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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nutzbarmachung von beliebigen, bei wärmewirt- schaftlichen Anlagen abfallenden Abdampf-und Brüdendampfmengen durch Einleiten des Dampfes in ein hygroskopisches Absorptionsmittel in einer Anlage mit einem Wärmeaustauscher zur Abgabe der beim Einleiten des Dampfes in das Absorptionsmittel freiwerdenden Wärme und einem Eindampfer für das verdünnte Absorptionsmittel sowie gegebenenfalls mit einem Wärmeaustauscher für das heisse und kalte Absorptionsmittel.
Nach den bekannten Verfahren war es bisher unmöglich, zu verhindern, dass die in den feuerlosen
Kessel gelangende Lösung, insbesondere das die Lösung bei hoher Konzentration sehr stark beschwerende
Salz, indirekt mit Kohle erzeugte Wärme in den feuerlosen Kessel überträgt und damit den Ersparnis- erfolg des Kreisprozesses sehr beeinträchtigt oder ganz zunichte macht. Auch die geringe Temperatur- differenz, die an den Übertragungsflächen eines Wärmeaustauschers zwischen konzentrierter heisser und verdünnter kälterer Lösung unerlässlich ist, bedingt bereits die Übertragung derartiger Wärmebeträge entweder im gelösten Salz od. dgl. oder im lösenden Mittel, die den Prozess schädigen.
Bei den bekannten
Verfahren wird diese indirekte Verdampfung nicht nur, ohne sich über die Verluste, die sie bedeutet,
Rechenschaft zu geben, hingenommen, sondern um der grosseren Dampfproduktion willen mitunter sogar angestrebt ; in allen Fällen wird aber damit der Wirkungsgrad des Prozesses, wenn er nach Massgabe der verfeuerten Kohle bestimmt wird, sehr herabgesetzt bzw. ganz in Frage gestellt..
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun, die indirekte Verdampfung vollkommen zu verhindern, und dies wird gemäss der Erfindung hauptsächlich dadurch erreicht, dass der Wärmeaustauscher für die Abgabe der beim Einleiten des Dampfes in das Absorptionsmittel frei werdenden Wärme als Einspritzkondensator ausgebildet ist, bei dem das Absorptionsmittel in oder über Rohre eingespritzt wird und die Lösungen hohen und niederen Siedepunktes bis nach erfolgter. Absorption getrennt bleiben, wobei das im Gegenstrom zu dem Absorptionsmittel eingeführte Wasser durch die frei werdende Wärme nicht nur verdampft, sondern der gebildete Dampf gegebenenfalls überhitzt wird.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise durch einige Anlagen schematisch veranschaulicht, deren Einrichtung naturgemäss eine gewisse Ähnlichkeit mit Bekanntem aufweist, da auch die neue Vorrichtung sich, wenn auch in besonderer Verbindung, zum grossen Teil an sich bekannter Elemente, wie feuerloser Kessel, befeuerter Konzentrationskessel, Gegenstromvorwärmer, Speisepumpen, Absperr-u. dgl.
Ventile usw., bedienen muss und es auch an sich nicht neu ist, die Lauge in einem Abdampf- verwerter in unmittelbarer Nähe der Dampfzuführung einzuspritzen. Doch sind zum Teil auch diese Elemente an sich bzw. ihre Verwendung auf diesem technischen Gebiete neu ; und nur durch die besondere Wahl oder Ausgestaltung derselben ist die Verwirklichung des Erfindungsgedankens mit voller Ausnutzung seiner Vorteile gegeben.
So ist neu der wie ein Regen-oder ein Einspritzkondensator gebaute feuerlose Kessel in allen den in den Figuren dargestellten Anlagen, der mit den in den Kessel eingebauten Röhren des feuerlosen Verdampfungssystems gleichzeitig die Merkmale eines Oberflächen-und eines Einspritzkondensators aufweist und auch im Vakuum zu wirken geeignet ist. Er hat vor allem den für die Durchführung des Verfahrens nicht hoch genug zu veranschlagenden Vorteil, dass die höhere Temperatur der bereits absorptionsfähigen konzentrierten Lösung auf der Heizfläche rasehest ausgenutzt werden kann, welche Wirkung beim Einleiten in einen grösseren Lösungssumpf, wie in die bekannten Anlagen verwenden, vollständig verlorengeht.
Die Beregnung oder Berieselung ist für die Vermeidung der indirekten Verdampfung unerlässlich ;
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denn wenn von einer solchen Beregnung nicht Gebrauch gemacht wird, so ist eine indirekte W1irmeiiber- tragung von der Feuerung auf den feuerlosen Kessel unvermeidlich, indem während des Absorbierens infolge der Mischung der Siedepunkt fällt. Durch die Beregnung wird erreicht, dass eine Kühlung vor der Mischung eintritt.
Neu sind weiters die eine besonders günstige Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens, z. B. beim Zuckerkoehen, ermöglichenden Anlagen nach Fig. 3, die sich durch Parallelschaltung zweier Valu. auszeichnen, wodurch ermöglicht ist, den Wärmeaustauscher kurzzeitig zugunsten eines gewöhnlichen
Kondensators auszuschalten und so mit der Vorrichtung auch Brüden zu verwerten, die aus Vakuum- koehern abfallen. Auf diese Weise kann z. B. der Zucker bis zu etwa fünf Sechsteln durch das Absorptions- vakuum fertiggekocht werden, während das andere, das Wassereinspritzvakuum, zum Kochen des letzten
Sechstels und zum stossweisen Kochen dient.
Bei dem in Fig. 1 schematisch gezeigten Ausführungsbeispiel tritt der zu verwertende Abdampf, Brüdendampf od. dgl. durch eine Leitung a in ein Absorptionsgefäss b. Das Absorptionsgefäss ist als Wärmeaustauschapparat ausgebildet, der aus einem Mantel b und innerhalb dieses Mantels angeordneten
Rohren c besteht, wobei die Rohre c von einer durch die Leitung g, z. B. mittels einer Pumpe od. dgl., zugeführten Flüssigkeit bespült werden, die mit der durch die Rohre c strömenden Flüssigkeit in einen Wärmeaustausch tritt.
In der Zeichnung wird der Brüdendampf, Abdampf od. dgl. durch die Rohre c geführt, durch welche gleichzeitig eine bei höherer Temperatur, als der Verdampfungstemperatur des Abdampfes entspricht, siedende Flüssigkeit oder Lösung, die die Fähigkeit hat, Dämpfe zu absorbieren, hindurchgeführt, z. B. eingespritzt, wird. Solche Lösungen sind z. B. Chlorkalziumlösungen, wobei es für die Durchführung des Verfahrens zweckmässig ist, möglichst hoch konzentrierte Lösungen zu verwenden.
In der Zeichnung werden solche hochkonzentrierte Lösungen tangential in die Rohre c eingespritzt, so dass in den Rohren c der Abdampf oder Brüdendampf in der Absorptionsflüssigkeit kondensiert und dessen Verdampfungswärme in Flüssigkeitswärme der Absorptionslösung umgesetzt wird. Die nicht absorbierten Dämpfe entweichen bei d. Die einzuspritzende Menge an Chlorkalziumlösung od. dgl. ist abhängig vom beabsichtigten Spiel der Änderungen der Konzentration.
Durch den Wärmeaustausch mit der die Rohre c umspülenden Flüssigkeit, die durch die Leitung g eingeführt wird, kann diese Flüssigkeit bis zur Dampfbildung und auch Überhitzung des Dampfes erhitzt werden, wobei der gebildete Dampf durch die Leitung 7D abgeführt und je nach seiner Spannung für Kochzwecke oder Kraftzwecke benutzt werden kann.
Die durch Kondensation des Brüdendampfes verdünnte Absorptionslosung muss durch Eindampf ung wieder auf die ursprüngliche Konzentration gebracht werden.
Die Wiedereindampfung der verdünnteren Lösung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die Erfindung bevorzugt die Druekeindampfung, weil sie zumeist die Erreichung höherer Konzentrationen gestattet, als bei niederem Druck erreichbar sind. Eine Speisepumpe j fördert die Lösung z. B. in einen
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bei m entnommen.
Der bei h austretende Dampf, der z. B. als Kochdampf verwertbar ist, hat sonach die in den
Abdämpfen. bzw. Brüden enthaltene Wärmemenge zu seiner Erzeugung verbraucht, während die in der
Lösung bei 1n enthaltene Wärmemenge ebenfalls durch den bei A abziehenden Dampf zurückgewonnen wird, u. zw. als Überhitzung. Die im Sammler Zin der beschriebenen Weise unter Druck eingedickte Lösung kann nämlich nicht unmittelbar als Absorptionsflüssigkeit benutzt werden. Es ist notwendig, diese Lösung, bevor sie in dem Wärmeaustausehapparat b als Absorptionsflüssigkeit wirksam wird, zu kühlen. Dies geschieht im oberen Teil der Rohre c.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist eine andere Kühlung schematisch veranschaulicht.
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so zusammengebaut, dass das im Absorptionsgefäss 1 die Rohrschlange : 2 umspülende bzw. benetzende
Absorptionsmittel (z. B. eine konzentrierte Chlorkalziumlösung) mittels einer Umlaufpumpe 5 in den
Verdampferkessel 3 gespeist wird. Die Einrichtung ist so getroffen, dass das Absorptionsmittel mittels der Umlaufpumpe 5 durch eine Leitung 6 in den Verdampfer 3 eingefÜhrt wird, wobei diese Leitung 6 durch einen Heizmantel 7 durchgeführt ist, der einerseits mittels der Leitung 8 an den Verdampfer.' ! und anderseits mittels der Leitung 9 an ein im Absorptionsgefäss angeordnetes Rieselrohr 9 (t ange- schlossen ist.
Die im Absorptionskessel 1 angeordnete Verdampferschlange 2, die von dem durch das Riesel- rohr 9 a eintretenden Absorptionsmittel (Chlorkalziumlösung od. dgl. ) benetzt ist, ist mit der Speisepumpe 11 verbunden, durch welche Wasser durch die Schlange : 2 gedrückt wird, in welcher es dem Wärmeaustausch mit dem die Schlange : 2 benetzenden Absorptionsmittel unterliegt und durch dieses erhitzt bzw. zur Ver-
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wird, deren Abdampf durch die Abdampfleitung 14 im Absorptionskessel zur Absorption gebracht wird.
Die zur Heizung des Verdampfers 3 dienende Heizschlange 4, die das Heizmittel führt, ist über eine Feuerung 15 geführt, die das Heizmittel (Wasser, Dampf od. dgl.) auf eine entsprechend hohe
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das im Absorptionsgefäss 1 durch Schlucken bzw. Absorption von Abdampf der Turbine bzw. der verschiedenen Turbinenstufen verdünnt worden ist, wobei der bei der unter Druck erfolgenden Eindickung
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wo er arbeitsleistend ausgenutzt ist, wobei der Abdampf dieser Turbinenstufe durch eine Abdampf- leitung 18 über die Zwischenstufe 13 b und die Leitung 14 in den Absorptionskessel 1 eingeführt wird.
19 und 20 sind Abdampfleitungen für überschüssigen Abdampf, der für Heizzwecke verwendbar ist, wobei die Leitung 20 Abdampf höherer Spannung führt als die Leitung 19.
21 ist eine Kondensatorleitung, die zum Kondensator 22 führt.. 3J ist eine Kühlwasserumlauf- pumpe und 24 eine warme Kühlwasserleitung.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
Das konzentrierte Absorptionsmittel gelangt aus dem Verdamopfer 3 durch die Leitung 8, 9 in das im Absorptionsgefäss angeordnete Rieselrohr @ 9 a. aus welchem es zersprüht austritt und den Abdampf aus der Turbine 18 absorbiert und in Flüssigkeitswärme der Absorptionslösung umsetzt, wobei das durch die Schlange 2 mittels der Pumpe 11 geführte Speisewasser durch Wärmeaustausch auf die Verdampfungstemperatur erhitzt wird und durch die Leitung 1 : : als Dampf austritt. Der Druck des erzeugten Dampfes ist dem Siedeverzug (infolge der erhöhten Siedetemperatur) der konzentrierten Absorptionsflüssigkeit entsprechend höher als der des absorbierten Dampfes.
Dieser Dampf wird der Stufe M & zugeführt. Diese Dampfmenge kann in der Heizleitung 19 oder in der Kondensationsturbine- ''verwertet werden.
Die durch Absorption des Abdampfes sich verdünnende Absorptionslösung muss wieder auf die ursprüngliche Konzentration gebracht werden. Sie wird mittels der Pumpe 5 im Kreislauf durch den Verdampfer')', 4 geführt, wo das Verdünnungswasser als Dampf höherer Spannung durch die Leitung 17 ausgetrieben wird. Auf dem Wege zwischen Absorptionsgefäss und Verdampfer dient die verdünnte Lösung zur Kühlung der konzentrierten Lösung, die im Gegestrom in den Absorptionskessel zurück- geführt wird.
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auch für noch kleineren Heizdampfbedarf günstig gestalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Verwerten von Brüden-oder Abdampf durch Einleiten des Dampfes in ein hygroskopisches Absorptionsmittel in einer Anlage mit einem Wärmeaustauscher zur Abgabe der beim Einleiten des Dampfes in das Absorptionsmittel freiwerdenden Wärme und einem Eindampfer für das verdünnte Absorptionsmittel sowie gegebenenfalls mit einem Wärmeaustauscher für das heisse und kalte Absorptionsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher (b, 1) für die Abgabe der beim Einleiten des Dampfes in das Absorptionsmittel frei werdenden Wärme als Einspritzkondensator ausgebildet ist, bei dem das Absorptionsmittel in oder über Rohre (e, 2)
eingespritzt wird und die Lösungen hohen und niederen Siedepunktes bis nach erfolgter Absorption getrennt bleiben, wobei das im Gegenstrom zu dem Absorptionsmittel eingeführte Wasser durch die freiwerdende Wärme nicht nur verdampft, sondern der gebildete Dampf gegebenenfalls überhitzt wird.