manner after cooling the water to be supplied to temperatures below the boiling point in the system. This makes the system particularly robust and reliable, as suddenly occurring boiling processes are avoided.
  • the at least one pressure reducer is designed as a device for obtaining mechanical and / or electrical energy.
  • a pressure regulating valve as pressure Minde ⁇ rer
  • a turbine which provides mechanical energy.
  • This mechanical energy can be used, for example, for driving pumps or blowers, which can be used for conveying the water and / or the medium.
  • the mechanical energy can also be converted into electrical energy and thus the electrical energy in the plant itself or otherwise used. This also contributes to the particularly high energy efficiency of the system.
  • the on ⁇ location comprises at least one upstream of the at least one Ver ⁇ dunsters arranged filter means for pre-cleaning of the impurities comprising water.
  • the contaminated water can be handled particularly well in the system.
  • the water having the contaminants located on the output side of such a filter device, the water having the contaminants usually having a comparatively high pressure and a relatively high temperature before, so that its heat ⁇ energy for the evaporation process in the one we can Verdunster ⁇ iquess be used particularly well.
  • a filter device in particular a Hoch horrinpara ⁇ tor can be used, which allows a separation of a large part of the water from the funded, fossil fuels, water and solids containing and geothermally heated mixture.
  • impurities are separated from the water by means of at least one separating device.
  • product ⁇ water is obtained.
  • the water having the impurities is circulated in the at least one separating device via at least one evaporator and at least one condenser.
  • the at least one separation device is associated with a heat exchanger at least, in which the water-containing geothermal energy is placed as the heating medium a ⁇ .
  • the at least one heat exchanger At least a portion of the geothermal energy is transferred to the water supplied to the at least one evaporator and containing the contaminants.
  • the at least one evaporator and / or the at least one condenser are operated at a temperature which is lower than the boiling point of water at the pressure prevailing in the at least one evaporator and / or in the at least one condenser.
  • the po ⁇ tentielle energy of the resulting high-pressure water in the system for the operation of gaseous or liquid media promoting auxiliary equipment is used. This brings a high energy efficiency of the system with it.
  • FIG. 1 a further variant of the system according to FIG 1, in which as a pressure reducer a turbine comes to Einsat; and schematically another variant of the system, in which the treatment of the water follows in several stages.
  • a system 1 shown schematically in FIG 1 is used for stor ⁇ ride of water which is obtained in the oil and gas production.
  • a mixture is conveyed which comprises oil, gas, a generally increasing depth of water and solids.
  • this contaminated water has a geothermally increasing specific heat content with increasing depth.
  • for conveying oil or gas from a source layers which runs out, pressed into the water ⁇ se layers and then correspondingly promoted a mixture which holds a further increased amount of water ⁇ ent.
  • Such a geothermally heated mixture from a deep or depleted source is fed via a feed line 2 to a filter device in the form of a separator 3 of the system 1.
  • the separator 3 is presently designed as a high-pressure separator and is preferably operated at a pressure of about 50 bar be. About the separator 3 can already be separated bring a large part of the pressed-in water in the ground from the mixture. However, this also contains this separated water nor impurities in the form of oil residues, salts, solids and the like.
  • this contaminated water is fed in Appendix 1 to a further treatment.
  • the geothermal energy of the subsidized mixture is used. This is even more meaningful because the pumped from great depths mixture usually holds geothermal energy to a considerable extent ent ⁇ .
  • the contaminated water coming from the separator 3 is fed to a heat exchanger 5 via a line 4.
  • this wastewater of the separator 3 releases heat, and moreover, due to the pressure loss occurring in the heat exchanger 5, the water is released.
  • valve 6, which is present example as a three-way valve Darge ⁇ represents, the cooled water in the heat exchanger 5 via a further line 7 a pressure reducer 8 is supplied.
  • the further relaxed at the pressure reducer 8 water is introduced at a junction 9 in a feed line 10, which leads from a condenser 11 of the system 1 to a evaporator 12 of the system 1.
  • the evaporator 12 and the condenser 11 are components of a thermal separator of the system 1. In the evaporator 12 as well as in the condenser 11 prevails in the present case preferably atmospheric pressure.
  • the supply line 10 is passed through the heat exchanger 5.
  • the heat exchanger 5 therefore, the contaminated water is cooled and at the same time the water coming from the condenser 11 is heated.
  • the evaporator 12 has an inlet 13, from which the water heated in the heat exchanger 5 passes to a water distributor 14, which is arranged in the evaporator 12.
  • evaporator 12 structures 15 which may be formed as a grid, for example, sprinkled with the heated water.
  • air is introduced into the evaporator 12, which is colder than the water introduced via the inlet 13. This air flows through the evaporator 12 in countercurrent to the emerging from the water manifold 14 water, ie in the direction opposite to the water.
  • the air is heated up and part of the polluted water evaporates into the opposite flowing, heating air. By heating the air, this is able to absorb more water vapor.
  • the air enriched with the water vapor is then fed via a Lei ⁇ tion 17, which is connected via a further outlet 44 of the evaporator 12 to the evaporator 12, the condenser 11, which is colder than the evaporator 12. Condensed in the condenser 11 then much of the water vapor.
  • Product water obtained by liquefying or condensing the water vapor is removed from the condenser 11 of the system 1 via a line 18.
  • the residual water not converted into water vapor is used in the present case, which is withdrawn from the evaporator 12 via a water outlet 19.
  • This residual ⁇ water as exemplified herein, via another valve 20, which may be formed, for example, as a three-way valve, get into a connecting line 21 through which the evaporator 12 is fluidically connected to the capacitor 11.
  • connection line 21 a pump 22 and an (optional) cooler 23 are presently arranged.
  • the radiator 23 the temperature of the water flowing through the connecting line 21 to the condenser 11, used as a cooling medium water can be further reduced. Consequently, the water vapor can be converted into liquid water in the condenser 11 particularly well.
  • the cooler 23 can be acted upon via a further line 24 with a cooling medium, for example with cooling water.
  • a partial flow can be branched off from the water leaving the evaporator 12, which partial flow is contaminated comparatively strongly with concentrated impurities.
  • This branching of water to be disposed of can take place via a further line 25.
  • For energizing the vaporizer 12 with the air blower is vorlie ⁇ quietly 26 is provided, which is arranged in a capacitor 11 connected with the Verdunster 12 Zu Kunststoff Consumer 27th Via the line 17 and the supply air 27 so the used for receiving the water vapor in the evaporator 12 air in the separator is recycled.
  • the water introduced via the connecting line 21 to the condenser 11 for cooling the water vapor water leaves the Kon ⁇ capacitor 11 again via the supply line 10.
  • the water used to condense the water vapor is previously pre-heated by the heat released during condensation heat.
  • the preheated water then flows through the supply line 10 to the evaporator 12.
  • An additional heat input into the water flowing through the supply line 10 is then effected via the heat exchanger 5 in the system according to FIG.
  • the originating from the separator 3 hot waste water is thus fed to the heat exchanger 5, in which a part of its heat is discharged to the circulating between the evaporator 12 and the condenser 11 water. This is followed by a relaxation at the pressure reducer 8 and then the introduction in the water cycle of the thermal separator comprising the evaporator 12 and the condenser 11.
  • the evaporation process in the evaporator 12 and also the condensation process in the condenser 11 are carried out in the present case preferably at temperatures below the boiling point.
  • the heat exchangers will be used shear. 5
  • the relaxation on the heat exchanger 5 and also on the pressure reducer 8 ensures a reduction in the pressure of the output side of the separator 3 at a high pressure contaminated water.
  • the plant 1 shown in FIG. 2 corresponds in essential parts to that shown in FIG. However, here is the Einmün- point 9 of the pressure reducer 8 having line 7 downstream of the heat exchanger 5 in the supply line 10 is provided. Accordingly, the COM ⁇ Mende from the separator 3 contaminated water flows through the heat exchanger 5 only once and not as in the system 1 according to FIG 1 twice.
  • the contaminated water is supplied via the valve 6 and the line 7 to the pressure reducer 8 and then di ⁇ rect, ie without renewed heating at the heat exchanger 5 via the inlet 13 to the water distributor 14 of the evaporator 12 supplied.
  • Such a process scheme is favorable, for example, when the separator 3 leaving, contaminated water is relatively hot and therefore requires no further heating after relaxing the pressure reducer 8.
  • the entering at the mouth Steep 9 in the supply line 10 What ⁇ ser may very well be mixed with the coming from the condenser 11 water and this up heat coming from the condenser 11 water. Then there is another, direct heat transfer, without the need for another heat exchanger needs to be provided.
  • the plant 1 shown in FIG. 3 essentially corresponds to that shown in FIG.
  • a means for acquiring mechanical energy is provided instead of the pressure Minde ⁇ RERS 8, such as a turbine 30.
  • the obtained when flowing through the turbine 30, mechanical energy 22 may be used for example, for operating the blower 26 and / or the pump.
  • the potential energy of the polluted water leaving the separator 3 under high pressure of, for example, 50 bar can be utilized well via the device embodied by way of example as the turbine 30.
  • the system 1 can also be designed in several stages.
  • An example of such a system 1 is shown schematically in FIG.
  • the contaminated water coming from the separator 3 via the line 4 is first fed to the heat exchanger 5 and gives off heat there.
  • the contaminated wastewater in the present example three-stage system 1 flows through a second heat exchanger 32 and through a third heat exchanger 33, wherein each heat is emitted.
  • the contaminated water which is then already comparatively largely cooled then flows via the inlet 13 into the evaporator 12 and from there via the outlet 19 and the connecting line 21 into the condenser 11.
  • the evaporator 12 and the condenser 11 belong to a stage 43 of the system - Ge 1, by which one of the present three thermal
  • the radiator 23 may be provided.
  • the water heated by the condenser 11 flows - gegebe ⁇ appropriate, after intermediate cooling, to a further cooler 34 - into a condenser 35 which is associated with a further stage 36 or separating device Appendix 1.
  • a evaporator 37 is provided in this stage 36 and a evaporator 37 is provided.
  • the water flows to a condenser 38 of a first stage 39 or first thermal separator of the system 1.
  • the guidance of the air flow in the individual stages 39, 36, 43 of the system 1 is shown in FIG simplicity ⁇ is not Darge.
  • Zvi ⁇ rule may be provided for intermediate cooling, a further cooler 40 to the capacitor 35 of the second stage 36 and the capacitor 38 of the first stage.
  • the water leaving the condenser 38 flows through the heat exchanger 5, that is to say through that heat exchanger which has the highest temperature of the three heat exchangers 5, 32, 33 shown in FIG. 4 for heating purposes.
  • the water heated in this heat exchanger 5 is fed to a vaporizer 41 of the first stage 39 of the system 1.
  • the water leaving this evaporator 41 flows through the second heat exchanger 32 to the evaporator 37 of the second stage 36.
  • each evaporator 41, 37, 12 can be comparatively low temperature differences within the individual stages 39, set 36, 43.
  • a great deal can be the input side of each evaporator 41, 37, 12 related to the Availability checked ⁇ supply heat for heating the air flow and thus used for providing steam.
  • the separation means in the form of stages 39, 36, 43 with the respective evaporators 41, 37, 12 and capacitors 38, 35, 11 thus serve to recover product water with a particularly high efficiency of the system 1.
  • the waste heat of the effluent from the separator 3 water or mixture is used as a heat source for the convectionally driven evaporation ⁇ ge process.
  • the plant 1 allows the use of the heat of the separated water and also an internal heat recovery via the at least one capacitor 11, 35, 38.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage (1) zum Aufbereiten von bei der Förderung eines fossilen Brennstoffs anfallendem, verunreinigtem und geothermische Energie enthaltendem Wasser. Zum Abtrennen von Verunreinigungen von aus dem Wasser zu gewinnendem Produktwasser ist wenigstens eine Trenneinrichtung vorgesehen, welche zumindest einen Verdunster (12) und zumindest einen Kondensator (11) umfasst. Über den zumindest einen Verdunster (12) und den zumindest einen Kondensator (11) kann das die Verunreinigungen aufweisende Wasser in einem Kreislauf geführt werden. Der wenigstens einen Trenneinrichtung ist wenigstens ein Wärmetauscher (5) zugeordnet, in welchen das die geothermische Energie enthaltende Wasser als Heizmedium einbringbar ist. Mittels des wenigstens einen Wärmetauschers (5) ist zumindest ein Teil der geothermischen Energie auf das dem zumindest einen Verdunster (12) zuführbare und die Verunreinigungen aufweisende Wasser übertragbar. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbereiten von Wasser.

Description

Beschreibung
Anlage und Verfahren zum Aufbereiten von Wasser Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Aufbereiten von Was¬ ser, welches bei der Förderung eines fossilen Brennstoffs anfällt, Verunreinigungen aufweist und geothermische Energie enthält. Die Anlage umfasst wenigstens eine Trenneinrichtung zum Abtrennen von Verunreinigungen von aus dem Wasser zu ge- winnendem Produktwasser. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbereiten von Wasser.
Bei der Erschließung von fossilen Brennstoffen wie Gasvorkommen und Ölvorkommen gibt es aufgrund der begrenzten Anzahl einfach erschließbarer Quellen einen Trend hin zu der Ausbeutung immer tiefer liegender Quellen. Entsprechend können Quellen eines fossilen Brennstoffs in Tiefen von teilweise über 3.000 Metern erschlossen werden, um die in solchen Quellen enthaltenen fossilen Brennstoffe zu fördern. Das geför- derte Gut besteht dabei aus einem Gemisch von Öl, Gas, Wasser und Feststoffen, wobei im Allgemeinen mit zunehmender Tiefe der Quelle eine Zunahme des Wasseranteils auftritt.
Des Weiteren gibt es den Trend, in Erdöl führende Schichten von älteren, jedoch bereits zur Neige gehenden Quellen Wasser einzupressen und ein entsprechendes Gemisch aus Wasser und Öl zu fördern, um die Ausbeute solcher Quellen zu erhöhen. Das hierbei geförderte Gemisch besteht aus Erdöl, Gas, dem be¬ reits in den Schichten enthaltenen sowie dem zuvor einge- pressten Wasser und Feststoffen. Insgesamt steigt mit zunehmender Ausbeutung der zur Neige gehenden Quellen das Wasser- zu-Erdöl-Verhältnis weiter an, und zwar von Werten, welche derzeit bei 1 bis 2 liegen, auf Werte von rund 3. Um eine wirtschaftliche und umweltverträgliche Nutzung der geförderten Gemische zu ermöglichen, sind diese in ihre Be¬ standteile aufzutrennen. Das Erdöl und das Gas werden einer weiteren Verarbeitung zugeführt. Feststoffe und Wasser sind hingegen zumindest umweltgerecht zu entsorgen, bevorzugt je¬ doch wirtschaftlich zu nutzen.
Zugleich ist es wünschenswert, für die Ausbeutung der zur Neige gehenden Quellen fossiler Brennstoffe qualitativ hochwertiges Produktwasser bereitzustellen.
Aus dem Stand der Technik sind Anlagen bekannt, in welchen die Auftrennung eines aus Erdöl, Gas, Wasser und Feststoffen bestehenden Gemisches, also das Aufbereiten des bei der Förderung von fossilen Brennstoffen anfallenden Wassers über zwei sequentiell angeordnete Separatoren erfolgt. Die Separa¬ toren können sich hierbei hinsichtlich des dort herrschenden Drucks und der vorliegenden Temperatur unterscheiden. Übli- cherweise wird in einem Hochdruckseparator bei einem Druck von 50 bar der Großteil des Wassers abgetrennt. Im anschlie¬ ßenden Niederdruckseparator werden bei rund 10 bar nahezu die kompletten restlichen 2 % des in dem Gemisch vorhandenen Wassers abgetrennt.
Auch das abgetrennte Wasser enthält jedoch in der Regel noch Ölreste, Salze und kleinere Mengen Feststoffe in Konzentrati¬ onen, welche eine umweltgerechte Entsorgung nicht zulassen. Auch für eine direkte Wiederverwendung dieses Wassers ist die Qualität in der Regel noch nicht ausreichend. Zur Aufarbei¬ tung dieses Wassers, etwa für einen weiteren Einsatz in der Ölförderung, kommen daher aufwändige, mehrstufige Trennverfahren zum Einsatz, welche die Abtrennung verbliebener Feststoffe und feinster Öltröpfchen sowie eine Entsalzung ermög- liehen. Als Trennverfahren kommen hierbei beispielsweise me¬ chanische Filterverfahren zur Abtrennung von Feststoffen, eine elektrostatische Olabscheidung und als abschließender Schritt zur Entsalzung die Umkehrosmose zum Einsatz. Eine derartige, aus dem Stand der Technik bekannte Anlage zum Aufbereiten des bei der Förderung von fossilen Brennstoffen eingesetzten Wassers ist aufgrund der hohen Komplexität die¬ ser mehrstufigen Reinigung, der elektrischen Energiekosten und der Wartungskosten nachteilig. Beispielsweise ist ein re¬ gelmäßiger Austausch der in der Umkehrosmoseanlage eingesetzten Membrane notwendig, was zu hohen Kosten führt. Des Weiteren beschreibt die DE 10 2008 051 731 AI eine Anlage zum Abtrennen von in einer Flüssigkeit gelösten Fremdstoffen, bei welcher die Flüssigkeit nacheinander eine Reihe von Ver¬ dunstern durchströmt, in welche im Gegenstrom ein Trägergas eingebracht wird. Über das Trägergas wird verdunstete Flüs- sigkeit zu Kondensatoren transportiert, in welchen das Trä¬ gergas abgekühlt wird. Hierbei entstehendes Kondensat wird als Produktwasser abgeführt. Die den Verdunstern zugeführte Flüssigkeit wird in einem Wärmetauscher erwärmt, welchem ein in einer Einrichtung aufgeheiztes Wärmeträgerfluid zugeführt wird. Das abgekühlte Wärmeträgerfluid wird in den - ebenfalls nacheinander durchströmten - Kondensatoren als Kühlmedium für das Trägergas eingesetzt.
Eine solche Anlage ist vergleichsweise energieaufwändig .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anlage der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Aufbereiten von Wasser zu schaffen, welche beziehungsweise welches eine Gewinnung von Produktwasser auf besonders günstige Art und Weise ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage umfasst die wenigstens eine Trenneinrichtung zumindest einen Verdunster und zumindest ei- nen Kondensator. Über den zumindest einen Verdunster und den zumindest einen Kondensator kann das die Verunreinigungen aufweisende Wasser in einem Kreislauf geführt werden. Der we¬ nigstens einen Trenneinrichtung ist wenigstens ein Wärmetau- scher zugeordnet, in welchen das die geothermische Energie enthaltende Wasser als Heizmedium einbringbar ist. Mittels des wenigstens einen Wärmetauschers ist zumindest ein Teil der geothermischen Energie auf das dem zumindest einen Ver- dunster zuführbare und die Verunreinigungen aufweisende Was¬ ser übertragbar.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das bei der Förderung des fossilen Brennstoffs anfallende, verunreinigte Wasser üb- licherweise einen hohen Wärmeinhalt hat. Insbesondere bei tief liegenden Quellen, bei denen der Wasseranteil am geförderten Gut besonders hoch ist, ist der geothermisch bedingte spezifische Wärmeinhalt des verunreinigten Wasser auch besonders hoch. Dieser Wärmeinhalt ist in dem Verdunster nutzbar, um ein in den Verdunster eingebrachtes gasförmiges Medium zu erwärmen. Das erwärmte gasförmige Medium kann dann besonders viel Wasserdampf aufnehmen, welcher nach dem anschließenden Kondensationsprozess in dem wenigstens einen Kondensator als Produktwasser abgetrennt werden kann.
Die Abwärme des verunreinigten Wasser selbst wird also als Wärmequelle für den Verdunstungsprozess genutzt. Hierfür überträgt der wenigstens eine Wärmetauscher geothermische Energie auf das verunreinigte Wasser vor dessen Eintritt in den wenigstens einen Verdunster. Es kann so auf eine externe Heizenergiequelle verzichtet werden. Dies macht die Anlage besonders energieeffizient und ermöglicht eine Gewinnung von Produktwasser auf besonders günstige Art und Weise. Zudem kann so praktisch das gesamte verunreinigte Wasser dem wenigstens einen Verdunstungs- und Rekondensationszyklus un¬ terzogen werden. Damit ist es möglich, nahezu 100 % des in dem verunreinigten Wasser enthaltenen Wasseranteils als Produktwasser zurückzugewinnen. Dieses saubere Produktwasser oder Prozesswasser kann dann beispielsweise wieder für die
Ölförderung eingesetzt werden. Jedoch ist auch eine andersartige Nutzung als Prozesswasser oder eine umweltverträgliche Entsorgung ohne Weiteres möglich. Bevorzugt weist der zumindest eine Verdunster einen ersten Einlass für das verunreinigte Wasser auf. Hierbei ist über einen zweiten Einlass des Verdunsters in diesen ein gasförmiges Medium einbringbar, welches zum Aufnehmen von aus dem verunreinigten Wasser stammendem Wasserdampf ausgebildet ist. Der Verdunster weist bevorzugt wenigstens einen Auslass auf, über welchen das mit dem Wasserdampf beladene gasförmige Me¬ dium aus dem Verdunster abführbar ist. Das beladene Medium ist in den zumindest ein Kondensator einbringbar, welcher dem Überführen des in dem gasförmigen Medium enthaltenen Wasserdampfs in das Produktwasser dient. So lässt sich das Produkt¬ wasser gut von dem verunreinigten Wasser trennen.
Als gasförmiges Medium zum Aufnehmen des aus dem verunreinigten Wasser stammenden Wasserdampfs ist insbesondere ein Gas oder Gasgemisch geeignet, das sich in dem durch ein Temperaturintervall und durch ein Druckintervall gekennzeichneten Arbeitsbereich der Anlage inert verhält, d.h. insbesondere weder nennenswert chemisch reagiert noch kondensiert.
Das gasförmige Medium, welches in dem wenigstens einen Ver¬ dunster Wasserdampf aufnimmt, zu dem wenigstens einen Kondensator transportiert und dort durch Kondensation abgibt, kann Umgebungsluft umfassen oder sein. Es kommt also beispielswei¬ se Umgebungsluft zum Einsatz, da diese kostengünstig zur Ver¬ fügung steht. Umgebungsluft lässt sich gut mit dem aus dem verunreinigten Wasser stammenden Wasserdampf sättigen. Außerdem lässt sich aus der mit Wasserdampf angereicherten Umgebungsluft in dem zumindest einen Kondensator gut der Wasserdampf durch Kondensation in das Produktwasser überführen.
Das gasförmige Medium, welches in dem wenigstens einen Ver¬ dunster Wasserdampf aufnimmt, zu dem wenigstens einen Kondensator transportiert und dort durch Kondensation abgibt, kann auch ein Inertgas umfassen oder sein. Beispielsweise ist also die Verwendung eines Inertgases wie Stickstoff als gasförmi¬ ges Medium zum Aufnehmen des Wasserdampfs möglich. Das verunreinigte Wasser bzw. Gemisch, welches dem wenigstens einen Verdunster zugeführt wird, enthält nämlich üblicherweise Gas mit brennbaren Komponenten. Durch die Verwendung des Inertgases als gasförmiges Medium zum Aufnehmen des Wasserdampfs lässt sich jedoch die Ausbildung eines explosionsfähigen Gemisches vermeiden. Dies macht die Anlage besonders betriebs¬ sicher .
Wenn als das gasförmige Medium das Inertgas zum Einsatz kommt, sind bevorzugt Vorrichtungen zum gasdichten Verschlie¬ ßen der Anlage und/oder zum Evakuieren der Anlage und/oder zur Bevorratung oder Erzeugung des Inertgases und/oder zum Einfüllen des Inertgases in die wenigstens eine Trenneinrich¬ tung vorgesehen. Dies dient der prozesssicheren Handhabung des Inertgases.
Bevorzugt sind der erste Einlass für das verunreinigte Wasser und der zweite Einlass für das gasförmige Medium derart an dem zumindest einen Verdunster angeordnet, dass das Wasser und das gasförmige Medium den Verdunster im Gegenstrom durchströmen. Dann ist ein guter Übergang des Wasserdampfs aus dem verunreinigten Wasser in das Medium ermöglicht. So ist eine konvektiv getriebene oder konvektiv unterstützte Verdunstung des Wassers gut realisierbar.
Das Wasser kann über den ersten Einlass insbesondere einer Verrieselungseinrichtung oder dergleichen Wasserverteiler zugeführt werden, über welche von dem Medium umströmbare, in dem Verdunster angeordnete Strukturen mit dem verunreinigten Wasser benetzt werden können. So kann eine besonders gute Verteilung des verunreinigten Wassers in dem Verdunster sichergestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der zumindest eine Verdunster einen weiteren Auslass auf, welcher über eine Verbindungsleitung mit dem zumindest einen Kondensator gekoppelt ist. Über die Verbindungsleitung ist durch das gasförmige Medium abgekühlte Wasser aus dem zu¬ mindest einen Verdunster dem zumindest einen Kondensator zuführbar, wobei das abgekühlte Wasser dem Verflüssigen des Wasserdampfs dient. So kann dieses abgekühlte Restwasser ei¬ ner weiteren Nutzung zugeführt werden, nämlich einem Einsatz als Kühlmedium zum Verflüssigen des Wasserdampfs. Dies ist von der Prozessführung her besonders günstig.
Als vorteilhaft hat es sich hierbei gezeigt, wenn in der Ver¬ bindungsleitung wenigstens eine Kühleinrichtung angeordnet ist. Wird diese Kühleinrichtung genutzt, so erfolgt das Ver¬ flüssigen des Wasserdampfs im Kondensator besonders weitge¬ hend, da dann besonders kühles (Rest- ) Wasser zum Kondensieren des Wasserdampfs dem Kondensator zur Verfügung steht.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Anlage eine Zuführleitung aufweist, über welche das zum Verflüssigen des Wasserdampfs in dem zumindest einen Kondensator einge¬ setzte Wasser in den zumindest einen Verdunster rückführbar ist. Beim Kondensieren des Wasserdampfs wird nämlich das hierfür eingesetzte Wasser erwärmt. Durch diese Wärmeaufnahme des zu Kühlzwecken eingesetzten Wassers lässt sich eine interne Wärmerückgewinnung realisieren, welche der Energieeffizienz der Anlage besonders zuträglich ist. Wenn nämlich dieses durch interne Wärmerückgewinnung erwärmte Wasser erneut dem Verdunster zugeführt wird, so kann wiederum vergleichs¬ weise viel Wasserdampf in das im Verhältnis zum Wasser kühle¬ re Medium überführt werden, das Medium also besonders gut mit Wasserdampf beladen werden.
Bevorzugt weist die Zuführleitung eine Einmündungssteile auf, über welche das die Verunreinigungen aufweisende und dem zu¬ mindest einen Verdunster zuzuführende Wasser in das von dem zumindest einen Kondensator kommende Wasser einbringbar ist. An dieser Einmündungssteile werden also das verunreinigte Wasser und das zu Kühlzwecken im Kondensator eingesetzte Restwasser gemischt. So kann das verunreinigte Wasser mehr¬ mals dem Verdunster zugeführt und so besonders weitgehend aufbereitet werden. Zudem bringt das Mischen eine Temperaturerhöhung des dem Verdunster zugeführten Wassers mit sich, wenn das verunreinigte Wasser wärmer ist als das vom Kondensator kommende Wasser. Durch dieses Mischen kann eine direkte Wärmeübertragung realisiert werden, ohne dass ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen zu werden braucht.
Ist man bestrebt, vergleichsweise viel Produktwasser zu ge¬ winnen, etwa wenigstens 80 bis 90 % des in dem verunreinigten Gemisch enthaltenen Wassers abzutrennen, so ist ein hoher Wärmeinhalt des dem Verdunster zugeführten Wassers vorteil- haft. Ein solcher hoher Wärmeinhalt kann insbesondere durch das Zumischen von vergleichsweise heißem, die Verunreinigungen aufweisendem Wasser in das vom Kondensator kommende Wasser erreicht werden. Insbesondere, wenn das verunreinigte Wasser Temperaturen von weniger als 100° Celsius aufweist, kann das Wasser dem Ver¬ dunster direkt zugeführt werden. Eine solche Ausgestaltung der Anlage ist besonders einfach. Falls die Temperatur jedoch bei deutlich weniger als 100° Celsius liegt, so kann dem Ver- dunster eine Heizeinrichtung vorgeschaltet sein, damit mög¬ lichst viel Produktwasser aus dem verunreinigten Wasser rückgewonnen werden kann.
Weist das verunreinigte Wasser jedoch Temperaturen von mehr als 100° Celsius auf, so können bei Druckentlastung schlagartig verlaufende Siedeprozesse zu Druckstößen führen. Um bei einem Vorliegen von derartigem, also vergleichsweise heißem Wasser Schäden an Teilen der Anlage zu vermeiden, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn mittels des wenigstens einen Wärmetauschers eine Temperatur des die Verunreinigungen aufweisenden und dem zumindest einen Verdunster zuzuführenden Wassers verringerbar ist und zwar bevorzugt auf Temperaturen unterhalb des Siedepunkts des verunreinigten Wassers. So las¬ sen sich durch Druckstöße von siedendem Wasser bedingte Schä- den an der Anlage vermeiden.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Zuführ¬ leitung, über welche der Verdunster mit dem von dem Kondensa- tor kommenden, verunreinigten Wasser beaufschlagbar ist, durch den wenigstens einen Wärmetauscher hindurchgeführt ist. Dann wird nämlich mittels des Wärmetauschers die Temperatur des verunreinigten Wassers auf einen unkritischen Wert ge- senkt, nämlich auf einen Wert unterhalb des Siedepunktes beim Arbeitsdruck der Anlage. Zugleich wird das vom Kondensator kommende Wasser durch die im Wärmetauscher stattfindende Wärmeübertragung aufgeheizt. Der dann hohe Wärmeinhalt des über die Zuführleitung dem Verdunster zugeführten verunreinigten Wassers ermöglicht eine besonders hohe Rückgewinnungsquote, also das Gewinnen von besonders viel Produktwasser.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Anlage wenigstens zwei Trenneinrichtungen mit einem jeweiligen Ver- dunster und einem jeweiligen Kondensator umfasst, wobei die Verdunster und die Kondensatoren jeweils nacheinander durchströmbar in der Anlage angeordnet sind. Durch einen solchen mehrstufigen Aufbau der Anlage kann die in dem verunreinigten Wasser vorhandene (geo) thermische Energie in besonders großem Umfang genutzt werden, ohne dass dabei Einbußen im Wirkungs¬ grad hingenommen werden müssen. Im Vergleich zu einer einstufigen Anlage lassen sich nämlich jeweils niedrigere Tempera¬ turdifferenzen zwischen dem Verdunster und dem Kondensator in den einzelnen Trenneinrichtungen oder Trennstufen realisie- ren. Während bei einer sehr großen Temperaturdifferenz die interne Wärmerückgewinnung vergleichsweise ineffizient ist und damit letztlich die mit dem Wasser zugeführte Wärme unzu¬ reichend genutzt wird, lässt sich bei geringen Temperaturdif¬ ferenzen der vorhandene Unterschied des Wärmeinhalts beson- ders wirkungsvoll nutzen. Dadurch lässt sich wegen der nied¬ rigen Exergieverlusten mit der im verunreinigten Wasser vorhandenen (geo) thermischen Energie besonders viel Produktwas¬ ser gewinnen. Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn stromauf¬ wärts des jeweiligen Verdunsters der wenigstens zwei Trenn¬ einrichtungen jeweils einer der Wärmetauscher angeordnet ist. So lässt sich sicherstellen, dass ein ausreichend großes Temperaturgefälle zwischen dem verunreinigten Wasser und einem Medium zum Aufnehmen des aus dem verunreinigten Wasser stammenden Wasserdampfs vorliegt. Zusätzlich oder alternativ kann stromaufwärts der jeweiligen Kondensatoren der wenigstens zwei Trenneinrichtungen jeweils eine Kühleinrichtung angeordnet sein. Eine solche Vorkühlung - oder bei zwischen zwei Kondensatoren angeordneter Kühleinrichtung Zwischenkühlung - sorgt für ein besonders weitgehen- des Überführen des Wasserdampfs in das flüssige Produktwas¬ ser .
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist einem Einlass des die Verunreinigungen aufweisenden Was- sers in den zumindest einen Verdunster wenigstens ein Druckminderer vorgeschaltet, mittels welchem der Druck des in den zumindest einen Verdunster einzuleitenden Wassers verringerbar ist. Die Druckminderung erfolgt dabei in vorteilhafter Weise nach Abkühlung des zuzuführenden Wassers auf Temperatu- ren unterhalb des Siedepunktes in der Anlage. Dies macht die Anlage besonders robust und betriebssicher, da so schlagartig auftretende Siedeprozesse vermieden werden.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der wenigs- tens eine Druckminderer als Einrichtung zum Gewinnen mechanischer und/oder elektrischer Energie ausgebildet ist. Es kann nämlich anstelle etwa eines Druckregelventils als Druckminde¬ rer beispielsweise eine Turbine zum Einsatz kommen, welche mechanische Energie bereitstellt. Diese mechanische Energie kann beispielsweise zum Antreiben von Pumpen oder Gebläsen genutzt werden, welche zum Fördern des Wassers und/oder des Mediums zum Einsatz kommen können. Es kann jedoch auch die mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt werden und so die elektrische Energie in der Anlage selbst oder an- derweitig genutzt werden. Auch dies trägt zur besonders hohen Energieeffizienz der Anlage bei. Von Vorteil ist es weiterhin, wenn in dem zumindest einen Verdunster und/oder in dem zumindest einen Kondensator ein Druck herrscht, welcher einem Druck in der Umgebung der Anlage gleich ist. Durch das Betreiben der Anlage bei Atmosphä- rendruck wird nämlich der Aufbau der Anlage kostengünstiger als im Falle einer mit Überdruck oder Unterdruck betriebenen Anlage .
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die An¬ lage wenigstens eine stromaufwärts des zumindest einen Ver¬ dunsters angeordnete Filtereinrichtung zum Vorreinigen des die Verunreinigungen aufweisenden Wassers umfasst. Dann lässt sich nämlich das verunreinigte Wasser besonders gut in der Anlage handhaben. Zudem liegt ausgangsseitig einer solchen Filtereinrichtung das die Verunreinigungen aufweisende Wasser üblicherweise mit einem vergleichsweise hohen Druck und einer vergleichsweise hohen Temperatur vor, so dass dessen Wärme¬ energie besonders gut für den Verdunstungsprozess in dem we¬ nigstens einen Verdunster genutzt werden kann.
Als Filtereinrichtung kann insbesondere ein Hochdrucksepara¬ tor zum Einsatz kommen, welcher eine Abtrennung eines Großteils des Wassers aus dem geförderten, fossile Brennstoffe, Wasser und Feststoffe enthaltenden und geothermisch geheizten Gemisch, ermöglicht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufbereiten von bei der Förderung eines fossilen Brennstoffs anfallendem, verunreinigtem und geothermische Energie enthaltendem Wasser wer- den mittels wenigstens einer Trenneinrichtung Verunreinigungen aus dem Wasser abgetrennt. Auf diese Weise wird Produkt¬ wasser gewonnen. Das die Verunreinigungen aufweisende Wasser wird in der wenigstens einen Trenneinrichtung in einem Kreislauf über zumindest einen Verdunster und zumindest einen Kon- densator geführt. Der wenigstens einen Trenneinrichtung ist wenigstens ein Wärmetauscher zugeordnet, in welchen das die geothermische Energie enthaltende Wasser als Heizmedium ein¬ gebracht wird. Mittels des wenigstens einen Wärmetauschers wird zumindest ein Teil der geothermischen Energie auf das dem zumindest einen Verdunster zugeführte und die Verunreinigungen aufweisende Wasser übertragen. Durch einen solchen Verdunstungs- und Kondensationsprozess , welcher die Wärme des verunreinigten Wassers nutzt, lässt sich auf besonders güns¬ tige Art und Weise sauberes Produktwasser gewinnen.
Bevorzugt werden der zumindest eine Verdunster und/oder der zumindest eine Kondensator bei einer Temperatur betrieben, welche geringer ist als der Siedepunkt von Wasser bei dem in dem zumindest einen Verdunster und/oder in dem zumindest einen Kondensator herrschenden Druck. Dies macht das Verfahren besonders aufwandsarm und zugleich energieeffizient. Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die po¬ tentielle Energie des unter hohem Druck anfallenden Wassers in der Anlage zum Betrieb von gasförmige oder flüssige Medien fördernden Hilfsaggregaten genutzt wird. Dies bringt eine ho¬ he Energieeffizienz der Anlage mit sich.
Die für die erfindungsgemäße Anlage beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbe¬ schreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom- binationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er¬ geben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugs¬ zeichen versehen sind. Dabei zeigen: FIG 1 schematisch eine erste Variante einer Anlage zum
Aufbereiten von Wasser, welches bei der Förderung von Öl oder Gas anfällt, wobei die Anlage einen Verdunster und einen Kondensator umfasst;
FIG 2 schematisch eine zweite Variante der Anlage gemäß
FIG 1; eine weitere Variante der Anlage gemäß FIG 1, bei welcher als Druckminderer eine Turbine zum Einsat kommt ; und schematisch eine weitere Variante der Anlage, in welcher die Aufbereitung des Wassers mehrstufig folgt .
Eine in FIG 1 schematisch gezeigte Anlage 1 dient dem Aufbe¬ reiten von Wasser, welches bei der Öl- und Gasförderung anfällt. Insbesondere aus tief liegenden Quellen wird ein Ge- misch gefördert, welches Öl, Gas, einen im Allgemeinen mit der Tiefe steigenden Wasseranteil und Feststoffe umfasst. Dieses verunreinigte Wasser weist außerdem mit steigender Tiefe einen geothermisch bedingt steigenden spezifischen Wärmeinhalt auf. Zudem wird zum Fördern von Öl oder Gas aus Schichten einer Quelle, welche zur Neige geht, Wasser in die¬ se Schichten eingepresst und dann entsprechend ein Gemisch gefördert, welches einen weiter erhöhten Wasseranteil ent¬ hält. Ein derartiges, geothermisch aufgeheiztes Gemisch aus einer tief liegenden oder zur Neige gehenden Quelle wird über eine Zuleitung 2 einer Filtereinrichtung in Form eines Separators 3 der Anlage 1 zugeführt.
Der Separator 3 ist vorliegend als Hochdruckseparator ausgebildet und wird bevorzugt mit einem Druck von etwa 50 bar be trieben. Über den Separator 3 kann bereits ein Großteil des in den Untergrund eingepressten Wassers aus dem Gemisch abge trennt werden. Jedoch enthält auch dieses abgetrennte Wasser noch Verunreinigungen in Form von Ölresten, Salzen, Feststoffen und dergleichen.
Daher wird dieses verunreinigte Wasser in der Anlage 1 einer weiteren Aufbereitung zugeführt. Hierbei wird die geothermi- sche Energie des geförderten Gemisches genutzt. Dies ist umso sinnvoller, da das aus großen Tiefen geförderte Gemisch in der Regel geothermische Energie in erheblichem Umfang ent¬ hält .
Vorliegend wird über eine Leitung 4 das vom Separator 3 kommende, verunreinigte Wasser einem Wärmetauscher 5 zugeführt. Im Wärmetauscher 5 gibt dieses Abwasser des Separators 3 Wärme ab, und zudem erfolgt aufgrund des im Wärmetauscher 5 stattfindenden Druckverlusts eine Entspannung des Wassers. An einem stromabwärts des Wärmetauschers 5 angeordneten Ventil 6, welches vorliegend beispielhaft als Dreiwegeventil darge¬ stellt ist, wird das im Wärmetauscher 5 abgekühlte Wasser über eine weitere Leitung 7 einem Druckminderer 8 zugeführt. Das am Druckminderer 8 weiter entspannte Wasser wird an einer Einmündungsstelle 9 in eine Zuführleitung 10 eingebracht, welche von einem Kondensator 11 der Anlage 1 zu einem Verdunster 12 der Anlage 1 führt. Der Verdunster 12 und der Kondensator 11 sind Komponenten einer thermischen Trenneinrichtung der Anlage 1. Sowohl im Verdunster 12 als auch im Kondensator 11 herrscht vorliegend bevorzugt Atmosphärendruck.
Bei der in FIG 1 gezeigten Anlage 1 ist die Zuführleitung 10 durch den Wärmetauscher 5 hindurchgeführt. Am Wärmetauscher 5 wird also das verunreinigte Wasser gekühlt und zugleich das vom Kondensator 11 stammende Wasser erwärmt. Über die Zuführleitung 10 wird das gekühlte, entspannte und die Verunreini¬ gungen aufweisende Wasser, welches vom Separator 3 kommt und welches mit dem vom Kondensator 11 kommenden Wasser gemischt und am Wärmetauscher 5 erwärmt wurde, in den Verdunster 12 eingebracht . Hierfür weist der Verdunster 12 einen Einlass 13 auf, von welchem aus das im Wärmetauscher 5 aufgeheizte Wasser zu einem Wasserverteiler 14 gelangt, welcher im Verdunster 12 angeordnet ist. Über den Wasserverteiler 14 werden bevorzugt in dem Verdunster 12 angeordnete Strukturen 15, welche etwa als Gitter ausgebildet sein können, mit dem aufgeheizten Wasser berieselt. Über einen weiteren, am Verdunster 12 vorgesehenen Einlass 16 wird in den Verdunster 12 Luft eingebracht, welche kälter ist als das über den Einlass 13 eingebrachte Wasser. Diese Luft durchströmt den Verdunster 12 im Gegenstrom zu dem aus dem Wasserverteiler 14 austretenden Wasser, also in die dem Wasser entgegengesetzte Richtung.
Die Luft wird hierbei aufgeheizt, und ein Teil des verunrei- nigten Wassers verdunstet in die entgegengesetzt strömende, sich aufheizende Luft. Durch das Aufheizen der Luft ist diese nämlich in der Lage, mehr Wasserdampf aufzunehmen. Die mit dem Wasserdampf angereicherte Luft wird dann über eine Lei¬ tung 17, welche über einen weiteren Auslass 44 des Verduns- ters 12 an den Verdunster 12 angeschlossen ist, dem Kondensator 11 zugeführt, welcher kälter ist als der Verdunster 12. Im Kondensator 11 kondensiert dann ein Großteil des Wasserdampfs . Durch das Verflüssigen oder Kondensieren des Wasserdampfs gewonnenes Produktwasser wird aus dem Kondensator 11 der Anlage 1 über eine Leitung 18 abgeführt. Zum Kühlen des Wasserdampfs im Kondensator 11 wird vorliegend das nicht in Wasserdampf überführte Restwasser eingesetzt, welches über einen Wasser- auslass 19 aus dem Verdunster 12 abgezogen wird. Dieses Rest¬ wasser kann, wie vorliegend beispielhaft gezeigt, über ein weiteres Ventil 20, welches beispielsweise als Dreiwegeventil ausgebildet sein kann, in eine Verbindungsleitung 21 gelangen, über welche der Verdunster 12 mit dem Kondensator 11 fluidisch verbunden ist.
In dieser Verbindungsleitung 21 sind vorliegend eine Pumpe 22 und ein (optionaler) Kühler 23 angeordnet. Durch den Kühler 23 lässt sich die Temperatur des durch die Verbindungsleitung 21 dem Kondensator 11 zuströmenden, als Kühlmedium eingesetzten Wassers weiter verringern. Folglich kann im Kondensator 11 besonders gut der Wasserdampf in flüssiges Wasser über- führt werden. Der Kühler 23 kann über eine weitere Leitung 24 mit einem Kühlmedium beaufschlagt werden, beispielsweise mit Kühlwasser .
Über das Ventil 20 kann aus dem Wasser, welches den Verduns- ter 12 verlässt, ein Teilstrom abgezweigt werden, welcher vergleichsweise stark mit aufkonzentrierten Verunreinigungen verschmutzt ist. Dieses Abzweigen von zu entsorgendem Wasser kann über eine weitere Leitung 25 erfolgen. Zum Beaufschlagen des Verdunsters 12 mit der Luft ist vorlie¬ gend ein Gebläse 26 vorgesehen, welches in einem den Kondensator 11 mit dem Verdunster 12 verbindenden Zulufttrakt 27 angeordnet ist. Über die Leitung 17 und den Zulufttrakt 27 wird also die zum Aufnehmen des Wasserdampfs im Verdunster 12 genutzt Luft in der Trenneinrichtung im Kreislauf geführt.
Das über die Verbindungsleitung 21 in den Kondensator 11 zum Kühlen des Wasserdampfs eingebrachte Wasser verlässt den Kon¬ densator 11 wieder über die Zuführleitung 10. Im Kondensator 11 wird jedoch zuvor das zum Kondensieren des Wasserdampfs eingesetzte Wasser durch die beim Kondensieren frei werdende Wärme vorgewärmt. Das vorgewärmte Wasser strömt dann durch die Zuführleitung 10 dem Verdunster 12 zu. Ein zusätzlicher Wärmeeintrag in das durch die Zuführleitung 10 strömende Was- ser erfolgt bei der Anlage gemäß FIG 1 anschließend über den Wärmetauscher 5.
Das aus dem Separator 3 stammende heiße Abwasser wird also dem Wärmetauscher 5 zugeführt, in welchem ein Teil seiner Wärme an das zwischen dem Verdunster 12 und dem Kondensator 11 zirkulierende Wasser abgegeben wird. Anschließend erfolgt eine Entspannung am Druckminderer 8 und dann die Einleitung in den Wasserkreislauf der thermischen Trenneinrichtung, welche den Verdunster 12 und den Kondensator 11 umfasst.
Der Verdunstungsprozess im Verdunster 12 und auch der Konden- sationsprozess im Kondensator 11 erfolgen vorliegend bevorzugt bei Temperaturen unterhalb des Siedepunkts. Um sicherzu¬ stellen, dass das verunreinigte Wasser, welches über den Ein- lass 13 in den Verdunster 12 eingebracht wird, eine Tempera¬ tur von weniger als 100° Celsius aufweist, wird der Wärmetau- scher 5 genutzt. Zudem sorgt das Entspannen am Wärmetauscher 5 und auch am Druckminderer 8 für eine Absenkung des Druckes des ausgangsseitig des Separators 3 unter einem hohen Druck vorliegenden verunreinigten Wassers. Das unter hohem Druck stehende und beispielsweise bei Temperaturen von mehr als 125° Celsius aus dem Separator 3 abfließende Wasser wird vor¬ liegend also zunächst mittels des Wärmetauschers 5 gekühlt und anschließend am Druckminderer 8 entspannt. So wird si¬ chergestellt, dass nicht bei Temperaturen von mehr als
100° Celsius schlagartig verlaufende Siedeprozesse zu Druck- stoßen führen, welche Schäden an Teilen der Anlage 1 nach sich ziehen könnten.
Die in FIG 2 gezeigte Anlage 1 entspricht in wesentlichen Teilen der in FIG 1 gezeigten. Jedoch ist hier die Einmün- dungsstelle 9 der den Druckminderer 8 aufweisenden Leitung 7 stromabwärts des Wärmetauschers 5 in der Zuführleitung 10 vorgesehen. Entsprechend durchströmt das vom Separator 3 kom¬ mende verunreinigte Wasser den Wärmetauscher 5 lediglich einmal und nicht wie bei der Anlage 1 gemäß FIG 1 zweimal.
Dann wird das verunreinigte Wasser über das Ventil 6 und die Leitung 7 dem Druckminderer 8 zugeführt und anschließend di¬ rekt, also ohne ein erneutes Aufheizen am Wärmetauscher 5 über den Einlass 13 dem Wasserverteiler 14 des Verdunsters 12 zugeführt. Ein solches Prozessschema ist beispielsweise dann günstig, wenn das den Separator 3 verlassende, verunreinigte Wasser vergleichsweise heiß ist und daher nach dem Entspannen am Druckminderer 8 keines weiteren Aufheizens bedarf. Zudem kann bei dieser Prozessführung besonders gut das an der Einmündungssteile 9 in die Zuführleitung 10 eintretende Was¬ ser mit dem vom Kondensator 11 kommenden Wasser gemischt werden und hierbei das vom Kondensator 11 kommende Wasser auf- heizen. Dann erfolgt ein weiterer, direkter Wärmeübertrag, ohne dass ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen zu werden braucht .
Die in FIG 3 gezeigte Anlage 1 entspricht im Wesentlichen der in FIG 2 gezeigten. Jedoch ist hier anstelle des Druckminde¬ rers 8 eine Einrichtung zum Gewinnen von mechanischer Energie vorgesehen, etwa eine Turbine 30. Die beim Durchströmen der Turbine 30 gewonnene mechanische Energie kann beispielsweise zum Betreiben des Gebläses 26 und/oder der Pumpe 22 verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, die mechanische Energie mittels eines Generators 31 in elektrische Energie umzusetzen und diese zum Antrieb von Pumpen, Ventilatoren oder dergleichen Einrichtungen der Anlage 1 zu nutzen. Es kann also bei der Anlage gemäß FIG 3 über die beispielhaft als die Turbine 30 ausgebildete Einrichtung gut die potentielle Energie des den Separator 3 unter hohem Druck von beispielsweise 50 bar verlassenden, verunreinigten Wassers genutzt werden.
Die Anlage 1 kann auch mehrstufig ausgeführt sein. Ein Bei- spiel einer solchen Anlage 1 ist schematisch in FIG 4 gezeigt. Hierbei wird das über die Leitung 4 vom Separator 3 kommende verunreinigte Wasser zunächst dem Wärmetauscher 5 zugeführt und gibt dort Wärme ab. Anschließend strömt das verunreinigte Abwasser bei der vorliegend beispielhaft drei- stufig gezeigten Anlage 1 durch einen zweiten Wärmetauscher 32 und durch einen dritten Wärmetauscher 33, wobei jeweils Wärme abgegeben wird.
Das dann bereits vergleichsweise weitgehend abgekühlte verun- reinigte Wasser strömt anschließend über den Einlass 13 in den Verdunster 12 und von dort über den Auslass 19 und die Verbindungsleitung 21 in den Kondensator 11. Der Verdunster 12 und der Kondensator 11 gehören zu einer Stufe 43 der Anla- ge 1, durch welche eine von vorliegend drei thermischen
Trenneinrichtungen der Anlage 1 bereitgestellt ist. In der Verbindungsleitung 21 kann der Kühler 23 vorgesehen sein. Das von dem Kondensator 11 erwärmte Wasser strömt - gegebe¬ nenfalls nach einer Zwischenkühlung an einem weiteren Kühler 34 - in einen Kondensator 35, welcher einer weiteren Stufe 36 oder Trenneinrichtung der Anlage 1 zugeordnet ist. In dieser Stufe 36 ist auch ein Verdunster 37 vorgesehen.
Von dem Kondensator 35 der zweiten Stufe 36 der Anlage 1 strömt das Wasser zu einem Kondensator 38 einer ersten Stufe 39 oder ersten thermischen Trenneinrichtung der Anlage 1. Die Führung der Luftströmung in den einzelnen Stufen 39, 36, 43 der Anlage 1 ist in FIG 4 der Einfachheit halber nicht darge¬ stellt. Wie vorliegend beispielhaft gezeigt, kann auch zwi¬ schen dem Kondensator 35 der zweiten Stufe 36 und dem Kondensator 38 der ersten Stufe 39 zur Zwischenkühlung ein weiterer Kühler 40 vorgesehen sein.
Das den Kondensator 38 verlassende Wasser strömt durch den Wärmetauscher 5, also durch denjenigen Wärmetauscher, welcher von den drei in FIG 4 gezeigten, zu Heizzwecken eingesetzten Wärmetauschern 5, 32, 33 die höchste Temperatur aufweist. Das in diesem Wärmetauscher 5 erhitzte Wasser wird einem Verdunster 41 der ersten Stufe 39 der Anlage 1 zugeführt.
Das diesen Verdunster 41 verlassende Wasser strömt über den zweiten Wärmetauscher 32 zum Verdunster 37 der zweiten Stufe 36. Das den Verdunster 37 der zweiten Stufe 36 verlassende
Wasser strömt über den dritten Wärmetauscher 33 zu einem Ventil 42, in welchem das von dem dritten Wärmetauscher 33 aufgeheizte Wasser mit dem aus dem Separator 3 stammenden Wasser gemischt werden kann. Von diesem Ventil 42 aus strömt dann das Wasser in den Verdunster 12, welche vorliegend der dritten Stufe 43 der Anlage 1 zugehörig ist. In dieser dritten Stufe 43 liegen die niedrigsten Temperaturen im Verdunster 12 bezogen auf die Temperaturen der Verdunster 37, 41 der beiden anderen Stufen 36, 39 vor. Ebenso liegen in dieser dritten Stufe 43 die niedrigsten Temperatu- ren im Kondensator 11 bezogen auf die Temperaturen der Kondensatoren 35, 38 der beiden anderen Stufen 36, 39 der Anlage 1 vor
Durch die nacheinander durchströmbaren Kondensatoren 11, 35, 38 und Verdunster 41, 37, 12 lassen sich vergleichsweise geringe Temperaturdifferenzen innerhalb der einzelnen Stufen 39, 36, 43 einstellen. Somit kann besonders viel der ein- gangsseitig des jeweiligen Verdunsters 41, 37, 12 zur Verfü¬ gung stehenden Wärme zum Aufheizen des Luftstroms und somit zum Bereitstellen von Wasserdampf genutzt werden.
Zudem kann bei einem geringen Temperaturunterschied zwischen dem Verdunster 41, 37, 12 und dem Kondensator 38, 35, 11 der jeweiligen Stufe 39, 36, 43 insgesamt ein besonders großer Wärmeunterschied, nämlich der Wärmeunterschied zwischen dem heißesten Verdunster 41 der ersten Stufe 39 und dem kältesten Kondensator 11 der dritten Stufe 43 genutzt werden. Dies bringt einen besonders hohen Wirkungsgrad der Anlage 1 mit sich. Es liegen dann nämlich nur vergleichsweise geringe Exergieverluste vor.
Die Trenneinrichtungen in Form der Stufen 39, 36, 43 mit den jeweiligen Verdunstern 41, 37, 12 und Kondensatoren 38, 35, 11 dienen also dem Gewinnen von Produktwasser mit besonders hohem Wirkungsgrad der Anlage 1.
Durch das Vorsehen eines thermischen Trennverfahrens im An- schluss an das mechanische Separieren des Gemisches im Sepa¬ rator 3 wird der Separationsprozess im Separator 3 nicht be- einträchtigt . Dies ist vorteilhaft, da so dafür Sorge getra¬ gen werden kann, dass im Separator 3 eine gewisse Mindesttemperatur vorliegt, welche die Fließfähigkeit der Ölfraktion in dem Gemisch sicherstellt. Die Viskosität des Öls, welches im Öl, Wasser, Gas und Feststoffe enthaltenden Gemisch im Sepa¬ rator 3 enthalten ist, ist nämlich von der Temperatur des Gemisches abhängig.
Zudem wird die Abwärme des aus dem Separator 3 abfließenden Wassers oder Gemisches als Wärmequelle für den konvektiv ge¬ triebenen Verdunstungsprozess genutzt. Des Weiteren erlaubt die Anlage 1 die Nutzung der Wärme des separierten Wassers und auch eine interne Wärmerückgewinnung über den zumindest einen Kondensator 11, 35, 38. So kann praktisch das gesamte aus dem Separator 3 - oder aus zwei nacheinander geschalteten Separatoren - stammende Abwasser wenigstens einem Verduns- tungs- und Rekondensationszyklus unterzogen werden. Dies er¬ laubt ein Zurückgewinnen von nahezu 100 % des in dem Gemisch im Separator 3 vorhandenen Wassers als sauberes Produktwasser oder Prozesswasser.

Claims

Patentansprüche
1. Anlage zum Aufbereiten von bei der Förderung eines fossilen Brennstoffs anfallendem, verunreinigtem und geothermische Energie enthaltendem Wasser, mit wenigstens einer Trenneinrichtung (39, 36, 43) zum Abtrennen von Verunreinigungen von aus dem Wasser zu gewinnendem Produktwasser,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Trenneinrichtung (39, 36, 43) zumindest einen Verdunster (41, 37, 12) und zumindest einen Kondensator (38, 35, 11) umfasst, über welche das die Verunreinigungen aufweisende Wasser in einem Kreislauf führbar ist, wobei der wenigstens einen Trenneinrichtung (39, 36, 43) wenigstens ein Wärmetauscher (5, 32, 33) zugeordnet ist, in welchen das die geothermische Energie enthaltende Wasser als Heizmedium einbringbar ist, wobei mittels des wenigstens einen Wärmetau¬ schers (5, 32, 33) zumindest ein Teil der geothermischen Energie auf das dem zumindest einen Verdunster (41, 37, 12) zuführbare und die Verunreinigungen aufweisende Wasser über- tragbar ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verdunster (41, 37, 12) einen ersten Einlass (13) für das verunreinigte Wasser aufweist und einen zweiten Einlass (16), über welchen ein zum Aufnehmen von aus dem verunreinigten Wasser stammendem Wasserdampf ausgebildetes gasförmiges Medium in den Verdunster (41, 37, 12) einbringbar ist, wobei der zumindest eine Verdunster (41, 37, 12) wenigs¬ tens einen Auslass (44) aufweist, über welchen das mit dem Wasserdampf beladene gasförmige Medium aus dem zumindest ei¬ nen Verdunster (41, 37, 12) abführbar ist, und wobei mittels des zumindest einen Kondensators (38, 35, 11) der in dem gas¬ förmigen Medium enthaltene Wasserdampf in das Produktwasser überführbar ist.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium, welches in dem wenigstens einen Verdunster (41, 37, 12) Wasserdampf aufnimmt, zu dem wenigstens einen Kondensator (38, 35, 11) transportiert und dort durch Konden¬ sation abgibt, Umgebungsluft umfasst oder ist.
4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium, welches in dem wenigstens einen Verdunster (41, 37, 12) Wasserdampf aufnimmt, zu dem wenigstens einen Kondensator (38, 35, 11) transportiert und dort durch Kondensation abgibt, ein Inertgas umfasst oder ist, wo¬ bei Vorrichtungen zum gasdichten Verschließen der Anlage und/oder zum Evakuieren der Anlage und/oder zur Bevorratung oder Erzeugung des Inertgases und/oder zum Einfüllen des Inertgases in die wenigstens eine Trenneinrichtung (39, 36, 43) vorgesehen sind.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verdunster (41, 37, 12) ei¬ nen weiteren Auslass (19) aufweist, welcher über eine Verbindungsleitung (21) mit dem zumindest einen Kondensator (38, 35, 11) gekoppelt ist, über welche durch das gasförmige Medi- um abgekühltes Wasser aus dem zumindest einen Verdunster (41, 37, 12) dem zumindest einen Kondensator (38, 35, 11) zum Verflüssigen des Wasserdampfs zuführbar ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (21) wenigstens eine Kühleinrichtung
(23) angeordnet ist.
7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Zuführleitung (10) aufweist, über welche das zum Verflüssigen des Wasserdampfs in dem zumindest einen Kondensator (38, 35, 11) eingesetzte Wasser in den zumindest einen Verdunster (41, 37, 12) rückführbar ist.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (10) eine Einmündungssteile (9) aufweist, über welche das die Verunreinigungen aufweisende und dem zumindest einen Verdunster (41, 37, 12) zuzuführende Wasser in das von dem zumindest einen Kondensator (38, 35, 11) kommende Wasser einbringbar ist.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass mittels des wenigstens einen Wärmetauschers (5, 32, 33) eine Temperatur des die Verunreinigungen aufweisenden und dem zumindest einen Verdunster (41, 37, 12) zuzuführenden Wassers verringerbar ist.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Anlage (1) wenigstens zwei Trenneinrich¬ tungen (39, 36, 43) mit einem jeweiligen Verdunster (41, 37, 12) und einem jeweiligen Kondensator (38, 35, 11) umfasst, wobei die Verdunster (41, 37, 12) und die Kondensatoren (38, 35, 11) jeweils nacheinander durchströmbar in der Anlage (1) angeordnet sind.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des jeweiligen Verdunsters (41, 37, 12) der we- nigstens zwei Trenneinrichtungen (39, 36, 43) der wenigstens eine Wärmetauscher (5, 32, 33) und/oder stromaufwärts der jeweiligen Kondensatoren (38, 35, 11) der wenigstens zwei
Trenneinrichtungen (39, 36, 43) jeweils eine Kühleinrichtung (23, 34, 40) angeordnet ist.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass einem Einlass (13) des die Verunreinigungen aufweisenden Wassers in den zumindest einen Verdunster (41, 37, 12) wenigstens ein Druckminderer (8) vorgeschaltet ist, mittels welchem ein Druck des in den zumindest einen Verduns¬ ter (41, 37, 12) einzuleitenden Wassers verringerbar ist.
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Druckminderer (8) als Einrichtung (30) zum Gewinnen mechanischer und/oder elektrischer Energie ausgebildet ist.
14. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Verdunster (41, 37, 12) und/oder in dem zumindest einen Kondensator (38, 35, 11) ein Druck herrscht, welcher einem Druck in der Umgebung der Anla- ge gleich ist.
15. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage wenigstens eine stromaufwärts des zumindest einen Verdunsters (41, 37, 12) angeordnete Filter- einrichtung (3) zum Vorreinigen des die Verunreinigungen aufweisenden Wassers umfasst.
16. Verfahren zum Aufbereiten von bei der Förderung eines fossilen Brennstoffs anfallendem, verunreinigtem und geother- mische Energie enthaltendem Wasser, bei welchem mittels we¬ nigstens einer Trenneinrichtung (39, 36, 43) Verunreinigungen aus dem Wasser abgetrennt werden und so Produktwasser gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das die Verunreinigun¬ gen aufweisende Wasser in der wenigstens einen Trenneinrich- tung (39, 36, 43) in einem Kreislauf über zumindest einen
Verdunster (41, 37, 12) und zumindest einen Kondensator (38, 35, 11) geführt wird, wobei der wenigstens einen Trennein¬ richtung (39, 36, 43) wenigstens ein Wärmetauscher (5, 32, 33) zugeordnet ist, in welchen das die geothermische Energie enthaltende Wasser als Heizmedium eingebracht wird, wobei mittels des wenigstens einen Wärmetauschers (5, 32, 33) zu¬ mindest ein Teil der geothermischen Energie auf das dem zu¬ mindest einen Verdunster (41, 37, 12) zugeführte und die Verunreinigungen aufweisende Wasser übertragen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verdunster und/oder der zumindest eine Kondensator bei einer Temperatur betrieben werden, welche geringer ist als der Siedepunkt von Wasser bei dem in dem zu- mindest einen Verdunster und/oder in dem zumindest einen Kondensator herrschenden Druck.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die potentielle Energie des unter hohem Druck an¬ fallenden Wassers in der Anlage zum Betrieb von gasförmige oder flüssige Medien fördernden Hilfsaggregaten genutzt wird.
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