DD161075A3 - METHOD FOR ABBEER USE FOR GENERATING MECHANICAL ENERGY WITH OPTIONAL CELL GENERATION - Google Patents

METHOD FOR ABBEER USE FOR GENERATING MECHANICAL ENERGY WITH OPTIONAL CELL GENERATION Download PDF

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DD161075A3
DD161075A3 DD80220267A DD22026780A DD161075A3 DD 161075 A3 DD161075 A3 DD 161075A3 DD 80220267 A DD80220267 A DD 80220267A DD 22026780 A DD22026780 A DD 22026780A DD 161075 A3 DD161075 A3 DD 161075A3
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Schwermasch Liebknecht Veb K
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung mechanischer Energie aus Abwaerme als Nachschaltprozess Abwaerme produzierender thermodynamischer Verfahren und Kreisprozesse, wobei der dabei nutzbare Waermeumsatz im Bereich geringem Temperaturniveaus liegt (<gleich 250 grad) Ziel der Erfindung ist es, einen thermodynamischen Kreisprozess so zu gestalten, dass Abwaerme geringen Niveaus durch Abkuehlung betraechtlich durch 100 grad C zur Energieerzeugung einsetzbar ist. Das Wesen der Erfindung ist darin zu sehen, dass in einem Kreisprozess ein Hochdruck-Arbeitsmittel durch Desorption bei hohem Druck freigesetzt,ueberhitzt,in einer mehrstufigen Entnahmeturbine arbeitsleistend entspannt und durch stufenweise Absorption wieder in d.fluessigen Loesung, d.h.im Absorptionsmittel geloest wird.The invention relates to a method for generating mechanical energy from Abwaerme as Nachschaltprozess Abwaerme producing thermodynamic processes and cycles, wherein the case usable heat transfer in the range of low temperature levels (<equal to 250 degrees) The aim of the invention is to make a thermodynamic cycle such that Abwaerme low levels can be used by cooling verwrachtlich by 100 degrees C for energy production. The essence of the invention is the fact that in a cyclic process a high-pressure working fluid is released by desorption at high pressure, superheated, expanded in a multi-stage extraction turbine work and dissolved by gradual absorption back into the solution, i.e., in the absorbent.

Description

-Jt-jt

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Abwärmenutzung für die Erzeugung mechanischer Energie mit v/ahlweise gleichseitiger EälteerzeugungProcess for the utilization of waste heat for the production of mechanical energy with partly equal production of cold gases

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung mechanischer Energie und daraus folgend von Elektroenergie aus Abwärme mit wahlweise gleichzeitiger Eälteerzeugung, wobei die Anteile der Erzeugung von mechanischer Energie und Kälte stark schwankendem Bedarf folgen können·The invention relates to a method for generating mechanical energy and consequent electrical energy from waste heat with optionally simultaneous Etegen production, wherein the proportions of the generation of mechanical energy and refrigeration can follow strongly fluctuating demand ·

Das Verfahren ist als Nachschaltprozeß (Koppelprozeß) Abwärme produzierender thermodynamischer Verfahren und Kreisprozesse (ζ·Β·. chemische Verfahren, Verbrennungsprozesse oder andere Wärmekraftprozesse) anwendbar, wobei die Erzeugung mechanischer Energie vorrangig ist und die Kälteerzeugung mit variablem Leistungsanteil zugeordnet werden kann». Unter Abwärme ist dabei der primär nicht nutzbare Anteil des WärmeUmsatzes thermodynamischer Prozesse anzusehen, der im Bereich geringen Temperaturniveaus von Wärmeträgern anfällt ( £z 250*1 G) und der nicht oder nur zeitweise bzw» nur in geringem Maße für andere prozess*- fremde Wärmeverbraucher nutzbar gemacht werden kann»The process can be used as a downstream process (coupling process) of waste heat producing thermodynamic processes and cycle processes (chemical processes, combustion processes or other thermal energy processes), whereby the generation of mechanical energy is paramount and refrigeration can be assigned with a variable power component ». Waste heat is the primarily unusable portion of the heat conversion rate of thermodynamic processes that occurs in the range of low temperature levels of heat transfer media ( £ z 250 * 1 G) and which is not or only occasionally or only to a minor extent for other process * external heat consumers can be used »

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß durch Verdampfen und Überhitzen eines reinen Stoffes bei hohen Drücken und Temperaturen und anschließendem Kondensieren der Dämpfe in der Nähe der Umgebungstemperatur ein Wärmegefälle zur Erzeugung von mechanischer Energie gewonnen werden kann ( ζ«3» Olausius-It is known that by evaporating and superheating a pure substance at high pressures and temperatures and then condensing the vapors in the vicinity of the ambient temperature, a thermal gradient for generating mechanical energy can be obtained (ζ «3» Olausius).

Rankine-Prozeß). Weiterhin ist die Verwendung von Arbeitsstoffpaaren bekannt, bei denen durch Wärmezufuhr aus einer Lösung ein Arbeitsmittel bei hohem Druck freigesetzt wird (Desorption) und bei niedrigem Druck, niedriger Temperatur und ständiger Wärmeabführung bei gleichzeitig geringer Konzentration der lösung wieder von der Lösung aufgenommen wird (Absorption) «"Das so-;,,gewonnene Wärmegefälle des Arbeitsmittels kann zur Gewinnung mechanischer Energie eingesetzt werden. Dieses Wärmegefälle läßt sich noch dadurch vergrößern, daß das .Arbeitsmittel nach der Desorption überhitzt wird« Die bekannten Ausführungen dieses Prozesses haben aber Nachteile, die in dem Widerspruch begründet sind, daß hohe Wärmegefälle einen niedrigen Absorptionsdruck erfordern, daß aber andererseits zur Bealisierung niedriger Absorptionsdrücke eine hohe Entgasung der Lösung erforderlich ist. - Das ergibt sich aus den Gleichgewichtsbedingungen der bekannten Arbeitsstoffpaare - Da eine weitgehende Entgasung der Lösung bei den anzustrebenden Desorptionsdrücken nur mittels hoher Desorptionstemperatüren realisierbar ist, ergibt sich hier-aus zwangsläufig eine Einschränkung der verwendbaren Wärmegefälle und damit Abwärmequalität, d.h* die eingesetzten Wärmeträger können nicht in dem gewünschten I&aße abgekühlt werden«Rankine cycle). Furthermore, the use of pairs of working substances is known in which by heat from a solution a working fluid is released at high pressure (desorption) and at low pressure, low temperature and constant heat dissipation with low concentration of the solution is taken back from the solution (absorption) The heat gradient of the working fluid obtained in this way can be used to obtain mechanical energy, and this heat gradient can be increased by overheating the working fluid after desorption Contradictory reasons are that high heat gradients require a low absorption pressure, but on the other hand high deaeration of the solution is required to implement low absorption pressures. This results from the equilibrium conditions of the known working substance pairs solution of the desired desorption pressures can only be achieved by means of high desorption temperatures, this inevitably results in a limitation of the usable heat gradient and thus in waste heat quality, ie the heat transfer mediums used can not be cooled to the desired degree.

Ss sind auch Absorptionskälteanlagen bekannt, die. ausschließlich zur Erzeugung von Kälte aus vorhandener Abwärme eingesetzt werden. Die Anforderung an die Yerdampfungstemperatur des eingesetzten Kältemittels setzt jedoch Grenzen für die Höhe der Konzentration der reichen Lösung und damit für die erreichbare Abkühlung des Abwärmeträgers, also für die Hutzung von Abwärme mit geringem lemperaturniveau. Die Gleichgewichtskonzentration des Arbeitsmitteldampfes bei Arbeitsstoffpaaren mit Absorptionsflüssigkeiten, deren Dampfdruck im Bereich der Arbeitstemperatür nicht vernachlässigt werden kann, erfordert bei geringer Konzentration der reichen Lösung neben der Austreibersäule des Desorbers eine zusätzliche Verstärkersäule mit Rücklauferzeuger (Dephlegmator)» Jahreszeitlich oder kurzfristigSs are also known absorption refrigeration systems, the. are used exclusively for the production of cold from existing waste heat. The requirement for the Yerdampfungstemperatur of the refrigerant used, however, limits the amount of concentration of the rich solution and thus for the achievable cooling of the waste heat carrier, ie for the utilization of waste heat with low temperature level. The equilibrium concentration of the working medium vapor in working substance pairs with absorption liquids whose vapor pressure can not be neglected in the range of working temperature requires at low concentration of the rich solution next to the expeller column of the desorber an additional column with reflux generator (Dephlegmator) »Seasonal or short term

schwankender Kältebedarf schränkt aber die gleichmäßige Abnahme eines bestehenden Abwärmeangebetes ein·However, fluctuating demand for refrigeration restricts the uniform decrease of an existing waste heat demand.

Nach den DE-FS 940 466 und 942 515 sind Mehrstoffverfahren zur Umwandlung von Wärme in mechanische Energie bekannt, die mit einer !Turbine arbeiten, bei denen die Entspannung des Arbeitsmittels und seine Eückverdichtung durch Absorption in einer Lösung in mehreren Sintereinandergeschaiteten Stufen erfolgt« Dabei wird der !Turbine das Arbeitsmittel be« reits zu einem feil vor der vollständigen Entspannung aus Zwischenstufen entnommen und in Absorber mit gestaffeltem Druckniveau eingeleitet« Unter Verletzung des Gegenstromprinzips wird dabei aber die arme Lösung (das Absorptionsmittel) vollständig in den Absorber mit der höchsten Druckstufe entspannt, die so erzeugte reiche Lösung von Absorberstufe zu Absorberstufe im Druck weiter erniedrigt, das Arbeitsmittel dabei zum großen Teil wieder freigesetzt und eine vorteilhaft größere Beladungsbreite (Bntgasungsbreite) damit verhindert« Es treten bei diesem mehrstufigen Yerfahren gegenüber einem Prozeß mit nur einer Entspannungsund Absorptionsstufe Verluste und Nachteile auf« Die Entspannung des Arbeitsmittels erfolgt dabei nur bis zur Ent— nahmesteile der höchsten Druckstufe« Der Aufwand weiterer Entnahmen ist somit nachteilig und nicht zu rechtfertigen« In einem anderen Verfahren wird der Desorber durch einen Wärmeübertrager mit anschließendem Behälter zur Abtrennung des Gases von der Flüssigkeit ersetzt« Durch den Kontakt zwischen Lösung mittlerer Konzentration und Arbeitsmittel muß die Heinheit des Arbeitsmitteldampfes zwangsläufig gering sein, wenn der Dampfdruck der Absorptionsflüssigkeit nicht vernachläßigbar ist« Das führt zu Einbußen im Wärmegefälle der Turbine und verhindert die angestrebte starke Abkühlung des Wärmeträgers« Außerdem kann der Arbeitsmitteldampf ohne zusätzliche Rektifikation nicht zur Kälteerzeugung herangezogen werden«According to DE-OS 940 466 and 942 515, multivolume processes for the conversion of heat into mechanical energy are known, which operate with a turbine in which the expansion of the working medium and its recompression takes place by absorption in a solution in a plurality of sintered stages the turbine is already removed from intermediate stages and introduced into the absorber with staggered pressure level. "In violation of the countercurrent principle, however, the poor solution (the absorbent) is completely released into the absorber with the highest pressure level, the rich solution thus produced from absorber stage to absorber stage further reduced in pressure, the working fluid thereby released to a large extent again and advantageously a larger loading width (Bntgasungsbreite) prevents it «occur in this multi-stage Yerfahren compared to a process with only one relaxation Gsund Absorptionsstufe Losses and Disadvantages to "The relaxation of the working fluid is only up to the removal parts of the highest pressure stage. The cost of further withdrawals is therefore disadvantageous and unjustifiable." In another method, the desorber by a heat exchanger with subsequent container for separation The contact between solution of medium concentration and working fluid, the Hess of the working medium vapor must be necessarily low, if the vapor pressure of the absorption liquid is not negligible "This leads to losses in the thermal gradient of the turbine and prevents the desired strong cooling of the heat carrier "In addition, the working fluid vapor can not be used for cooling without additional rectification."

Nachteilig an diesem Verfahren ist auch der Verzicht auf regenerativen Wärmetausch zwischen.armer und reicher Lösung. Die reiche Lösung wird durch heiße Hauchgase vorgewärmteA disadvantage of this method is also the renunciation of regenerative heat exchange zwischen.armer and rich solution. The rich solution is preheated by hot breath gases

Der Kreisprozeß erhält dadurch zuviel Wärme, die dann aus der armen Lösung wieder an die Umgebung abgeführt v/erden muß und anstelle des Wärmetausches zwischen den reinen Produkten, also der reichen und der armen Lösung, treten zwei Wärmeübertragungsvorgänge mit--jeweils einem verschmutzenden Medium auf .(Zeitschrift Energie 26 (1974), 3» s. 83 «· 87) bzw* ähnlich: (DE-OS 2$T42 263) . - ' 'The cycle thus receives too much heat, which must then dissipated from the poor solution back to the environment v / ground and instead of the heat exchange between the pure products, ie the rich and the poor solution, two heat transfer processes occur - each with a polluting medium (Zeitschrift Energie 26 (1974), 3 » p . 83« · 87) or * similar to: (DE-OS 2 $ T 42 263). - ''

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen thermodynamischen Kreisprozeß zu entwickeln, bei dem gleichzeitig mechanische'bzw* elektrische Hutzenergie und gegebenenfalls Kälte, mit flexiblen Anteilen der Energieformen, aas Abwärme geringen Temperaturniveaus erzeugt werden, wobei die Wärmeträger in einem breiten Temp€ abgekühlt werden«The aim of the invention is to develop a thermodynamic cycle in which at the same time mechanical energy and optionally cold, with flexible portions of the energy forms, are generated as waste heat of low temperature levels, whereby the heat carriers are cooled in a wide temperature.

nem breiten temperaturbereich bis beträchtlich unter 100° GWide temperature range to considerably below 100 ° G

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Hutzung von Abwärme niedrigen Temperaturniveaus als Hachschalt-Sorptionsprozeß thermischer Verfahren unter Verwendung eines Arbeitsstoffpaares mit gut absorbierbarem, bei Umgebungsdruck niedrig siedendem Hochdruckarbeitsmittel und einem geeigneten Absorptionsmittel zur Erzeugung mechanischer bzw« elektrischer Energie mit wahlv/eise gleichzeitiger Kälteerzeugung zu schaffen· Dabei soll das Hochdruckarbeitsmittel durch Desorption bei hohem Brück thermisch aus der Lösung freigesetzt, überhitzt, in einer Entnahme turbine arbeitsleistend entspannt und durch stufenweise Absorption - entsprechend den Druckstufen der Entnahme der Turbine bei gleichzeitiger Wärmeabführung wieder in der flüssigen Lösung, d*h# im Absorptionsmittel gebunden werden, wobei durch hohe Aufsättigung der reichen Lösung und darausfolgend niedrige Desorptionsanfangstemperatur, eine Abkühlung der Wärmeträger im breiten Temperaturbereich und die Hutzung von Abwärme geringen Temperaturniveaus ermöglicht wird*The invention is based on the technical object of a method for the utilization of waste heat low temperature levels as Hachschalt sorption of thermal processes using a pair of working with well absorbable, low pressure at ambient pressure high pressure working fluid and a suitable absorbent for generating mechanical or electrical energy with wahlv / iron In this case, the high-pressure working fluid is released by desorption at high Brück thermally from the solution, superheated, in a removal turbine work performing relaxed and by stepwise absorption - according to the pressure levels of removal of the turbine with simultaneous heat dissipation again in the liquid solution, d * H # are bound in the absorbent, wherein high saturation of the rich solution and consequently low Desorptionsanfangstemperatur, a cooling of the heat transfer in the broad temperature range and the use of waste heat of low temperature levels is made possible *

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Brfindungsgeinäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die am unteren Ende des Desorbers anfallende arme Lösung ihre fühlbare Wärme zuerst überwiegend regenerativ in einem leilstromdesorber an einen Teil der zu entgasenden Lösung oder in einem Yorüberhitzer an die am oberen Ende des Desorbers. anfallenden und der Entnahmeturbine zuzuleitenden Arbeitsmitteldämpfe abgibt und anschließend eine weitere regenerative Wärmeabgabe in einem Wärmeübertrager an die dem Descrber zuzuführende reiche Lösung und gegebenenfalls noch weitere Wärmeabgabe in Sihleinrichtungen mit äußerer Wärmeabführung erfolgt und die arme Lösung vollständig in eine Niederdruck-Absorberstufe entspannt wird» Dabei wird das am oberen Ende des Desorbers anfallende dampfförmige Arbeitsmittel entweder vollständig über Überhitzer der mehrstufigen Entnahmeturbine oder zu einem Teil über die Überhitzer der mehrstufigen Entnahmeturbine und zum anderen Φeil kondensiert und über eine Absorptionskälteanlage direkt der Hiederdruck—Absorberstufe zugeleitet· Das Arbeitsmittel wird in der Entnahmeturbine mehrstufig arbeitsleistend entspannt und die arme Lösung in der Niederdruck-Absorb erstufe nimmt aus der ersten"(Niederdruck) Stufe der Entnahmeturbine ungeregelt und gegebenenfalls aus der Absorptionskälteanlage Arbeitsmitteldampf bis zur Gleichgewichtskonzentration auf« Danach wird die Lösung (Absorbens) durch eine Pumpe auf den Druck der nächsthöheren "Absorberstufe gebracht und nimmt dort erneut soviel Arbeitsmitteldampf aus der zweiten Stufe der Entnähmeturbine bis zur Gleichgewichtskonzentration auf, worauf eine weitere stufenweise AufSättigung der Lösung durch stufenweise Erhöhung des Lösungsdruckes bei entsprechender Arbeitsmitteldampfentnahme aus den jeweiligen Stufen der Entnahmeturbine erfolgt, so daß nach der letzten Absorberstufe (Hochdruck-Absorberstufe) eine stark mit Arbeitsmittel beladene reiche Lösung mit niedriger Desorptionsanfangstemperatür und - durch Begrenzung der Wärmeübertragung von der armen Lösung an die reiche Lösung im Wärmetauscher nahe dem Siede-" zustand, vorzugsweise mit definierter Unterkühlung - in den Desorber eintritt« Damit ist der im Gegenstrom zur entgasendenBrfindungsgeinäß this object is achieved in that the obtained at the lower end of the desorber poor solution their sensible heat first predominantly regenerative in a leilstromdesorber to a part of the solution to be degassed or in a Yorüberhitzer to those at the top of the desorber. then surrenders a further regenerative heat transfer in a heat exchanger to the Descrber zuzuführende rich solution and possibly further heat dissipation in Sihleinrichtungen with external heat dissipation and the poor solution is completely relaxed in a low-pressure absorber stage »This is the at the upper end of the desorber resulting vaporous working either completely overheater the multi-stage extraction turbine or to a part of the superheater multi-stage extraction turbine and the other Φeil condensed and fed via an absorption refrigeration directly the Hiederdruck absorber stage · The working fluid is expanded in the extraction turbine multi-stage work and the poor solution in the low-pressure Absorb erstufe takes from the first "(low pressure) stage of the extraction turbine unregulated and optionally from the Absorpt Thereafter, the solution (absorbent) is brought by a pump to the pressure of the next higher "absorber stage and takes there again as much working medium vapor from the second stage of the Entnähmeturbine up to the equilibrium concentration, whereupon a further stepwise saturation of the solution by gradually increasing the solution pressure with appropriate Arbeitsmitteldampfentnahme from the respective stages of the extraction turbine, so that after the last absorber stage (high-pressure absorber stage) a heavily loaded with working fluid rich solution with low Desorptionsanfangstemper and - by limiting the heat transfer from the poor solution to the rich solution in the heat exchanger close to the boiling "state, preferably with defined subcooling - enters the desorber" This is the counter-current to the degassing

Lösung im Desorber geführte Wärmeträger bis erheblich unter 100° G abkühlbar and gleichzeitig ist eine hohe Reinheit des Arbeitsmitteldampfes im Desorber erzielbar. In einer besonderen Ausführung der Erfindang ist vorgesehen, daß die Menge der aufgesättigten Lösung vor der letzten (Hochdruck) Absorberstufe aufgeteilt"wird, wovon der eine £eil der Hochdruck-Absorberstufe und der andere !Peil einem parallelgeschalteten, bei gleichem Druck arbeitenden Mitteldruckdesorber zugeführt wird, der mit Abwärme noch geringerem Temperaturniveaus beheizt wird» Der Arbeitsmitteldampf dieses Mitteldruckdesorbers wird in die Hochdruck-^bsorberstufe geleitet, wodurch die Arbeitsmitteldampfentnahme der Hochdruckstufe der Entnahmeturbine entsprechend verringert und damit die Menge des zu niedrigeren Druckstufen in der Entnahmeturbine entspannten Arbeitsmittels in gleichem Maß erhöht wird. Die dabei im Mitteldruckdesorber entgaste Lösung wird nach regenerativer Wärmeabgabe in einem Teilstromdesorber oder einem Lösungswärmetauscher mit der armen Lösung aus dem Desorber zusammengeführt.Solution in the desorber guided heat transfer medium to considerably below 100 ° G cooled and at the same time a high purity of the working medium vapor in the desorber can be achieved. In a particular embodiment of the invention, it is provided that the amount of saturated solution is divided before the last (high pressure) absorber stage, of which one part of the high-pressure absorber stage and the other is fed to a parallel-connected medium pressure desorber operating at the same pressure , which is heated with waste heat even lower temperature levels »The working medium vapor of this medium pressure desorber is passed into the high-pressure ^ bsorberstufe, whereby the Arbeitsmitteldampfantnahme the high-pressure stage of the extraction turbine correspondingly reduced and thus the amount of relaxed to lower pressure levels in the extraction turbine working fluid is increased to the same extent The solution thereby degassed in the medium-pressure desorber is combined with the poor solution from the desorber after regenerative heat release in a partial flow desorber or a solution heat exchanger.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist. vorgesehen, daß die Bückverdichtung des Arbeitsmittels in einem zweistu-. figen thermischen Verdichter erfolgt, wobei die aufgesättigte Lösung von der Hochdruck-Absorberstufe über den Wärmetauscher einem Mitteldruckdesorber zugeleitet wird, dessen desorbierfcer Arbeitsmitteldampf in einer Sesorptionsstufe durch die arme Lösung aus dem.Desorber resorbiert, das Hesorbat durch eine Pumpe auf höheren Druck gebracht, im Wärmetauscher vorgewärmt, das Arbeitsmittel im Desorber wieder freigesetzt, überhitzt und in der Entnahmeturbine entspannt wird* Währenddessen wird die im Mitteldruckdesorber anfallende arme Lösung nach regenerativer Wärmeabgabe im leilstromdesorber oder im Vorüberhitzer, weiter Wärmeabgabe im Wärmetauscher und gegebenenfalls in einer Kühleinrichtung der Niederdruck-Absorbers tufe zur Entspannung und Arbeitsmitteldampfauf nähme zugeleitet.In a further embodiment of the invention. provided that the Bückverdichtung the working fluid in a two-stage. The saturated solution is fed from the high-pressure absorber stage via the heat exchanger to a medium-pressure desorber whose desorbierfcer working agent vapor in a Sesorptionsstufe absorbed by the poor solution from deseserber, the Hesorbat brought by a pump to higher pressure in the heat exchanger preheated, the working fluid released in the desorber again, overheated and expanded in the extraction turbine * Meanwhile, the accumulating in the medium pressure desorber poor solution after regenerative heat release in leilstromdesorber or preheater, further heat transfer in the heat exchanger and optionally in a cooling device of the low-pressure absorber tufe for relaxation and working fluid vapor supplied to it.

Als günstige Ausführung der Erfindung durch die KombinationAs a favorable embodiment of the invention by the combination

mm Π mmmm Π mm

der parallel and in Seihe geschalteten Desorption ist vorgesehen, daß der Strom der aufgesättigten Lösung nach einer Absorberstufe, vorzugsweise nach der Hochdruck-Absorberstufe, geteilt wird, wovon ein Seilsbrom über den Wärmetauscher einem Mitfceldruckdesorber zugeleitet und der dort desorbierbe Arbeibsmitbeldampf einer Eesorpbionssbufe zugeführt wird, in der der andere Teilstrom der Lösung aus der Hochdruck-Absorbersbufe als Absorbens eingesetzt wird und die Arbeitsmitteldämpfe des Mibteldesorbers resorbiert» Das Eesorbat wird anschließend über einen Lösungswärmebauscher dem Desorber als reiche Lösung zugeführt« Die arme Lösung aus dem Mitteldruckdesorber wird nach regenerativer Wärmeabgabe in einem Teilstromdesorber und einem Wärmetauscher und gegebenenfalls einer zusätzlichen Suhleinrichtung in die Hiederdruck-Absorberstufe zur Arbeitsmitbeidampfaufnahme entspannt* Die arme Lösung aus dem Desorber wird nach regenerabiver Wärmeabgabe in dem Lösungswärmebauscher und gegebenenfalls in einer Kühleinrichbung einer Absorbersbufe mit annähernd gleicher Konzentration der Lösung zugeführt ,the parallel and Seihe connected desorption is provided that the flow of the saturated solution after an absorber stage, preferably after the high-pressure absorber stage is divided, of which a Seilsbrom fed via the heat exchanger a Mitfceldruckdesorber and the desorbierbe Arbeibsmitbeldampf is fed to a Eesorpbionssbufe in the other part of the solution from the high-pressure Absorbersbufe is used as the absorbent and absorbs the working medium vapors of Mibteldesorbers »The Eesorbat is then fed through a solution heat exchanger to the desorber as rich solution« The poor solution from the medium pressure desorber is regenerative heat dissipation in a Teilstromdesorber and a heat exchanger and optionally an additional Suhleinrichtung relaxed in the Hiederdruck absorber stage for Arbeitsmitbeidampfaufnahme * The poor solution from the desorber is after regenerabiver heat release in the Lösungswärmebausc her and optionally supplied in a Kühlleininrichbung a Absorbersbufe with approximately the same concentration of the solution,

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß der im Mitteldruckdesorber und der mit ihm verbundenen Absorberstufe bzw, Hesorptionssbufe herrschende Systemdruck im Gleitdruckbebrieb zum Ausgleich schwankender Kühlmibbelbemperaburen zur Beeinflussung der Konzenbrabion der reichen,-in den Desorber eintrebenden Lösung gesteuert wird*A preferred embodiment of the invention provides that the or in Mitteldruckdesorber and connected thereto absorber stage, Hesorptionssbufe prevailing system pressure in Gleitdruckbebrieb to compensate for fluctuating Kühlmibbelbemperaburen for influencing the Konzenbrabion rich, -in the desorber is controlled eintrebenden solution *

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist zur Kühlwassereinsparung vorgesehen, daß vor dem Eintritt der Lösung in die Absorberstufen ein adiabafeer Absorber angeordnet ist und daß dem Ausgang der Blederdruck-Absorberstufe ein weiterer adiabater Absorber nachgeschaltet ist, in dem die aus der iTiederdruck-Absorbersbufe austretende Lösung mit Arbeitsmittel aus der Niederdruckstufe der Entnahmeturbine nachgesätbigt und der am Kopf des adiababen Absorbers austretende Arbeitsmibbeidampf dann der Hiederdruck-Absorbersbufe zugeleitet wird»In an advantageous embodiment of the invention is provided for cooling water saving, that before the entry of the solution in the absorber stages an adiabafeer absorber is arranged and that the output of the Blederdruck absorber stage is followed by a further adiabatic absorber, in which emerging from the iTiederdruck Absorbersbufe solution nachgesätbigt with working fluid from the low-pressure stage of the extraction turbine and the exiting at the head of the adiababen absorber Arbeitsmibbeidampf then the Hiederdruck Absorbersbufe is forwarded »

Pur die gesamte Erfindung ist die Verwendung des Arbeitsstoffpaares Ammoniak-Wasser von besonderem Vorteil. Es kann aber auch ein anderes Hochdruck-Arbeitsmittel, das bei Umgebungsdruck niedriger als Ammoniak siedet, beispielsweise GO2J P 13» P 23 oder Äthan in Verbindung mit einer geeigneten Absorptionsflüssigkeit Verwendung finden*Pur the entire invention is the use of the working substance pair ammonia-water of particular advantage. However, it is also possible to use another high-pressure working medium which boils at ambient pressure lower than ammonia, for example GO 2 JP 13 P 23 or ethane in conjunction with a suitable absorption liquid.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

: Das Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen: The schematic diagram of the invention

" Sorptionsprozesses zur Gewinnung mechanischer (elektrischer) Energie aus Abwärme mit erster regenerativer Nutzung der fühlbaren Wärme der armen Lösung in einem Teilstromdesorber. ."Sorption process for recovering mechanical (electrical) energy from waste heat with first regenerative use of the sensible heat of the poor solution in a partial flow desorber.

: Das Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Sorptionsprozesses ähnlich Pig· 1 mit einer ersten regenerativen Wärmenutzung in einem Vorüberhitzer und der Erweiterung des Prozesses durch einen Kondensations- und Kälteteil.: The block diagram of the sorption process according to the invention similar to Pig · 1 with a first regenerative heat utilization in a pre-superheater and the extension of the process by a condensation and cooling part.

ί Sas Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Sorptionsprozesses ähnlich Pig, 1 oder 2 mit zur Hochdruck-Absorberstufe parallelgeschaltetem Mitteldruckdesorber zur Verdrängung des Arbeitsmittels in Richtung niedriger Entnahmedrücke in der Entnahme turbine«Prinzip Sas schematic diagram of the sorption process according to the invention similar to Pig, 1 or 2 with medium-pressure desorber connected in parallel to the high-pressure absorber stage for displacement of the working medium in the direction of lower removal pressures in the take-off turbine «

Pig, 4 i Das Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Sorptionsprozesses ähnlich Pig· 1 oder 2 für zusätzliche die nutzung von Abwärme mit sehr niedrigem !Eemperaturniveau durch zweistufige thermische Verdichtung des Arbeitsmittels,Pig, 4 i The block diagram of the sorption process according to the invention similar to Pig. 1 or 2 for additional use of waste heat with a very low temperature level by two-stage thermal compression of the working medium,

Pig· 5 j Das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Sorptionsprozesses mit Heihen- und Parallelschaltung von Desorbern als spezielle Kombination aus den Prozessen nach Pig, 3 und Pig* 4,Pig · 5 j The schematic diagram of a sorption process according to the invention with Heorhen- and parallel circuit of desorbers as a special combination of the processes according to Pig, 3 and Pig * 4,

g· 6 : Einen Ausschnitt aus dem Absorberteil des erfindungsgemäßen Sorptionsprozesses, bei dem den Absorberstufen zusätzlich adiabate Absorber vor- oder nachgeschaltet sind.g · 6: A section of the absorber part of the sorption process according to the invention, in which the absorber stages additionally adiabatic absorber upstream or downstream.

In einem Desorber 1 tritt oben die reiche Lösung ein und gelangt über eine Verteileinrichtung und einen Stoffausfeauschteil in den beheizten Desorberteil 2, in dem sie an senkrechten Bohren als Film nach unten fließt und dabei Arbeitsmittel abgibt, das im Gegenstrom zur entgasenden Lösung nach oben strömt. Der gleiche Prozeß läuft auch im Teilstromdesorber 22 ab, Der ?/ärmeträger für die Beheizung des Desorberteiles 2 tritt, sofern er ohne Phasenwechsel Heizwärme abgibt, beim Heizwärme-^Sintritt 7 in, den Desorberteil 2 unten ein und verläßt diesen durch den Heizwärme— Austritt 8» Bei Beheizung mit Dampf ist eine Unterteilung des beheizten Desorberteiles 2 vorteilhaft, wobei im oberen Seil Sattdampf"geringeren Druckes, im unteren (Beil höheren Druckes eingesetzt wird· Die im Sumpf des Desorbers 1 anfallende arme Lösung gibt ihre fühlbare Wärme entweder in einem Seilstromdesorb er 22, von unten nach oben fließend, an einen leil der reichen Lösung (3?£g» 1) oder in einem Vorüberhitzer 10 an das dampfförmige, desorbierte Arbeitsmittel (Fig, 2) ab« Die weitere Wärmeabgabe der armen Lösung erfolgt in einem lärmetauscher 9 an die reiche Lösung*In a desorber 1 enters the top of the rich solution and passes through a distributor and a Stoffausfeauschteil in the heated Desorberteil 2, in which it flows on vertical drilling as a film down and emits working fluid, which flows in countercurrent to the degassing solution upwards. The same process also takes place in the partial flow desorber 22, the heat transfer medium for the heating of the Desorberteiles 2 occurs, if it gives off heat without phase change when Heizwär- ^ Sintritt 7 in, the Desorberteil 2 below and leaves this through the heating heat outlet When heated with steam, a subdivision of the heated Desorberteiles 2 is advantageous, being used in the upper rope saturated steam "lower pressure in the lower (Beil higher pressure · The resulting in the bottom of the desorber 1 poor solution gives their sensible heat either in a Seilstromdesorb he 22, flowing from bottom to top, to a leil of the rich solution (3 £ g '1) or in a superheater 10 to the vaporized, desorbed working fluid (Fig, 2) from «The further heat release of the poor solution takes place in one Heat exchanger 9 to the rich solution *

Die arme Lösung gelangt anscüLießend über eine Entspannungseinrichtung 13» eine Kühleinrichtung 14 zur Hiederdruck-Absorberstufe 5· Ia äes? Kühleinrichtung 14 erfolgt die Wärmeabgabe an ein Kühlmedium*The poor solution arrives via an expansion device 13 "a cooling device 14 to the Hiederdruck absorber stage 5 · Ia Äes? Cooling device 14, the heat is transferred to a cooling medium *

Das am Kopf des Desorbers 1 austretende dampfförmige Arbeitsmittel wird gegebenenfalls in dem Vorüberhitzer 10, in jedem Falle aber in einem fremdbeheizten Überhitzer 3» mit einem Wärmeträger-Eintritt 11 und einem Wärme trager-Austritt 12, weiter aufgeheizt und gelangt dann in eine mehrstufige Entnahmeturbine 4, ' in der es stufenweise entspannt wird. Von den einzelnen Stufen der Entnähmeturbine 4 gelangt das Arbeitsmittel zu den zugeordneten Absorberstufen 5, 5% 5IJ, 511* und wird dort von der armen Lösung bzw. der stufenweiseThe emerging at the top of the desorber 1 vaporous working fluid is optionally in the superheater 10, in any case, but in a externally heated superheater 3 »with a heat transfer inlet 11 and a heat exchanger outlet 12, further heated and then passes into a multi-stage extraction turbine. 4 In which it is gradually relaxed. From the individual stages of the Entnähmeturbine 4, the working fluid to the associated absorber stages 5, 5% 5 IJ , 5 11 * and is there from the poor solution or the stepwise

angereicherten Lösung als flüssigem Absorptionsmittel (Absorbens) unter Abgahe von Absorptionswärme an ein Kühlmedium, aufgesaugt« In der jeweiligen Absorbersfcufe 5j 51 » 5lf> 5tt! wird die arme Lösung bzw» die vorher bereits angereicherte Lösung bis nahe dem Sättigungszustand für diese Stufe mit Arbeitsmittel beladen, wobei die Menge an Absorbens (arme Lösung bz.w· angereicherte Lösung) die zu entspannende Arbeitsmittelmenge der zugehörigen Stufe der Entnahme turbine 4 bestimmt, die Menge des entspannten Arbeitsmittels jedoch ungeregelt bleibt« Die in der Uiederdruck-Absorberstufe 5 aufgesättigte Lösung wird über eine Pumpe 6 auf einen höheren Druck gebracht und vermag dadurch in der folgenden Abtsorb erstufe 5* bei diesem höheren Druck wieder Arbeitsmittel aufzunehmen· Dabei wird der dieser Absorberstufe 5f zugeordneten Entnahmestelle der Entnahmeturbine 4 soviel Arbeitsmittel entnommen, daß die Lösung wieder nahezu den Sättigungszustand (Gleichgewichtskonzentration) erreichte Damit ist die Arbeitsmittelentnähme aus der Entnahmeturbine 4 jeweils vom Beladungsvermögen der Lösung in der zugeordneten Absorberstufe bestimmt« Die Entnahme ist ungeregelt; sie regelt sich selbst, Yon Stufe zu Stufe wird die ange-' reicherte Lösung über Pumpen 6, 6f, 6if, 6tfi auf einen jeweils höheren Druck gebracht und am Ende dem Desorber als reiche Lösung zugeführt. Dabei wird die Lösung stufenweise so stark mit Arbeitsmittel angereichert, daß sie eine sehr niedrige Desorptionsanfangstemperatur für die reiche Lösung bei Eintritt in den Desorber 1 zu verzeichnen ist, der beim Heizwärme-Eintritt 7 i& den Desorberteil 2 eintretende Wärmeträger für Abwärmenutzung sehr weit abgekühlt wird und die Vorwärmung der reichen Lösung zur regenerativen Wärmeaufnahme im Wärmetauscher 9 nur begrenzt möglich ist, so daß in besonderen !fällen auf den Wärmetauscher 9 verzichtet werden kann·Enriched solution as a liquid absorbent (absorbent) under the heat of absorption to a cooling medium, sucked up "In the respective Absorbersfcufe 5j 5 1 » 5 lf > 5 tt! the poor solution or the previously enriched solution is loaded with working medium up to near the saturation state for this stage, the amount of absorbent (poor solution or solution) determining the amount of working fluid to be relieved of the associated stage of the removal turbine 4, However, the amount of the relaxed working fluid remains uncontrolled. "The solution saturated in the low-pressure absorber stage 5 is brought to a higher pressure by a pump 6 and is thus able to absorb working fluid again in the following pump inlet 5 * at this higher pressure Absorber stage 5 f assigned removal point of the extraction turbine 4 so much work equipment taken that the solution again almost reached the saturation state (equilibrium concentration) Thus, the Arbeitsmittelentnähme from the extraction turbine 4 is determined by the loading capacity of the solution in the associated absorber stage «The removal is unregulated; it is self-regulating, Yon stage to stage is brought reasonable 'enriched solution via pumps 6, 6 f, if 6, 6 tfi to a respective higher pressure and fed as rich solution at the end of the desorber. The solution is gradually enriched so strong with working fluid that it is recorded a very low Desorptionsanfangstemperatur for the rich solution on entering the desorber 1, which is at the heating heat inlet 7 i & Desorberteil 2 entering heat carrier for waste heat is cooled very far and the preheating of the rich solution for regenerative heat absorption in the heat exchanger 9 is only limitedly possible, so that in special cases the heat exchanger 9 can be dispensed with ·

Die Reinheit des dampfförmigen Arbeitsmittels ist so groß9 daß der Arbeitsmitteldampf gleichzeitig zur Kälteerzeugung herangesogen werden kann (Pig, 2)* Dabei wird über eineThe purity of the vaporous working fluid is so great 9 that the working medium vapor can be sucked in at the same time for cooling (Pig, 2)

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-Tl--tl

Armatur 21 ein Teilstrom des Arbeitsmitteldampfes in einem Luftkondensator verflüssigt, das Kondensat in einem Kühler 16 unfeerkühlt und in einem Behälter 17 gespeicherte Das Kondensat wird in einer Entspannungseinrichtung 18 auf den Druck eines Verdampfers 19 entspannt und damit einem Kälteträger 20 Wärme entzogen. Der Arbeitsmitteldampf wird vom Verdampfer 19 zur Wärmeaufnahme über den Kühler 16 der im Druck nächstgelegenen Absorberstufe, im allgemeinen der Niederdruckabsorberstufe 5 augeführt und dient dort in Verbindung mit der Arbeitsmitteldaiiipf entnahme aus der letzten Stufe der Entnahme turbine 4 zur Anreicherung der armen Lösung in beschriebener Weise*Faucet 21 liquefied a partial flow of the working medium vapor in an air condenser, the condensate in a cooler 16 and stored in a container 17 The condensate is expanded in a decompression device 18 to the pressure of an evaporator 19 and thus withdrawn heat to a brine 20. The working medium vapor is removed from the evaporator 19 for heat absorption via the cooler 16 of the pressure in the next absorber stage, generally the Niederdruckabsorberstufe 5 and serves there in connection with the Arbeitsmitteldaiiipf removal from the last stage of the removal turbine 4 for enrichment of the poor solution in the described manner *

Eine Erweiterung des erfindungsgemäßen Grundverfahrens erfolgt durch die Parallelschaltung eines Mitteldruck-Desorbers 1f zum Desorber 1, wodurch sich die Entspannung des Arbeitsmittels in der Entnähmeturbine 4- zu niedrigeren Entnahmedrücken, also zu einem höheren Temperaturgefälle hin verschiebt. Dabei wird der Strom der aufgesättigten Lösung vor der letzten (Hochdruck) Absorberstufe 5flf aufgeteilt« Ein Teilstrom der Lösung wird direkt der Hochdurck—Absorberstufe 5ftt zugeführt» Der andere Teilstrom der angereicherten Lösung wird nach Wärmeaufnahme in einem Lösungswärmetauscher S1 auf den zum Desorber 1 parallelgeschalteten Htteldruckdesorber V aufgegeben, in dem in bekannter Weise das Arbeitsmittel desorbiert wird» Die am Kopf des Mitteldruck-Desorbers 1* anfallenden Arbeitsmitteldämpfe werden der Hochdruck-Absorberstufe 5ttf zugeführt« Dadurch kann die Arbeitsmitteldampfentnahme aus der Entnahmeturbine 4 für diese Druckstufe in gleichem Maße verringert werden und die Entspannung -des Arbeitsmittels in der Entnahmeturbine 4- wird dadurch zugunsten der niedrigeren Entnahmedrücke verbessert. Die arme Lösung aus dem litteldruck-Desorber 1* wird, nach Wärmeabgabe im Lösungswärmetauscher 9' an die dem Mitteldruck-Desorber 11 zugeführte reiche Lösung, über eine Entspannungseinrichtung 13* mit der armen Lösung aus dem Desorber 1 zusammengeführt C?ig9 J5) ·An extension of the basic method according to the invention is carried out by the parallel connection of a medium-pressure desorber 1 f to desorber 1, whereby the relaxation of the working fluid in the Entnähmeturbine 4- shifts to lower removal pressures, ie to a higher temperature gradient. In this case, the stream of the saturated solution before the last (high pressure) absorber stage 5 flf split «A partial stream of the solution is fed directly to the Hochdurck absorber stage 5 ftt » The other partial stream of the enriched solution is after heat absorption in a solution heat exchanger S 1 to the desorber 1 parallel Htteldruckdesorber V abandoned, in which the working fluid is desorbed in a known manner »The working medium vapors accumulating at the top of the medium-pressure desorber 1 * are fed to the high pressure absorber stage 5 ttf « Thus, the Arbeitsmitteldampfentnahme from the extraction turbine 4 for this pressure level to the same extent In this way, the relaxation of the working fluid in the extraction turbine 4 is improved in favor of the lower removal pressures. The poor solution from the litteldruck desorber 1 * is, after heat dissipation in the solution heat exchanger 9 'to the medium pressure desorber 1 1 supplied rich solution, via a relaxation device 13 * merged with the poor solution from the desorber 1 Cig 9 J5) ·

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Modifizierungen des erfindungsgemäßen Yerfahrens sind durch die Verwendung eines zweiten bei mittlerem Druck arbeitenden Desorbers 1% eines zusätzlichen Lösungswärmetauschers 9* und durch zusätzliche Anordnung eines weiteren Absorbers, als Eesorptionsstufe 26 arbeitend realisierbar«Modifications of the method according to the invention are achieved by the use of a second medium-pressure desorber 1% of an additional solution heat exchanger 9 * and by additional arrangement of a further absorber, working as Eesorptionsstufe 26 «

Durch solche Modifikationen des Grundprozesses kann entweder die Ausbeute an mechanischer Energie erhöht oder der Prozeß an mehrere verfügbare Wärmeträger, teilweise mit geringerem Temperaturniveau als beim Grundproseß nötig, angepaßt werden· Für die Nutzung von Abwärme mit sehr niedrigem Temperaturniveau bzw« zur Erzeugung sehr hoher Arbeitsmitteldrücke ist eine zweistufige thermische Verdichtung vorgesehen. Die beiden Verdichtungsstufen sind: 1# Desorption bei mittlerem Druck und Eesorption des Arbeitsmittels bei mittlerem Druck und eine 2« Desorption bei hohem Druck» Dabei wird die aus der Hochdruck-Absorberstufe 3ts kommende und durch die Pumpe 6tr in Druck-erhöhte reiche Lösung über den Wärmetauscher 9 dem Mitteldruck-Besor— ber 1* zugeführt· Bas im Hitteldruck-Desorber 1f desörbierfce Arbeitsmittel wird"der Eesorptionsstufe 26 zugeleitet. Als Absorbens wird der Eesorptionsstufe 26 die aus dem Sumpf des Desorbers 1 kommende, über den Lösungswärmetauscher 9f gekühlte und in der Entspannungseinrichtung 13f entspannte arme Lösung zugeführt, die· sich mit dem Arbeitsmitteldampf aus dem Mitteldruck-Desorber 1! anreichert» ITach Druckerhöhung durch eine Pumpe 24 und Wärmeaufnahme in dem Lösungswärmetauscher 9* wird die angereicherte Lösung dem Desorber 1 zugeführt· Die arme Lösung aus dem Mitteldruck-Desorber 1* wird in bekannter Weise über den Yorüberhitzer 10, den Wärmetauscher 9» die Entspannungseinrichtung 13 und die kühleinrichtung 14 der Niederdruck-Ab sorb erstuf e j? zugeleitefc (Pig.4),By such modifications of the basic process, either the yield of mechanical energy can be increased or the process can be adapted to a plurality of available heat carriers, sometimes with a lower temperature level than necessary in the basic process. For the use of waste heat with a very low temperature level or to generate very high fluid pressures a two-stage thermal compression provided. The two stages of compression are: 1 # medium pressure desorption and medium pressure eesorption and 2 "desorption at high pressure". The rich solution coming from the high pressure absorber stage 3 ts and pump 6 tr is pressurized through the heat exchanger 9 via the medium-pressure Besor- 1 * supplied · Bas in Hitteldruck desorber 1 f desörbierfce working medium is "fed 26 of Eesorptionsstufe. When absorbent is the Eesorptionsstufe 26, coming from the bottom of the desorber 1 via the solution heat exchanger 9 f cooled and in the expansion device 13 f relaxed poor solution that · enriches with the working medium vapor from the medium pressure desorber 1 ! ITach pressure increase by a pump 24 and heat absorption in the solution heat exchanger 9 * the enriched solution is fed to the desorber 1 · The poor solution from the medium pressure desorber 1 * is in a known manner on the Yorüberhitze r 10, the heat exchanger 9 »the expansion device 13 and the cooling device 14 of the low-pressure Ab sorb first ej? zugeleitefc (Pig.4),

Bei den erweiterten Grundprosessen (Parallelschaltung cdar zweistufige thermische Eückverdichtung) arbeitet der Desorber 1 jeweils als Hochdruck-Desorber,In the expanded basic processes (parallel connection cdar two-stage thermal Eückverdichtung) of the desorber 1 operates as a high-pressure desorber,

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Eine weitere Modifizierung dieses Verfahrens ergibt sich dadurch, daß die beim höchsten Absorberdriick in der Absorberstufe 5If austretende und durch die Pumpe 6'* auf höheren Druck gebrachte reiche Lösung in zwei Teilströme aufgeteilt wird» Ein Teilstrom wird nach Temperaturerhöhung im Wärmetauscher 9 dem Mitteldruck-Desorber 1*zugeleitet. Der dort desorbierte Arbeitsmitteldampf wird in der Ee* sorptionsstufe 26 durch den anderen 3Je ils brom der reichen Lösung wieder aufgesaugt (resorbiert)· Die so entstandene reiche Lösung (Sesorbat) wird nach Druckerhöhung durch die Pumpe 24 und. Temperaturerhöhung im Lösungswärmetauscher 9* auf den Desorber 1 aufgegeben. Die arme Lösung aus dem Mitteldruck-Desorber 1* wird in bekannter Weise über den Wärmetauscher 9» <iie EntSpannungseinrichtung 13 und die Kühleinrichtung 14 der Niederdruck-Absorberstufe 5 zugeführt^ während die aus dem Desorber 1 austretende arme Lösung in analoger Weise über den Lösungswärmebauscher 9% die Entspannungseinrichtung 13' und die Kühleinrichtung 14* geleitet wird· Anschließend wird diese arme Lösung einer Absorbersbufe mit annähernd gleicher· Konzentration der Lösung, beispielsweise der Absorberstufe 5lf zugemischt.A further modification of this method results from the fact that at the highest Absorberdriick in the absorber stage 5 If exiting and brought by the pump 6 '* higher pressure rich solution is divided into two partial streams »A partial flow is after temperature increase in the heat exchanger 9 the medium pressure Desorber 1 * forwarded. The working medium vapor desorbed there is absorbed again in the Ee * sorption stage 26 by the other solution of the rich solution (absorbed). The rich solution (sorbate) thus produced is heated by the pump 24 and. Temperature increase in the solution heat exchanger 9 * abandoned on the desorber 1. The poor solution from the medium-pressure desorber 1 * is in a known manner via the heat exchanger 9 '<iie EntSpannungseinrichtung 13 and the cooling device 14 of the low-pressure absorber stage 5 supplied ^ while exiting the desorber 1 poor solution in an analogous manner via the solution heat exchanger. 9 %, the expansion device 13 'and the cooling means is passed 14 * · then this poor solution of a Absorbersbufe with approximately equal · concentration of the solution, for example, the absorber unit 5 lf is admixed.

Heben den beschriebenen Prozessen, also « Grundprozeß (Jig, 1 und 2)Lifting the described processes, ie «basic process (Jig, 1 and 2)

- Prozeß mit parallelgeschaltetem Mitteldruckdesorber, cL.lu Terdrängungsdesorber (S1Ig9 3)- Process with parallel-connected medium-pressure desorber, cL.lu Terschängungsdesorber (S 1 Ig 9 3)

- zweistufige thermische Eückverdichtung des Arbeitsmittels in einer Reihenschaltung von Desorbern (Pig· 4)- two-stage thermal recompression of the working fluid in a series of desorbers (Pig · 4)

sind vielfältige Kombinationen und Prozeßerweiterungen möglich, mit denen spezielle Anpassungen an die Anzahl und an die Qualität der Abwärmeträger realisierbar sind* Es ist beispielsv/eise möglich, wenn ein Wärmeträger mit sehr geringem Temperaturniveau zur Verfugung steht, einen zusätzlichen Verdr-gngungsdesorber für die Absorberstufe unter der Mitteldruckstufe oder parallel zur Mitteldruckstufe zu verwenden, der dann nur eine Druckstufe überspannt, mit dem aber dadurchvarious combinations and process expansions are possible with which special adaptations to the number and quality of the waste heat carriers can be realized * For example, if a heat transfer medium with a very low temperature level is available, an additional displacement desorber for the absorber stage is possible to use the medium-pressure level or parallel to the medium-pressure level, which then spans only one pressure level, but with it

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eine weitere Verdrängung des Arbeitsmittels in der Entnahme turbine 4· in Sichtung niedrigerer Entnähmedrücke und damit höherer Wärmegefälle erreicht wird3 a further displacement of the working fluid in the unloading turbine 4 · in view of lower Entnähmedrücke and thus higher heat gradient is achieved. 3

Claims (1)

E rfindungsanspruchClaim for invention 1# Verfahren zur Hutzung von Abwärme niedrigen Temperaturniveaus für die Erzeugung mechanischer bzw« elektrischer Energie mit wahlweise gleichzeitiger Kälteerzeugung als Ifachschalt-Sorpbionsprozeß thermischer Verfahren unter Verwendung eines Arbeifesstoffpaares mit gut absorbierbarem Hochdruck-Arbeitsmittel und einem flüssigen Absorptionsmittel, bei dem das Hochdruck-Arbeitsmittel durch Desorption bei hohem Druck thermisch freigesetzt, überhitzt und in einer mehrstufigen Entnahme turbine arbeitsleistend entspannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die am unteren Ende des Desorbers (1) anfallende arme Lösung ihre fühlbare Wärme zuerst überwiegend regenerativ in einem Seilstromdesorber (22) „an einen Ieil der entgasenden Lösung oder in einem Vorüberhitzer (10) an die am oberen Ende des-Desorbers (1) anfallenden Arbeibsmitteldämpfe, die der Entnahme turbine (4) zuzuleiten sind, abgibt und anschließend eine weitere regenerative Wärmeabgabe in einem Wärmeübertrager (9) an die dem Desorber (1) zuzuführende reiche Lösung und gegebenenfalls noch weitere Wärmeabgabe in Eühleinrichtungen (14) mit äußerer Wärmeabführung erfolgt und die arme Lösung vollständig in eine Hiederdruck-Absorb erstufe (5) entspannt wird, während das am oberen Ends des Desorbers (1) anfallende dampfförmige Arbeitsmittel entweder vollständig über Überhitzer (10 j 3) der mehrstufigen Entnahme turbine (4) öder zu einem Seil über die Überhitzer (10j 3) der mehrstufigen Entnahmeturbine (4) und zum anderen Heil kondensiert und über eine Absorptionskälteanlage direkt der Uiederdruck-Absor— berstufe (j?) zugeleitet werden, das Arbeitsmittel in der Entnahme turbine (4) mehrstufig arbeitsleisbend entspannt wird und die arme Lösung in der Mederdruck—Ab sorb erst ufe (5) aus der ersten (Hlederdruck) Stufe der Entnahmeturbine (4) ungeregelt und gegebenenfalls aus der Absorptionskälteanlage Arbeibsmitteldampf bis zur Gleichgewichtskonzentration aufnimmt, danach durch eine Pumpe (6) auf den Druck einer nächsthöheren Absor— berstufe (5f) gebracht wird und dort erneut so viel Arbeitsmitteldampf aus-der zweiten Stufe der Entnahmeturbine (4) bis zur Gleichgewichtskonzentration dieser Druckstufe aufnimmt und eine weitere stufenweise AufSättigung der Lösung durch stufenweise Erhöhung des Lösungsdruckes bei entsprechender Arbeits-1 # method for Hutzung of waste low temperature level for the generation of mechanical or "electrical energy with optional simultaneous cooling than Ifachschalt-Sorpbionsprozeß thermal process using a Arbeifesstoffpaares with well-absorbable high-pressure working medium and a liquid absorbent, in which the high-pressure working medium by desorption thermally released at high pressure, superheated and expanded in a multi-stage extraction turbine work, characterized in that the at the bottom of the desorber (1) resulting poor solution their sensible heat first predominantly regenerative in a Seilstromdesorber (22) "to an Ieil of degassing solution or in a pre-superheater (10) to the at the upper end of the desorber (1) resulting Arbeibsmitteldämpfe, which are the extraction turbine (4) zuzuleiten emits, and then another regenerative heat transfer in a heat exchanger (9) to the desorber (1) to be supplied rich solution and possibly further heat in Eühleinrichtungen (14) with external heat dissipation and the poor solution completely in a Hiederdruck Absorb erstufe (5) is relaxed, while that at the upper end of the desorber (1 ) accumulating vaporous working fluid either completely via superheater (10 j 3) of the multi-stage extraction turbine (4) or to a rope on the superheater (10j 3) of the multi-stage extraction turbine (4) and condensed on the other salvation and an absorption refrigeration system directly Uiederdruck- Absorber step (j?) Are fed, the working fluid in the extraction turbine (4) is relaxed in several stages occupationally and the poor solution in the Mederdruck- Absorbs sorbs (5) from the first (Hlederdruck) stage of the extraction turbine (4) unregulated and optionally from the absorption refrigeration plant absorbs Arbeibsmitteldampf up to the equilibrium concentration, then by e a pump (6) is brought to the pressure of a next higher absorber stage (5 f ) and there again absorbs so much working medium vapor from the second stage of the extraction turbine (4) up to the equilibrium concentration of this pressure stage and a further stepwise saturation of the solution by stepwise Increasing the solution pressure with appropriate work mitteldampfentnähme aus den jeweiligen Stufen der Entnahmeturbine (4) erfolgt, so daß nach der letzten (Hochdruck) Absorberstufe (5>lfI) eine stark mit Arbeitsmittel beladene, reiche Lösung mit niedriger Desorptionsanfangstemperatür und - durch Begrenzung des Wärmetausches im Wärmetauscher (9) nahe dem Siedezustand, vorzugsweise aber mit definierter Unterkühlung - in den Desorber (1) wieder eintritt und damit der im Gegenstrom zur entgasenden Lösung im Desorber (1) geführte Wärmeträger bis erheblich unter 100° Q abkühlbar und gleichzeitig eine hohe Reinheit des Arbeitsmitteldampfes im Desorber (1) erzielbar ist»Mediumdampfentnähme from the respective stages of the extraction turbine (4), so that after the last (high pressure) absorber stage (5> lfI ) a heavily laden with working fluid , rich solution with low Desorptionsanfangstemper and - by limiting the heat exchange in the heat exchanger (9) near the Boiling state, but preferably with defined supercooling - in the desorber (1) re-enters and thus the in countercurrent to the degassing solution in the desorber (1) guided heat carrier to considerably below 100 ° Q cooled and simultaneously high purity of the working medium vapor in the desorber (1) is achievable » 2» Verfahren nach Punkt 1,. dadurch gekennzeichnet, daS die Menge der aufgesättigten Lösung vor der letzten (Hochdruck) Absorberstufe (5ttf) aufgeteilt wird, wovon der eine Teil der Hochdruck-Absorberstufe (5t!l) uüd &ez andere Teil parallel geschalteten, bei gleichem Druck arbeitenden Mitteldruckdesorber (1}) zugeführt und der Arbeitsmitteldampf des Mitteldruckdesorbers (11) in die letzte (Hochdruck) Absorberstufe (5lft) geleitet wird, wodurch die Arbeitsmitteldampf entnahme der Hochdruckstufe der Entnahme turbine (4) entsprechend verringert und damit die Menge des zu niedrigeren Druckstufen in der Entnahme turbine (4) entspannten Arbeitsmittels in gleichem Maße erhöht wird, während die im Mitteldruckdesorber (11) entgaste Lösung nach regenerativer Wärmeabgabe in einem Teilstromdesorber oder einem Lösungs— Wärmetauscher (9f) mit der armen Lösung aus dem Desorber (1) zusammengeführt oder in eine der Absorberstufen (5f; 5fi) eingespeist wird*2 »Procedure according to item 1 ,. characterized in that the amount of the saturated solution is divided before the last (high pressure) absorber stage (5 ttf ), of which one part of the high pressure absorber stage (5 t! l ) uid & e z other parts connected in parallel operating at the same pressure Medium pressure desorber (1 } ) fed and the working medium vapor of the medium pressure desorber (1 1 ) in the last (high pressure) absorber stage (5 lft ) is passed, whereby the Arbeitsmitteldampf removal of the high pressure stage of the removal turbine (4) correspondingly reduced and thus the amount of lower Pressure stages in the removal turbine (4) relaxed working fluid is increased to the same extent, while the medium pressure desorber (1 1 ) degassed solution after regenerative heat release in a Teilstromdesorber or a solution heat exchanger (9 f ) with the poor solution from the desorber (1 ) or fed into one of the absorber stages (5 f ; 5 fi ) * 3» Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eückverdichtung des Arbeitsmittels durch einen zv/eistufigen thermischen Verdichter erfolgt, wobei die aufgesättigte Lösung der Hochdruck-Absorberstufe (5JI) über den Wärmetauscher (9) einem Mitteldruckdesorber (1f) zugeleitet, dessen desorbierter Arbeitsmitteldampf in einer Eesorptionsstufe (26) durch die arme Lösung aus dem Desorber (1) resorbiert, das Hesorbat durch eine Pumpe (24·) auf höheren3 »method according to item 1, characterized in that the Eückverdichtung of the working fluid is carried out by a zv / eistufigen thermal compressor, wherein the saturated solution of the high pressure absorber stage (5 JI ) via the heat exchanger (9) fed to a medium pressure desorber (1 f ), whose desorbed working medium vapor in an eesorption stage (26) is absorbed by the poor solution from the desorber (1), the hezorbate is absorbed by a pump (24 ×) to a higher level Druck gebracht, im Wärmetauscher (91) vorgewärmt, das Arbeitsmittel iia Desorber (1) wieder freigesetzt, überhitzt und in der Entnahme turbine (4) entspannt wird, während die im Mitteldruckdesorber (1f) anfallende arme Lösung nach regenerativer Wärmeabgabe im ieilstromdesorber (22) oder in dem Vorüberhitzer (10) weiterer Wärmeabgabe in dem Wärmetauscher (9) gegebenenfalls in der Kühleinrichtung (14) der Hiederdruck-Absorb erstufe (5) zur Entspannung und" Arbeitsmitteldampfaufnähme zugeleitet wird.Pressure, in the heat exchanger (9 1 ) preheated, the working agent iia desorber (1) released again, overheated and in the removal turbine (4) is relaxed, while the medium pressure desorber (1 f ) resulting poor solution after regenerative heat dissipation in ieilstromdesorber ( 22) or in the pre-superheater (10) further heat dissipation in the heat exchanger (9) optionally in the cooling device (14) of the Hiederdruck Absorb erstufe (5) for relaxation and "Arbeitsmitteldampfaufnähme is fed. 4, Verfahren nach Punkt 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der aufgesättigten Lösung nach einer Absorberstufe (5>J 51J 51')» vorzugsweise nach der Hochdruck-Abs orb erst ufe (5tf) geteilt wird, wovon ein Teilstrom über den Wärmetauscher (9) einem Mitteldruckdesorber (1!) zugeleitet und der desorbierte Arbeitsmitteldampf einer . Besorptionsstufe (26) zugeführt wird, in der der andere Teilstrom der Lösung aus der Hochdruck-Absorberstufe (pir) als Absorbens eingesetzt wird, und die Arbeitsmitteldämpfe des Mitteldruckdesorbers (11) resorbiert, das Sesorbat anschließend über einen Lösungswärmetauscher (9T) dem Desorber (1) als reiche Lösung zugeführt wird, während die arme Lösung aus dem Mitteldruckdesorber (1f) nach regenerativer Wärmeabgabe in einem leilstromdesorber und dem Wärmetauscher (9) und gegebenenfalls in der Snhleinrichtung (14) in die Niederdruck-Absorberstufe (5) zur Arbeitsmitteldampfaufnahme entspannt und die arme Lösung aus dem Desorber (1) nach regener tiver Wärmeabgabe in dem Lösungswärmetauscher (91) und gegebenenfalls in einer Eühleinrichtung (14') einer der Absorberstufe (5; 5'| 5t!) mit annähernd gleicher Konzentration der Lösung zugeführt wird«4, process according to point 1 to 3 », characterized in that the stream of the saturated solution after a Absorberstufe (5> J 5 1 J 5 1 ')» preferably after the high-pressure Abs orb erstuf (5 tf ) is divided, of which a partial flow via the heat exchanger (9) to a medium-pressure desorber (1 ! ) fed and the desorbed working medium vapor a. Besorptionsstufe (26) is supplied, in which the other part of the solution from the high-pressure absorber stage (p ir ) is used as the absorbent, and the working medium vapors of the medium pressure desorber (1 1 ) absorbed, the sesorbate then a solution heat exchanger (9 T ) the Desorber (1) is fed as a rich solution, while the poor solution from the medium pressure desorber (1 f ) after regenerative heat release in a leilstromdesorber and the heat exchanger (9) and optionally in the sniffer (14) in the low-pressure absorber stage (5) Arbeitsemitteldampfaufnahme relaxed and the poor solution from the desorber (1) after regener tiver heat dissipation in the solution heat exchanger (9 1 ) and optionally in a Eühleinrichtung (14 ') one of the absorber stage (5; 5' | 5 t! ) With approximately the same concentration of Solution is added « 5e Verfahren nach Punkt 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im Mtteldruckdesorber (1*) und der mit ihm verbundenen Absorberstufe (5) bzw« Hesorptionsstufe (26) herrschende Systemdruck im Gleitdruckbetrieb zum Ausgleich5e method according to item 2 to 4, characterized in that in Mtteldruckdesorber (1 *) and associated with him absorber stage (5) or «Hesorptionsstufe (26) prevailing system pressure in Gleitdruckbetrieb to compensate - IS -- IS - schwankender Kühlmitteltemperaturen zur Beeinflussung der Konzentration der reichen, in den Desorber (1) eintretenden Lösung gesteuert wird·fluctuating coolant temperatures are controlled to influence the concentration of the rich solution entering the desorber (1). 6· Verfahren nach Punkt 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintritt der Lösung in die Absorberstufen (5» 5'J 5ff5 5ftl) eis- adiabater Absorber (23) angeordnet ist, und dem Ausgang der Hiederdruck-Absorberstufe (5) ein weiterer adiabater Absorber (25) nachgeschaltet ist, in dem die aus der Niederdruck-Absorberstufe (5) austretende Lösung mit Arbeitsmittel aus der Hiederdruckstufe der Entnahmeturbine (4) nachgesättigt und der am Kopf des adiabaten Absorbers (25) austretende Arbeitsmitteldampf dann der Niederdruck-Absorberstufe (5) zugeleitet wird*6 · Method according to items 1 to 5> characterized in that before the entry of the solution into the absorber stages (5 »5'J 5 ff 5 5 ftl ) ice adiabatic absorber (23) is arranged, and the output of the Hiederdruck absorber stage (5) a further adiabatic absorber (25) is connected downstream, in which the from the low-pressure absorber stage (5) emerging solution with working fluid from the Hiederdruckstufe the extraction turbine (4) and saturated at the head of the adiabatic absorber (25) emerging working fluid then the low-pressure absorber stage (5) is fed * 7· Verfahren nach Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsstoffpaar Ammoniak-Wasser oder' ein anderes Hochdruck-Arbeitsmittel, das bei Umgebungsdruck niedriger als Ammoniak siedet, beispielsweise C Q^, $ 13» i1 23 oder Äthan in Verbindung mit einer geeigneten Absorptionsflüssigkeit Verwendung findet.7 · The method of item 1 to 6, characterized in that as the working substance pair ammonia water or 'another high-pressure working fluid which boils at atmospheric pressure lower than ammonia, for example CQ ^, $ 13 »i 1 23 or ethane in conjunction with a suitable absorption liquid is used. Hierzu__Jt_Seiten Zeichnungen.For this purpose, _Jt_Seiten drawings.
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