Holdings: Ganzheitlicher Ansatz zur Konzeptentwicklung und -validierung für eine Anlage zur Meerwasserentsalzung mittels Membrandestillation

Ganzheitlicher Ansatz zur Konzeptentwicklung und -validierung für eine Anlage zur Meerwasserentsalzung mittels Membrandestillation:

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Bibliographic Details
Main Author:	Goos, Andrea 1989- (Author)
Format:	Thesis Book
Language:	German
Published:	Düren Shaker 2019
Series:	Berichte aus dem Institut für Prozess- und Anlagentechnik
Subjects:	Membrandestillation Meerwasserentsalzung Anlagenplanung Membranverfahren Hochschulschrift
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 MOTIVATION ....................................................................................................................... 2 1.2 ZIELSETZUNG ..................................................................................................................... 4 2 MEMBRANDESTILLATION 5 2.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN ............................................................................................... 5 2.1.1 STOFFTRANSPORT .............................................................................................................. 6 2.1.2 WAERMETRANSPORT ......................................................................................................... 10 2.2 KONFIGURATIONEN ........................................................................................................... 12 2.2.1 DIRECT CONTACT MEMBRANE DISTILLATION (DCMD) ...................................................... 13 2.2.2 PERMEATE GAP MEMBRANE DISTILLATION (PGMD) ....................................................... 14 2.2.3 WEITERE KONFIGURATIONEN .......................................................................................... 15 2.3 CHARAKTERISTISCHE KENNGROESSEN ..................................................................................... 16 2.3.1 MATERIAL ..................................................................................................................... 17 2.3.2 MODUL ....................................................................................................................... 20 2.3.3 PROZESS ...................................................................................................................... 22 3 STAND DER TECHNIK 24 3.1 KONVENTIONELLE ENTSALZUNGSVERFAHREN .......................................................................... 24 3.1.1 MEHRSTUFIGE ENTSPANNUNGSVERDAMPFUNG (MSP) ..................................................... 25 3.1.2 MULTI-EFFEKT-DESTILLATION (MED) ............................................................................. 26 3.1.3 UMKEHROSMOSE (RO) ................................................................................................ 27 3.1.4 MARKT- UND KOSTENANALYSE ........................................................................................ 28 3.2 KONDITIONIERUNG BEI ENTSALZUNGSVERFAHREN ................................................................. 31 3.2.1 VORBEHANDLUNG .......................................................................................................... 31 3.2.2 NACHBEHANDLUNG ....................................................................................................... 34 3.3 BESTEHENDE MEMBRANDESTILLATIONSSYSTEME .................................................................. 35 3.3.1 BEWERTUNG ANHAND VON KENNGROESSEN ........................................................................ 37 3.3.2 MD-ANLAGEN AUF SCHIFFEN ........................................................................................ 42 3.4 FAZIT .............................................................................................................................. 43 4 MATERIALIEN UND MODULE 46 4.1 MATERIALAUSWAHL ........................................................................................................... 46 4.1.1 MEMBRAN ................................................................................................................... 46 4.1.2 SPACER ......................................................................................................................... 47 4.2 MODULAUSFUHRUNG ......................................................................................................... 51 4.2.1 MODULBAUFORM .......................................................................................................... 52 4.2.2 STROEMUNGSFUHRUNG .................................................................................................... 53 4.2.3 AUSLEGUNGSPARAMETER ............................................................................................... 54 4.2.4 VERWENDETE MD-MODULE .......................................................................................... 57 4.3 FAZIT .............................................................................................................................. 59 II INHALTSVERZEICHNIS 5 UNTERSUCHUNGEN IM TECHNIKUMSMASSSTAB 60 5.1 T ECHNIKUMSANLAGE ........................................................................................................ 60 5.2 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ................................................................................. 63 5.2.1 MODULAUSLEGUNG ........................................................................................................ 63 5.2.2 BETRIEBSBEDINGUNGEN ................................................................................................ 68 5.2.3 FEED-MEDIUM ............................................................................................................ 72 5.2.4 ALTERUNGSVERHALTEN .................................................................................................... 74 5.3 ZUSAMMENFASSUNG ......................................................................................................... 76 5.4 FAZIT ............................................................................................................................... 78 6 FELDVERSUCH 79 6.1 VERSUCHSAUFBAU UND DURCHFUEHRUNG ............................................................................. 80 6.1.1 MODUL- UND MEMBRANVERMESSUNG ............................................................................ 83 6.2 BETRIEBSVERHALTEN .......................................................................................................... 85 6.2.1 PRODUKTION UND QUALITAET ........................................................................................... 86 6.2.2 THERMISCHER ENERGIEBEDARF ...................................................................................... 90 6.2.3 EINFLUSS DES FEED-MEDIUMS ..................................................................................... 90 6.3 CHARAKTERISIERUNG DER MEMBRAN .................................................................................. 91 6.3.1 LIQUID ENTRY PRESSURE ............................................................................................... 92 6.3.2 REM-AUFNAHMEN ...................................................................................................... 92 6.4 VORKONDITIONIERUNG ...................................................................................................... 95 6.4.1 ENTLUEFTUNG .................................................................................................................. 95 6.4.2 SCHWEFELSAEURE ............................................................................................................ 96 6.4.3 FILTRATION .................................................................................................................... 98 6.5 FAZIT ............................................................................................................................... 99 7 ENTWICKLUNG EINES VERBESSERTEN ANLAGENKONZEPTS 101 7.1 KONZEPT FUER DIE MD-MODULE ....................................................................................... 101 7.2 KONZEPT FUER DIE VORINDUSTRIELLE ANLAGE ..................................................................... 103 7.2.1 ANFORDERUNGEN ......................................................................................................... 103 7.2.2 WAERMERUECKGEWINNUNG UND RETENTATRUECKFUEHRUNG ................................................... 105 7.2.3 VORKONDITIONIERUNG ................................................................................................. 108 7.2.4 KONSTRUKTION- UND ROHRLEITUNGSPLANUNG ............................................................... 108 7.3 SIMULATIONSMODELL ...................................................................................................... 109 7.3.1 MODELL-KONZEPT ....................................................................................................... HO 7.3.2 SIMULATIONSMODELL MD-ANLAGE ............................................................................. 112 7.3.3 GESAMTSTRUKTUR ...................................................................................................... 114 7.4 S IMULATIONSSTUDIE ....................................................................................................... 117 7.5 FAZIT ............................................................................................................................. 121 8 VORINDUSTRIELLE ANLAGE 123 8.1 DURCHFUEHRUNG ............................................................................................................... 123 8.1.1 FUNKTIONSPRUEFUNG .................................................................................................... 123 8.1.2 KONZEPT FUER VOLLAUTOMATISCHEN BETRIEB .................................................................. 124 INHALTSVERZEICHNIS III 8.1.3 INBETRIEBNAHME ....................................................................................................... 126 8.2 BETRIEBSVERHALTEN DER VORINDUSTRIELLEN ANLAGE .......................................................... 129 8.2.1 PRODUKTION UND QUALITAET ........................................................................................... 130 8.2.2 MASSENSTROMVERHAELTNIS ............................................................................................ 135 8.2.3 RETENTATRUECKFIIHRUNG ................................................................................................ 137 8.3 FAZIT ............................................................................................................................. 139 9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 143 LITERATURVERZEICHNIS 147 STUDENTISCHE ARBEITEN 158 ANHANG 160 A ERGAENZUNGEN ZU DEN PHYSIKALISCHEN GRUNDLAGEN 160 B ERGAENZUNGEN ZUM STAND DER TECHNIK 166 C ERGAENZUNGEN ZU MATERIALIEN UND MODULE 168 D ERGAENZUNGEN ZU UNTERSUCHUNGEN IM TECHNIKUM 169 E ERGAENZUNGEN ZUR ENTWICKLUNG EINES VERBESSERTEN ANLAGENKONZEPTS 172 F ERGAENZUNGEN ZUR VORINDUSTRIELLEN ANLAGE 176 G GESETZLICHE VORGABEN ZUR FRISCHWASSERERZEUGUNG AN BORD VON SCHIFFEN 184 H SONSTIGES 192
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