DD161077A3 - METHOD FOR THE GRINDING OF CHEESE AND COOLING WATER SAVINGS IN STOCK EXCHANGE PROCESSES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Waermedruckgewinnung bei gleichzeitiger Reduzierung des Kuehlwasserbedarfes bei d. Absorption von gasfoermigen Arbeitsmitteln in fluessigen Absorptionsmitteln unter Freisetzung von Absorptionswaerme. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die zugefuehrte arme Loesung in zwei Teilstroeme aufgeteilt wird. Diese Teilstroeme der armen Loesung werden einem Absorber und einem parallelgeschalteten Teilstromabsorber zugeleitet und in beiden Apparaten in bekannte Weise mit dem Arbeitsmittel angereichert. Die aus beiden Absorbern austretende reiche Loesung wird zusammengefuehrt und wird anschliessend als Kuehlmittel fuer den Teilstromabsorber eingesetzt. Der Absorber wird in bekannter Weise mit Kuehlwasser gekuehlt. Die Kuehlung von Absorber und Teilstromabsorber wird im Gegenstrom durchgefuehrt. Die Anwendung der Erfindung kann beiAbsorptionskaelteanlagen erfolgen. Weiterhin ist die Anwendung bei anderen Kreisprozessen zur Waermetransformation (z.B.Sorptionswaermepumpe) sowie bei Kreisprozessen zur Energieerzeugung aus Abwaerme gegeben.The invention relates to a method for heat recovery while reducing the cooling water requirement at d. Absorption of gaseous working substances in liquid absorbents with liberation of absorption heat. The essence of the invention is that the supplied poor solution is split into two sub-streams. These Teilstroeme the poor solution are fed to an absorber and a parallel-connected Teilstromabsorber and enriched in both apparatuses in a known manner with the working fluid. The rich solution emerging from both absorbers is combined and subsequently used as coolant for the partial flow absorber. The absorber is cooled in a known manner with cooling water. The cooling of absorber and partial flow absorber is carried out in countercurrent. The application of the invention may be made to absorption coiling equipment. Furthermore, the application is given in other cycle processes for heat transformation (for example, sorption heat pump) as well as in cycle processes for energy production from Abwaerme.
Description
-Sj--Sj-
Tifeel der Erfindung T ifeel the invention
V1 erfahren zur Wärmerückgewinnung und Kühlwassereinsparung bei StoffaustauschprozessenV 1 learn about heat recovery and cooling water savings in mass transfer processes
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnun bei gleichzeitiger Reduzierung des Kühlwasserbedarfes bei der Absorption von gasförmigen Arbeitsmitteln in flüssigen. Ab Sorptionsmitteln unter Freisetzung von Absorptionswärme »The invention relates to a method for heat recovery while reducing the cooling water requirement in the absorption of gaseous working fluids in liquid. From sorbents with the release of heat of absorption »
Charakteristik der bekannten technischen SösungenCharacteristic of the known technical solutions
Bei Absorptionskälteanlagen ist unter dem Begriff uLösungsrückführung" ein Verfahren für das St off paar HH5 - "H^O be-* kannt geworden, das darauf beruht, daJ3 bei der Absorption bestimmter Gase oder Dämpfe in flüssigen Absorptionsmitteln Absorptionswärme frei wird, wobei das Absorptionsgleichge— wicht bei gleichem Druck und zunehmender Konzentration der Lösung eine Erniedrigung der Absorptionstemperaturen erfordert» Deshalb ist im Unterschied zur Kondensation von Dämpfen bei der Absorption eine strenge Gegenstromführung von Lösung und Kühlmittel erforderlich* Stehende sogenannte "$urmabsorber" erfüllen diese Bedingung nicht» Der beiderseitig erzeugte Rieselfilm von Lösung und Kühlwasser bedeutet Gleichstromführung der Stoffströme und eine untragbar niedrige femperaturdifferenz zwischen Kühlwassereintritt und -austritt ("Kühlbandbreite")· Deshalb haben sich liegende Absorber durchgesetzt, bei denen der Gegenstrom, H ^ O sawn * become known, which is based on daJ3 is released during the absorption of certain gases or vapors in liquid absorbents absorption heat wherein the - in absorption chillers "a method for the St off some HH 5", the term u solution recirculation Absorption equilibrium at the same pressure and increasing concentration of the solution requires a lowering of the absorption temperatures. Therefore, in contrast to the condensation of vapors during absorption, a strict countercurrent flow of solution and coolant is required * Standing so-called "uranium absorbers" do not fulfill this condition generated trickle film of solution and cooling water means DC flow of the streams and an intolerably low temperature difference between cooling water inlet and outlet ("cooling bandwidth") · Therefore, horizontal absorbers have prevailed in which the countercurrent
von Lösung und Kühlwasser durch tJbereinanderbau mehrerer Einheiten angenähert wird, wobei das Kühlwasser durch die Rohre geführt wird und dieser Rohrinnenraum für die Reinigung gut zugänglich ist (Hütte II B, 28. Auflage, S* 249 - 251)· Durch Gegenstromführung der flüssigen Stoffströme nimmt" die Lösung mithin eine so niedrige Temperatur am Schluß des Absorptionsvorganges (reiche Lösung) an, dajß sie selbst infolge der Temperaturspreizung zwischen Anfangs- und Endtemperatur des Absorptionsvorganges als Kühlmittel geeignet ist, wenn sie vorher auf einen höheren Druck, ζ·Β· auf Desorberdruck gebracht wird. Dabei kann die reiche Lösung nur fühlbare Wärme aufnehmen, während beim Absorptionsvorgang latente Wärme frei wird (Kondensationsund Absorptionswärme). Dadurch kann nur ein Teil der frei werdenden Wärme durch die "Lösungsrückführung'1 zurückgewonnen werden* (Zeitschrift gesamte Kälteindustrie - Bd» 20 (1$13), S. 1-9, 114-119, 150-161; Bd. 21 (1914·), S. 7-14, 21-24). 'Solution and cooling water is approximated by the simultaneous construction of several units, whereby the cooling water is passed through the pipes and this pipe interior is easily accessible for cleaning (Hütte II B, 28th edition, S * 249 - 251). · By countercurrent flow of the liquid material streams "The solution thus at such a low temperature at the end of the absorption process (rich solution) that it is itself suitable as a coolant due to the temperature difference between the initial and final temperature of the absorption process, if previously to a higher pressure, ζ · · · on desorber The rich solution absorbs only sensible heat while latent heat is liberated during the absorption process (condensation and absorption heat) .This means that only part of the released heat can be recovered by the "solution recirculation" 1 * (entire refrigeration industry magazine - Bd » 20 (1 $ 13), pp. 1-9, 114-119, 150-161; vol. 21 (1914). ), Pp. 7-14, 21-24). '
Zur Durchführung eines mehrstufigen derartigen "Lösungsrückführungsverfahrens" ist ein stehender Absorber in Form einer Rohrkolonne mit drei übereinander angeordneten Rohrregistern bekannt. Dabei wird das untere Kühlregister mit Kühlwasser auf der Mantelseite gekühlt« In einem mittleren Kühlregister wird die reiche Lösung im Gleichstrom zur Fließrichtung des Gases bis zur Siedetemperatur erwärmt (1, Stufe der Lösungsrückführung) und in einem oberen Kühlregister wird ein Teilstrom der reichen Lösung als Kühlmedium über die Siedetemperatur hinaus erwärmt, so daß das Arbeitsmittel (Kältemittel) bereits vor Erreichen des Desorbers teilweise ausgast. (2· Stufe der Lösungsrückführung) (SU-PS 276 977).To carry out a multi-stage "solution recycling process" of this kind, a stationary absorber in the form of a tubular column with three tube registers arranged one above the other is known. In a central cooling coil, the rich solution is heated to boiling temperature in the cocurrent to the flow direction of the gas (1, solution recirculation stage), and in an upper cooling coil, a partial flow of the rich solution is used as the cooling medium heated beyond the boiling point, so that the working fluid (refrigerant) already partially outgassed before reaching the desorber. (2 x level of solution recycling) (SU-PS 276 977).
Diese Ausführung hat eine Reihe schwerwiegender Nachteile? die einer praktischen Uutzung der Erfindung entgegenstehen:This design has a number of serious disadvantages ? which preclude a practical use of the invention:
1. Die Fließgeschwindigkeiten der Kühlmedien im mittleren und im oberen Kühlregister sind außerordentlich gering und es ergeben sich als Folge davon entsprechend schlechte Wärmeübergangsverhältnisse* Im mittleren Kühlregister (1. Lö-1. The flow velocities of the cooling media in the middle and in the upper cooling register are extremely low and, as a consequence thereof, correspondingly poor heat transfer conditions result * in the middle cooling register (1.
sungsrückführung) ist die Menge der reichen Lösung, die als Kühlmittel durchfließen kann, gegeben und nicht korrigierbar· Im unteren Kühlregister könnte die Menge des Kühlmediums erhöht werden, wodurch sich dann aber der zusätzliche U&chbeil ergibt, daß die Kühlbandbreite noch geringer wird und die Kühlwassermenge dabei enorm hoch wird«The amount of rich solution that can flow as a coolant is given and can not be corrected. In the lower cooling register, the amount of cooling medium could be increased, which then results in the additional nozzle that the cooling bandwidth is even lower and the amount of cooling water thereby becomes enormously high «
2„ Die Verwendung des Mantelraumes von Rohrbündelapparaten zum Kühlen mittels Kühlwasser (unteres Rohrregister) ist wegen der unvermeidlich auftretenden Verschmutzung und der fehlenden Eeinigungsmoglichkeit praktisch auszuschliessen.2 "The use of the jacket space of tube bundle apparatuses for cooling by means of cooling water (lower tube register) can practically be ruled out due to the unavoidable contamination and the lack of cleanability.
3· Die Erwärmung der reichen Lösung bis zum Siedepunkt in der 1· Lösungsrückführung (mittleres Rohrregister) setzt sehr" hohe Absorptionsanfangstejnperatüren voraus.» Dadurch ergeben sich aber andererseits nur sehr kleine Entg^sungsbreiten (Konzentrationsunterschied zwischen reicher und armer Lösung) und das setzt praktisch den Verzicht auf Wärmeaustausch zwischen armer und reicher Lösung voraus.3 · The heating of the rich solution up to the boiling point in the 1 × solution recirculation (middle pipe register) requires very "high absorption initials." On the other hand, this results in only very small removal widths (concentration difference between rich and poor solution) and this is practical the renunciation of heat exchange between poor and rich solution ahead.
4, Durch Vorausgasung des Arbeitsmittels (Kältemittel) in der 2. Lösungsrückführung verringert sich die Konzentration der reichen Lösung und des mit dieser im Gleichgewicht stehenden Arbeitsmitteldampfes. Damit wird der Kühlmittelbedarf zur Rücklauferzeugung in der Verstärkungssäule des Desorbers erhöht bzw, die Reinheit des Arbeitsmittels erniedrigt. Vom Standpunkt der Reinheit des Arbeitsmittels ist aber ein unterkühlter flüssiger Zulauf der reichen Lösung zum Desorber und eine maximale Konzentration der reichen Lösung und damit eine hohe Entgasungsbreite anzustreben. Gerade diese Faktoren werden aber mit der bekannten Einrichtung verhindert. Mit liegenden Absorbern, die in der beschriebenen Weise in mehreren Elementen übereinandergebaut werden, wäre es natürlich möglich, im Bereich hoher Absorptionstemperatur (geringer Lösungskonzentration), also im obersten Absorber die reiche Lösung als Kühlmedium4, Pre-gassing of the working fluid (refrigerant) in the second solution recirculation reduces the concentration of the rich solution and of the working medium vapor in equilibrium with it. This increases the coolant requirement for the generation of reflux in the reinforcing column of the desorber or lowers the purity of the working medium. From the point of view of the purity of the working fluid, however, a supercooled liquid feed of the rich solution to the desorber and a maximum concentration of the rich solution and thus a high degassing width should be aimed at. However, these factors are prevented with the known device. With lying absorbers, which are built in the manner described above in several elements, it would of course be possible in the high absorption temperature (low solution concentration), ie in the uppermost absorber, the rich solution as a cooling medium
zu verwenden und so,..das Verfahren der Lösungsrückführung zu verwirklichen ( DS-PS 354 592, VDI-Zeitschrift Bd. 84 (1940), ITr. 3, S, 41-47).to use and so, .. the process of solution recycling to realize (DS-PS 354 592, VDI journal, Vol. 84 (1940), ITr 3, S, 41-47).
Daß diese Möglichkeit; praktisch nicht; realisiert; wurde, liegt in der Erniedrigung der Kühlbandbrsite des Kühlwassers, da zwar ein Teil der Absorptionswärme zurückgewonnen aber gleichzeitig das Temperaturniveau für den wassergekühlten Absorberteil erniedrigt wird und deshalb eine Verminderung des Wasserverbrauches nicht erreicht werden kann*That this possibility; practically not; realized; has been, is in the lowering of the Kühlbandbrsite of the cooling water, because although a part of the heat of absorption recovered but at the same time the temperature level for the water-cooled absorber part is lowered and therefore a reduction in water consumption can not be achieved
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung ist es, den nutzbaren leil der bei einer Absorption von gas- oder dampfförmigen Stoffen in flüssigen Absorptionsmittel freiwerdenden Absorptionswärme so weit wie möglich zurückzugewinnen, den dazu erforderlichen Kühlwasserbedarf zu senken und große Kühlbandbreiten des Kühlwassers zu ermöglichen· Dabei sollen die Nachteile des bekannten Standes der Technik, wie Einschränkungen zur Entgasungsbreite und zu geringe Nutzung des verfügbaren Wärmeangebotes vermieden werden«The aim of the invention is to recover the usable leil of the released during absorption of gaseous or vaporous substances in liquid absorbent heat of absorption as far as possible, to reduce the cooling water required for this purpose and to allow large cooling belt widths of the cooling water · The disadvantages of known state of the art how to avoid restrictions on the degassing width and on the low use of the available heat supply «
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem das bekannte Prinzip der Lösungsrückführung zur Bückgewinnung von Absorptionswärme ohne Einschränkung der Kühlbandbreite des Kühlwassers und ohne Beeinträchtigung der Entgasungsbreite der Lösung durch Vorausgasung des absorbierten Arbeitsmittels außerhalb des Desorbers bei minimalem Kühlwasserverbrauch anwendbar wird*The invention has for its object to develop a method in which the known principle of solution recycling for Bückgewinnung absorption heat without limiting the cooling bandwidth of the cooling water and without affecting the Entgasungsbreite the solution by pre-degassing of the absorbed working fluid outside the desorber with minimal cooling water consumption is applicable *
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Beibehaltung des Bieselprinzips die mit einem Arbeitsmittel anzureichernde arme Lösung in zwei Teilströme aufgeteilt wird, die parallel zueinander als Hauptstrom einen Absorber und als Teilstrom einen Teilstromabsorber durchströmen. Dabei wird die aazme Lösung in beiden Absorbern in bekannter Weise mit dem Arbeitsmittel angereichert» Der aus dem Teil-According to the invention, this object is achieved in that while maintaining the Bieselprinzips to be enriched with a working fluid poor solution is divided into two streams that flow parallel to each other as the main stream an absorber and a partial flow a partial flow absorber. The aazme solution in both absorbers is enriched in a known manner with the working fluid.
sbromabsorber ausbrebende Teilsbrom reicher Lösung wird dem Haupbsbrom im Bereich erhöhter Konzentration wieder au.gemis.chb und der Gesambsbrom-der reichen Lösung wird anschließend dem Te ilsbromabsorber als Eühlmibbel aage— führb and durchsbrömb diesen. Beide Absorber werden dabei in an sich bekannter Weise im Gegensbrom oder im angenäherten Gegensbrom bebrieben«The sbromabsorbent partial solution of rich solution is reabsorbed on the main bromo in the region of increased concentration au.gemis.chb, and the rich solution of Gesambsbrom is subsequently passed on to the partial bromine absorber as a comminuted membrane. Both absorbers are thereby applied in a manner known per se in the counterbrand or in the approximate counterbrand «
In einer vorbeilhafben Ausführung des erfindongsgemäßen Verfahrens isb vorgesehen daß der den Teilsbromabsorber verlassende Teilsbrom reicher Lösung dem Haapbsbrom vor dem lebzben Absorberelemenb im Absorber wieder zugemischb wird·In a vorbeilhafben embodiment of the erfindongsgemäßen method isb provided that the partial Bromabsorber leaving Teilbrom rich solution is the Haapbsbrom before lebzben Absorberelemenb in the absorber wiedervermischungb ·
AasführungsbeispielAasführungsbeispiel
Das erfindangsgemäße Verfahren soll nachsbehend an einem Aasführungsbeispiel näher erläaberb werden» Dabei werden vorbeilhafberweise die einzelnen Verfahrensschribbe anhand der Prinzipschalbung einer enbsprechenden Anlage dargesbellb.The method according to the invention is intended to be described more closely in the following with reference to an embodiment of the present invention. In this case, the individual process diagrams are described by reference to the principle of an appropriate system.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen;In the accompanying drawing show;
Fig, 1 i Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem liegenden Absorber und einem liegenden Teilsbromabsorber.Fig, 1 i system for carrying out the method according to the invention with a horizontal absorber and a lying Teilbromabsorber.
Fig. 2 ι Anlage gemäß Pig· 1, aber mib einem stehenden Teilsbromabsorber.Fig. 2 ι system according to Pig · 1, but mib a standing Teilbromabsorber.
Nach Pig» 1 und 2 wird die von einem nichb dargesbellben Desorber kommende arme Lösung 1 in einem Wärmeübertrager zunächsb gekühlb and anschließend von einer Verbeileinrichtung 7 In zwei Teilströme aufgeteilt. Dabei wird der Hauptstrom der armen Lösung 1 einem Absorber 3 zugeleitet, während ein Teilstrom der armen Lösung 1 einem Teilstromabsorber 2 nach Maßgabe der von der reichen Lösung 5 aufnehmbaren Wärme zugeführt wird* Der Absorber 3 besbehb beispielsweise aus vier liegenden Absorberelementen 3/1 bis 3/4 (Absorberbündel)j während der Teilstromabsorber 2 sich aus drei liegenden Absorberelementen 2/1 bis 2/3 (Teilsbromab-*According to Pig 1 and 2, the poor solution 1 coming from a non-dargesbellben desorber is firstly cooled in a heat exchanger and then divided into two part-streams by a splitter 7. In this case, the main stream of the poor solution 1 is fed to an absorber 3 , while a partial stream of the poor solution 1 is fed to a partial flow absorber 2 in accordance with the heat which can be absorbed by the rich solution 5 * The absorber 3 possesses, for example, four horizontal absorber elements 3/1 to 3 / 4 (absorber bundle) j during the partial flow absorber 2 is composed of three horizontal absorber elements 2/1 to 2/3 (partial brushless *
sorberbündel) zusammensetzt (Fig· 1) oder von einer stehenden Absorbereinheit gebildet wird (Fig, 2). Die in den Absorber 3 und den Teilstromabsorber 2 aufgegebenen Teilströme der armen Lösung 1 rieseln nun parallel zueinander in beiden Apparaten unter Aufnahme eines zugeführten Arbeitsmittels 6 in einer Filmströmung von oben nach unten, wobei sich die arme Lösung 1 mit dem zugeführten Arbeitsmittel 6 von Stufe zu Stufe stärker anreichert.sorber bundle) (FIG. 1) or is formed by a stationary absorber unit (FIG. 2). The discontinued in the absorber 3 and the partial flow absorber 2 partial flows of the poor solution 1 trickle now parallel to each other in both apparatuses recording a supplied working fluid 6 in a film flow from top to bottom, with the poor solution 1 with the supplied working fluid 6 from stage to Enriches level more.
Der aus dem letzten Teilstromabsorberelement 2/3·bzw» aus dem stehenden Teilstromabsorber 2 austretende Teilstrοία reicher Lösung 3 wird vor dem letzten Absorberelement 3/4 des Absorbers 3 wieder mit dem Hauptstrom der angereicherten Lösung vereinigt· Diese Vereinigung der beiden Teil— ströme angereicherter Lösung vor dem Absorberelement 3/4 erfolgt zur Erreichung einer maximal möglichen Konzentration der reichen Lösung 5 Jj& untersten (kältesten) Teil des Absorbers 3· Der Gesamtstrom der reichen Lösung 5 tritt nach dem Absorberelement 3/4- aus dem Absorber 3 aus. Die Kühlung des Absorbers 3 erfolgt durch Zuführung kalten Kühlwassers am Kühlwassereingang 8, einer Gegenstromführung durch die Absorberelemente 3/4, 3/3» 3/2 und 3/1 uad dem Abfluß des erwärmten Kühlwassers am Kühlwasserausgang 9»The Teilstrοία rich solution 3 emerging from the last Teilstromabsorberelement 2/3 · or »from the stationary Teilstromabsorber 2 is reunited before the last absorber element 3/4 of the absorber 3 with the main stream of the enriched solution · This union of the two sub-streams enriched solution upstream of the absorber element 3/4, in order to achieve a maximum possible concentration of the rich solution, 5 Jj & lowest (coldest) part of the absorber 3 · The total flow of rich solution 5 exits the absorber 3 after the absorber element 3/4. The cooling of the absorber 3 is effected by supplying cold cooling water to the cooling water inlet 8, a countercurrent flow through the absorber elements 3/4, 3/3 »3/2 and 3/1 uad the outflow of the heated cooling water at the cooling water outlet 9»
Die reiche Lösung 3 wird über einen Lösungssammler 4 einer Lösungspompe 11 zugeführt; auf einen höheren Druck gebracht und dem Teilstromab sorber 2 als Kühlmittel zugeleitet· Als Kühlmittel durchströmt die reiche Lösung 3 ini Gegenstrom die einzelnen Teilstromabsorberelemente 2/3» 2/2 und 2/1 bzw, den stehenden Teilstromabsorber 2 und nimmt dabei Absorp— tionswärme auf· Nach dem Austritt der als Kühlmittel verwendeten reichen Lösung 5 aus dem Teilstromabsorber 2 und der weiteren Wärmeaufnahme im Wärmeübertrager 10 kann die reiche Lösung 5 i& einen Desorber zurückgeführt werden.The rich solution 3 is fed via a solution collector 4 to a solution pomp 11; brought to a higher pressure and the Teilstromab sorber 2 fed as a coolant · As a coolant flows through the rich solution 3 ini countercurrent to the individual Teilstromabsorberelemente 2/3 »2/2 and 2/1 or, the standing Teilstromabsorber 2 and absorbs absorption heat After the exit of the rich solution 5 used as coolant from the partial flow absorber 2 and the further absorption of heat in the heat exchanger 10, the rich solution 5 can be returned to a desorber.
Der Teilstromabsorber 2 kann gemäß Fig* 2 deshalb als stehender Apparat mit Sieseiströmung der anzureichernden armen Lösung 1 in den Rohren ausgeführt werden, weil die Lösung im geschlossenen Kreislauf zirkuliert und keine Verschmutz ZUiSg" des Mantelraumes durch die als Kühlmittel im Teilstromabsorber 2 eingesetzte reiche Lösung 3 eintreten kann,The Teilstromabsorber 2 can therefore be performed as a stationary apparatus with Sieseiströmung the poor solution to be enriched 1 in the tubes, because the solution circulates in a closed circuit and no contamination ZUiSg "of the jacket space by the used as a coolant in the partial flow absorber 2 rich solution can occur
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