專利名稱：水處理方法
水處理方法本發(fā)明涉及ー種水處理方法，其中從包含非揮發(fā)性不希望組分的原水中分離出純水。本發(fā)明尤其涉及ー種從鹽水中獲得淡水的連續(xù)方法以及ー種用于從鹽水中連續(xù)獲得淡水的裝置。水處理是指對水品質(zhì)的定向改性。這原則上包括兩種處理一方面，從水中清除物質(zhì)(例如脫鹽、除去鐵、軟化、消毒或其他浄化)；另一方面，還補(bǔ)充物質(zhì)和設(shè)定水的參數(shù)(例如添加溶解的離子、設(shè)定PH值和/或電導(dǎo)率)。在這種情況下，水處理通常用于獲得飲用水或雜用水(目前通常稱為生產(chǎn)用水)。此外，脫鹽或軟化水尤其可用于供水廠。用于獲得飲用水的水處理能滿足立法規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(如德國飲用水條例,DIN 2000)的要求。例如電站(作為冷卻水和供應(yīng)水)、エ業(yè)エ廠、化學(xué)方法、藥學(xué)、洗衣等需要大量雜用水。通常需要在水處理中對水性質(zhì)進(jìn)行實質(zhì)改性以獲得雜用水，尤其是各種生產(chǎn)用水。水處理的特殊方法為水脫鹽。鹽水的脫鹽是指由鹽水，尤其是由海水通過降低鹽 含量獲得雜用水或飲用水。尤其是海水的脫鹽在將來將變得非常重要，因為為所有人提供干凈水將由于現(xiàn)有淡水的缺乏或污染而變得更為困難。海水脫鹽通常用于船舶、潛水艇、島上或用于缺水沿海國家。在這種情況下，鹽水必須僅具有低污染水平。在富油海灣國家，海水脫鹽是獲得飲用水的主要來源。此時，飲用水在燃燒氣體或油的脫鹽エ廠中獲得。在近東，該獲得飲用水的能量密集形式也廣泛應(yīng)用。通常還使用具有附屬多級閃蒸(MSF)蒸發(fā)脫鹽廠的組合循環(huán)氣體和蒸汽輪機(jī)電站。在加那利群島和德國深海島黑爾戈蘭，通過逆滲透方法由鹽水獲得飲用水。膜法如逆滲透法是久已使用的水脫鹽方法。就所有已知方法而言，理論上需要最低比分離能力，且所述膜目前可以以非常廉價的方式獲得。然而，無法由此獲得完全去離子的水，這是因為ー些鹽總是能滲透過所述膜。此外，所述膜對機(jī)械和化學(xué)敏感，且因此所用鹽水必須預(yù)處理。預(yù)處理費用可能超過實際的分離費用。此外，所述膜僅具有有限的壽命。盡管比分離費用低，但需要高水平的機(jī)械能以泵送水。由一次能源如太陽能產(chǎn)生該能量的效率低，通常總計小于20%。多效蒸發(fā)方法(也稱為MEV方法)或多級閃蒸方法(也稱為MSF方法)是目前最廣泛使用的由鹽水生產(chǎn)淡水的方法。MEV和MSF也可使用低于100°C的廢熱操作，且獲得較高能量利用因子。通過多級操作獲得高能量效率。然而，各級為具有蒸發(fā)器和冷凝器的獨立單元且在獨立壓カ水平下操作。在MEV方法中，鹽水在所述蒸發(fā)器表面上蒸發(fā)。在該方法中，鹽水發(fā)生局部過飽和且鹽沉淀出。所述蒸發(fā)器表面可被該所謂的結(jié)垢包売。在MSF方法中，通過復(fù)雜的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)避免結(jié)垢。為此，各蒸發(fā)器級需要獨立的，有時是非常大的泵，所述泵必須通過泵送循環(huán)相對于蒸發(fā)的淡水量為約10倍量的鹽水。因此，該方法需要相當(dāng)高的機(jī)械能。露點蒸發(fā)方法是ー種多級蒸發(fā)方法。使用載氣，其中利用淡水的冷凝熱以部分蒸發(fā)鹽水。傳熱僅通過熱交換表面進(jìn)行，因此需要相應(yīng)大的換熱表面。傳輸載氣的費用相當(dāng)大。所謂的Memstill法是膜法和MEV法的組合，其理論上可使用無限多級。然而，由于無法抑制的蒸氣和熱蒸汽的軸向反混，在實踐中理論上無限的多級僅少數(shù)可實施。所述方法具有與上述膜法相同的缺點。DE19620214描述了一種通過太陽能使海水脫鹽的方法。這是其中使用載氣的多級蒸發(fā)方法。在所述方法中，所述載氣必須通過氣體壓縮傳輸。因此，傳輸載氣的費用很高。W002/087721描述了一種用于通過借助太陽能蒸餾鹽水而獲得淡水的設(shè)備。作為載氣，使用空氣且由于熱效應(yīng)而循環(huán)通過所述設(shè)備。鹽水同樣以循環(huán)通過所述設(shè)備的方式傳輸。由于熱交換表面的結(jié)殼，預(yù)期通過濃縮鹽水中的鹽可導(dǎo)致顯著的損害。此外，隨著鹽含量的增加，水蒸氣壓降低且分離費用增加。DE102005046643描述了一種用于借助串聯(lián)設(shè)置的加熱器和模塊將液體與溶于其中的雜質(zhì)分離的裝置，其中所述模塊各自由加濕器和干燥器構(gòu)成。鼓風(fēng)機(jī)使載氣循環(huán)通過各模塊，以使得各模塊中的熱容流率相等。以此方式調(diào)節(jié)熱容流率非常復(fù)雜。DE102004005689描述了一種使用串聯(lián)設(shè)置的加熱器和若干輔助配對凈化污染液·體的蒸發(fā)方法，其中這些輔助配對各自由蒸發(fā)單元和冷凝單元構(gòu)成。一種或多種這些輔助配對設(shè)置于具有借助鼓風(fēng)機(jī)循環(huán)的載氣循環(huán)系統(tǒng)中。各模塊在獨立的壓力水平下工作，其中不同模塊中的壓力水平為梯級的。根據(jù)DE102005046643和DE102004005689，在特定壓力水平下循環(huán)載氣的運行費
用相應(yīng)地高。此外，由于多級設(shè)置所導(dǎo)致的技術(shù)復(fù)雜度，所得的與鹽水接觸的模塊數(shù)量和傳熱表面所需的費用相應(yīng)地高。本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的水處理方法，其避免了現(xiàn)有技術(shù)所已知的方法的缺點。此處應(yīng)提供一種不僅適于獲得飲用水，而且適于獲得用于各種應(yīng)用領(lǐng)域的雜用水的方法。所述方法不需要復(fù)雜且昂貴的鹽水預(yù)處理或者傳輸料流所需的高能量，且還應(yīng)適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)或發(fā)展中國家。因此，相應(yīng)裝置必須能使用廉價但在應(yīng)用中可靠且對污垢或結(jié)垢不敏感的材料制備。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種由原水獲得純水的連續(xù)方法實現(xiàn)，在所述方法中a)提供包含至少一種非揮發(fā)性組分的原水；b)將所提供的原水作為冷卻介質(zhì)通入換熱器中；c)額外向在所述換熱器中加熱的原水提供熱量；d)將獲自步驟c)的原水供入蒸發(fā)區(qū)域中；e)提供適于水蒸氣的載氣；f)使所述載氣與原水以逆流方式在所述蒸發(fā)區(qū)域中接觸，其中所述載氣吸收來自于所述原水的水蒸氣；g)從所述蒸發(fā)區(qū)域中取出富含所述至少一種非揮發(fā)性組分的獲自步驟f)的原水；h)將獲自所述蒸發(fā)區(qū)域的含有水蒸氣的載氣供入所述換熱器中并以與所述原水呈逆流的方式冷卻，其中部分冷凝出存在于所述載氣中的水蒸氣；i)使貧水蒸氣的載氣從所述換熱器中流出；k)從所述換熱器取出作為純水的冷凝的水蒸氣。在本發(fā)明方法中，所述蒸發(fā)區(qū)域基本上絕熱操作且所述載氣通過自然對流傳輸通過所述蒸發(fā)區(qū)域，且隨后通過所述換熱器。
本發(fā)明方法用于從原水進(jìn)料中除去至少ー種不希望的且在所述エ藝條件下為非揮發(fā)性的污染物。在這種情況下，獲得貧不希望組分的純水。此外，獲得富含所述不希望組分的原水。本發(fā)明所用的原水可包含至少ー種呈溶解或非溶解形式的非揮發(fā)性組分。存在于原水中的所述非揮發(fā)性組分可為有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)。存在于原水中的非揮發(fā)性組分在標(biāo)準(zhǔn)條件(20°C，1大氣壓)下可為液態(tài)或固態(tài)。所述非揮發(fā)性組分的特征通常在于具有極低的蒸氣壓。不溶解的固態(tài)非揮發(fā)性組分優(yōu)選以懸浮形式存在于所述原水中。不溶解的液態(tài)非揮發(fā)性組分優(yōu)選以分散形式存在于所述原水中?？赏ㄟ^本發(fā)明方法除去的非揮發(fā)性組分例如為較大固體、漂浮物質(zhì)、懸浮物質(zhì)、油、脂肪、不同于油和脂肪的有機(jī)污染物、鹽等及其混合物。由于本發(fā)明方法包括原水的蒸發(fā)，其不僅適于生產(chǎn)飲用水，而且適于生產(chǎn)用于各種應(yīng)用領(lǐng)域中的雜用水。額外任選需要的措施如補(bǔ)充生理相容量的溶解鹽以處理飲用水也 處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的技能之內(nèi)。在特定實施方案中，本發(fā)明方法用于從鹽水中獲得淡水。本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案是ー種從鹽水中獲得淡水的連續(xù)方法，其中a)提供鹽水；b)將所提供的鹽水作為冷卻介質(zhì)通入換熱器中；c)額外向在所述換熱器中加熱的鹽水提供熱量；d)將步驟c)的鹽水供入蒸發(fā)區(qū)域中；e)提供適于水蒸氣的載氣；f)使所述載氣以逆流方式在所述蒸發(fā)區(qū)域中與所述鹽水接觸，其中所述載氣吸收來自于所述鹽水的水蒸氣；g)從所述蒸發(fā)區(qū)域中取出獲自步驟f)的濃縮鹽水；h)將獲自所述蒸發(fā)區(qū)域的含有水蒸氣的載氣供入所述換熱器中并以與所述鹽水呈逆流的方式冷卻，其中部分冷凝出存在于所述載氣中的水蒸氣；i)使貧水蒸氣的載氣從所述換熱器中流出； k)從所述換熱器取出作為純水的冷凝的水蒸氣。在所述新穎方法的該實施方案中，所述蒸發(fā)區(qū)域也基本上絕熱地操作，且所述載氣通過自然對流傳輸通過所述蒸發(fā)區(qū)域，且隨后通過所述換熱器。鹽水通常是指鹽于水中的溶液，例如海水、稍咸水、含鹽河水或含鹽廢水。天然水如河水、咸水湖、海洋等中的鹽含量正如エ業(yè)廢水的鹽含量ー樣發(fā)生波動。尤其適用于本發(fā)明方法中的水為稍咸水、海水、エ業(yè)廢水或其混合物。用于本發(fā)明方法中的鹽水具有例如至少O. 5%，優(yōu)選至少1%，尤其優(yōu)選至少3%的鹽含量。優(yōu)選使用具有至多為20%的鹽含量，例如具有O. 1-10%，優(yōu)選2-5%鹽含量的鹽水。在本發(fā)明上下文中，水的鹽含量以g/kg水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或百分?jǐn)?shù)記錄。1%的鹽含量等價于10g/kg。優(yōu)選本發(fā)明所用的鹽水包含基于鹽的總含量為至少I重量％的陽離子和陰離子的鹽。優(yōu)選所述陽離子選自Li+、Na+、K+、NH4+、Ca2+、Mg2+及其混合物。優(yōu)選所述陰離子選自F_、Cl' Br\ Γ、N03_、SO42' C032_及其混合物。特別優(yōu)選本發(fā)明所用的鹽水包含至少50重量％，尤其是至少75重量％，特別是至少90重量％的NaCl。如果需要的話，本發(fā)明所用的鹽水包含二價、三價和/或更高價態(tài)的陽離子和/或陰離子的鹽。這些尤其包括存在于所用水中的部分常規(guī)離子。在提供用于本發(fā)明方法的鹽水中，任選可提供所述鹽水的預(yù)處理。這可為從所述鹽水中除去固體的機(jī)械凈化，然后進(jìn)入換熱器中。例如可通過過濾或旋風(fēng)分離從所述鹽水中除去固體。也可實施化學(xué)和/或生物學(xué)預(yù)處理以減少或避免例如藻類、微生物等的生長。與鹽水不同，淡水為地球上可自由獲得的部分水(即未被束縛于例如植物中)，其中未溶解有鹽或者鹽僅以少量程度溶解。將鹽含量低于O. 1%的低鹽水(不論其物理狀態(tài))稱為淡水。在本發(fā)明上下文中，淡水應(yīng)不僅包括生產(chǎn)用水,還包括飲用水。生產(chǎn)用水(也稱為雜用水或應(yīng)用水)是用于特定工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)或家用的水。與飲用水不同，生產(chǎn)用水不用 于人類消費，然而應(yīng)具有特定最低程度的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在任何情況下，必須滿足相應(yīng)方法的技術(shù)要求。生產(chǎn)用水是運行或維持工業(yè)方法所需的一類雜用水。在這些應(yīng)用中，所用淡水的鹽含量通常是關(guān)鍵的。相反，飲用水需要滿足高品質(zhì)要求，以使得其適于人類消費，尤其是用于飲用和用于制備食品。在飲用水應(yīng)用中，要求具有特定的鹽含量。根據(jù)本發(fā)明獲得的淡水優(yōu)選包含至多O. 1%，優(yōu)選O. 01-0. 05%的鹽含量。所述殘留的鹽含量例如由于在蒸發(fā)過程(步驟f))中由鹽水所攜帶的液滴所導(dǎo)致的。用于本發(fā)明方法中的載氣通過升高溫度吸收水蒸氣，且隨后通過降低溫度將其釋放。富含或飽和有水蒸氣的載氣在下文中也稱為蒸氣。原則上，在本發(fā)明方法的操作條件下呈氣態(tài)的所有物質(zhì)和物質(zhì)混合物均適于用作載氣。這些包括例如空氣、二氧化碳和氮氣及其混合物。在本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案中，所述載氣為空氣。所提供的載氣的含水量優(yōu)選不超過70體積％。其例如為10-45體積％，優(yōu)選為20-35體積％。在步驟b)和h)中，為了冷凝純水，尤其是淡水，使用合適的逆流式換熱器。就單位介質(zhì)體積的熱容而言，其中一種介質(zhì)為液體且另一介質(zhì)為氣體的適于本發(fā)明方法的換熱器可在寬范圍內(nèi)變化。通常必須使比液體更多的氣體(基于體積)流過所述換熱器。因此，在合適的實施方案中，原水，尤其是鹽水作為液體冷卻介質(zhì)在管中傳輸。在同樣合適的實施方案中，氣體側(cè)上的換熱表面具有增大表面的結(jié)構(gòu)，如散熱片或板。所述換熱器例如為管式換熱器、管束式換熱器、板式換熱器或微換熱器。所述換熱器優(yōu)選由易得材料如鋼、耐腐蝕金屬合金、涂覆材料、塑料或其組合制成。由于面向氣體的換熱表面僅與汽化的純水接觸，因此可能的腐蝕稍微不重要，該換熱表面可包含廉價材料如錫板或者用于市售空氣冷卻器的材料。這尤其適用于其中面向氣體的換熱表面僅與脫鹽水接觸的脫鹽方法。對與腐蝕性原水，尤其是鹽水接觸的換熱器區(qū)域而言，通常使用耐腐蝕材料。這類材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。這些材料包括金屬，如不銹鋼、黃銅等。優(yōu)選對所述換熱器而言，使用不耐腐蝕但廉價的金屬，且對與鹽水接觸的換熱器區(qū)域涂覆，例如用耐腐蝕塑料、氧化物或陶瓷涂覆。所述涂料有利地以使得其具有盡可能低的耐熱性且此外耐沉積物、結(jié)垢和污垢的方式選擇?；蛘撸€可將不耐腐蝕但廉價的材料用于所述換熱器中，然后在較短時間間隔后替換。
合適換熱器的選擇、尺寸設(shè)置和設(shè)計是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。所有進(jìn)水管和回水管可包含易得材料，如鋼、耐腐蝕金屬合金、涂覆材料、塑料或其組合。優(yōu)選所述管由塑料制成。步驟c)中的額外供熱可以以任何適于加熱原水，尤其是鹽水的所需方式進(jìn)行。在本發(fā)明的上下文中，在該操作中，通常不將原水加熱至高于所用原水的沸點的溫度。為了使所述方法特別有效，優(yōu)選利用獲自其他エ藝的廢熱和/或太 陽能加熱。在特定實施方案中，提供其中輸入熱量且可同時用于儲熱體的原水池，尤其是鹽水池。在步驟d)中，將原水供入蒸發(fā)區(qū)域中。在本發(fā)明上下文中，蒸發(fā)區(qū)域意指其中將水由原水傳輸至載氣料流中的區(qū)域。在這種情況下，將所述水轉(zhuǎn)化成低于其沸點的氣態(tài)。所述蒸發(fā)區(qū)域可置于部件的區(qū)域內(nèi)部、整個部件內(nèi)部或者兩個或更多個部件內(nèi)部。在優(yōu)選實施方案中，所述蒸發(fā)區(qū)域位于獨立的部件內(nèi)部或者位于部件的區(qū)域內(nèi)部。所述蒸發(fā)區(qū)域可位于反應(yīng)器如塔式反應(yīng)器、柱、傳質(zhì)裝置、飽和器或其他合適的設(shè)備中。根據(jù)本發(fā)明，所述蒸發(fā)區(qū)域基本絕熱地操作。“絕熱”意指在熱力學(xué)上絕熱。狀態(tài)的絕熱變換是其中體系從ー種狀態(tài)轉(zhuǎn)化成另ー種狀態(tài)而不與環(huán)境交換熱能的熱力學(xué)過程。因此，在本發(fā)明上下文中，“基本絕熱地操作”意指在所述蒸發(fā)區(qū)域與環(huán)境之間不存在熱交換或僅存在可忽略小量的熱交換。對環(huán)境的影響如太陽輻射對所述設(shè)備的影響、所述設(shè)備的熱輻射對環(huán)境的影響等通?？珊雎圆挥?。如果環(huán)境的溫度和/或氣候?qū)φ舭l(fā)區(qū)域的影響可忽略不計，則所述設(shè)備可適當(dāng)?shù)亟^熱于所述蒸發(fā)區(qū)域的區(qū)域中以使得可實施基本絕熱的操作模式。根據(jù)本發(fā)明，蒸發(fā)方法所需的熱量由蒸發(fā)區(qū)域外部輸入所述原水中。根據(jù)本發(fā)明，將所述載氣通過自然對流傳輸通過所述蒸發(fā)區(qū)域，且隨后通過所述換熱器。在此處和下文中，“自然對流”意指借助其流體，尤其是氣體由于密度差由溫暖區(qū)域傳輸至冷區(qū)域(密度梯度)的物理效應(yīng)。通過在ー個區(qū)域中加熱或回暖且在另一區(qū)域中通過冷卻(溫度梯度)而保持密度差。在重力影響下，較低密度的區(qū)域相對于重力場在所述氣體中上升(浮力)，而較高密度的區(qū)域下降。如果在底部區(qū)域中提供熱量，則產(chǎn)生連續(xù)流動；所述氣體受熱、膨脹井上升。所得壓カ差稱為“驅(qū)動壓力”或“工作壓力”。自然對流主要用于氣體，例如載氣，尤其是空氣。典型實例為火焰，如蠟燭火焰或點火物火焰。由于上升氣體的對流，由于產(chǎn)生的真空燃燒空氣下降。產(chǎn)生由火焰內(nèi)核起始向周邊的陡溫度梯度，以使得煙道氣上升，吸入并夾帶周圍空氣。在火焰上方，盡管該效應(yīng)仍然繼續(xù)，但由于不再產(chǎn)生溫度梯度而快速衰減。以此方式，不具有確定邊界的天然畑 或煙突從底部垂直吸入空氣且從所有側(cè)面水平吸入空氣，并將其垂直向上輸送。如果氣體流經(jīng)流體或圍繞流體流動，則除傳熱之外，還發(fā)生傳質(zhì)。如果所述氣體的蒸氣壓低于其飽和蒸氣壓，即如果所述氣體不飽和，則部分流體擴(kuò)散進(jìn)氣相中。溫度差并非必要的，但是是有益的。即使所述氣體具有與所述流體相同的溫度或者更高的溫度，則所述流體在散失蒸發(fā)熱之后冷卻。由于傳質(zhì)導(dǎo)致氣體密度發(fā)生變化，從而導(dǎo)致氣體上升或下降，也可發(fā)生自然対流，即使溫度差太小不足以導(dǎo)致產(chǎn)生浮力。在這種情況下，傳質(zhì)和傳熱以也稱為熱質(zhì)傳遞比擬的類似原理彼此干擾。在本發(fā)明方法中，由于溫度梯度所導(dǎo)致的氣體自然對流效應(yīng)額外通過載氣中的不同水蒸氣含量而加強(qiáng)。由于水蒸氣通常具有比載氣更低的溫度，所述潮濕載氣比干燥載氣更輕。因此，所述潮濕載氣自然向上流動，而干燥載氣下降。在本發(fā)明方法中，所述載氣僅通過密度差效應(yīng)傳輸。溫暖和/或潮濕的空氣具有比冷和/或干燥空氣更低的密度。由此，溫暖潮濕的空氣上升并產(chǎn)生減壓，其中所述減壓由冷干燥空氣的流入補(bǔ)償。例如基于著火技術(shù)中的煙突作用。煙突效應(yīng)或煙囪效應(yīng)是指空氣由于浮力而進(jìn)入或流出建筑物、煙囪、煙道氣煙突或其他容器的運動。由于溫度或濕度差異所導(dǎo)致的室內(nèi)-室外空氣密度差而產(chǎn)生浮力。熱差和建筑物高度越高，則浮力和由此產(chǎn)生的煙突效應(yīng)越顯著。為了確保足夠的浮力(盡管在內(nèi)壁處損失熱量)，必須考慮煙囪的尺寸，即高度和內(nèi)部覽度。為了輔助氣體料流的自然對流或者為了使所述方法更有效，可在步驟i)之后，在流出冷凝區(qū)域或逆流式換熱器后，對所述載氣進(jìn)行殘余減濕。有利地，不需向本發(fā)明方法提供機(jī)械能以傳輸載氣。然而，任選可額外提供機(jī)械能輸入，例如使用風(fēng)扇以輔助氣體流動(例如在啟動階段或者在不利氣候條件下)。在步驟g)中，從所述蒸發(fā)區(qū)域中取出在步驟f)中獲得的濃縮原水。在步驟g)中 取出的原水溫度通常比所提供的原水溫度高至多25°C，優(yōu)選高至多15°C，尤其高至多5°C。因此，可將其直接排入接受水體或相應(yīng)處理設(shè)備中。如果所述濃縮原水溫度比所提供的原水溫度高至少10°C，優(yōu)選高至少20°C，尤其是高至少30°C，則可在步驟b)中進(jìn)入換熱器之前，使用獲自步驟g)的濃縮原水對所提供的原水進(jìn)行預(yù)熱。為此，可使用適于原水料流，尤其是適于鹽水料流的換熱器或者任何其他合適的設(shè)備。在本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案中，所述蒸發(fā)區(qū)域具有增大傳質(zhì)面積的內(nèi)件?？捎糜谠龃髠髻|(zhì)面積的內(nèi)件原則上為所有適用于傳質(zhì)裝置中的內(nèi)件，例如用于吸收、蒸餾、干燥的內(nèi)件。這些可為有序填料和散堆床。其可為規(guī)則的或不規(guī)則的、涂覆的或未涂覆的?？墒褂霉I(yè)生產(chǎn)的金屬、塑料或陶瓷的有序填料或散堆床，石塊或其他天然材料的散堆床，或其組合。在合適的實施方案中，所述內(nèi)件由生物產(chǎn)生的材料制備，尤其是由植物來源的材料如樹枝、秸桿、灌木等制備。優(yōu)選所述內(nèi)件是水潤濕性的。同樣優(yōu)選所述內(nèi)件具有高比表面積。同樣優(yōu)選所述內(nèi)件具有低壓降。特別優(yōu)選內(nèi)件由塑料制成。在合適的設(shè)計中，使用塑料纖維，例如呈編織物、無緯織物、紡織物、成圈針織物或拉取線圈針織物。特別合適的織物是拉取線圈針織物或水潤濕性塑料纖維，這是因為拉取線圈編織物不僅具有高比表面積，而且具有低壓降。所述內(nèi)件可占據(jù)垂直于載氣流流動主方向的蒸發(fā)區(qū)域的部分橫截面或整個橫截面。在這種情況下，它們降低了氣體和液體通過的橫截面，優(yōu)選降低1_50%。合適內(nèi)件的選擇和尺寸是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。在大橫截面的情況下，重要的是加熱的原水在增大傳質(zhì)面積的內(nèi)件上具有可能的最均勻分布。優(yōu)選選擇所述內(nèi)件，以使得傳質(zhì)面積的尺寸至少足夠大以至于所述蒸發(fā)區(qū)域?qū)?yīng)于具有多于一個理論平衡級的傳質(zhì)裝置。描述了在過程工程、熱分離方法、氣體和液體料流的混合方法、蒸餾和許多其他方法中使用理論平衡級模型(也稱為理想平衡級，理論分離板或理想分離板)。所述平衡級模型不僅可用于描述并流裝置，而且可用于描述逆流裝置。其特征在于具有描述為多個平衡級的熱裝置作用。該平衡級的數(shù)量不是純粹的裝置因素，而是尤其取決于所述裝置中的材料體系、熱力學(xué)狀態(tài)和質(zhì)量流。所述理論平衡級的特征在于離開所述級的質(zhì)量流處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。這意味著(例如對吸收器而言)離開各級的氣體和液體具有相同的溫度和相同的壓力。該(理論)平衡級的計算是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的且可例如通過使用程序如ASPEN或Chemasim(BASF SE開發(fā)的模擬軟件)由計算機(jī)進(jìn)行。在本發(fā)明方法的合適實施方案中，在步驟f)中，使所述載氣和原水在所述蒸發(fā)區(qū)域中通過噴霧、注入或向所述載氣中引入原水而發(fā)生傳質(zhì)。在脫鹽方法的實施方案中，在步驟f)中，使所述載氣和鹽水在所述蒸發(fā)區(qū)域中優(yōu)選通過注入或向所述載氣中引入鹽水而發(fā)生傳質(zhì)。傳質(zhì)面積的增大也可通過該措施實現(xiàn)。此時可省去所述蒸發(fā)區(qū)域中的內(nèi)件。然而，在該實施方案中所述蒸發(fā)區(qū)域也可額外具有內(nèi)件。如果根據(jù)本發(fā)明獲得的純水(即，在脫鹽方法的情況下，淡水)必須盡可能脫鹽以進(jìn)一步應(yīng)用，例如具有至多0.01%的鹽含量，則在負(fù)載載氣在步驟h)中進(jìn)入所述換熱器中以冷凝之前可任選提供除沫器。 在本發(fā)明方法的合適實施方案中，在離開所述換熱器(步驟i))之后，將所述載氣通回至所述蒸發(fā)區(qū)域中(步驟f))。在該實施方案中，使所述載氣在閉路中傳輸，在所述閉路中，所述載氣在具有熱源的溫暖區(qū)域和具有受熱器的冷區(qū)域(由于密度差)之間循環(huán)。此時，在重力影響下，較低密度區(qū)域相對于重力場在所述氣體中上升(浮力)，而較高密度的區(qū)域下降。如果在底部區(qū)域中提供熱量，則產(chǎn)生連續(xù)流動；所述氣體受熱、膨脹并上升。當(dāng)?shù)竭_(dá)頂部時，所述氣體被冷卻、收縮并下降以在底部區(qū)域中再次加熱。如果下降載氣和上升載氣在空間上分離，則對流效應(yīng)仍可起作用。所述方法的特別合適的實施方案示于圖2中。該空間上的分離可例如通過在第一管的下端加熱載氣并在第二管的上端將其冷卻而實施。在這種情況下，所述管可水平設(shè)置，尤其是以套管形式設(shè)置。在本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案中，使用太陽能加熱以在步驟c)中提供熱量。在本發(fā)明上下文中，太陽能加熱是指將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能，即用于加熱本發(fā)明方法所用原水的熱量獲自太陽輻射。可被動利用太陽能，也可主動利用太陽能。在被動利用的情況下，太陽直接加熱原水，例如在太陽池的情況下。當(dāng)吸收器表面收集太陽能并將其傳輸至儲熱體(例如借助太陽能集熱器)時，實施主動利用。在本發(fā)明上下文中，太陽能集熱器是熱太陽能集熱器，即用于收集陽光中所存在的能量的設(shè)備。這類太陽能集熱器利用“捕獲的”太陽能以加熱傳遞介質(zhì)(也稱為熱載體)。在這種情況下，以較高效率利用陽光的基本整個輻射譜。太陽能集熱器的主要部件是將太陽的光能轉(zhuǎn)化成熱量并將其釋放至熱載體或太陽能傳遞體(transmitter)的太陽能收集器，所述太陽能收集器允許光輻射通過，但不允許由其產(chǎn)生的熱量通過。通過使用熱載體，除去熱量并隨后直接使用或儲存。在本發(fā)明上下文中，為了通過太陽能加熱提供熱量，可使用太陽能收集器、太陽能轉(zhuǎn)化器、換熱器、太陽能集熱器、太陽池和其他適于將熱輻射傳輸至所提供的原水，尤其是海水的其他設(shè)備如柔性管、管等，及其合適的組合。這些設(shè)備例如可由玻璃、塑料、金屬和/或其合適組合制成。在優(yōu)選實施方案中，使用鹽水池。所述鹽水池可為天然咸水湖或人造池，其可同時起儲熱體的作用，例如用于夜間操作。此時提供的鹽水具有熱載體的作用。所述鹽水池可為開放式的、被太陽能傳遞體部分覆蓋或完全覆蓋、或者可由太陽能傳遞體連接。太陽能傳遞體具有允許太陽輻射ー即使在低輻射角度下ー盡可能完全地進(jìn)入所述集熱器的內(nèi)部且盡可能防止熱量以蒸發(fā)、對流和輻射方式逸出的功能。因此，太陽能傳遞體是基本上可透過太陽射線的介質(zhì)。其可包括例如玻璃如普通玻璃(其也可具有防反射涂層)，或者塑料如聚こ烯(PE)、聚丙烯(PP)、PE/PP共聚物、PET、聚碳酸酯或こ烯/丙烯-ニ烯單體三元共聚物(EPDM)或其組合。太陽能傳遞體可為連續(xù)的，例如為膜、篩等，或者可包括多個元件如面板等。其可為結(jié)構(gòu)化的或平面的。太陽能傳遞體可為透明的、部分透明的或者不透明的(完全或局部)。有利地，所述太陽能傳遞體應(yīng)具有就熱傳導(dǎo)而言的絕熱效果，且應(yīng)反射原水，尤其是鹽水的熱輻射。合適的太陽能傳遞體是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的且可商購獲得。任選所述原水池(尤其是鹽水池)可與環(huán)境隔絕，以使熱損失盡可能低。有利地，所述池的底部是深色的，尤其是黒色的，其中輻射/吸收盡可能地接近黑體。在建造原水池 之前，必須考慮合適的絕熱。所述原水池可有利地兼具太陽能集熱器和儲熱體的功能。底部的水更咸，且因此密度比表面處的更高。如果在下層吸收太陽輻射，則這些進(jìn)ー步加熱，例如加熱至85-90°C。由于存在不同鹽含量所導(dǎo)致的密度梯度，加熱的水無法上升，不發(fā)生對流，因此熱量儲存在下層水中。通過采用合適的設(shè)計，儲存的熱量可使用24小時一天。在本發(fā)明方法的特別優(yōu)選的實施方案中，使用具有太陽能傳遞體的鹽水池且使來自飽和器的蒸氣在鹽水池的鹽水表面與太陽能傳遞體之間通過，然后進(jìn)入所述換熱器中以進(jìn)行冷凝。在本發(fā)明方法的該實施方案中，步驟c)和f)部分在同一設(shè)備中平行進(jìn)行。在這種情況下，所述鹽水池以及位于所述鹽水池上方且位于所述太陽能傳遞體下方的氣體層構(gòu)成所述蒸發(fā)區(qū)域的一部分。在本發(fā)明方法的另ー優(yōu)選實施方案中，為了在步驟c)中提供熱量，利用獲自其他エ藝的廢熱。為此，特別優(yōu)選使用換熱器，其中獲自另一エ藝的合適熱載體用作進(jìn)ー步加熱已預(yù)熱的鹽水的加熱介質(zhì)。所述熱載體例如可為溫?zé)釓U水、熱載體油、蒸汽如飽和蒸汽或過飽和蒸汽、或者適于這類應(yīng)用的其他介質(zhì)。這類熱載體的設(shè)計是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。原則上，也可將獲自其他エ藝的廢熱與用于在步驟c)中提供熱量的太陽能加熱結(jié)合，且因此同時和/或交替使用這兩種能量供應(yīng)形式。在本發(fā)明方法的另ー優(yōu)選實施方案中，使所述載氣在步驟f)中在兩個或多于兩個的蒸發(fā)區(qū)域中與原水接觸，尤其是與鹽水接觸。在這種情況下，所述載氣以逆流方式在至少ー個蒸發(fā)區(qū)域中與原水接觸。在特定實施方案中，所述載氣在兩個步驟中飽和在第一歩驟中，使所述載氣以逆流方式在第一蒸發(fā)區(qū)域中與原水接觸；且在第二步驟中，使來自飽和器的蒸氣在原水池的原水表面與太陽能傳遞體之間傳輸，然后將所述蒸氣通入換熱器中以進(jìn)行冷凝。在該實施方案中，所述原水池與位于所述原水池上方且位于太陽能傳遞體下方的氣體層構(gòu)成第二蒸發(fā)區(qū)域。在本發(fā)明方法的合適實施方案中，對在步驟k)中獲得的純水(淡水)進(jìn)行ー個或多個處理步驟以獲得飲用水。飲用水是具有高純度以使得適于人類消費，尤其是飲用和用于制備食品的淡水。飲用水必須不含病原性微生物且應(yīng)具有最低礦物質(zhì)濃度。在本發(fā)明方法后獲得的淡水的情況下，水處理取決于所述原水的品質(zhì)。所述處理方法取決于存在于原水或淡水中且待除去的物質(zhì)和原水或淡水中所缺乏的且待添加的物質(zhì)。適于獲得飲用水的常規(guī)化學(xué)和/或物理處理方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。本發(fā)明進(jìn)一步涉及ー種用于從原水中連續(xù)獲得純水的裝置，其包括-用于將所述原水供入所述裝置中的設(shè)備；-將含有水蒸氣的載氣和所述原水以逆流方式傳輸?shù)膿Q熱器,其中存在于所述載氣中的至少ー些水蒸氣冷凝出并將咸原水加熱；-用于提供熱量的設(shè)備，在所述設(shè)備中將已在所述換熱器中加熱的原水進(jìn)ー步加 執(zhí).
-蒸發(fā)區(qū)域，在所述區(qū)域中使來自所述用于提供熱量的設(shè)備的原水與所述載氣接觸，其中所述載氣富含水蒸氣且以含水蒸氣的載氣形式提供并引入所述換熱器中；-用于將濃縮的原水從所述蒸發(fā)區(qū)域中輸出的輸出設(shè)備；-用于從所述換熱器中取出冷凝的純水的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，使所述載氣借助自然對流傳輸通過所述蒸發(fā)區(qū)域，且隨后通過冷凝區(qū)域。本發(fā)明尤其涉及ー種用于從鹽水中連續(xù)獲得淡水的裝置，其包括如下部件-用于將所述鹽水供入所述裝置中的設(shè)備；-將含有水蒸氣的載氣和所述鹽水以逆流方式傳輸?shù)膿Q熱器,其中存在于所述載氣中的至少ー些水蒸氣冷凝出并將所述鹽水加熱；-用于提供熱量的設(shè)備，在所述設(shè)備中將已在所述換熱器中加熱的鹽水進(jìn)ー步加執(zhí).-蒸發(fā)區(qū)域，在所述區(qū)域中使來自所述用于提供熱量的設(shè)備的鹽水與所述載氣接觸，其中所述載氣富含水蒸氣且以含水蒸氣的載氣形式提供并引入所述換熱器中；-用于將濃縮的鹽水從所述蒸發(fā)區(qū)域中輸出的輸出設(shè)備；-用于從所述換熱器中取出冷凝的淡水的設(shè)備。在所述新穎設(shè)備的該實施方案中，同樣使所述載氣借助自然對流通過所述蒸發(fā)區(qū)域，且隨后通過冷凝區(qū)域。為了確保所述載氣的自然對流，所述氣體的負(fù)載因子F優(yōu)選為O. l_10Pa1/2。這對應(yīng)于10彡Re彡IO9的雷諾數(shù)。甚至更優(yōu)選地，所述氣體的負(fù)載因子F為O. 5_5Pa1/2。這對應(yīng)于IO3 ^ Re ^ IO8的雷諾數(shù)。所述氣體的負(fù)載因子F尤其為l-3Pa1/2。這對應(yīng)于5*104 ^ Re ^ 5*106 的雷諾數(shù)。所述氣體負(fù)載因子F或F因子是有利的表征傳質(zhì)単元如反應(yīng)器、塔、塔板、管等的尺寸的特征因子。F如式(I)所定義F=wG* (Pg) 1/2 (I)Wg=Vg/A(II)其中F 氣體負(fù)載因子，[Pa172]wG 負(fù)載載氣的介質(zhì)速率，[m/s]pG負(fù)載載氣的密度，[kg/m3]
Vg 負(fù)載載氣的體積流速，[m3/s]A 蒸發(fā)區(qū)域的橫截面面積，[m2]。根據(jù)式(III) ,Re數(shù)也可由下式計算Re= (wG* P G*D) / η G (III)其中Re 雷諾數(shù)，[-]wG 負(fù)載載氣的介質(zhì)速率，[m/s]
P G負(fù)載載氣的中值密度，[kg/m3] nG負(fù)載載氣的中值粘度，[Pa*s]D 蒸發(fā)區(qū)域的直徑，[m]。F 因子的進(jìn)一步解釋可參見例如 Klaus Sattler, ^Thermische Trennver-fahren”，VCH Weinheim, 1995年,第20頁及隨后各頁。傳質(zhì)單元的尺寸是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。在下文中，原水尤其是指鹽水且純水尤其是指淡水。用于將原水供入所述裝置中的所述設(shè)備包括源自預(yù)存在的天然或人造水體的供水線和合適的傳輸裝置，例如泵或傳輸螺桿如阿基米德螺桿。所述水體可為流動的水如河水或溝渠水，或靜止的水如湖泊或儲集罐。其可為地上水體如海島水體或海洋，或者地下水體。所述供水線基本上為管。取決于泵的類型，需要在所述供水線上提供其他裝置如關(guān)閉閥或節(jié)流單元。此外，通常需要機(jī)械預(yù)凈化級如粗濾器、過濾器、膜、篩、旋風(fēng)分離器、用于除去固體的其他機(jī)械分離器或其組合。任選也可提供化學(xué)和/或生物預(yù)凈化?？捎没钚猿煞诌M(jìn)行處理以減少生物如藻類的生長。由于必須克服的壓降低且所提供的原水中不存在粗固體，原則上可考慮所有類型的泵以傳輸原水。典型的結(jié)構(gòu)為具有耐腐蝕設(shè)計的排代泵和離心泵。用于傳輸原水流的泵可由電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)如煤氣發(fā)動機(jī)或柴油發(fā)動機(jī)驅(qū)動。在優(yōu)選實施方案中，電動機(jī)可由太陽能(例如來自現(xiàn)場安裝的太陽能電池)驅(qū)動。合適的泵驅(qū)動還為斯特林發(fā)動機(jī)，其由例如拋物面鏡面提供太陽能?？紤]到所述腐蝕性介質(zhì)，原水泵可根據(jù)經(jīng)濟(jì)和/或生態(tài)方面選擇。合適原水泵的選擇和布設(shè)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。在本發(fā)明裝置的合適實施方案中，利用所述泵的廢熱以加熱所提供的原水。所述泵的廢熱的引入點基本上取決于所述泵的位置。原則上可在位于進(jìn)入所提供的原水的蒸發(fā)區(qū)域上游的任何所需點引入。所述管，即管線和裝置可包含耐原水的易得材料，如鋼、耐腐蝕金屬合金、涂覆材料、塑料或其組合。優(yōu)選所述管由塑料制成。所用換熱器為適于將水從載氣流中冷凝出的逆流式換熱器。在所用介質(zhì)的情況下，通過所述換熱器的氣體流速通常比液體流速高。此外，通常需要提高與所述氣體的傳熱面積。因此，在合適的實施方案中，原水在管中傳輸。在同樣合適的實施方案中，氣體側(cè)的換熱表面具有能提高表面積的結(jié)構(gòu)，如散熱片或板。所述換熱器優(yōu)選為管束式、板式或微換熱器。面向氣體的換熱表面可包含廉價材料，例如可由錫板或者諸如用于市售空氣冷卻器的材料制成。對于與原水接觸的換熱器區(qū)域而言，優(yōu)選使用可例如由耐腐蝕性塑料適當(dāng)涂覆的廉價材料。所述涂料有利地以使得其具有最低可能的耐熱性，且此外具有耐沉積物、耐結(jié)垢和耐污垢性的方式選擇。或者，也可使用不耐腐蝕但廉價的冷凝器作為換熱器，然后可在較短時間間隔后將其替換。合適換熱器的選擇、尺寸和布設(shè)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。在本發(fā)明裝置的優(yōu)選實施方案中，所述用于提供熱量的設(shè)備為換熱器。在所述換熱器中，通過加熱介質(zhì)將待加熱的原水加熱。所述加熱介質(zhì)可借助常規(guī)方法，優(yōu)選借助太陽能，或者利用獲自其他工藝的廢熱加熱。特別優(yōu)選利用獲自其他工藝的廢熱。熱載體可例如為溫廢水、熱載體油、蒸汽如飽和蒸汽或過飽和蒸汽、或者適于這類應(yīng)用的其他介質(zhì)。這類換熱器的布設(shè)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。在本發(fā)明裝置的另一優(yōu)選實施方案中，所述用于提供熱量的設(shè)備為原水池。所述原水池可為天然原水湖或人造池塘，其可同時起儲熱體作用，例如用于夜間操作。所提供的原水具有熱載體作用。所述原水池可為開放式的、部分或完全被覆蓋物所覆蓋或者由覆蓋物所連接。優(yōu)選所述原水池具有能透過太陽輻射的覆蓋物，所述覆蓋物可同時用作絕熱體(= 太陽能傳遞體)。例如，所述覆蓋物可由玻璃如普通玻璃(其也可進(jìn)行防反射處理)，塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、PE/PP共聚物、PET、聚碳酸酯或乙烯/丙烯-二烯單體三元共聚物(EPDM)，或其組合制備。所述覆蓋物可為連續(xù)的，例如為膜、篩等，或者包含多個元件如面板等。其可為結(jié)構(gòu)化的或者平面的。所述覆蓋物可為透明的、部分透明的或者不透明的(完全或局部覆蓋)。合適覆蓋物是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的且可商購獲得。特別優(yōu)選所述覆蓋物起太陽能傳遞體的作用以，使得所述提供熱量的設(shè)備可利用太陽能加熱。任選所述原水池可與環(huán)境隔絕以使熱損失盡可能低。在布設(shè)原水池之前，必須考慮合適的絕熱。在合適的實施方案中，氣體層位于原水池的原水表面與所述覆蓋物之間。在本發(fā)明裝置的特定實施方案中，將來自飽和器的蒸氣在原水池的原水表面與所述太陽能傳遞體之間傳輸，然后使所述蒸氣進(jìn)入所述換熱器以進(jìn)行冷凝。在該實施方案中，所述原水池和太陽能傳遞體構(gòu)成額外的蒸發(fā)區(qū)域。原則上也可使用將原水池與換熱器組合，且因此同時和/或交替使用該兩種供熱設(shè)備。在所述蒸發(fā)區(qū)域中，水由原水傳遞進(jìn)低于其沸點溫度的載氣流中。所述蒸發(fā)區(qū)域可設(shè)置于一個部件的區(qū)域內(nèi)部、整個部件內(nèi)部或者兩個或多個部件內(nèi)部。在優(yōu)選實施方案中，所述蒸發(fā)區(qū)域位于獨立部件內(nèi)部或者位于一個部件的區(qū)域內(nèi)部。所述蒸發(fā)區(qū)域可位于柱如散堆柱、噴霧塔、垂直或傾斜或水平設(shè)置且具有圓形或有角橫截面的管，或者其他合適的設(shè)備。在本發(fā)明裝置的特別優(yōu)選的實施方案中，所述蒸發(fā)區(qū)域構(gòu)造成具有內(nèi)件的飽和器。在本發(fā)明上下文中，飽和器意指富含一種流體料流且第二流體達(dá)到飽和的裝置。在本發(fā)明的上下文中，流體意指液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)或其混合物。在相應(yīng)操作條件下，并非必須獲得飽和。在這種情況下，飽和器中的(載氣)氣流富含水蒸氣。借助內(nèi)件可增大傳質(zhì)面積。這些內(nèi)件可為有序填料和散堆床。其可為規(guī)則的或不規(guī)則的、涂覆的或未涂覆的。可使用工業(yè)生產(chǎn)的由金屬、塑料或陶瓷制成的有序填料或散堆床，石塊或其他天然材料制成的散堆床，或其組合。優(yōu)選所述內(nèi)件是水潤濕性的。同樣優(yōu)選所述內(nèi)件具有高比表面積。同樣優(yōu)選所述內(nèi)件具有低壓降。特別優(yōu)選內(nèi)件由塑料制成。在合適的實施方案中，使用塑料制成的纖維，例如呈編織物、無緯織物、紡織物、成圈針織物或拉取線圈針織物形式。特別合適的那些是由水潤濕性塑料纖維制成的拉取線圈針織物，這是因為拉取線圈編織物不僅具有高比表面積，而且具有低壓降。所述內(nèi)件可占據(jù)垂直于載氣流流動主方向的蒸發(fā)區(qū)域的部分橫截面或整個橫截面。在這種情況下，它們降低了氣體和液體流過的橫截面，優(yōu)選降低50-1%，特別優(yōu)選降低10-1%。合適內(nèi)件的選擇和尺寸是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。在本發(fā)明裝置的另ー優(yōu)選實施方案中，所述蒸發(fā)區(qū)域設(shè)置成漂浮于水體如海上的環(huán)形體形式。不僅所述環(huán)形體的基底，而且其橫截面均可為多邊形的、橢圓形的或圓形的?；缀?或橫截面的優(yōu)選形狀為圓形。在下文中，該輪胎形或環(huán)狀體稱為環(huán)。所述環(huán)的水平(圓形)截面在下端區(qū)域中通過基底密封從而與水體隔離，以使得 所述環(huán)與基底包封原水池。在所述環(huán)的環(huán)形空間(垂直(圓形)橫截面)中，原水和載氣以逆流方式傳輸。在優(yōu)選實施方案中，其中發(fā)生冷凝的換熱器設(shè)置成垂直圓柱狀外罩，下文也稱為塔，其由所述環(huán)機(jī)械穩(wěn)定。在特別合適的實施方案中，所述塔和環(huán)同軸設(shè)置。在特定實施方案中，塔和環(huán)同心設(shè)置。塔與環(huán)之間的區(qū)域被覆蓋物(太陽能傳遞體)完全覆蓋或者用覆蓋物連接。前文已述的內(nèi)容也適用于所述覆蓋物。在原水池的原水表面與所述覆蓋物之間，來自所述環(huán)的預(yù)飽和載氣可流過原水池，在這種情況下，其可額外富含水蒸氣，因此傳輸至塔中。該進(jìn)料尤其以螺旋狀進(jìn)行。所述環(huán)由耐原水腐蝕且確保環(huán)、塔和基底的裝置漂浮于所提供的原水上的所需浮力的材料制備。優(yōu)選所述環(huán)由塑料如PU、PVC、聚酷、聚酰胺或玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GRP)制備，特別優(yōu)選由玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GRP)制備。特別優(yōu)選本發(fā)明裝置的至少外壁包含塑料，如PU、PVC、聚酷、聚酰胺或GRP，尤其優(yōu)選GRP。在本發(fā)明的裝置中，所述載氣借助自然對流傳輸通過蒸發(fā)區(qū)域，且隨后通過冷凝區(qū)域。自然對流利用了氣體或載氣由于密度差從溫暖區(qū)域傳輸至冷區(qū)域的物理效應(yīng)。通過在ー個區(qū)域中加熱或回暖，且在另一區(qū)域中冷卻而保持密度差。根據(jù)本發(fā)明，自然對流效應(yīng)通過水蒸氣由于溫度梯度而在所述載氣中具有不同含量而得以增強(qiáng)。由于水蒸氣具有比載氣(除甲烷之外)更低的密度，潮濕載氣比干燥載氣更輕。因此，潮濕載氣自然向上流動，相反干燥載氣下降。所述載氣僅借助密度差效應(yīng)傳輸通過本發(fā)明裝置。因此，不需提供機(jī)械能以傳輸載氣流。然而，任選可額外提供風(fēng)扇以輔助氣體流動，例如在啟動時或在不利氣候條件下。為了確保所述載氣自然對流，氣體負(fù)載因子F優(yōu)選為O. I-IOPa172,對應(yīng)于10 ^ Re ^ IO90甚至更優(yōu)選氣體負(fù)載因子F為O. 5_5Pa1/2，對應(yīng)于IO3 ^ Re ^ IO80特別地，氣體負(fù)載因子F為l-3Pa1/2，對應(yīng)于5*104 ^ Re ^ 5*106。氣體負(fù)載因子F已在上文詳細(xì)闡述，此處引用上文描述。根據(jù)本發(fā)明使用的載氣可為在操作條件下為氣態(tài)的物質(zhì)和物質(zhì)的混合物。這些包括例如空氣、ニ氧化碳和氮氣及其混合物。在本發(fā)明裝置的優(yōu)選實施方案中，所述載氣為空氣。所提供的載氣的含水量優(yōu)選不超過70體積％。例如為10-45體積％，優(yōu)選為20-35體積％。本發(fā)明裝置的合適實施方案包括用于在冷凝區(qū)域之后對載氣進(jìn)行殘余減濕的后冷凝器。為了輔助氣流的自然對流和/或使所述方法更有效，在載氣流出冷凝區(qū)域或流出逆流式換熱器之后，可提供載氣的殘余減濕。本發(fā)明裝置的同樣合適的實施方案包括另一換熱器，其通過進(jìn)一步冷卻從蒸發(fā)區(qū)域中取出的原水而預(yù)熱供入所述裝置中的原水。或者，所提供的原水的該預(yù)熱還可通過與從所述方法中取出的濃縮原水部分或完全混合而進(jìn)行。如果從蒸發(fā)區(qū)域中取出的原水溫度比所提供的原水溫度高至少10°C，優(yōu)選高至少20°C，尤其是高至少30°C，則在進(jìn)入用于冷凝的換熱器之前，可用從所述蒸發(fā)區(qū)域中取出的原水預(yù)熱供入所述裝置中的原水。為此，可使用適于原水的另一換熱器或其他合適的設(shè)備。這類設(shè)備，尤其是換熱器的選擇和尺寸是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。特別優(yōu)選本發(fā)明方法在本發(fā)明裝置中實施。 本發(fā)明還涉及可通過本發(fā)明獲得的和/或在本發(fā)明裝置中獲得的純水作為飲用水、雜用水或脫鹽生產(chǎn)用水的用途?？筛鶕?jù)本發(fā)明獲得的純水可進(jìn)一步用作雜用水或者用作飲用水。雜用水用于特定工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)或家用用途。與飲用水不同，其不用于人類消費，然而應(yīng)具有特定的最低衛(wèi)生水平。與此不同，飲用水必須滿足高品質(zhì)要求以使其適于人類消費。飲用水或雜用水的處理方法取決于所述原水或純水中所存在的待除去的物質(zhì)，以及取決于所述原水或純水中所缺乏的待添加的物質(zhì)。適于獲得飲用水和雜用水的常規(guī)化學(xué)和/或物理處理方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。生產(chǎn)用水是操作或維持工業(yè)方法所需的一類雜用水。根據(jù)本發(fā)明獲得的純水通常已滿足品質(zhì)要求，因此進(jìn)一步處理以用作脫鹽生產(chǎn)用水可能是多余的。如果根據(jù)本發(fā)明獲得的純水需要完全軟化以用于其它應(yīng)用，例如用作生產(chǎn)用水，例如在25°C下具有小于5μ S電導(dǎo)率，則任選可在負(fù)載載氣進(jìn)入換熱器以在步驟h)中冷凝之前提供除沫器。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明方法提供了重要的優(yōu)點由于不同于MEV或MSF法，本發(fā)明方法使用了載氣，可在一個裝置中實施多級逆流式方法。此外，不同于MEV或MSF法，在所述換熱器的任何點均不發(fā)生過飽和，因此避免了可限制換熱器產(chǎn)量或?qū)е率У慕Y(jié)殼。此外，避免了例如如DE19620214、DE102005046643和DE102004005689所述的方法以及露點蒸發(fā)法所需的顯著的載氣傳輸費用，這是因為本發(fā)明方法利用自然對流傳輸載氣。此外，所述方法徹底對污垢和結(jié)垢不敏感。由于基本上所有與鹽水接觸的內(nèi)件(如飽和器中的內(nèi)件或者所述原水池的覆蓋物)對污垢不敏感且此外清潔簡單，所述方法不需復(fù)雜且昂貴的鹽水預(yù)處理如膜法、Memstill法或者M(jìn)EV或MSF法。根據(jù)本發(fā)明，使用由廉價材料制備的簡單部件。此外，所述方法對操作中的故障不敏感，且基本上獨立地運行，因此幾乎不需要任何操作人員。因此，還適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)或發(fā)展中國家。下文將參照附

圖1-6更詳細(xì)地描述本發(fā)明方法和本發(fā)明裝置。圖I顯示了本發(fā)明方法的流程圖。圖2示意性地顯示了其中循環(huán)有載氣且使用輔助電源的實施方案。圖3示意性地顯示了具有原水儲槽的實施方案，其中使用太陽能加熱以提供熱量。圖4示意性地顯示了具有兩級載氣流飽和的實施方案。圖5示意性地顯示了呈具有塔和環(huán)的島形式的實施方案。圖6顯示了圖5中所示的實施方案的俯視圖。圖I顯示了本發(fā)明方法的流程圖。這不僅顯示了本發(fā)明所必需的エ藝步驟以及任選的エ藝步驟(虛線)。其他エ藝步驟可由特定實施方案獲得，例如通過エ藝步驟的多級設(shè)計。本發(fā)明方法基本上使用兩種物料流操作一股原水流和一股載氣流。負(fù)載有水蒸氣的載氣在下文中也稱為蒸氣。所述載氣和原水原則上以逆流方式傳輸。
可從圖I的流程圖看出，本發(fā)明方法基本上包括三個エ藝步驟傳熱或冷凝、供熱和蒸發(fā)。任選對所提供的原水如海水進(jìn)行預(yù)處理，例如傳輸通過過濾器和/或通過添加合適的抗生物沉積物的活性成分調(diào)節(jié)。所述原水也可交替地或隨后進(jìn)行預(yù)熱。將原水供入傳熱(冷凝)。在該步驟中，原水與負(fù)載有水蒸氣的載氣相對地(即逆流地)傳輸，其中將所述載氣冷卻。在冷卻期間，水蒸氣從負(fù)載載氣中冷凝出。作為純水取出冷凝物。所得純水主要為軟化水。然而，可存在最低量的鹽，所述鹽源自所述蒸氣夾帶的原水液滴。取決于應(yīng)用和要求，在用作飲用水或生產(chǎn)用水之前進(jìn)行處理。通過傳熱，所述原水不僅由所述載氣所釋放出的熱量加熱，而且由所述純水的冷凝熱加熱。借助逆流通過，儲存在載氣中的最大能量可釋放進(jìn)所述原水中。有利地，所述原水，尤其是載氣的反混盡可能低，因此獲得多級結(jié)構(gòu)效果。隨后，將由此基本上預(yù)熱至所述載氣溫度的原水進(jìn)ー步在供熱エ藝步驟中進(jìn)ー步加熱。熱量可例如通過常規(guī)太陽能集熱器在被太陽能傳遞體所覆蓋的原水池中提供，或者通過換熱器提供(借此例如由其他方法提供廢熱)。然后將由此加熱的原水供入蒸發(fā)。在該步驟中，其與上升的載氣逆流地流入底部相中。在這種情況下，原水將熱量和水蒸氣釋放至上升的載氣流中。在底部相中取出冷卻的原水并使其通回至例如海中。取出的原水還可任選完全或部分用于所提供的原水的第一預(yù)熱中。所提供原水的該預(yù)熱可通過使用在換熱器中由所述方法取出的濃縮原水，或者通過將這兩股原水流部分或完全混合，或者優(yōu)選在換熱器中進(jìn)行。使所述載氣與原水逆流地通過本發(fā)明エ藝。使未負(fù)載的載氣進(jìn)行第一エ藝步驟ー蒸發(fā)。此時，使仍未負(fù)載的載氣與加熱的原水逆流地接觸。在該操作中，所述載氣吸收來自于原水的水蒸氣。通過載氣的升溫和逆流流動，所述載氣的吸水能力得以提高。溫度的升高和水蒸氣的富集通常導(dǎo)致氣體密度降低。由此負(fù)載有水蒸氣的載氣上升。所述蒸氣越多、越熱、越富含水蒸氣且冷凝區(qū)域與蒸發(fā)區(qū)域之間的高度差越大，則該自然對流效應(yīng)就越顯著。因此，由蒸發(fā)區(qū)域至熱交換或者至冷凝區(qū)域的上升蒸氣的熱損失應(yīng)保持盡可能低，例如通過合適的絕熱?；蛘?，負(fù)載有水蒸氣的載氣可通過換熱器上游的供熱或冷凝進(jìn)ー步加熱和飽和。在所述換熱器中或者在所述冷凝區(qū)域中，使蒸氣冷卻。在冷卻期間，水蒸氣從所述蒸氣中冷凝出。如果所得純水需要完全軟化以用于進(jìn)ー步的應(yīng)用，則任選可在所述載氣進(jìn)入換熱器的上游提供除沫器。取出減濕的載氣且可任選進(jìn)行殘余減濕。(殘余)減濕的載氣可流出或者傳輸回所述方法中。除了由于所述裝置的結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的壓降之外，所述方法在一定的壓級和低于所述原水沸騰溫度的溫度下操作。本發(fā)明方法優(yōu)選不需要任何機(jī)械能以傳輸氣流。使所述載氣借助自然對流傳輸通過方法級。這可包括單次通過載氣或者載氣回路。僅需要機(jī)械能以將所述原水傳輸通過方法級。基于所得純水的量，所述方法由于逆流流動，需要比單級蒸發(fā)更少的能量。氣流的富集或飽和所需的能量基本上在冷凝中再次回收。本發(fā)明裝置的合適和優(yōu)選實施方案示于圖2-6中。所示實施方案并非意欲將本發(fā)明限制于此，而是闡述本發(fā)明。在圖2-6中，使用如下附圖標(biāo)記A 所提供的原水

B 所提供的載氣C，C’富含水蒸氣的載氣D 減濕的載氣E，E’濃縮的原水F 純水G 預(yù)熱的原水H 加熱的原水I 海洋水體2 原水取出口3 原水泵4 逆流式換熱器(冷凝器)5 用于供熱的換熱器6 原水池7 太陽能傳遞體8 蒸發(fā)區(qū)域或飽和器9 拉索10 基底標(biāo)記有’號的料流C’和E’各自來自兩級蒸發(fā)或飽和的第一級。圖2示意性地顯示了其中循環(huán)有載氣的優(yōu)選實施方案。在圖2所示的實施方案中，經(jīng)由原水取出口 2從海洋I中取出原水。將所提供的原水A借助泵3供入逆流式換熱器4 (下文也稱為冷凝器4)中。使原水A在管或盤管中通過冷凝器4。在這種情況下，原水的主要流動方向為由下至上。在冷凝器4的上部區(qū)域中取出預(yù)熱的原水G。然后在用于供熱的換熱器5中進(jìn)一步加熱。由此使加熱的原水H通入蒸發(fā)區(qū)域8 (下文也稱為飽和器8)中。在飽和器8中，將原水由頂部噴霧進(jìn)從底部流入的載氣D中。飽和器8也可進(jìn)一步包括增大傳質(zhì)面積的內(nèi)件。所述載氣在飽和器8中吸收來自所提供的加熱原水H且呈水蒸氣形式的水。由此使原水濃縮且所述載氣富含水蒸氣。在飽和器8的底部相中取出濃縮的原水E并通回至海洋I中。富含水蒸氣的載氣C從頂部離開飽和器8。由此傳輸至冷凝器4的上部區(qū)域中。富含水蒸氣的載氣C相對于所提供的原水A的主要流動方向(即基本上由上至下)流經(jīng)冷凝器4。在流經(jīng)冷凝器4時，所述水蒸氣的盡可能多的比例從載氣中冷凝出。在冷凝器4的基底處收集冷凝水，并作為純水F取出。使在冷凝器4中減濕的載氣D從冷凝器4的下部區(qū)域流出并返回至飽和器8的下部區(qū)域中。以此方式實現(xiàn)載氣的循環(huán)。取決于所述裝置的結(jié)構(gòu)和氣密性，在所述載氣進(jìn)入飽和器8的上游額外供入干燥載氣。圖3示意性地顯示了ー個具有原水儲槽的實施方案，其中使用太陽能加熱以提供 熱量。如圖3所示，將原水經(jīng)由原水取出口 2從海洋I中取出。將所提供的原水A借助泵3供入冷凝器4中。原水A在管或盤管中傳輸通過冷凝器4。在這種情況下，原水的主要流動方向為由上至下。在冷凝器4的下部區(qū)域中取出預(yù)熱的原水G。使預(yù)熱的原水從冷凝器4中流出并進(jìn)入原水池6中，在原水池6中將其進(jìn)ー步加熱。原水池6借助太陽能傳遞體7利用太陽能加熱以加熱原水。使加熱的原水H由原水池6中流出并進(jìn)入飽和器8中。在飽和器8中，將加熱的原水H從上部噴霧進(jìn)從底部流入飽和器8中的所提供的載氣B中。飽和器8還可進(jìn)一歩包括增大傳質(zhì)面積的內(nèi)件。所提供的載氣B在飽和器8中吸收來自原水的呈水蒸氣形式的水。這將原水濃縮并使所述載氣富含水蒸氣。在飽和器8的底部相中取出濃縮的原水E并將其通回至海洋I中。富含水蒸氣的載氣C從頂部離開飽和器8。由此通入冷凝器4的下部區(qū)域中。富含水蒸氣的載氣C相對于所提供的原水A的主要流動方向(即基本上由下至上)流經(jīng)冷凝器4。在流經(jīng)冷凝器4時，所述水蒸氣的盡可能多的比例從載氣中冷凝出。在冷凝器4的基底處收集冷凝水，并作為純水F取出。使在冷凝器4中減濕的載氣D從冷凝器4的頂部排入環(huán)境中。在尤其優(yōu)選的實施方案中，飽和器8設(shè)置在塔的下部區(qū)域中。冷凝器4位于所述塔的上部區(qū)域中。該結(jié)構(gòu)將所述載氣覆蓋通過本發(fā)明裝置的路徑降至最低。任選利用自然對流效應(yīng)。圖4示意性地顯示了ー個具有載氣流的兩級飽和的實施方案。如圖4所示，將原水經(jīng)由原水取出ロ 2從海洋I中取出。將所提供的原水A借助泵3供入冷凝器4中。原水A在管或盤管中傳輸通過冷凝器4。在這種情況下，原水的主要流動方向為由上至下。在冷凝器4的下部區(qū)域中取出預(yù)熱的原水G。使預(yù)熱的原水從冷凝器4中流出并進(jìn)入原水池6中，在原水池6中將其進(jìn)ー步加熱。原水池6借助太陽能傳遞體7利用太陽能加熱以加熱原水。在第一級中，使已部分飽和有水蒸氣的載氣C’在原水池6的原水表面與太陽能傳遞體7之間通過。在此期間，部分飽和有水蒸氣的載氣C’進(jìn)ー步吸收來自原水的呈水蒸氣形式的水。使加熱的且已稍微濃縮的加熱原水E’從原水池6中流出并進(jìn)入飽和器8中。在飽和器8中，將原水E’從頂部噴霧進(jìn)由底部流入飽和器8中的所提供載氣B中。飽和器8還可進(jìn)一歩包括增大傳質(zhì)面積的內(nèi)件。所提供的載氣B在飽和器8中吸收來自原水E’的呈水蒸氣形式的水。在飽和器8的底部相中取出進(jìn)ー步濃縮的原水E并將其通回至海洋I中。富含水蒸氣的載氣C’從頂部離開飽和器8，并將其通過原水池6的原水表面。在此期間，其進(jìn)ー步富含水蒸氣。然后，使富含水蒸氣的載氣C通入冷凝器4的下部區(qū)域中。使富含水蒸氣的載氣C相對于所提供的原水A主要流動方向(即基本上由下至上)流經(jīng)冷凝器4。在流經(jīng)冷凝器4時，所述水蒸氣的盡可能多的比例從載氣中冷凝出。在冷凝器4的基底處收集冷凝水，并作為純水F取出。使在冷凝器4中減濕的載氣D從冷凝器4的頂部排入環(huán)境中。
在該實施方案中,所述載氣流在兩級中富集水蒸氣。在第一級中，使所述載氣以與原水逆流地通過一個飽和器。在第二級中，利用太陽能加熱，其不僅用于加熱原水，而且也用于加熱載氣。由此，水可以以升高的程度以水蒸氣形式從所述原水轉(zhuǎn)移至同樣加熱的載氣中。在該實施方案中，特別有效地利用太陽能加熱。圖5示意性地顯示了一個呈具有塔(4)和環(huán)(8)形式的本發(fā)明實施方案。圖6顯示了圖5所示的實施方案的俯視圖，其尤其描述了原水和載氣的流動。圖5所示的島漂浮于所提供的原水或海洋I上。在所示的實施方案中，在垂直塔中設(shè)置有用于冷凝的逆流式換熱器(簡稱為冷凝器4)。所述塔基本上為設(shè)置于所述環(huán)中的圓柱形外罩。本發(fā)明逆流式蒸發(fā)區(qū)域8位于所述環(huán)中。所述環(huán)為具有橢圓形，尤其是圓形橫截面的環(huán)形體。塔和環(huán)優(yōu)選同軸設(shè)置。所述環(huán)的水平(圓形)橫截面在下部區(qū)域中用基底10(例如絕熱膜)以使得所述環(huán)和基底包封原水池6的方式密封，從而與海洋隔離。在此處所示的實施方案中，塔和環(huán)之間的區(qū)域(即原水池6)完全由覆蓋物連接。所述覆蓋物基本上包含太陽能傳遞體7。原水池6和太陽能傳遞體7形成第二蒸發(fā)區(qū)域。該裝置以使 得確保漂浮在海水上所需的浮力的方式組裝。在圖5所示的實施方案中，經(jīng)由位于所述裝置下方的原水取出口 2從海洋I中取出原水。將所提供的原水A經(jīng)由泵3供入冷凝器4中。使原水A在管或盤管中通過冷凝器4。在這種情況下，所述原水的主要流動方向為由下至上。在冷凝區(qū)域的上部區(qū)域中取出預(yù)熱的原水G。使預(yù)熱的原水G從冷凝器4的頂部向下流出所述冷凝區(qū)域并進(jìn)入原水池6中。在原水池6中，借助太陽能傳遞體7進(jìn)一步加熱所述原水。在第一級中，使已部分飽和有水蒸氣的載氣C’在原水池6的原水表面與太陽能傳遞體7之間通過。在此期間，部分用水蒸氣飽和的載氣C’進(jìn)一步吸收來自于所述原水的呈水蒸氣形式的水。原水和載氣流的流動還可參照附圖6在下文中進(jìn)一步闡述。使經(jīng)加熱的且已稍微濃縮的原水E’由原水池6通入所述環(huán)內(nèi)部的蒸發(fā)區(qū)域8中。在蒸發(fā)區(qū)域8中，使載氣D以逆流方式傳輸通過原水E’的表面。在這種情況下，載氣D吸收來自原水E’的呈水蒸氣形式的水。將進(jìn)一步濃縮的原水E從蒸發(fā)區(qū)域8中直接排入海洋I中。有利地將濃縮原水E通入海洋I中的位置設(shè)置在離原水出口 2足夠遠(yuǎn)的距離，例如對應(yīng)于本發(fā)明整個裝置的半徑。基本上飽和有水蒸氣的載氣C’離開蒸發(fā)區(qū)域8并通過原水池6的原水表面。在此期間，所述載氣進(jìn)一步富集水蒸氣。使進(jìn)一步富含水蒸氣的載氣C通入所述塔的下部區(qū)域中。其在外部通過所述冷凝區(qū)域并進(jìn)入冷凝器4的上部區(qū)域中。該進(jìn)料可例如直接且基本上向上地在所述冷凝區(qū)域的外部與所述塔的內(nèi)壁之間或者圍繞圓柱設(shè)置的冷凝區(qū)域由下至上螺旋地進(jìn)行。將富含水蒸氣的載氣C由上部供入冷凝器4中，并與所提供的原水A的主要流動方向相對地(即，基本上由上至下)流過。在流過冷凝器4時，盡可能多的水蒸氣從所述載氣中冷凝出。在冷凝器4的基底收集冷凝水并作為純水F取出。將在蒸發(fā)器4中減濕的載氣D由冷凝器4再循環(huán)回蒸發(fā)區(qū)域8中。在圖5和6所示的實施方案中，載氣流在兩級中富集水蒸氣。在第一級中，所述載氣以與所述環(huán)中的原水呈逆流的方式通過。在第二級中，利用太陽能加熱，不僅用于加熱原水，而且用于加熱載氣，這能特別有效地使所述載氣富含水蒸氣。為了提高原水與載氣之間的傳質(zhì)和傳熱，可在所述環(huán)中提供適于提高傳遞面積的內(nèi)件。此處，關(guān)于內(nèi)件的應(yīng)用和適合性，也適用于上文所述的內(nèi)容。
圖5和6中所示的實施方案特別 適用于距離海岸一些距離的大型水體和在(小)島上的水源。
權(quán)利要求
1.一種從原水中獲得純水的連續(xù)方法，在所述方法中 a)提供包含至少一種非揮發(fā)性組分的原水； b)將所提供的原水作為冷卻介質(zhì)通入換熱器中； c)額外向在所述換熱器中加熱的原水提供熱量； d)將獲自步驟c)的原水供入蒸發(fā)區(qū)域中； e)提供適于水蒸氣的載氣； f)使所述載氣與原水以逆流方式在所述蒸發(fā)區(qū)域中接觸，其中所述載氣吸收來自于所述原水的水蒸氣； g)從所述蒸發(fā)區(qū)域中取出富含所述至少一種非揮發(fā)性組分的獲自步驟f)的原水； h)將獲自所述蒸發(fā)區(qū)域的含有水蒸氣的載氣供入所述換熱器中并以與所述原水呈逆流的方式冷卻，其中部分冷凝出存在于所述載氣中的水蒸氣； i)使貧水蒸氣的載氣從所述換熱器中流出； k)從所述換熱器取出作為純水的冷凝的水蒸氣； 其中所述蒸發(fā)區(qū)域基本絕熱地操作，且其中所述載氣借助自然對流傳輸通過所述蒸發(fā)區(qū)域，且隨后通過所述換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述原水為鹽水且所述純水為淡水。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的方法，其中所述蒸發(fā)區(qū)域具有增大傳質(zhì)面積的內(nèi)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的方法,其中所述載氣為空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的方法，其中在離開所述換熱器后，將所述載氣通回至所述蒸發(fā)區(qū)域中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其中使用太陽能加熱以在步驟c)中提供熱量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其中使用來自其他工藝的廢熱以在步驟c)中提供熱量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的方法，其中在步驟f)中，在兩個或多于兩個蒸發(fā)區(qū)域中使所述載氣與原水接觸，其中使所述載氣與原水在至少一個蒸發(fā)區(qū)域中以逆流方式接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的方法，其中對在步驟k)中獲得的純水進(jìn)行一個或多個處理步驟以獲得飲用水。
10.一種用于從原水中連續(xù)獲得純水的裝置，其包括 -用于將所述原水供入所述裝置中的設(shè)備； -將含有水蒸氣的載氣和所述原水以逆流方式傳輸?shù)膿Q熱器，其中存在于所述載氣中的至少一些水蒸氣冷凝出并將所述原水加熱； -用于提供熱量的設(shè)備，在所述設(shè)備中將已在所述換熱器中加熱的原水進(jìn)一步加熱；-蒸發(fā)區(qū)域，在所述區(qū)域中使來自所述用于提供熱量的設(shè)備的原水與所述載氣接觸，其中所述載氣富含水蒸氣且以含水蒸氣的載氣形式提供以引入所述換熱器中； -用于將濃縮的原水從所述蒸發(fā)區(qū)域中輸出的輸出設(shè)備； -用于從所述換熱器中取出冷凝的純水的設(shè)備， 其中所述載氣借助自然對流傳輸通過所述蒸發(fā)區(qū)域，且隨后通過冷凝區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其中氣體負(fù)載因子F為0.l-10Pa1/2。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的裝置，其中氣體負(fù)載因子F為0.5-5Pa1/2。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項的裝置，其中所述用于提供熱量的設(shè)備為換熱器。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項的裝置，其中所述用于提供熱量的設(shè)備利用太陽能加熱。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項的裝置，其中所述蒸發(fā)區(qū)域構(gòu)造成具有內(nèi)件的飽和器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中使太陽能通入所述原水池中并儲存于其中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中至少一些原水池通過太陽能傳遞體與開放大氣隔離。
18.可通過根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的方法和/或在根據(jù)權(quán)利要求10-17中任一項的裝置中獲得的純水作為飲用水或雜用水的用途。
全文摘要
一種從海水中獲得純水的方法和裝置，包括a)提供包含至少一種非揮發(fā)性組分(鹽)的原水；b)將所提供的原水作為冷卻介質(zhì)通入換熱器中；c)額外向在所述換熱器中加熱的原水提供熱量；d)將獲自步驟c)的原水供入蒸發(fā)區(qū)域中；e)提供適于水蒸氣的載氣(空氣)；f)使所述載氣以逆流方式在所述包含擋板的蒸發(fā)區(qū)域中與原水接觸，其中所述載氣吸收來自于所述原水的水蒸氣；g)從所述蒸發(fā)區(qū)域中取出富含所述至少一種非揮發(fā)性組分的獲自步驟f)的原水；h)將獲自所述蒸發(fā)區(qū)域的含有水蒸氣的載氣供入所述換熱器中并以與所述原水呈逆流的方式冷卻，其中部分冷凝出存在于所述載氣中的水蒸氣；i)使貧水蒸氣的載氣從所述換熱器中流出；k)從所述換熱器取出作為純水的冷凝的水蒸氣；其中所述蒸發(fā)區(qū)域基本絕熱地操作，且其中所述載氣借助自然對流傳輸通過所述蒸發(fā)區(qū)域，且隨后通過所述換熱器。
文檔編號B01D3/34GK102753484SQ201180008504
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者C·米勒, O·馬赫哈默, P·策納 申請人:巴斯夫歐洲公司