DE932490C - Force generation methods associated with the abortion of volatile substances - Google Patents

Description

Verfahren zur Krafterzeugung in Verbindung mit der Abtreibung flüchtiger Stoffe Bei der Krafterzeugung durch Entspannung von Wasserdampf unter den äußeren Luftdruck wird der Abdampf unmittelbar nach seinem Austritt aus der Kraftmaschine niedergeschlagen und damit als Dampf vernichtet. In neuerer Zeit ist vorgeschlagen worden, den unter den äußeren Luftdruck entspannten Abdampf von Kraftmaschinen zur Abtreibung flüchtiger Stoffe aus diese enthaltenden Flüssigkeiten zu benutzen. Hierbei nimmt der Dampf in unmittelbarem Gegenstrom mit der Flüssigkeit die flüchtigen Stoffe aus dieser auf und wird dann niedergeschlagen, wobei die flüchtigen Stoffe durch fraktionierte Kondensation im Kondensat angereichert werden können. Durch diese Verfahren können sehr große, bisher ungenutzt der Vernichtung zugeführte Abdampfmengen von Kondensationskraftanlagen für Destillationszwecke nutzbar gemacht werden und mit ihnen flüchtige Stoffe aus z. B. stark verdünnten Lösungen abgetrieben werden, deren wirtschaftliche Gewinnung bisher als unmöglich angesehen wurde.Force-generating method associated with volatile abortion Substances When generating force through relaxation of water vapor under the outer The exhaust steam becomes air pressure immediately after it leaves the engine knocked down and thus destroyed as steam. More recently it is suggested been used to decompress the exhaust steam from engines under the external air pressure To use the abortion of volatile substances from fluids containing them. Here the vapor takes the volatile substances in direct countercurrent with the liquid from this up and is then knocked down, the volatiles through fractional condensation can be enriched in the condensate. Through this Processes can produce very large amounts of evaporation that were previously unused for destruction can be made usable by condensing power plants for distillation purposes and with them volatile substances from z. B. strongly diluted solutions are driven off, whose economic extraction was previously considered impossible.

Durch Kondensation des abgetriebenen Dämpfegemisches wird ein Kondensat von relativ geringem Gehalt an flüchtigen Stoffen gebildet. Die zur Erzeugung höherer Konzentrationen notwendige Steigerung des Gehaltes an flüchtigen Stoffen erfolgt in einer nachgeschalteten Konzentriersäule, in welcher die flüchtigen Stoffe erneut abgetrieben werden.Condensation of the vapor mixture that is driven off becomes a condensate formed from a relatively low content of volatile substances. The one to generate higher Concentrations necessary increase in the content of volatile substances takes place in a downstream concentrating column, in which the volatile substances are again be aborted.

Der Dampfverbrauch der Konzentriersäule hängt in starkem Maße von der Flüssigkeitsmenge ab, in welcher die flüchtigen Stoffe gelöst sind. Bei Verminde -rung der Menge dieses Lösungswassers ist es möglich, den Dampfverbrauch der Konzentrier= kolonne wesentlich herabzusetzen.The steam consumption of the concentrating column depends to a large extent on the amount of liquid in which the volatile substances are dissolved. At diminution -rung the amount of this water in solution it is possible to reduce the steam consumption of the concentrating = column to be reduced significantly.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraft-. erzeugung in Verbindung mit der Abtreibung flüchtiger Stoffe, wobei der unter den äußeren Luftdruck entspannte Abdampf von Kraftmaschinen zur Abtreibung flüchtiger Stoffe aus diese enthaltenden Flüssigkeiten benutzt wird.The invention relates to a method for power. generation in connection with the abortion of volatile substances, whereby the relaxed under the external air pressure Engine exhaust steam for the purpose of aborting volatile substances therefrom Liquids is used.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Verminderung des Lösungswassers in der Weise, daß ein Teil. des bei der Kondensation des abgetriebenen Dämpfegemisches gebildeten Kondensats im Austausch mit von der Kraftmaschine kommendem Dampf von den mitgeführten flüchtigen Stoffen befreit und als Speise-,vasser für die Dampferzeugung verwendet wird. Dies hat den Vorteil, daß die Enthärtungsanlage für das Dampfkesselspeisewasser kleiner bemessen werden kann. Bei reichlicher Kondensatmenge, wie sie bei zwei- oder mehrfacher Verwendung des Wärmeinhaltes des Kraftmaschinenabdampfes mittels eines Dampfumformers zur Verfügung steht, kann die Speisewasserenthärtung ganz in Wegfall kommen. Die beschriebene Entnahme eines Teiles der Kondensatmenge hat die gewünschte Verminderung der Flüssigkeitsmenge, in welcher die flüchtigen Stoffe bei ihrer Niederschlagung gelöst werden, zur Folge. Damit die flüchtigen -Stoffe von der verminderten Flüssigkeitsmenge absorbiert werden, ist es notwendig, für eine besonders wirksame Berührung zwischen der flüssigen und der Gasphase zu sorgen. Dies geschieht durch unmittelbare Gleichstromführung von Flüssigkeit und Gas längs gekühlter Rohrwände, vorzugsweise im Innern von lotrechten Rohren, deren Außenflächen im Gegenstrom oder im Kreuzgegenstrom durch Wasser gekühlt werden. Da das Absorptionsvermögen der Flüssigkeit durch die Zulauftemperatur des Kühlwassers begrenzt wird, ist es zur Erzielung höherer Konzentrationen notwendig, an die Frischwasserkühlung eine oder mehrere Kühlstufen mit verdampfendem Kältemittel oder 'mit Sole anzuschließen.According to the invention, the reduction of the water of solution takes place in such a way that a part. the condensate formed during the condensation of the steam mixture that is driven off is freed of the volatile substances carried along in exchange with steam coming from the engine and used as feed water for steam generation. This has the advantage that the softening system for the steam boiler feed water can be made smaller. In the case of a large amount of condensate, as is available when the heat content of the engine exhaust steam is used twice or more by means of a steam converter, the softening of the feed water can be dispensed with entirely. The described removal of part of the amount of condensate results in the desired reduction in the amount of liquid in which the volatile substances are dissolved when they are precipitated. Thus the volatile - substances are absorbed by the reduced amount of liquid, it is necessary to provide for a particularly effective contact between the liquid and the gas phase. This is done by direct cocurrent flow of liquid and gas along cooled pipe walls, preferably inside vertical pipes, the outer surfaces of which are cooled in countercurrent or in cross-countercurrent by water. Since the absorption capacity of the liquid is limited by the inlet temperature of the cooling water, to achieve higher concentrations it is necessary to connect one or more cooling stages with evaporating refrigerant or brine to the fresh water cooling.

Sollen darüber hinausgehende Konzentrationen erzeugt oder die flüchtigen Stoffe verflüssigt werden, so muß die unter Vakuum angereicherte Flüssigkeit auf einen höheren Druck gebracht und erneut einer Destillation unterzogen werden. Der Dampfverbrauch der dazu erforderlichen Konzentrierkolonne ist um so kleiner, je- geringer die Flüssigkeitsmenge ist, in welcher die abzutreibenden flüchtigen Stoffe gelöst sind. Hierin äußert sich der wirtschaftliche Erfolg einer möglichst hohen Anreicherung in der vorgeschalteten Vakuumdestillation. Dies gilt auch noch, wenn der Gehalt des in der Konzentrierkolonne durch Abtreibung erzeugten Dämpfegemisches bereits höher ist als die gewünschte Konzentration der Endlösung, sofern nur aus einem Teil der unter Vakuum angereicherten Lösung die flüchtigen Stoffe unter höherem Druck, z. B. Atmbsphärendruck, abgetrieben und anschließend in unmittelbarem Gleichstrom mit dem anderen- Teil der unter - Vakuum angereicherten Lösung an gekühlten Rohrflächen, vorzugsweise im Innern lotrechter Rohre, welche außen durch Kühlwasser im Gegenstrom oder im Kreuzgegenstrom gekühlt werden, niedergeschlagen werden. Hierbei wird der zur Absorption des Dämpfegemisches dienende Teil der Flüssigkeit zweckmäßig in Abhängigkeit von dem Steigen und Fallen des in der Dampfphase herrschenden Druckes selbsttätig geregelt.Should concentrations exceeding this be generated or the volatile Substances are liquefied, so the liquid enriched under vacuum must brought to a higher pressure and subjected again to a distillation. Of the The steam consumption of the concentrating column required for this is the smaller the less is the amount of liquid in which the volatile substances to be expelled are contained are resolved. This expresses the economic success of the highest possible Enrichment in the upstream vacuum distillation. This still applies even if the content of the vapor mixture produced by abortion in the concentrating column is already higher than the desired concentration of the final solution, if only off a part of the solution enriched under vacuum the volatile substances under higher Pressure, e.g. B. Atmospheric pressure, driven off and then in direct direct current with the other part of the vacuum enriched solution on cooled pipe surfaces, preferably inside vertical pipes, which outside by cooling water in countercurrent or cooled in cross-countercurrent flow, precipitated. Here the for the absorption of the vapor mixture serving part of the liquid expediently depending of the rise and fall of the pressure prevailing in the vapor phase regulated.

.In der Zeichnung ist eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Apparatur beispielsweise in schematischer Form dargestellt.The drawing shows a suitable one for carrying out the procedure Apparatus shown for example in schematic form.

Der im Dampfkessel i unter hohem Druck erzeugte Dampf wird in der Dampfkraftmaschine 2 -unter Gewinnung nutzbarer Arbeit entspannt. Der entspannte Dampf gelangt durch Leitung 3 in die Abtriebsäule q., in welcher er aufwärts strömt und dabei flüchtige Stoffe aus der Flüssigkeit aufnimmt. Die abzutreibende Flüssigkeit tritt durch Leitung 5 in die Abtriebssäule q. ein und wird durch die Verteilvorrichtung 6 über deren Querschnitt verteilt. Entgegen dem aufwärts strömenden Dampf rieselt das zu entgasende Fällwasser über Füllkörperschichten oder sonstige Einbauten in der Abtriebssäule q. herab, wobei der größte Teil der flüchtigen Stoffe an den Dampf übertragen wird. Das auf dem Boden 7 sich sammelnde entgaste Wasser wird durch die Pumpe 8 abgefordert. Das in der Abtriebssäule entstandene Dämpfegemisch gelangt in den z. B. oben auf die Abtriebssäule aufgesetzten Kondensator 9, in welchem ein Teil der Dämpfe an der Außenfläche kühlwasserdurchflossener Rohre io niedergeschlagen wird. Das flüchtige Stoffe enthaltende Kondensat sammelt sich auf dem Zwischenboden i i. Durch Leitung 12 wird dieses Kondensat der im unteren Teil der Abtriebssäule q. angeordneten Verteilvorrichtung 13 zugeführt, die es über die Füllung 1q. verteilt. Im Austausch mit dem durch dieFüllungr4 aufwärts strömenden, von der Kraftmaschine 2 kommenden Dampf wird das Kondensat praktisch vollständig von den flüchtigen Stoffen befreit, so daß es durch die Pumpe 15 über die Leitung 16 dem Dampfkessel i als Speisewasser zur Dampferzeugung zugeführt werden kann. Der in dem Kondensator 9 nicht kondensierte Teil des Dämpfegemisches gelangt durch Leitung 17 zu dem Nachkondensator 18, in welchem ein weiterer Teil an der inneren Oberfläche kühlwasserumflossener Rohrei i9 niedergeschlagen wird. Die übrigbleibenden Dämpfe werden durch Leitung 2o in den wassergekühlten Absorber 21 geführt. In den gleichen Absorber wird das in dem Nachkondensator 18 gebildete Kondensat von der Pumpe 22 durch Leitung 23 gefördert und dort durch die Verteilvorrichtung 24 über den oberen Rohrboden, in welchen die Rohre 25 eingewalzt sind, verteilt. Die vorstehenden Enden der Rohre 25 sind mit tangential gelochten Hohlzylindern versehen, durch deren Löcher das Kondensat auf die inneren Oberflächen der Rohre 25 verteilt wird. Im Innern der von Kühlwasser umflossenen Rohre 25 findet eine weitere Kondensation von Dämpfen statt unter gleichzeitiger Absorption der flüchtigen Stoffe in -dem an der inneren Rohroberfläche herabrieselnden Kondensatfilm. Der anschließende Absorber 26 wird durch verdampfendes Kältemittel gekühlt, z. B. in der Weise, daß die durch die Pumpe 27 hochgeförderte Kühlflüssigkeit außen an den Rohren 28 herabrieselt. Der dabei entstehende Dampf des Kältemittels wird durch den Kompressor 29 verdichtet und in den Verflüssigungselementen 30, welche durch einen Teilstrom des Kühlwassers gekühlt werden, verflüssigt. Das flüssige Kältemittel wird von der Pumpe 27'in den Absorber 26 zurückgefördert.The steam generated in the steam boiler i under high pressure is in the Steam engine 2 relaxed while gaining useful work. The relaxed one Steam passes through line 3 into the stripping column q., In which it flows upwards and absorbs volatile substances from the liquid. The fluid to be aborted enters the stripping column q through line 5. a and is through the distribution device 6 distributed over their cross-section. Against the steam flowing upwards trickles the precipitation water to be degassed via packing layers or other internals in the output column q. coming down, taking most of the volatiles into the steam is transmitted. The degassed water collecting on the floor 7 is through the Pump 8 requested. The vapor mixture created in the output column arrives in the z. B. on top of the stripping column condenser 9, in which a Part of the vapors are deposited on the outer surface of pipes through which cooling water flows will. The condensate containing volatile substances collects on the false floor i i. This condensate becomes the lower part of the stripping column through line 12 q. arranged distribution device 13 supplied, which it over the filling 1q. distributed. In exchange for that flowing up through the filling r4, from the prime mover 2 coming steam, the condensate is practically completely of the volatile substances freed so that it is by the pump 15 via the line 16 to the steam boiler i as Feed water can be supplied for steam generation. The one in the capacitor 9 The uncondensed part of the vapor mixture passes through line 17 to the post-condenser 18, in which a further part is surrounded by cooling water on the inner surface Rohri i9 is knocked down. The remaining vapors are conducted through 2o led into the water-cooled absorber 21. This is in the same absorber Condensate formed in the post-condenser 18 from the pump 22 through line 23 promoted and there by the distribution device 24 over the upper tube sheet, in which the tubes 25 are rolled, distributed. The protruding ends of the tubes 25 are provided with tangentially perforated hollow cylinders, through whose holes the Condensate is distributed on the inner surfaces of the tubes 25. Inside the Pipes 25 around which cooling water flows, there is further condensation of vapors instead of taking on the volatile substances at the same time the condensate film trickling down the inner pipe surface. The subsequent absorber 26 is cooled by evaporating refrigerant, e.g. B. in such a way that the through the pump 27 trickles up cooling liquid from the outside of the tubes 28. The resulting vapor of the refrigerant is compressed by the compressor 29 and in the liquefaction elements 30, which by a partial flow of the cooling water be cooled, liquefied. The liquid refrigerant is fed into the by the pump 27 ′ Absorber 26 conveyed back.

Das aus dem wassergekühlten Absorber 21 ablaufende Kondensat wird von der Pumpe 3 r hochgepumpt und durch die Verteilvorrichtung 32 über den oberen Rohrboden des mit Kältemittel gekühlten Absorbers 26, in welchem die Rohre 28 eingewalzt sind, verteilt. Auf den vorstehenden Enden der Rohre 28 sind in gleicher Weise, wie bereits bei dem Absorber 2i beschrieben, tangential gelochte Hohlzylinder angebracht, durch deren Löcher das Kondensat auf die inneren Oberflächen der Rohre 28 verteilt wird.The condensate draining from the water-cooled absorber 21 becomes pumped up by the pump 3 r and through the distributor 32 via the upper Tube sheet of the absorber 26 which is cooled with refrigerant and into which the tubes 28 are rolled are distributed. On the protruding ends of the tubes 28 are in the same way, as already described for the absorber 2i, tangentially perforated hollow cylinders attached, through the holes of which the condensate is distributed onto the inner surfaces of the tubes 28 will.

Zur Aufrechterhaltung des Vakuums in der Apparatur dient die Vakuumpumpe 33, welche die durch Undichtheiten bzw. mit der Flüssigkeit und dem Dampf in die Apparatur gelangte Luft oder inerte Gase absaugt. Um zu verhindern, daß diese Vakuumpumpe auch die zu gewinnenden flüchtigen Stoffe absaugt, ist ihr die Falle 34 vorgeschaltet. In derselben werden die aufwärts strömendenGase im Gegenstrom mit Wasser berieselt, welches die flüchtigen Stoffe aufnimmt. Die Falle 34 ist mit einemKühlmante135 versehen, der mit verdampfendem Kältemittel oder in anderer Weise gekühlt wird. Die in der Falle 34 entstehende Lösung wird einer der Pumpen 22 oder 31 auf der Saugseite zugeführt oder zusammen mit dem angereicherten Kondensat durch die Pumpe 36 einer hier nicht mehr dargestellten Konzentrierkolonne zugeführt.The vacuum pump is used to maintain the vacuum in the apparatus 33, which are caused by leaks or with the liquid and the steam in the Apparatus has air or inert gases sucked off. To prevent this vacuum pump also sucks off the volatile substances to be recovered, the trap 34 is connected upstream of it. In the same, the upward-flowing gases are sprinkled with water in countercurrent, which absorbs the volatile substances. The trap 34 is provided with a cooling jacket 135, which is cooled with evaporating refrigerant or in some other way. The one in the Trap 34 resulting solution is fed to one of the pumps 22 or 31 on the suction side or together with the enriched condensate by the pump 36 one not here more shown concentrating column fed.

Schließlich ist noch der Weg des Kühlwassers zu erläutern. Dieses tritt bei 37 in die Apparatur ein, durchströmt zuerst den Absorber 21, anschließend den Nachkondensator 18 und wird dann in dem Kondensator 9 auf eine nur um das Heizflächengefälle dieses Kondensators unter der Dampftemperatur liegende Temperatur erwärmt.Finally, the path of the cooling water has to be explained. This enters the apparatus at 37, flows first through absorber 21, then the post-condenser 18 and is then in the condenser 9 on one only by the heating surface gradient this condenser is heated to a temperature below the steam temperature.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Krafterzeugung in Verbindung mit der Abtreibung flüchtiger Stoffe, wobei der unter den äußeren Luftdruck entspannte Abdampf von Kraftmaschinen zur Abtreibung flüchtiger Stoffe aus diese enthaltenden Flüssigkeiten benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des bei der Kondensation des abgetriebenen Dämpfegemisches gebildeten Kondensats im Austausch mit von der Kraftmaschine kommendem Dampf von den flüchtigen Stoffen befreit und als Speisewasser für die Dampferzeugung verwendet wird.PATENT CLAIM: Process for generating force in connection with the Abortion of volatile substances, with the exhaust steam relaxed under the external air pressure of prime movers for the abortion of volatiles from fluids containing them is used, characterized in that part of the in the condensation of the driven off vapor mixture formed condensate in exchange with from the engine coming steam freed from the volatile substances and used as feed water for the Steam generation is used.