DD204904A1

DD204904A1 - Verfahren zur waermerueckgewinnung im absorptionsprozess des ammoniak-soda-verfahrens

Info

Publication number: DD204904A1
Application number: DD82239937A
Authority: DD
Inventors: Klaus Schoenwaelder; Thomas Dietrich; Kurt Schmedemann; Walter Fruehauf; Ulrich Wagner; Heinz Zoellner
Original assignee: Klaus Schoenwaelder; Thomas Dietrich; Kurt Schmedemann; Walter Fruehauf; Ulrich Wagner; Heinz Zoellner
Priority date: 1982-05-18
Filing date: 1982-05-18
Publication date: 1983-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft die Umgestaltung des Absorptionsprozesses im Ammoniak-Soka-Verfahren mit dem Ziel,die bisher durch Kuehlwasser abgefuehrte Prozesswaerme in in anderen Produktionsabschnitten einsetzbaren Dampf zu ueberfuehren und damit den spezifischen Energieverbrauch des Gesamtproduktionsprozesses deutlich herabzusetzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Nutzung des vorhandenen Stoffsystems Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser und unter Umgehung des sehr hohen apparativen Aufwandes fuer die Realisierung einer gegenlaeufigen Sorptionswaermepumpe eine homogene Einordnung des Verfahrens zur Waermerueckgewinnung in den Produktionsprozess zu erreichen. Erfindungsgemaess wird dieses dadurch erreicht, dass der Absorptionsprozess des Ammoniak-Soda-Verfahrens im Sinne eines offenen Waermepumpenprozesses so umgestaltet wird, dass die vom Destillationsgaskuehlers kommenden Gase komprimiert werden u. der Absorptionsprozess unter Druck realisiert wird. Ein hoher Wirkungsgrad wird zusaetzlich durch die Vorwaermung der Sole im Destillationsgaskuehler sowie in einem dem Absorber nachgeschalteten Waermetauscher erreicht.Die Erfindung ist anwendbar bei allen Prozessen, in denen Ammoniak oder Ammoniak-Kohlendioxid-Wasserdampf-Gemische in Wasser oder waessrigen Loesungen absorbiert werden, insbesondere im Absorptionsprozess des Ammoniak-Soda-Verfahrens.

Description

Verfahren zur "Järmerückgewinnung im Absorptionsprozeß des

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung "betrifft Prozesse, in denen Ammoniak oder Ammoniak—Kohlendioxid—Y/asserdampf-G-emische in '.Vassei- oder wäßrigen Lösungen absorbiert werden-, insbesondere den Absorptionsproseß des Ammoniak-Soda-Verfahrens.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im Absorptionsprozeß des Ammoniak—Soda-Verfahrens wird ein großer Betrag an Prozeßwärme freigesetzt, der zur Gewährleistung einer stabilen Arbeitsweise der nachfolgenden Prozeßstufen durch Kühlwasser abgeführt werden muß. Selbst bei Schaffung günstiger Y/ärmeübergangsverhältnisse wird jedoch nur ein niedriges Tenperaturniveau (30 - 60 ⁰C) erreicht, das eine 'leiterverwendung der Abwärme des Absorptionsprosesses außerordentlich erschwert. Ss ist bekannt j daß Kühlwasser im genannten Temperaturbereich für Heisswecke eingesetzt werden kann. Diese

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theoretisch ist auch bekannt_? gegenläufige Sorptions™ wärmepunipen (w"ärmetransforrnatoren) in solchen Fällen einzusetzen, um Froaeßdampf zu gewinnen,,.. -5ine -ümsetsung dieser theoretischen Erkenntnisse im Ammoniak-Soda-Verfahren, insbesondere in der' Absorptionsstufe, setzt jetoch το1!kommeη neue Apparatekonstruktionen und damit enorme Investitionsaufwendungen., die durch den ökonomischen-· Bffekt nicht gerechtfertigt werden können^ voraus.

Siel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der "Tär'nerv.ckgewiiiniing bei dor Absorption von Amöniak oder- ATnmoniak-I'üchlsndio_'~ir! — -/33.'^9"¹T"ρΓ:Όΐ —"GeT.iiscl"¹ sin in ^sss^ odsr wäßrigen

Lösungen, insbesondere im Absorptionsprozeß des Ammoniak-Soda-Ye rf ahrens, durch Überführung der bisher mit Kühlwasser abgeführten Prozeßwärme in Prozeßdampf.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Durch die Erfindung.wird es möglich, die im Absorptionsprozeß Ton Ammoniak oder Ammoniak-Kohlendioxid-Wasserdatnpf-Gemischen in Wasser oder wäßrigen Lösungen frei— werdende Prozeßwärme in Ifatzdampf au überführen und damit eine deutliche Senkung des spezifischen Energieverbrauchs zu erreichen. Mit der Einführung des Verfahrens wird es möglich, mit einem vertretbaren Investitionsaufwand Abwärme in I'iutzwärme zu überführen, wobei im Gegensatz zum Wärmetransformator das stoffliche System des Absorptionsprozesses unmittelbar als Arbeitsmedium einer Wärmepumpe dient.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß gegenüber den herkömmlichen Verfahren der Wärmerückgewinnung in anderen Prozeßstufen einsetzbarer.. Hutzdarapf erzeugt wird und gegenüber dem Wärmetransformator die Prozeßstufen Verdampfer, Austreiber und-Kondensator nicht erforderlich sind, indem das der Absorptionsstufe zuzuführende Gas komprimiert wird. Dabei wird der Absorptionsprozeß unter einem Druck τοη 0,6 MPa und 130 ⁰C durchgeführt. Ein hoher Wirkungsgrad wird durch die Vorwärmung der Sole im Destillationsgaskühler sowie in einem dem Absorber nachgeschalteten Wärmetauscher . erreicht.

Ausführungsbeispiel

Erfindungsgemäß wird- das Gas-Wasserdampf-Gemisch vom BestiHationsgaskühler 1 in einen Wärmetauscher 2 geleitet, in welchem dasselbe unter Nutzung eines Teils der Kompressionswärme des Verdichters 3 überhitzt und dem Verdichter 3 zugeführt wird. Nach Kompression des Gas-Wasserdampf-Gemisches auf 0*6 LIPa gelangt es mit

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einer Temperatur von 80 ⁰C in den Absorber 4. In Absor-' Tber 4 wird die vom Eolonnengasv/äsoher 6 kommende natriumchloridhaltige Sole mit Ammoniak gesättigt; das Absorberrestgas wird über das Entspannungsventil 5 in den Sättigergaswäscher 7 entspannt und hier das restliche Ammoniak mit Reinsole ausgewaschen»

Heben der im Absorber 4 freiwerdenden Absorptionswärme und der mit dein Gas in den Absorber 4 eingeführten Eonpressionswarme wird zur effektiveren Wärmenutzung des Systems ein Teil der Kondensationswärme aus dem Destillationsgaskühler 1 sowie ein Teil der fühlbaren Wärme der aus dem Absorber 4 austretenden Flüssigkeit in Wärmetauscher 8 an die Sole übertragen und diese dem Absorber 4 über eine Druckerhöhungspumpe 9 zugeführt. Die den Absorber 4 verlassende und mit Ammoniak gesättigte Flüssigkeit wird nach Passieren des Wärmetauschers 8 über das Entspannungsventil 10 in den Doseur entspannt.

Die im Absorber 4 freigesetzte Prozeßwärme wird über eine ausreichend große Wärmeübertragungsflache an Kesselspeisewasser abgeführt, welches unter dem vorhandenen Temperaturniveau in Prozeßdampf von 12 0 C umgewandelt wird.

Claims

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Srfindungsansprucli

1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung in Absorptionsprozes-

sen von Ammoniak oder Ammoniak-Kohlendioxid-Wasserdampf-Geniischen in Wasser oder wäßrigen Lösungen geleennzeicli— net dadurch^ daß der Absorptionsprozeß unter solchen Druckbedingungen erfolgt, daß die freiwerdende Prozeßwärme in Mutzwärme überführt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Tom Destillationsgaslrühler des Sodaproduktionsprozesses kommenden Gase komprimiert werden und der Absorptions-Prozeß unter einem Druck τοη 0,2 bis 2 MPa durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die im Absorptionsprozeß des Ammoniak-Soda-Verfahrens eingesetzte Sole im Destillationsgaskühler sowie in einem dem Absorber nachgeschalteten Wärmetauscher vorgewärmt wird,
4. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß das zu komprimierende Gas-Dampf-Gemisch unter Nutzung eines Teils der Kompressionswärme in den überhitzten Zustand überführt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 gekennzeichnet dadurch, daß anstelle des Entspannungs"ventils 5 'eine Entspannungsturbine zur Wiedergewinnung der im Absorberrestgas enthaltenen Verdichtungsarbeit eingesetzt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 gekennzeichnet dadurch, daß anstelle des Entspannungsventils 10 eine Sntspannungsturbine eingesetzt wird.