DE102006011429A1

DE102006011429A1 - Absorptionsverfahren einer Sorptionsanlage

Info

Publication number: DE102006011429A1
Application number: DE200610011429
Authority: DE
Inventors: Anno Von Reth
Original assignee: Reth Anno von Dr
Current assignee: Reth Anno von Dr
Priority date: 2005-02-05
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2007-09-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren einer Sorptionsanlage für ein Zweistoffgemisch mit Haupt- und Zusatzkreislauf zur Erzeugung mechanischer Energie. In beiden Kreisläufen findet die Austreibung unter gleichem Druck statt, wobei Wärme zuerst an den Hauptkreislauf (1a), dann an den Zusatzkreislauf (39a) übertragen wird. Die Austreibung wird so gestaltet, dass ein gleicher Sattdampf (017) aus beiden Kreisläufen entsteht, der gemeinsam entspannt (31a) wird. Der entstandene Nassdampf (139) wird durch Flüssigkeitsabtrennung (138) wieder in einen Sattdampf (141) verwandelt. Ein dem Zusatzkreislauf zugehöriger Teilstrom (71) wird einem unter Mitteldruck der oberen Druckstufe stehenden Absorber (22) zugeführt. Der dem Hauptkreislauf zugehörige Teilstrom (143) wird nach geringer Überhitzung (30b) erneut entspannt (31b) und einem auf Niederdruck stehenden Absorber (7a) zugeführt. Kann die externe Wärmequelle (5) ohne untere Temperaturgrenze genutzt werden, so sind Schaltungen des Typs III der Stammanmeldung - also mit einem weiteren Mitteldruckaustreiber entweder im Zusatzkreislauf oder im Hauptkreislauf - wirkungsvoll anwendbar. Der Kreislauf weist einen Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70a) auf. Dessen ausgetriebener Dampf (71a) wird auf gleichem Druckniveau absorbiert (59a). Mit dieser zweimaligen Wärmezufuhr steigt im Hauptkreislauf das Druckverhältnis. Parallel zu dem fallenden Druck der Adsorber wird in den Lösungen des Zusatzkreislaufes und den beiden ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren einer Sorptionsanlage für ein Zweistoffgemisch mit Haupt- und Zusatzkreislauf als Zusatzanmeldung zum Patent DE 10 2005 005 409.9 .
In der Stammanmeldung ist ein thermodynamischer Kreislauf beschrieben, der mindestens folgende Verfahrensschritte enthält:

• einem Hauptkreislauf wird ein Zusatzkreislauf mit dem gleichen Zweistoffpaar hinzugefügt,
• Arbeitsmittelanteil und Umlaufmenge in den Lösungen des Hauptkreislaufs bzw. des Zusatzkreislaufs von einander abweichend festgelegt werden,
• externe Wärmeenergie wird zur Dampfaustreibung im höherem Temperaturbereich an den Hauptkreislauf, in darunter liegenden Temperaturbereich an den Zusatzkreislauf übertragen,
• die Hochdruckdämpfe des Hauptkreislaufes und des Zusatzkreislaufes werden auf gleichem Druckniveau erzeugt,
• die Hochdämpfe des Hauptkreislaufes und des Zusatzkreislaufs werden bezüglich der Anteile von Sorptionsmittel und Lösungsmittel angeglichen,
• die Hochdämpfe des Hauptkreislaufes und des oder der Zusatzkreisläufe werden gemeinsam zur Erzeugung mechanischer Energie entspannt,
• das Druckniveau der Absorption wird im Zusatzkreislauf höher als im Hauptkreislauf festgelegt,

Das Wesentliche der Stammanmeldung lässt sich in drei Anliegen formulieren: Das erste Anliegen ist die Ausgestaltung des Arbeitsverfahrens mit Zusatzkreislauf, um die beim Rektifikationsvorgang anfallende Rückkühlwärme nutzstiftend in den Absorptions-Kraft-Zyklus einzubauen (Verfahren mit Schaltungstyp I). Das zweite Anliegen ist die vorteilhafte Weiterführung der ersten Aufgabe durch eine differenzierte externe Wärmezufuhr an Haupt- und Zusatzkreislauf (Verfahren mit Schaltungstyp II). Das dritte Anliegen ist die vorteilhafte Weiterführung der ersten und zweiten Ausgestaltungen, wobei die Wärmeausnutzung im unteren Bereich der Temperaturspreizung der externen Wärmequelle (Verfahren mit Schaltungstyp III) ausgenutzt wird.
Für die in der Stammanmeldung enthaltenen Kreislaufschaltungen war vorgesehen, einen Hochdruckdampf aus nahezu reinem Arbeitsmittel zu erzeugen und zu entspannen. In der Zusatzanmeldung werden Verfahren mit Kreislaufschaltungen der Stammanmeldung auf den Einsatz von Sattdampf mit geringen Anteilen des Lösungsmittels weiterentwickelt.

Die Schaltungen der Stammanmeldung sind zumindest für den Hauptkreislauf auf ein hohes Druckgefälle ausgelegt. Die Entspannung eines Sattdampfes endet im Nassdampfgebiet. Unter gleichen Druckverhältnissen leistet eine solche Entspannung bei einem nahezu reinen Einstoff-Dampf weniger Arbeit als überhitzter Dampf. Bei Zweistoffgemischen kann eine andere Situation gegeben sein, wenn das Sorptionsmittel eine deutlich höhere Enthalpie aufweist. Das ist beim Paar Ammoniak und Wasser gegeben. In den sich bildenden Nebeltröpfchen ist überwiegend der Stoff mit dem niedrigeren Taupunkt – das Lösungsmittel – enthalten. Dieser Effekt ist für die Entspannungsarbeit bestimmend, wenn die Entropie eines Zweistoffes bei Druck- und Temperaturabnahme nicht oder nur geringfügig fällt. Dies bewirkt eine gleich hohe oder höhere Entspannungsarbeit als bei einem überhitzten Dampf eines Einstoffpaares. Diese Eigenschaften des Zweistoffpaares Ammoniak und Wasser bei niedrigen Wasseranteilen sind Ausgangspunkt von Patenten US 4346561 , US 6941757 von Alexander Kalina. Die hierbei angewendeten Kreisläufe unterscheiden sich jedoch wesentlich von denen der Stammanmeldung. Bedingt durch die in diesen Kalina-Kreislaufschaltungen angewendete Vollverdampfung des Zweistoffgemisches in ein Zweiphasengemisch mit nachfolgender Separation in Sattdampf und Flüssigkeit ist die Installation eines Zusatzkreislaufes entsprechend der Stammanmeldung nicht möglich. Aus den Untersuchungen über solche Kalina-Kreislaufschaltungen ist bekannt (Silke Köhler: "Geothermisch angetriebene Dampfkraftprozesse-Analyse und Prozessvergleich binärer Kraftwerke" Diss. TU Berlin, 2005; S. 75–87; Pall Valdimarsson; Larus Eliasson: "Factors influencing the economics of the Kalina Power Cycle and situations of superior performance". International Geothermal Conference Reykjavik, 2003; S.32–40), dass die höchsten Wirkungsgrade dann erreicht werden, wenn der Kreislauf so ausgelegt wird, dass im Entspannungsdampf ein relativ geringer Anteil des Lösungsmittels enthalten ist.

Es ist die Aufgabenstellung der Erfindung, die Vorteile des Einsatzes von Sattdampf eines Zweistoffgemisches mit dem Vorteil eines höheren Arbeitsgewinns bei thermodynamischen Kreisläufen der Stammanmeldung infolge deren hoher Druckverhältnisse zu kombinieren.

Die Lösung der Aufgabe finden sich in zwei nebengeordneten Ansprüchen und zugeordneten Unteransprüchen.

Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, statt mit überhitztem Hochdruckdampf mit Hochdrucksattdampf die Entspannung zu beginnen.

Die hier vorgeschlagenen Verfahren bauen auf Schaltungen auf, die dem Typ II und dem Typ III der Stammanmeldung entsprechen.

Die Schaltungen der Stammanmeldung weisen in charakteristischer Weise ein hohes Druckverhältnis auf. Dies würde bei einer einzigen Entspannungsmaschine in der Regel für einen sicheren Betrieb eine zu hohe Dampfnässe am Ende der Entspannung ergeben. Daher wird in den Schaltungen der Zusatzanmeldung eine zweistufige Entspannung vorgesehen, hier als Mitteldruckentspannungsmaschine und Niederdruckentspannungsmaschine bezeichnet.

Da bei der Austreibung auf Hochdruckniveau kein nahezu reiner Arbeitsmitteldampf erzeugt werden soll, ist es sinnvoll die Schaltung ohne Rektifikation im Hochdruckbereich auszulegen. Schaltungen des Typs I der Stammanmeldung entfallen in der Zusatzanmeldung. Es kommen zwei verschiedene Hauptvarianten zur Anwendung: In der Variante A wird die Austreibung auf Hochdruckniveau so ausgelegt, dass die Zusammensetzung des Dampfes im Gleichgewicht zur Lösung am Ende der Austreibung steht. Dies geschieht durch Parallelführung von Wärme aus der externen Wärmequelle und Lösung sowohl im HK-Hochdruckaustreiber als auch im ZK-Hochdruckaustreiber. In der Variante B wird nur im ZK-Hochdruckaustreiber eine Parallelführung, im HK-Hochdruckaustreiber eine Gegenstromführung vorgesehen, so dass der ausgetriebene Dampf aus beiden Austreibern die gleiche Zusammensetzung und Temperatur aufweist.

Letztgenannte Schaltung bewirkt, dass die Temperatur des Dampfes bei Eintritt in die Entspannungsmaschine niedriger liegt als die höchste Temperatur im Austreiber. In Kreislaufschaltungen mit nur einem Stoff hätte dies eine Wirkungsgradminderung zur Folge. In der genannten Literatur ist nachgewiesen, dass dies für Zweistoffgemische nicht gilt: Zwei Schaltungen führen zu annähernd gleicher Leistungsabgabe: In der ersten Schaltung – mit ihr ist die der Variante A vergleichbar – tritt im Austreiber (Desorber) der geringsten Temperaturunterschiede zwischen einer Wärmequelle und der Lösung am Eingang und am Ausgang auf. In der zweiten Schaltung – mit ihr ist die der Variante B vergleichbar – tritt hingegen der geringste Temperaturunterschied im unteren Temperaturbereich des Austreibers und ein mit merklichem Temperaturabstand am Ausgang auf; wobei allerdings ein größerer Massenumlauf eingesetzt und hierbei die Wärmequelle auf eine niedrigere Temperatur ausgenutzt werden muss. Diese Bedingung ist in den Schaltungen der Stammanmeldung für den Hauptkreislauf dadurch erfüllt, dass in den HK-Hochdruckaustreiber arme ZK-Lösung zugeführt wird. Dies entspricht einer indirekten Wärmezufuhr aus der Wärmequelle aus einem Tempe raturbereich unterhalb der minimalen Temperatur im HK-Hochdruckaustreiber. Die Variante B ist daher auch in den Schaltungen der Zusatzanmeldung sinnvoll anwendbar.

In den Schaltungen der Zusatzanmeldung wird nach der ersten Entspannung der Nassdampf durch Abtrennung von Flüssigkeit oder durch Rektifikation wieder in einen Sattdampf verwandelt. Im letzteren Fall geschieht die Verwandlung in einem auf Mitteldruck arbeitenden Rektifikator. Im Gegenstrom zum eingeleiteten Nassdampf durchläuft den Rektifikator Lösung, die als relativ reiche Lösung in den kalten Teil des Rektifikators eingeleitet wird. Hierbei kann der Anteil des Arbeitsmittels im erzeugten Mitteldruck-Sattdampf im Vergleich zu dem Verfahrensschritt, nur die Flüssigkeit aus dem Mitteldruck-Nassdampf abzutrennen, erhöht werden. Aus der eingeleiteten Lösung wird Sattdampf ausgetrieben. Diese Austreibung kann durch Wärmezufuhr in einem mit dem Mitteldruckrektifikator verbundenen Mitteldruckaustreiber vergrößert werden. Kann die Wärmequelle ohne untere Temperaturgrenze genutzt werden, so sind Schaltungen des Typs III der Stammanmeldung – also mit einem weiteren Mitteldruckaustreiber entweder im Zusatzkreislauf oder im Hauptkreislauf – wirkungsvoll anwendbar.

Im Vergleich zu Schaltungen mit Einsatz nahezu reinen überhitzten Arbeitsmitteldampfes wird der Fortfall von Dampfüberhitzern sich günstig auf die Baukosten auswirken. In der in der Kalina-Technik angewandten Vollverdampfung mit anschließender Separation in Sattdampf und Lösung besteht die Gefahr einer Aufkonzentration nicht verdampfungsfähiger Spurstoffe, die korrosiv wirken und die Wärmeübergangsbedingungen verschlechtern. In den beschriebenen Schaltungen werden zur Austreibung Apparate aus der Sorptionstechnik (Rieselaustreiber bzw. Plattenaustreiber auch Heat Recovery Vapor Generator) eingesetzt, bei denen diese Gefahr nicht besteht.

Im folgenden werden die Ausführungsformen der Erfindung an Hand von Zeichnungen erläutert. Es werden 6 Figuren beigefügt.
Die Figuren zeigen im Einzelnen:
1 Eine Zweistoffsorptionsanlage mit Zusatzkreislauf zur Nutzung der Rückkühlwärme sowie zur Nutzung externer Wärme auf unterschiedlichen Druckniveaus,
2 Zusatzkreislauf mit Entspannung mittels einer einzigen Druckstufe,
3 Zweistoffsorptionsanlage mit zweimaliger Entspannung eines Sattdampfes im Hauptkreislauf und einmaliger Entspannung eines Sattdampfes im Zusatzkreislauf,
4 Mitteldruckaustreiber im Zusatzkreislauf und Überhitzung des Mitteldruckdampfes,
5 Mitteldruckaustreiber im Hauptkreislauf und
6 ein T-x-Arbeitsdiagramm mit schematischer Darstellung des thermodynamischen Kreislaufs.
Die der Zusatzanmeldung am nächsten kommende Beschreibung der Stammanmeldung findet sich in den 9 und 10. Sie werden als 1 und 2 der Zusatzanmeldung dargestellt und im folgenden beschrieben.
In dieser Anmeldung und in den Patentansprüchen werden für die Begriffe Hauptkreislauf das Kürzel HK, für den Begriff Zusatzkreislauf (ZK), für den Begriff Zusatzmitteldruckkreislauf (ZKM) verwendet.
In der 1 ist ein Absorptions-Kraft-Zyklus nach dem Stand der Technik (als Hauptkreislauf bezeichnet) dargestellt und um den erfindungsgemäßen Zusatzkreislauf erweitert: Der Hauptkreislauf besitzt einen HK-Hochdruckaustreiber 1, in dem durch externe Wärmezufuhr 5 HK-Arbeitsmittelhochdruckdampf 62 ausgetrieben wird. Dieser HK-Arbeitsmittelhochdruckdampf 62 wird dem ZK-Hochdruckaustreiber 39 zugeführt.
Dem Zusatzkreislauf wird zweimal auf Hochdruckniveau Wärme zugeführt: Einmal im ZK-Hochdruckaustreiber 39, zum anderen in der zweiten ZK-Abtriebssäule 27. Im letzteren werden die ausgetriebenen Dämpfe beider Kreisläufe rektifiziert zu einem nahezu reinen Arbeitsmittelhochdruckdampf 017. Die bei der Rektifikation freiwerdende Rückkühlwärme wird durch Wärme- und Stoffaustausch an eingeleiteten ersten Teilstrom unterkühlter reicher ZK-Lösung 53 zur Austreibung und Aufwärmung der Lösung übertragen. Die rektifizierten Arbeitsmittelhochdruckdämpfe beider Kreisläufe 017 weisen gleiche Zusammensetzung und Temperatur auf. Sie werden gemeinsam in einem Überhitzer 30 aus Wärme aus einer externe Wärmezufuhr 5 überhitzt, in einer Entspannungsmaschine 31 unter Abgabe mechanischer Energie entspannt, die mittels Generator 32 in Strom verwandelt wird.
Die Arbeitsmitteldämpfe des Hauptkreislaufes und des Zusatzkreislaufes werden in der Entspannungsmaschine 31 getrennt. Im Hauptkreislauf wird bis auf Niederdruck entspannt. Der HK-Niederdruckdampf 18 wird mittels Flüssigkeitskühler 33 aufgewärmt und im HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a absorbiert unter Wärmeabfuhr an ein Kühlmedium 64. Im Zusatzkreislauf wird nur auf unteren Mitteldruck entspannt und aus der Entspannungsmaschine 31 durch Entnahme abgeführt. Dieser ZK-Mitteldruckdampf 63 wird dem unteren ZK-Mitteldruckabsorber 59 zugeleitet und dort unter Wärmeabgabe absorbiert.
Im Zusatzkreislauf ist ein ZK-Mitteldruckaustreiber 70 eingefügt, wobei Wärme aus einer externe Wärmequelle 5 zuerst parallel durch HK-Hochdruckaustreiber 1 und Dampfüberhitzer 30, dann durch den ZK-Hochdruckaustreiber 39 und schließlich durch ZK-Mitteldruckaustreiber 70 geführt wird. Der ausgetriebene ZK-Mitteldruckdampf 71 wird einem unter gleichem Druck stehenden ZK-Mitteldruckabsorber 22 zur Absorption zugeleitet.
Zwischen dem ZK-Mitteldruckaustreiber 70 und dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a wird ein Mittel-/Niederdruck-Zusatzkreislauf gebildet: Die aus dem ZK-Mitteldruckaustreiber 70 ablaufende arme ZK-Lösung 73 wird mit der armen HK-Lösung 14 vereint, durch einen HK/ZK-Lösungswärmetauscher des unteren Temperaturbereichs 66 zur Wärmeabgabe geleitet, mittels erster HK/ZK-Drossel 74 auf Niederdruck gebracht und dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zugeleitet. Dem ZK-Mitteldruckaustreiber 70 wird über die zugehörige vierte ZK-Abtriebssäule 130 reiche ZK-Lösung 69 des Mittel-/Niederdruck-Zusatzkreislaufes zugeleitet, die mittels Ventil 67 von dem Hauptstrom reicher HK-Lösung 0015 abgetrennt und mittels erster ZK-Drossel 68 auf Mitteldruck abgesenkt wurde.
Zwischen dem ZK-Hochdruckaustreiber 39 und dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a wird folgender Zusatzkreislauf gebildet: Die aus dem ZK-Hochdruckabsorber ablaufende arme ZK-Lösung 20 wird in den HK-Hochdruckabsorber 1 über dessen zugehörige HK-Abtriebssäule 16 eingeleitet. Zwischen HK-Hochdruckabsorber 1 und HK/ZK-Niederdruckabsorber findet eine gegenläufige Führung von armer ZK-Lösung 20 und reicher HK-Lösung 015 statt mit folgendem Effekt: Es wird nur eine Differenzmenge reicher HK-Lösung 015 dem HK-Hochdruckabsorber 1 aus dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zugeleitet und arme ZK-Lösung 20 des Hochdruck/Niederdruck-Zusatzkreislaufes aus dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a entnommen. Diese arme ZK-Lösung 20 wird mittels zweiter ZK-Lösungspumpe 51 auf unteren Mitteldruck gebracht und im ZK-Mitteldruckabsorber 59 der unteren Druckstufe durch Absorption zu angereicherter ZK-Lösung 61 verwandelt. Diese angereicherte ZK-Lösung 61 wird mittels dritter ZK-Lösungspumpe 60 auf Mitteldruck gebracht und im ZK-Mitteldruckabsorber 22 durch Absorption zu reicher ZK-Lösung 24 verwandelt. Diese reiche ZK-Lösung 24 wird mittels erster ZK-Lösungspumpe 23 auf Hochdruck gebracht und in zwei Teilströme mittels Ventil 52 geteilt. Ein erster Teilstrom der reichen ZK-Lösung 53 wird über die zweite ZK-Abtriebssäule 27 und erste ZK-Abtriebssäule 26 in den ZK-Hochdruckaustreiber 39 eingeleitet, der zweite Teilstrom der reichen ZK-Lösung 44 wird nacheinander durch Rückführung im ZK-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe 59, den Lösungswärmetauscher des unteren Temperaturbereichs 66 und des mittleren Temperaturbereichs 65 aufgewärmt und über die erste ZK-Abtriebssäule 26 in den ZK-Hochdruckaustreiber 39 eingeleitet.
Zwischen HK-Hochdruckaustreiber 1 und HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a besteht ein Hauptkreislauf aus reicher HK-Lösung 15 und armer HK-Lösung 14, der jedoch durch die Überlagerung mit dem Zusatzkreislauf modifiziert wird. Reiche HK-Lösung 015 wird als beschriebene Differenzmenge aus dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a entnommen, mittels erster HK/ZK- Lösungspumpe 8a auf Hochdruckniveau angehoben durch den HK/ZK-Lösungswärmetauscher des unteren Temperaturbereichs 66, dann durch die Lösungswärmetauscher des mittleren Temperaturbereichs 65 und des oberen Temperaturbereichs 19 jeweils zur Wärmeaufnahme geleitet und schließlich über die HK-Abtriebssäule 16 in den HK-Hochdruckaustreiber 1 eingeleitet. Arme HK-Lösung 14 wird nacheinander zur Wärmeabgabe durch den HK-Hochdruckaustreiber 1 rückgeführt 13, durch die Lösungswärmetauscher des oberen Temperaturbereichs 19 und des mittleren Temperaturbereichs 65 geleitet und mittels erster HK-Drossel 72 auf Mitteldruck abgesenkt und schließlich wie bereits beschrieben dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zugeleitet.
Ohne den ZK-Mitteldruckaustreiber 70 würde die Menge des rektifizierten Arbeitsmittelhochdruckdampfes, der der Austreibung im ZK-Hochdruckaustreiber 39 und in der zweiten ZK-Abtriebssäule 27 – hier durch zugeführte Rückkühlwärme – zuzurechnen ist, vollständig den beiden Mitteldruckabsorbern 59, 22 zuzuleiten sein. Die zur Anreicherung der Lösung im ZK-Mitteldruckabsorber 22 benötigte Dampfmenge braucht nicht der Entspannungsmaschine 31 auf Mitteldruck entnommen zu werden, sondern kann bis auf Niederdruck entspannt werden und dann dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zugeleitet werden.
In der 2 ist gegenüber der 1 die Auskoppelung von Mitteldruckdampf aus der Entspannungsmaschine 31 und der ihn absorbierende ZK-Mitteldruckabsorber unterer Druckstufe 59b fortgelassen. Vom HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a wird arme ZK-Lösung 20 über die zweite ZK-Lösungspumpe 51 direkt zum nunmehr einzigen ZK-Mitteldruckabsorber 22 geführt.
In der 3 wird die Darstellung der 2 abgeändert: Indem der ZK-Hochdruckaustreiber 39a so ausgelegt ist, dass Wärme aus einer externen Wärmequelle 5 und reiche ZK-Lösung 24 im Gleichstrom geführt werden. Die reiche ZK-Lösung 24 wird von unten in den kalten Teil des ZK-Hochdruckaustreibers 39a eingeleitet, die arme ZK-Lösung 20 aus dem heißen Teil entnommen. Die Umlaufmengen von HK- und ZK-Kreislauf werden so ausgelegt, dass die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und der jeweiligen Lösung am Ende der Austreibung gleich oder nahezu gleich sind, so dass die aus dem HK-Nochdruckaustreiber 1 bzw. ZK-Hochdruckaustreiber 39a ausgetriebenen Dämpfe jeweils den gleichen oder nahezu gleichen Arbeitsmittelanteil und das gleiche oder nahezu gleiche Temperaturniveau aufweisen.
HK- 17 und ZK-Hochdruckdampf 62 werden gemeinsam zu einer HK/ZK-Mitteldruckentspannungsmaschine 31a geleitet. In dieser werden sie unter Abgabe mechanischer Arbeit in einen HK/ZK-Mitteldruck-Nassdampf 139 entspannt. Die mechanische Arbeit wird mittels eines Generators 32 in Strom umgewandelt. Von der HK/ZK-Mitteldruckentspannungsmaschine 31a wird der HK/ZK-Mitteldruck-Nassdampf 139 zu einem Mitteldruckrektifikator 2a geleitet und in dessen heißen Teil eingeleitet. Diese werden im Gegenstrom zur in den kalten Teil des Mitteldruckrektifikators 2a eingeleiteten reichen ZKM-Lösung der oberen Druckstufe 20c durch Stoff- und Wärmeaustausch in einen HK/ZK-Mitteldruckdampf der oberen Druckstufe 141 mit höherem Arbeitsmittelanteil umgewandelt, wobei aus der eingeleiteten reicher ZKM-Lösung der oberen Druckstufe 20c ebenfalls Mitteldruckdampf der oberen Druckstufe als Sattdampf ausgetrieben wird. Diese zusätzliche Menge wird mit dem HK-Mitteldruckdampf der oberen Druckstufe auf Niederdruck entspannt in der HK/ZK Niederdruckentspannungsmaschine 31b. Die Erhöhung des Anteils an Arbeitsmittel im HK/ZK-Mitteldruckdampf der oberen Druckstufe 141 gegenüber dem eingeleiteten HK/ZK-Mitteldruck-Nassdampf 139 kann durch die Menge der reichen ZKM-Lösung 20c der oberen Druckstufe gesteuert werden. In den meisten Anwendungsfällen wird ein einziger Austauschboden im Mitteldruckrektifikator 2a ausreichen.
Die reiche ZKM-Lösung der oberen Druckstufe 20c ist Teil eines im Folgendem als Zusatzmitteldruckkreislauf (ZKM) bezeichneten Lösungsumlaufs zwischen Mitteldruckrektifikator 2a und HK/ZK-Niederdruckabsorbers 7a.
Der in den Mitteldruckrektifikator 2a eingeleitete reiche ZKM-Lösung der oberen Druckstufe 20c wird mit der armen ZK-Lösung 20 aus dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a entnommen und zusammen als 20b mittels ZK/ZKM-Lösungspumpe 51c auf das Druckniveau des Mitteldruckrektifikators 2a gebracht, mittels Ventil 146 abgetrennt und im HK/ZK-Lösungswärmetauscher des unteren Temperaturbereichs 66 aufgewärmt.
Die aus dem Mitteldruckrektifikator 2a ablaufende arme HK/ZK/ZKM-Lösung der oberen Druckstufe 73c ist überwiegend dem Zusatzmitteldruckkreislauf zuzuordnen, zum geringen Teil auch dem Hauptkreislauf und dem Zusatzkreislauf. Diese arme HK/ZK/ZKM-Lösung der oberen Druckstufe 73c wird mit der bereits auf Mitteldruck gebrachten armen HK-Lösung 014 vereint. Die vereinten Lösungen werden zur Wärmeabgabe durch den Lösungswärmetau scher des unteren Temperaturbereichs 66 geleitet, mittels HK/ZKM-Drossel 74a auf Niederdruck gebracht und dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zur Absorption zugeleitet.
Der im Mitteldruckrektifikator 2a erzeugte HK/ZK-Mitteldruckdampf der oberen Druckstufe 141 wird mittels Ventil 144 geteilt: ZK-Mitteldruckdampf 71 wird dem ZK-Mitteldruckabsorber 22 zur Absorption zugeleitet. Der HK-Mitteldruckdampf 143 wird einer HK-Niederdruckentspannungsmaschine 31b zugeführt und in dieser unter Abgabe mechanischer Arbeit auf Niederdruck entspannt. Die erzeugte mechanische Arbeit wird mittels Generator 32 in Strom verwandelt. Der entspannte HK/ZK-Niederdruckdampf 147a wird dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zugeleitet und dort absorbiert.
In der 4 wird der in der 3 dargestellte Mitteldruckrektifikator 2a um einen ZKM-Mitteldruckaustreiber der oberen Druckstufe 70c erweitert. Die Menge der einzuleitenden reichen ZKM-Lösung der oberen Druckstufe 20c wird gegenüber der Darstellung der 3 erhöht. Aus dem Ablauf des Mitteldruckrektifikators 2a wird durch Wärme aus einer externen Wärmequelle 5 zusätzlich Dampf ausgetrieben, wodurch die Menge des ZK-Mitteldruckdampfes 71 erhöht wird. Diese zusätzliche Menge wird mit dem HK-Mitteldruckdampf der oberen Druckstufe auf Niederdruck entspannt in der HK/ZK Niederdruckentspannungsmaschine 31c. Das Temperaturniveau der zugeführten Wärme aus einer externen Wärmequelle 5 an den ZKM-Mitteldruckaustreiber der oberen Druckstufe 70c wird niedriger als dasjenige des ZK-Hochdruckaustreibers 39a festgelegt.
Die bereits in der 1 dargestellte Hinzufügung eines ZKM-Teilkreislaufes zwischen einem ZK-Mitteldruckaustreiber 70 und einem ZKM-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe 59b ist mit geringen Änderungen möglich. Das Druckniveau des ZKM-Mitteldruckaustreibers der unteren Druckstufe 70b ist in der 4 niedriger als das des ZKM-Mitteldruckaustreibers der oberen Druckstufe 70c eingestellt. In den meisten Anwendungsfällen ist dessen Druckniveau relativ hoch, so dass für den ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe 70b eine Zuordnung zu einem ZKM-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe 59b sinnvoll ist. Daher wird zu diesem der ZKM-Mitteldruckdampf der unteren Druckstufe 71b vom ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe 70b zur Absorption zugeleitet. Dem ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe 70b wird zur Austreibung reiche ZKM-Lösung der unteren Druckstufe 20b als zweiter Teilstrom des Zusatzmitteldruckkreislaufs (ZKM) zugeleitet. Dieser wird nach dem Lösungswärmetauscher des unteren Temperaturbereichs 66 von der reichen ZKM-Lösung der oberen Druckstufe 20c mittels Ventil 149 abgetrennt. Beide Teilströme sind zuvor mittels erste ZK/ZKM-Lösungspumpe 51b auf Mitteldruck der unteren Druckstufe gebracht worden, der erste Teilstrom reiche ZKM-Lösung 20c wird anschließend mittels ZKM-Lösungspumpe 140 auf Mitteldruck der oberen Druckstufe gebracht. Die aus dem ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe 70b ablaufende arme ZKM-Lösung der unteren Druckstufe 73b wird zur Wärmeabgabe durch diesen rückgeführt und mittels ZKM-Drossel 126 auf Niederdruck gebracht und mit der armen HK-Lösung 014 sowie der armen HK/ZK/ZKM-Lösung der oberen Druckstufe 73b dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zugeleitet.
Analog zur Beschreibung in der Stammanmeldung ersetzt die Zuleitung von ZKM-Mitteldruckdampf der oberen Druckstufe 71b an den ZKM-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe 59b zumindest teilweise die Zuleitung von ZK-Mitteldruckdampf 71. Eine entsprechend größere Menge kann der Niederdruckentspannungsmaschine 31b zugeführt werden. Die gewinnbare Arbeit der Gesamtanlage erhöht sich.
Der HK/ZK-Mitteldruckdampf 143a wird vor der Niederdruckentspannungsmaschine 31b in einem Mitteldrucküberhitzer 30a überhitzt. Hierzu wird ein Teilstrom von Wärme aus externen Wärmequelle 92 durch diesen geführt. Er wird mit dem Hauptstrom von Wärme aus externen Wärmequelle 92 vor dem ZKM-Mitteldruckaustreiber der oberen Druckstufe 70c vereint.
In der 5 ist der HK-Hochdruckaustreiber 1a ebenfalls auf den Parallelstrom von Wärme aus einer externen Wärmequelle 5 und reicher HK-Lösung 015 sowie armer ZK-Lösung 20 ausgelegt: Zur Parallelstromführung werden die reiche HK-Lösung 015 und die arme ZK-Lösung 20 in den unteren kalten Teil des HK-Hochdruckaustreiber 1a eingeleitet. Der ZK-Hochdruckdampf 62 wird vom ZK-Hochdruckaustreiber 39a dem HK-Hochdruckaustreiber 1a zugeleitet und in dessen kalten Teil eingeleitet. Durch Stoff- und Wärmeaustausch in den Böden des HK-Hochdruckaustreibers 1a wird der ZK-Hochdruckdampf 62 bezüglich Arbeitsmittelanteil und Temperaturniveau dem HK-Hochdruckdampf angeglichen und so Hochdruckdämpfe 017 beider Kreisläufe der Entspannungsmaschine 31a zugeleitet.
Eine zweimalige Wärmezufuhr im Hauptkreislauf ist bereits in der 13 der Stammanmeldung dargestellt, dort allerdings überlagert mit einem Resorberkreislauf, während in der 5 dieser Anmeldung eine Überlagerung mit dem HK/ZK-Mitteldruck/Niederdruckkreislauf dargestellt ist. Die arme HK-Lösung 14 wird aus dem heißen Teil des HK-Hochdruckaustreibers 1a entnommen und zur Wärmeabgabe durch diesen rückgeführt. Anschließend wird sie über die Lösungswärmetauscher 19a, 65, 66 geleitet und auf Mitteldruck der unteren Druckstufe mittels zweiter HK/ZK-Drossel 122b abgesenkt und in den HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe 70a eingeleitet. Ebenfalls wird als Teilstrom angereicherter HK-Lösung 97 dem HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe zugeleitet nachdem er zuvor durch den HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zur Wärmeaufnahme rückgeführt worden ist.
Die Abtrennung der Flüssigkeit aus dem HK/ZK-Mitteldruck-Nassdampf 139 findet in einem Separator 138 statt. Eine Zuleitung reicher ZKM-Lösung entfällt. Die abgetrennte HK/ZK-Lösung der oberen Druckstufe 73d wird zur Wärmeabgabe durch den Lösungswärmetauscher des unteren Temperaturbereichs 66 geleitet, mittels dritter HK/ZK-Drossel 150 auf Niederdruck gebracht und dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zugeleitet. Um eine Beaufschlagung der Niederdruckentspannungsmaschine 31b mit Tropfen zu vermeiden, ist ein Überhitzer 30b vorgesehen. Diesem wird Wärme unterhalb des Temperaturniveaus des ZK-Hochdruckaustreibers 39a aus der externen Wärmequelle zugeführt.
Das Druckniveau des HK-Mitteldruckaustreibers der unteren Druckstufe 70a wird niedriger als das des Entnahmedruckes aus der Mitteldruckentspannungsmaschine 31a eingestellt. Durch zugeführte Wärme aus einer externen Wärmequelle 5 aus dem niedrigsten Temperaturbereich wird aus dem HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe 70a HK-Mitteldruckdampf der unteren Druckstufe 71a ausgetrieben. Dieser wird im HK-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe 59a absorbiert, der auf nahezu dem gleichen Druck wie der HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe 70a steht. Die aus dem HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe 70a ablaufende ärmste HK-Lösung der unteren Druckstufe 73a wird mittels zweiter HK-Drossel 110 auf Niederdruck gebracht und dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a zur Absorption zugeleitet.
Aus dem HK/ZK-Niederdruckabsorber 7a läuft ein Hauptstrom angereicherte HK/ZK-Lösung 148 ab und wird mittels zweiter HK/ZK-Lösungspumpe 51a auf das Druckniveau des HK-Mitteldruckaustreibers der unteren Druckstufe 70a angehoben. Danach werden mittels Ventil 146 der Teilstrom angereicherter HK-Lösung 97 abgetrennt. Der verbleibende Reststrom angereicherter HK/ZK-Lösung 153 wird dem HK-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe 59a zur Absorption zugeleitet.
Aus dem HK-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe 59a wird zum einen reiche HK-Lösung 015 entnommen, mittels zweiter HK-Lösungspumpe 96a über den Weg HK/ZK-Lösungswärmetauscher 66, 65 und HK-Lösungswärmetauscher 19a in den HK-Hochdruckaustreiber 1a eingeleitet. Zum anderen wird arme ZK-Lösung 20 des Zusatzkreislaufes entnommen und gestützt durch die dritte ZK-Lösungspumpe 60 dem ZK-Mitteldruckabsorber 22 zur Absorption zugeleitet.
In der 6 ist das Arbeitsverfahren an Hand eines T-x-Diagramms beispielhaft dargestellt. Der thermodynamische Kreislauf läuft zwischen drei Druckniveaus ab. Das Temperaturniveau des Zweistoffgemisches steigt mit zunehmendem Arbeitsmittelanteil, wobei dasjenige für Dampf bei gleichen Anteilen von Arbeitsmittel und Lösungsmittel höher liegt als dasjenige der Lösung. Die Dampfkurve ist jeweils mit dem Zeichen", die Lösungskurve mit dem Zeichen ❒ markiert.
Als ein Verfahrensschritt sind zwei Kreisläufe gebildet, die als weiteren Verfahrensschritt unterschiedliche Arbeitsmittelanteile aufweisen und zwar ist ein Hauptkreislauf zwischen x = 0,4 und x = 0,2 sowie zwischen den Drücken po und pu und ein Zusatzkreislauf zwischen x = 0,75 und x = 0,4 sowie zwischen den Drücken po und pm gebildet. Mit dieser Festlegung ist auch ein differierender Lösungsumlauf gegeben.
Beiden Kreisläufen wird auf dem Druckniveau po Wärme aus einer externen Wärmequelle zugeführt, wobei sich als weiteres Verfahrensmerkmal sich ein höheres Temperaturniveau im Hauptkreislauf als im Zusatzkreislauf ergibt. Als weiteres Verfahrensmerkmal ist die Angleichung der Anteile von Sorptionsmittel und Lösungsmittel in den Hochdämpfe des Hauptkreislaufes und des Zusatzkreislaufes mit folgendem Ergebnis dargestellt: Ein Dampf wird erzeugt, der im Gleichgewicht mit der reichen HK-Lösung und der armen ZK-Lösung (beide x = 0,4) steht. Um dies zu erreichen, ist hier eine Gegenstromführung im HK-Hochdruckaustreiber und eine Parallelstromführung im ZK-Hochdruckaustreiber jeweils zwischen Lösung und Wärme aus einer externen Wärmequelle unterstellt. Das Gleichgewicht stellt ein Dampf mit ca. 95% Arbeitsmittelanteil dar.
Als weiterer Verfahrensschritt wird der Dampf beider Kreisläufe von Druckniveau po auf pm entspannt. Da es sich bei po um einen Sattdampf handelt, endet die Entspannung im Nassdampfgebiet.
Als weitere Verfahrensschritt wird der ZK-Dampf abgetrennt und dem ZK-Mitteldruckabsorber des Zusatzkreislaufes auf dem Druckniveau pm zur Absorption zugeleitet, wobei der ZK-Mitteldruckdampf von der armen ZK-Lösung auf Druckniveau pm zur Bildung der reichen ZK-Lösung aufgenommen wird.
Vom HK- Mitteldruckdampf wird der Feuchtigkeitsanteil abgetrennt, wobei der Arbeitsmittelanteil im Dampf ansteigt (ca. auf x = 0,97). Dieser HK-Mitteldruckdampf wird vom Druckniveau pm auf das Druckniveau pu entspannt. Der HK-Niederdruckdampf wird auf dem Druck niveau pu zur Absorption zugeleitet, wobei der HK-Niederdruckdampf von der armen HK-Lösung auf Druckniveau pu zur Bildung der reichen HK-Lösung aufgenommen wird. Der Verfahrensschritt, das Druckniveau der Absorption im Zusatzkreislauf höher als im Hauptkreislauf festzulegen, ermöglicht es eine annähernd gleiche oder gleiche niedrigste Temperatur sowohl im ZK-Mitteldruckabsorber als auch im HK-Niederdruckabsorber zu erreichen.
Der beschriebene thermodynamische Kreislauf ermöglicht eine Wärmequelle mit stetig fallender Temperatur differenziert entsprechend der unterschiedlichen Exergie zu nutzen und zwar nicht nur mittels überhitztem Hochdruckdampf – wie es in der Stammanmeldung dargestellt ist –, sondern auch mittels Hochdruck-Sattdampf.
Der grundsätzliche Vorteil des Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik, zumindest für einen Teil der Wärmezufuhr eine erheblich größere Druckdifferenz bei der Entspannung des ausgetriebenen Dampfes zu nutzen, wird für den Einsatz von Sattdampf erweitert. An Hand der vorliegenden Literatur sind bei dem Zweistoffgemisch Ammoniak und Wasser besonders ertragreiche Bedingungen für die Entspannung von Sattdampf gegeben, wenn bei gegebenem Anteil des Arbeitsmittels bei fallendem Druck und fallender Temperatur die Enthalpie des Sattdampfes gleich bleibt oder nur wenig abnimmt. In den beschriebenen Schaltungen kann in jeder der beiden Entspannungsmaschinen ein solche Bereiche genutzt werden. Allerdings ist der Bereich bei niedrigen Drücken schmaler. Daher ist auch die Variante mit einer Überhitzung des Mitteldruckdampfes und Entspannung eines stark überhitzen Mitteldruckdampfes insbesondere zur Ausnutzung einer Wärmequelle mit hoher Maximaltemperatur attraktiv.
Die bei der Hochdruckaustreibung dem Hochdruckdampf infolge des höheren Wasseranteils zuzuführende höhere Wärme pro erzeugter Dampfmenge kann bei Einsatz eines Mitteldruckrektifikators im Wesentlichen zur Erzeugung von Mitteldruckdampf zurückgewonnen werden.
Da auf Hochdruckniveau keine Rektifikation erforderlich ist, kann ein größerer Anteil aus der Wärmequelle im Hauptkreislauf und damit mit höherer Arbeit genutzt werden. In gleicher Richtung wirkt sich der höhere Lösungsmittelanteil im ZK-Hochdruckdampf aus: Der Lösungsumlauf verringert sich. Wenn dem Mitteldruckabsorber Dampf aus einem Mitteldruckaustreiber zugeführt wird – wie in den 4 und 5 dargestellt –, so verringert sich relativ die zuzuführende Dampfmenge. Es kann eine größere Dampfmenge der Niederdruckentspannungsmaschine zugeführt werden.
Bei niedrigeren Maximaltemperaturen der Wärmequelle ist die Anordnung des HK-Hochdruckaustreibers in Parallelführung von Wärmequelle und reicher HK-Lösung geeigneter, bei höheren Maximaltemperaturen die Gegenstromführung geeigneter. Bei dem Zweistoffpaar Ammoniak und Wasser liegt die Scheidetemperatur bei 150 °C. Oberhalb dieser Temperatur ist ein steiler Anstieg des Wirkungsgrades der Gesamtanlage bis zu einer maximalen Wärmequellentemperatur von ca. 50 K oberhalb der Zersetzungstemperatur des Arbeitsmittels zu erreichen, indem im Hauptkreislauf die Lösungsmenge vergrößert wird.

1: HK-Hochdruckaustreiber
1a: HK-Hochdruckaustreiber mit Parallelstromführung
2a: Mitteldruckrektifikator
5: externe Wärmequelle
7a: HK/ZK-Niederdruckabsorber
8a: erste HK/ZK-Lösungspumpe
13: Lösungsrückführung durch Austreiben
14: arme HK-Lösung
15: reiche HK-Lösung
015: verringerte Menge reicher HK-Lösung
0015: Hauptstrom reicher HK-Lösung
16: HK-Abtriebssäule
17: rektifizierter HK-Arbeitsmittelhochdruckdampf
017: rektifizierter Arbeitsmittelhoch-druckdampf beider Kreisläufe
18: HK-Niederdruckdampf
018: Niederdruckdampf beider Kreisläufe oberen
19a: HK-Lösungswärmetauscher des Temperaturbereichs
20: arme ZK-Lösung
20a: reiche HK-Lösung der unteren Druckstufe
20b: reiche ZKM-Lösung der unteren Druckstufe
20c: reiche ZKM-Lösung der oberen Druckstufe
20d: reiche HK/ZK-Lösung der unteren Druckstufe
22: ZK-Mitteldruckabsorber
23: erste ZK-Lösungspumpe
24: reiche ZK-Lösung
26: erste ZK-Abtriebssäule
27: zweite ZK-Abtriebssäule
028: überhitzte Arbeitsmitteldampf
30: Dampfüberhitzer
30a: Mitteldruckdampfüberhitzer
31: Entspannungsmaschine
31a: Mitteldruckentspannungsmaschine
31b: Niederdruckentspannungsmaschine
32: Generator
33: Flüssigkeitskühler
39: ZK-Hochdruckaustreiber
39a: ZK-Hochdruckaustreiber mit Parallelstromführung
42: Lösungsrückführung durch HK-Absorber
43: Lösungsrückführung durch ZK-Absorber der unteren Druckstufe
44: zweiter Teilstrom reicher ZK-Lösung
51: zweite ZK-Lösungspumpe
51a: zweite HK/ZK-Lösungspumpe
51b: erste ZK/ZKM-Lösungspumpe
51c: zweite ZK/ZKM-Lösungspumpe
51d: HK/ZK/ZKM-Lösungspumpe
52: Ventil
53: erster Teilstrom der reichen ZK-Lösung
59: zweiten ZK-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe
59a: HK/ZK-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe
59b: ZKM-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe
60: dritte ZK-Lösungspumpe
61: angereicherte ZK-Lösung
62: HK-Arbeitsmittelhochdruckdampf
63: ZK-Mitteldruckdampf der unteren Druckstufe
64: Kälteträger
65: HK/ZK-Lösungswärmetauscher des mittleren Temperaturbereichs
66: HK/ZK-Lösungswärmetauscher des unteren Temperaturbereichs
67: Ventil
68: dritte ZK-Drossel
69: reiche ZK-Lösung des Mittel/Niederdruck-Zusatzkreislaufes
70: ZK-Mitteldruckaustreiber
70a: HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe
70b: ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe
70c: ZKM Mitteldruckaustreiber der oberen Druckstufe
71: ZK-Mitteldruckdampf
71a: HK-Mitteldruckdampf der unteren Druckstufe
71b: ZKM-Mitteldruckdampf der unteren Druckstufe
72: dritte HK-Drossel
73: arme ZK-Lösung
73a: ärmste HK-Lösung der unteren Druckstufe
73b: arme ZKM-Lösung der unteren Druckstufe
73c: HK/ZK/ZKM-Lösung der oberen Druckstufe
73d: HK/ZK-Lösung der oberen Druckstufe
74: erste HK/ZK-Drossel
74a: HK/ZKM-Drossel
89: Hauptstrom von Wärme aus der externen Wärmequelle
92: Teilstrom von Wärme aus der externen Wärmequelle
96a: zweite HK-Lösungspumpe
97: Teilstrom angereicherter ZK-Lösung
110: vierte HK-Drossel
122b: zweite HK/ZK-Drossel
126: ZKM-Drossel
130: vierte ZK-Abtriebssäule
138: Separator
139: HK/ZK-Mitteldruck-Nassdampf
140: ZKM-Lösungspumpe
141: HK/ZK-Mitteldruckdampf
143: HK-Mitteldruckdampf
143a: HK/ZK-Mitteldruckdampf
144: Ventil
146: Ventil
147: HK-Niederduckdampf
148: Hauptstrom angereicherte HK/ZK-Lösung
149: Ventil
150: vierte HK/ZKM-Drossel
153: Reststrom angereicherter HK/ZK-Lösung

Claims

Arbeitsverfahren einer Sorptionsanlage für ein Zweistoffgemisch aus Arbeitsmittel und Sorptionsmittel nach Patent DE 10 2005 005 409.9 , welches im wesentlichen umfasst: • einen Hauptkreislauf-Hochdruckaustreiber (1) zur Austreibung eines Mischdampfes aus Arbeitsmittel und Sorptionsmittel (17a) mit hohem Arbeitsmittelanteil aus einer reichen Hauptkreislauf-Lösung (15), • Arbeit leistendende Entspannungsmaschinen (31a, b) zur Entspannung des Mischdampfes aus Arbeitsmittel und Sorptionsmittel (17a) mit hohem Arbeitsmittelanteil und einen Hauptkreislauf mit • einem Hauptkreislauf-Niederdruckabsorber (7) zur Absorption des HK-Niederdruckdampfes (18), • einem Hauptkreislauf-Lösungswärmetauscher (19) zum Wärmeaustausch zwischen armer Hauptkreislauf-Lösung (14) und reicher Hauptkreislauf-Lösung (15), dadurch gekennzeichnet, dass einem Hauptkreislauf ein Zusatzkreislauf mit dem gleichen Zweistoffpaar hinzugefügt wird, und folgende Verfahrensschritte enthalten sind: (a) Arbeitsmittelanteil und Umlaufmenge in den Lösungen (14, 15) des Hauptkreislaufs bzw. in den Lösungen (20, 24) des Zusatzkreislaufs von einander abweichend festgelegt werden, (b) Wärme einer externen Wärmequelle (5) wird zur Dampfaustreibung zuerst durch den Hauptkreislauf und anschließend durch den Zusatzkreislauf geführt, (c) dass der ZK-Hochdruckaustreiber (39a) und der HK-Hochdruckaustreiber (1) auf das gleiche Druckniveau festgelegt werden, (d) die Anteile von Sorptionsmittel und Lösungsmittel der Hochdämpfe des Hauptkreislaufes und des Zusatzkreislaufes werden angeglichen, (e) die Hochdruckdämpfe des Hauptkreislaufes und die des Zusatzkreislaufes werden gemeinsam zur Erzeugung mechanischer Energie entspannt, (f) das Druckniveau der Absorption wird im Zusatzkreislauf höher als im Hauptkreislauf festgelegt, wobei der Zusatzkreislauf (39a, 20, 22, 24) folgende Merkmale aufweist: (g1) einen ZK-Hochdruckaustreiber (39a) mit paralleler Führung des Wärmestroms und der ZK-Lösung, (g2) der HK-Hochdruckdampf (17) und der ZK-Hochdruckdampf (62a) werden zu einer gemeinsam von Haupt- und Zusatzkreislauf genutzten ersten zwischen Hoch- und Mitteldruck betriebenen Mitteldruck-Entspannungsmaschine (31a) hingeführt, (h) dass ein ZK-Mitteldruckabsorber (22) zur Absorption des ZK-Mitteldruckdampfes (71) eingefügt ist, (i) dass eine erste ZK-Lösungspumpe (23) zur Anhebung des Druckes der reichen ZK-Lösung (24) auf das Druckniveau des ZK-Hochdruckaustreibers (39a) eingefügt ist, (j) wobei für die reiche ZK-Lösung (24) des Zusatzkreislaufes ein höherer Anteil des Arbeitsmittels als für denjenigen der reichen HK-Lösung (15) festgelegt wird, (k) wobei eine Einspeisung der reichen ZK-Lösung (24) aus dem Zusatzkreislauf in den kalten Teil des ZK-Hochdruckaustreibers (39a) erfolgt, (l1) die arme ZK-Lösung (20) des Zusatzkreislaufes aus dem heißen Teil des ZK-Hochdruckaustreibers (39a) entnommen und in den HK-Hochdruckaustreiber (1) eingeleitet wird, (l2) die Stoffströme von armer ZK-Lösung (20) des Zusatzkreislaufes und reicher HK-Lösung (15) aus dem Ablauf des HK-Niederdruckabsorbers (7) oder nach dem HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) getrennt werden, (l3) wobei die vom HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) zum HK-Hochdruckaustreiber (1) zu leitende reiche HK-Lösung (015) sich als Differenzmenge der zur Austreibung benötigten reichen HK-Lösung (15) minus der armen ZK-Lösung (20) des ersten Zusatzkreislaufes ergibt, (m1) der ZK-Mitteldruckdampf (71) vom HK/ZK-Mitteldruckdampf (141) abgetrennt und zum ZK-Mitteldruckabsorber (22) geleitet wird, (n1) die arme ZK-Lösung (20) des Zusatzkreislaufes vom HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) zu dem ZK-Mitteldruckabsorber (22) zur Absorption des ZK-Mitteldruckdampfes der oberen Druckstufe (71) gestützt durch die zweite ZK-Lösungspumpe (51) geleitet wird, (o) die reiche ZK-Lösung (24) des Zusatzkreislaufes unterstützt von der ersten ZK-Lösungspumpe (23) über den Weg der Lösungswärmetauscher des unteren (65) und des mittleren Temperaturbereichs (66) zum ZK-Hochdruckaustreiber (39a) geleitet wird, (p) die arme HK-Lösung (14) zur Wärmeabgabe durch den HK-Hochdruckaustreiber (1) rückgeführt (13) und die reiche HK-Lösung (15) zur Wärmeaufnahme durch den HK-Niederdruckabsorber (7) rückgeführt (42) wird, (q) wobei der Druckunterschied zwischen HK-Hochdruckaustreiber (1) und ZK-Mitteldruckabsorber (22) kleiner als zwischen HK-Hochdruckaustreiber (1) und HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) eingestellt ist, (r1) im oberen Temperaturbereich ein HK-Lösungswärmetauscher (19a) vorzusehen ist, (r2) wobei die arme HK-Lösung (14) zuerst durch den HK-Lösungswärmetauscher des oberen Temperaturbereichs (19a) geleitet wird und im Gegenstrom zur reichen HK-Lösung (015) abgekühlt wird, (r3) und ein HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den mittleren (65) und ein HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den unteren Temperaturbereich (66) vorgesehen ist, (r4) wobei die arme HK-Lösung (014) durch den HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den mittleren Temperaturbereich (65) geleitet und im Gegenstrom zu der reichen HK-Lösung (015) und der reichen ZK-Lösung (24) des Zusatzkreislaufes abgekühlt wird, (r5) und die arme HK-Lösung (014) vereint mit der HK/ZK-Lösung (73d) durch den HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den unteren Temperaturbereich (66) geleitet und im Gegenstrom zu der reichen HK-Lösung (015) abgekühlt wird, (s1) und der HK/ZK-Mitteldruck-Nassdampf (139) durch Flüssigkeitsabtrennung in HK/ZK-Lösung des oberen Druckbereichs (73d) und HK/ZK-Mitteldruckdampf (141) zerlegt wird, (s2) die HK/ZK-Lösung (73d) zwischen den Lösungswärmetauschern des mittleren (65) und unteren Temperaturbereichs (66) mit der armen HK-Lösung (014) vereint wird, (s3) die arme HK-Lösung (14) mit einer ersten HK-Drossel (72) auf das Druckniveau den Enddruck der Mitteldruck-Entspannungsmaschine (31a) gedrosselt, und dann vereint mit der HK/ZK-Lösung (73d) mit einer ersten HK/ZK-Drossel (74) auf Niederdruck abgesenkt wird und dem HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) zur Absorption zugeleitet wird, (t1) die Entspannung des HK-Mitteldruckdampfes (143) von Mitteldruck auf Niederdruck unter Abgabe mechanischer Energie in einer Niederdruck-Entspannungsmaschine (31b) erfolgt, (t2) der entspannte HK-Niederdruckdampf (147) dem HK-Niederdruckabsorber (7) zur Absorption zugeleitet wird.
Arbeitsverfahren einer Sorptionsanlage für ein Zweistoffgemisch aus Arbeitsmittel und Sorptionsmittel nach Patent DE 10 2005 005 409.9 , welches im wesentlichen umfasst: • einen Hauptkreislauf-Hochdruckaustreiber (1) zur Austreibung eines Mischdampfes aus Arbeitsmittel und Sorptionsmittel (17a) mit hohem Arbeitsmittelanteil aus einer reichen Hauptkreislauf-Lösung (15), • Arbeit leistendende Entspannungsmaschinen (31a, b) zur Entspannung des Mischdampfes aus Arbeitsmittel und Sorptionsmittel (17a) mit hohem Arbeitsmittelanteil und einen Hauptkreislauf mit • einem Hauptkreislauf-Niederdruckabsorber (7) zur Absorption des HK-Niederdruckdampfes (18), • einem Hauptkreislauf-Lösungswärmetauscher (19) zum Wärmeaustausch zwischen armer Hauptkreislauf-Lösung (14) und reicher Hauptkreislauf-Lösung (15), dadurch gekennzeichnet, dass einem Hauptkreislauf ein Zusatzkreislauf mit dem gleichen Zweistoffpaar hinzugefügt wird, und folgende Verfahrensschritte enthalten sind: (a) Arbeitsmittelanteil und Umlaufmenge in den Lösungen (14, 15) des Hauptkreislaufs bzw. in den Lösungen (20, 24) des Zusatzkreislaufs von einander abweichend festgelegt werden, (b) Wärme einer externen Wärmequelle (5) wird zur Dampfaustreibung zuerst durch den Hauptkreislauf und anschließend durch den Zusatzkreislauf geführt, (c) dass der ZK-Hochdruckaustreiber (39a) und der HK-Hochdruckaustreiber (1) auf das gleiche Druckniveau festgelegt werden, (d) die Anteile von Sorptionsmittel und Lösungsmittel der Hochdämpfe des Hauptkreislaufes und des Zusatzkreislaufes werden angeglichen, (e) die Hochdruckdämpfe des Hauptkreislaufes und die des Zusatzkreislaufes werden gemeinsam zur Erzeugung mechanischer Energie entspannt, (f) das Druckniveau der Absorption wird im Zusatzkreislauf höher als im Hauptkreislauf festgelegt, wobei der Zusatzkreislauf (39a, 20, 22, 24) folgende Merkmale aufweist: (g1) einen ZK-Hochdruckaustreiber (39a) mit paralleler Führung des Wärmestroms und der ZK-Lösung, (g2) der HK-Hochdruckdampf (17) und der ZK-Hochdruckdampf (62a) werden zu einer gemeinsam von Haupt- und Zusatzkreislauf genutzten ersten zwischen Hoch- und Mitteldruck betriebenen Mitteldruck-Entspannungsmaschine (31a) hingeführt, (g3) der ZK-Hochdruckdampf (62) vom ZK-Hochdruckaustreiber (39a) zum HK-Hochdruckaustreiber (1a) geleitet und in dessen kalten Teil eingeleitet wird, (h) einen ZK-Mitteldruckabsorber (22) zur Absorption des ZK-Mitteldruckdampfes (71b) eingefügt ist, (i) dass eine erste ZK-Lösungspumpe (23) zur Anhebung des Druckes der reichen ZK-Lösung (24) auf das Druckniveau des ZK-Hochdruckaustreibers (39a) eingefügt ist, (j) wobei für die reiche ZK-Lösung (24) des Zusatzkreislaufes ein höherer Anteil des Arbeitsmittels als für die reiche HK-Lösung (15) festgelegt wird, (k) eine Einspeisung der reichen ZK-Lösung (24) aus dem Zusatzkreislauf in den kalten Teil des ersten ZK-Hochdruckaustreibers (39a) erfolgt, (l1) die arme ZK-Lösung (20) des Zusatzkreislaufes aus dem heißen Teil des ersten ZK-Hochdruckaustreibers (39a) entnommen und in den HK-Hochdruckaustreiber (1) eingeleitet wird, (l4) die Stoffströme von reicher ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) des ersten Zusatzkreismitteldruckkreislaufes und der armer HK-Lösung (14) nach den Lösungswärmetauscher des oberen Temperaturbereichs (19a) getrennt werden, (l5) wobei die durch die Lösungswärmetauscher des mittleren und unteren Temperaturbereichs (65, 66) zum HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70a) zu leitende arme HK-Lösung (014) sich als Differenzmenge der aus dem HK-Hochdruckaustreiber (1a) ablaufenden armen HK-Lösung (14) minus der reichern ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) des Zusatzmitteldrucklaufes ergibt, (m2) der ZKM-Mitteldruckdampf der unteren Druckstufe (71b) vom HK/ZK-Mitteldruckdampf (141) abgetrennt wird und zum ZK-Mitteldruckabsorber (22) geleitet wird, (n2) die arme ZK-Lösung (20) des Zusatzkreislaufes vom HK-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe (59a) zu dem ZK-Mitteldruckabsorber (22) zur Absorption des ZK-Mitteldruckdampfs (71) gestützt durch die dritte ZK-Lösungspumpe (60) geleitet wird, (o) die reiche ZK-Lösung (24) des Zusatzkreislaufes unterstützt von der ersten ZK-Lösungspumpe (23) über den Weg der Lösungswärmetauscher der unteren (65) und mittleren Temperaturbereichs (66) zum ZK-Hochdruckaustreiber (39a) geleitet wird, (p) die arme HK-Lösung (14) zur Wärmeabgabe durch den HK-Hochdruckaustreiber (1) rückgeführt (13) und die reiche HK-Lösung (15) zur Wärmeaufnahme durch den HK-Niederdruckabsorber (7) rückgeführt (42) wird, (q) wobei der Druckunterschied zwischen HK-Hochdruckaustreiber (1) und ZK-Mitteldruckabsorber (22) kleiner als zwischen HK-Hochdruckaustreiber (1) und HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) eingestellt ist, (r1) im oberen Temperaturbereich ein HK-Lösungswärmetauscher (19a) vorzusehen ist, (r2) wobei die arme HK-Lösung (14) zuerst durch den HK-Lösungswärmetauscher des oberen Temperaturbereichs (19a) geleitet wird und im Gegenstrom zur reichen HK-Lösung (015) abgekühlt wird, (r3) und ein HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den mittleren (65) und ein HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den unteren Temperaturbereich (66) vorgesehen ist, (r4) wobei die arme HK-Lösung (014) durch den HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den mittleren Temperaturbereich (65) geleitet und im Gegenstrom zu der reichen HK-Lösung (015) und der reichen ZK-Lösung (24) des Zusatzkreislaufes abgekühlt wird, (r6) und die arme HK-Lösung (014) und die arme HK/ZK-Lösung der oberen Druckstufe (73d) durch den HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den unteren Temperaturbereich (66) geleitet und im Gegenstrom zu der reichen HK-Lösung (015) und der reichen ZK-Lösung (24) abgekühlt werden, (s1) und der HK/ZK-Mitteldruck-Nassdampf (139) durch Flüssigkeitsabtrennung in HK/ZK-Lösung des oberen Druckbereichs (73d) und HK/ZK-Mitteldruckdampf (141) zerlegt wird, (t1) die Entspannung des HK-Mitteldruckdampfes (143) von Mitteldruck auf Niederdruck unter Abgabe mechanischer Energie in einer Niederdruck-Entspannungsmaschine (31b) erfolgt, (t2) der entspannte HK-Niederdruckdampf (147) dem HK-Niederdruckabsorber (7) zur Absorption zugeleitet wird, wobei der Hauptkreislauf folgende besondere Merkmale aufweist: • einen HK-Hochdruckaustreiber (1a) mit paralleler Führung des Wärmestroms und ZK-Lösung aufweist, • die reiche HK-Lösung (015) in den kalten Teil des HK-Hochdruckaustreibers (1a) eingeleitet wird und • die arme HK-Lösung (14) aus dem heißen Teil des HK-Hochdruckaustreibers (1a) entnommen wird, • ein HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe, eine zweite HK-Drossel (110), eine HK/ZKM-Drossel (74a) und eine dritte HK/ZK-Drossel (150) eingefügt sind, • für diesen HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70a) ein niedrigerer Druck als für den ZK-Hochdruckaustreiber (39a) bzw. für einen im Hauptkreislauf eingefügten Mitteldruckrektifikator (2a) bestimmt wird, • Wärme aus einer externen Wärmequelle (5) wird nach Durchlauf durch den ZK-Hochdruckaustreiber (39a) bzw. durch den ZKM-Mitteldruckaustreiber der oberen Druckstufe (70c) dem HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70a) zugeführt, • der HK-Mitteldruckdampf der unteren Druckstufe (71a) vom HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70a) zu dem unter demselben Druck stehenden HK-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe (59a) zugeleitet wird, • ein Teilstrom angereicherter HK-Lösung (97) vom HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) zum HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe geleitet (70a) wird, • wobei der Teilstrom angereicherter HK-Lösung (97) durch einen der Absorber zur Wärmeaufnahme rückgeführt wird, und in den HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70a) eingeleitet wird, • ein Hauptstrom angereicherter HK/ZK-Lösung (148) vom HK/ZK- Niederdruckabsorber (7a) auf das Druckniveau des HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70a) mittels HK/ZK-Lösungspumpe (51a) angehoben wird, • der Teilstrom angereicherter HK-Lösung (97) vom Hauptstrom angereicherter HK/ZK-Lösung (148) nach der HK/ZK-Lösungspumpe (51a) abgetrennt wird, • der Reststrom angereicherter HK/ZK-Lösung (153) zu dem HK-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe (59a) zur Absorption zugeleitet wird, • die arme HK-Lösung (014) mit der zweiten HK-Drossel (122b) auf das Druckniveau des HK-Mitteldruckaustreibers der unteren Druckstufe (70a) gedrosselt wird, • die arme HK-Lösung (014) dem HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70a) zur Austreibung zugeleitet wird, • die aus dem HK-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70a) ablaufende ärmste HK-Lösung der unteren Druckstufe (73a) wird mittels zweiter HK-Drossel (110) auf Niederdruck gebracht, • und diese ärmste HK-Lösung (73a) zum HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) zur Absorption geleitet wird.
Arbeitsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatzmitteldruckkreislauf (ZKM) mit folgenden Merkmalen eingefügt wird: (r7) die arme HK-Lösung (014) durch den HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den unteren Temperaturbereich (66) geleitet und im Gegenstrom zu der reichen HK-Lösung (015) und zusätzlich der reichem ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) des Zusatzmitteldruckkreislaufes und der armen HK/ZK/ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (73c) abgekühlt wird, (u1) ein Mitteldruckrektifikator (2a) eingefügt wird, und der HK/ZK-Mitteldruck-Nassdampf (139) in einem Mitteldruckrektifikator (2a) zerlegt wird, wobei der HK/ZK-Mitteldruck-Nassdampf (139) im Mitteldruckrektifikator (2a) durch Wärmeaustausch und Massenaustausch mit der reichen ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) des Zusatzmitteldruckkreislaufes in einen HK/ZK-Mitteldruckdampf (141) und HK-Lösung verwandelt wird, (u2) HK/ZKM/ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (73c) aus dem kalten Teil des Mitteldruckrektifikator (2a) entnommen und zwischen den Lösungswärmetauschern des mittleren (65) und unteren Temperaturbereichs (66) mit der armen HK-Lösung (014) vereint wird, (u3) abweichend zur Betriebsweise eines einzigen Kreislaufes, bei dem Arbeitsmittelflüssigkeit zugeführt und verdampft wird, nunmehr zumindest auch aus der reichen ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) des Zusatzmitteldruckkreislaufes ZKM-Mitteldruckdampf ausgetrieben und die ZKM-Lösung erwärmt wird, (v) und eine zweite ZK/ZKM-Lösungspumpe (51c) zur Anhebung der reichen ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) auf das Druckniveau des Mitteldruckrektifikators (2a) eingefügt wird, (w) wobei für die reiche ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) des Zusatzmitteldruckkreislaufes der gleiche Anteil des Arbeitsmittels wie derjenige für die reiche HK-Lösung (15) festgelegt wird, (x) die reiche ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) des Zusatzmitteldruckkreislaufes gestützt durch die zweite ZK/ZKM-Lösungspumpe (51c) von dem HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) zum Mitteldruckrektifikator (2a) geleitet wird, (y) und die arme HK-Lösung (14) mit der dritten HK-Drossel (72) auf das Druckniveau des Mitteldruckrektifikators (2a) gedrosselt, und dann vereint mit der armen HK/ZK/ZKM-Lösung (73c) der oberen Druckstufe mit einer HK/ZKM-Drossel (74a) auf Niederdruck abgesenkt wird.
Arbeitsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (z1) im Zusatzmitteldruckkreislauf (ZKM) ein ZKM-Mitteldruckaustreiber der oberen Druckstufe (70c) auf dem Druckniveau des Mitteldruckrektifikators (2a) eingefügt ist, (z2) Wärme aus einer externen Wärmequelle (5) wird nach Durchlauf durch den ZK-Hochdruckaustreiber (39a) an den ZKM-Mitteldruckaustreiber der oberen Druckstufe (70c) zugeführt, (z3) wobei aus dem Ablauf des Mitteldruckrektifikators (2a) durch Wärmezufuhr ZK-Mitteldruckdampf (71) ausgetrieben wird und (z4) dieser auf Mitteldruckniveau ausgetrieben ZK-Mitteldruckdampf (71) zusammen (143a) mit dem HK-Mitteldruckdampf (143) unter Abgabe mechanische Arbeit über die Niederdruck-Entspannungsmaschine (31b) dem HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) zur Absorption zugeleitet wird, (z5) die HK/ZK/ZKM-Lösung des oberen Druckbereichs (73c) aus dem kalten Teil des ZKM-Mitteldruckaustreibers der oberen Druckstufe (70c) entnommen und zwischen den Lösungswärmetauschern des mittleren (65) und unteren Temperaturbereichs (66) mit der armen HK-Lösung (014) vereint wird.
Arbeitsverfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass (za1) im Zusatzmitteldruckkreislauf (ZKM) ein ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70b), eine ZKM-Drossel (126), und ein ZKM-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe (59b) eingefügt sind, (za2) für diesen ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70b) ein niedrigerer Druck als für den ZK-Hochdruckaustreiber (39a) bzw. für den Mitteldruckrektifikator (2a) bzw. für den ZKM-Mitteldruckaustreiber der oberen Druckstufe (70c) bestimmt wird, (za3) Wärme aus einer externen Wärmequelle (5) wird nach Durchlauf durch den ZK-Hochdruckaustreiber (39a) bzw. durch den ZKM-Mitteldruckaustreiber der oberen Druckstufe (70c) dem ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70b) zugeführt, (za4) der ZKM-Mitteldruckdampf der unteren Druckstufe (71b) vom ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70b) zu dem unter demselben Druck stehenden ZKM-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe (59b) zugeleitet wird, (za5) eine Menge ZK-Mitteldruckdampf (71), die der Menge des erzeugten ZKM-Mitteldruckdampfs (71b) entspricht, wird zusammen (143a) mit dem HK-Mitteldruckdampf (143) von Mitteldruck auf Niederdruck unter Abgabe mechanischer Energie in einer Niederdruckentspannungsmaschine (31b) entspannt, und der entspannte HK/ZK-Niederdruckdampf (147a) dem HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) zur Absorption zugeleitet wird, (za6) arme ZK-Lösung und reiche ZKM-Lösung werden gemeinsam (20b) nach dem HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) auf das Niveau des ZKM-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe (59b) mittels erster ZK/ZKM-Lösungspumpe (51b) gebracht und diese gemeinsame Lösung in den ZKM-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe (59b) zur Absorption eingeleitet, (za7) angereicherte ZK-Lösung (61) des ersten Zusatzkreislaufes zu dem ZK-Mitteldruckabsorber (22) zur Absorption geleitet wird, (za8) die reiche ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) mittels ZKM-Lösungspumpe (140) auf das Druckniveau des Mitteldruckrektifikators (2a) gebracht wird, (za9) die reiche ZKM-Lösung der oberen Druckstufe (20c) vom ZKM-Mitteldruckabsorber der unteren Druckstufe (59b) über den Weg des HK/ZK-Lösungswärmetauscher für den unteren Temperaturbereich (66) dem ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70b) zur Austreibung zugeleitet wird, (za10) die arme HK-Lösung (014) mit der zweiten HK-Drossel (122b) auf das Druckniveau des ZKM-Mitteldruckaustreibers der unteren Druckstufe (70b) gedrosselt wird, (za11) die aus dem ZKM-Mitteldruckaustreiber der unteren Druckstufe (70b) ablaufende arme ZKM-Lösung der unteren Druckstufe (73b) mittels ZKM-Drossel (126) auf Niederdruck gebracht wird, (za12) und diese arme ZKM-Lösung der unteren Druckstufe (73b) zum HK/ZK-Niederdruckabsorber (7a) zur Absorption zugeleitet wird.
Arbeitsverfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass • ein Mitteldruckdampfüberhitzer (30b) in den Dampfstrom des Hauptkreislaufs, bzw. des HK/ZK-Kreislaufs vor der Niederdruck-Entspannungsmaschine (31b) eingefügt wird, • der HK-Mitteldruckdampf (143) bzw. HK/ZK-Mitteldruckdampf (143a) im Mitteldruckdampfüberhitzer (30b) überhitzt werden, • und der HK-Mitteldruckdampf (143) bzw. HK/ZK-Mitteldruckdampf (143a) über den Mitteldruckdampfüberhitzer (30b) zur Niederdruckentspannungsmaschine (31b) geleitet wird.