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Verfahren zum Eindampfen von Flüssigkeiten Es ist bekannt, technische
Flüssigkeiten ohne Verwendung von Heizdampf dadurch einzudampfen, daß man den aus
dem Verdampfer entweichenden Brüdendampf in eine dampfaufnehmende Lösung von beträcht-Sicher
Siedepunktserhöhung (Ca Cl2, K2 C O3 usw.) leitet, die die Heizrohre von außlen
umspült, wodurch erreicht wird, daß seine Kondensationstemperatur über der Siedetemperatur
der einzudampfenden Flüssigkeit liegt, so daß man hierdurch das für den Eindampfprozeß
erforderliche Temperaturgefälle erzielt.
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Weiter ist es bekanntgeworden, die fortschreitende Verdünnung der
außerhalb der Heizrohre befindlichen dampfaufnehmenden Lösung dadurch wieder rückgängig
zu machen, daß man sie mit den Abgasen aus einer Kesselfeuerung, Verbrennungskraftmaschine
0. dgl. in direkte Berührung bringt. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit der Verwendung
von in Abgasen enthaltenen Abfallwärmen zum Eindampfen von technischen Flüssigkeiten,
ohne daß diese selbst in direkte Berührung mit den Abgasen kommen, was zu einer
Verschmutzung und gegebenenfalls auch zu einer chemischen Veränderung dieser Flüssigkeiten
führen würde.
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Eine beispielsweise Vorrichtung entsprechend diesem bekanntgewordenen
Verfahren ist in Abb. 1 dargestellt. Im VerdampferV mit dem HeizkörperH befindet
sich die leinzudampfende Flüssigkeit, deren Brüdendampf mit 100° C durch das Brüdenrohr
B entweicht und bei a in den Heizkörpermantelraum tritt, wo er mit der die Heizrohre
von außen umspülenden Ca Cl2-Lösung in Berührung kommt und sich mit 1 150 C niederschlägt.
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Die konzentrierte CaCl2-Lösung betritt bei b den Heizkörpermantelraum
und verläßt ihn in verdünntem Zustand bei c, wo sie in das Vorratsgefäß A zurückfließt.
Ein Teil der Ca C12-Lauge wird durch die Pumpe P gehoben und betritt bei / die Kolonne
K, wo sie in direkte Berührung mit den Rauchgasen aus einer Kesselfeuerung gebracht
und hierdurch
konzentriert wird. Die Rauchgase betreten die Kolönne
K in heißem Zustand bei d und verlassen sie abgekühlt bei e.
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Es hat sich nun gezeigt, daß dieses Verfahren einen großen Nachteil
hat.
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Wenn man wirklich ganz ohne Zusatzdampf auskommen will, ist es notwendig,
daß die bei b in den Heikörpermantel tretende Ca C12-Lauge eine Temperatur von mindestens
110° C hat. Das bedeutet, daß sie beim Austritt aus der Kolonne K bei g sowie im
gesamten Umlauf zwischen A, P und K eine Temperatur von mehr als 110° C, also beispielsweise
115° C haben muß. Hierdurch ergibt sich die Notwendigkeit, derartige Betriebsverhältnisse
zu wählen, daß die Rauchgase bei e mit einer Temperatur von 120 C oder- mehr aus
der Kolonne austreten.
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Nun haben moderne Kesselanlagen Rauchgastemperaturen, die meist nicht
über 180° C liegen. Falls man deren Temperatur nur bis 120° C herunter ausnutzen
kann, bedeutet dies, daß sehr große Rauchgasmengen zum Erzielen eines verhältnismäßig
kleinen Effekts notwendig sind. Es werden also große Gebläseleistungen erforderlich,
und die durch eine bestimmte gegebene, stündliche Rauchgasmenge erzielbaren Verdampfungsleistungen
bleiben gering.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erwindung hilft diesen Übelständen
ab und stützt sich dabei zunächst auf folgende Erkenntnis: Je nach der Größe der
Oberfläche der CaCl2-Lauge, die man den Rauchgasmengen darbietet, und je nach der
Dauer dieser Einwirkung ist man imstande. jede gewünschte Temperatur der durch die
Kolonne umlaufenden CaCl2-Menge bis zu 50° C herunter einzustellen, und zwar wegen
der sich erheblich bemerkbar machenden Verdunstungsliühlung. Man kann damit auch
die Endtemperatur der Rauchgase auf etwa 50 C einstellen und ihre Abwärme bis zu
dieser Temperatur herunter zum Wiederkonzentrieren der Ca Cl-Lauge ausnutzen.
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Weiterhin stützt sich das erfindungsgemäße Verfahren auf die Erkenntnis,
daß es möglich ist, die umlaufende CaCl2-Lauge in einem Wärmeaustauscher, beispielsweise
einer Heizschlange, die in den Weg der Rauchgase eingebaut ist, um einige Grad Celsius
aufzuwärmen, ohne daß die hierdurch bewirkte Temperaturerniedrigung der Rauchgase
wesentlich ins Gewicht fällt.
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Die dritte erfindungsgemäße Erkenntnis ist die, daß es möglich ist.
den Umlauf der CaCl2-Lauge vollständig in zwei getrennte Kreisläufe zu zerlegen,
wobei der eine Teil durch Verdampfer und Heizschlange fließt, ständig auf hoher
Temperatur gehalten werden kann und in der Heizschlange nur geringfügig zwecks Deckung
der Verluste aufgeheizt werden muß. Der andere Teil der CaCl2-Lauge, der in der
Kolonne mit den Rauchgasen in direkte Berührung kommt, wird dabei durch entsprechende
Einrichtung der Kolonne und Regulierung der Umlaufmenge auf sehr niedriger Temperatur
gehalten, so daß die Wärme der Rauchgase bis zu dieser niedrigen Temperatur herunter
ausgenutzt werden kann. Ein Austausch zwischen den beiden Kreisläufen ist dabei
nur in geringem Maße und nur so weit erforderlich, daß die Konzentration der Lauge
in beiden Kreisläufen annähernd auf gleicher Höhe bleibt.
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Der besondere Vorteil dieses -erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
also darin, daß einerseits die Rauchgase mit einer CaCl2-Lauge (selbstverständlich
kann an Stelle von Ca Cl auch eine andere geeignete dampfaufnehmende Lösung verwendet
werden) von sehr niedriger Temperatur in Berührung kommen, daher auf eine niedrige
Temperatur herunter abgekühlt werden und dementsprechend einen hohen Prozentsatz
ihrer Abfallwände nutzbringend, d. h. zur Konzentrierung der CaCl2-Lauge abgeben.
Andererseits ist die Temperatur derjenigen CaCl2-Menge, die den Mantelraum des Verdampfers
betritt, sehr hoch, so daß hierdurch ein Arbeiten gänzlich ohne Zusatzdampf ermöglicht
wird.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist in Fig. 2 dargestellt.
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Im Verdampfer V befindet sich wieder die einzudampfende Flüssigkeit.
Der Brüdendampf betritt bei a den Heizkörpermantelraum und schlägt sich hier in
der CaC]2-Lauge nieder. Der CaCl2-Umlauf ist geteilt, und zwar führt der Umlauf
1 (ka]te Lauge; 45@ Bé, 50@C) von Pumpe P1 über f in Kolonne K und fließt durch
diese, entgegen dem Rauchgasstrom, in den Sammelbehälter A, von wo die Pumpe P1
wieder ansaugt.
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Der Umlauf II (heiße Lauge; 40@ B6, 110° C) führt von Pumpe P2 in
den Hochbehälter R. Von dort fließt die CaCl2-Lauge durch die von Rauchgasen umspülte
Heizschlange S in den Heizkörpermantel H und von dort zurück zur Pumpe P2. Der Austausch
zwischen den beiden Umläufen, durch den erreicht wird, daß die Konzentration des
Umlaufes I nicht zu hoch und die des Umlaufes 11 nicht zu niedrig wird. erfolgt
durch gelegentliches 0ílnell der Ventile 1 und 2.