DE1070594B

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Publication number: DE1070594B
Application number: DENDAT1070594D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-10

Description

Absorptionskondensator Bei der Durchführung von Vakuumveriahren, bei denen ein Dampitransport erfolgt, wie dies besonders bei Vakuum-Verdampfungs- und -Trocknungsprozessen der Fall ist, wird die Höhe des erreichbaren Vakuums maßgeblich durch die Kühlmitteltemperatur im Kondensationsteil bestimmt, der zwischen Vakuum-Arbeitsraum (Verdampfungsteil) und Vakuum-Erzeugung (Vakuumpumpe) eingeschaltet werden muß.Absorption condenser When performing vacuum processes, at where there is a vapor transport, as is particularly the case with vacuum evaporation and Drying processes is the case, the level of the achievable vacuum is decisive determined by the coolant temperature in the condensation section between the vacuum working space (Evaporation part) and vacuum generation (vacuum pump) must be switched on.

Bei der Mischkondensation wird dieses Vakuum durch den Dampfteildruck bestimmt, der der Temperatur des Gemisches von Kondensat und Kühlwasser entspricht. Bei der im Gegenstrom durchgeführten Oberflächenkondensation entspricht dieser Dampfteildruck etwa der Kühlmittel-Eintritts temperatur oder genauer der Oberflächentemperatur des Kondensationsteiles im Bereich des Kühlmittel-Eintrittes. In the case of mixed condensation, this vacuum is created by the partial pressure of the steam which corresponds to the temperature of the mixture of condensate and cooling water. In the case of surface condensation carried out in countercurrent, this corresponds to the partial vapor pressure such as the coolant inlet temperature or, more precisely, the surface temperature of the condensation part in the area of the coolant inlet.

Das bedeutet beispielsweise, daß bei der Verdampfung von Wasser und einer Kühlmitteltemperatur von 200 C das Vakuum 17,5 Torr nicht unterschreiten kann oder bei 150 C Kühlmitteltemperatur 12,8 Torr oder 100 C 9,2 Torr. Wurde- das Vakuum höher ansteigen, so müßte bereits niedergeschlagenes Kondensat wieder zur Verdampfung kommen und als nichtkondensierbarer Anteil in die Vakuumpumpe gelangen, was zu den bekannten Schwierigkeiten in den Vakuumpumpen führt, indem beim Kompressionsgang des Kolbens eine Kondensat-T ropfen-Abscheidung erfolgt, zur Schmiermittelemulgierung führt und den Wirkungsgrad der Vakuumpumpen herabsetzt. Besonders nachteilig ist dies in solchen Fällen, wo aus Gründen der Wiedergewinnung oder der Korrosionsverhütung in der Vakuumpumpe eine möglichst vollkommene Abscheidung durch Kondensation im Kondensatorteil erzielt werden soll. This means, for example, that in the evaporation of water and a coolant temperature of 200 C, the vacuum cannot fall below 17.5 Torr or at 150 ° C coolant temperature 12.8 Torr or 100 ° C 9.2 Torr. Became- the vacuum rise higher, condensate that has already precipitated would have to evaporate again come and get into the vacuum pump as a non-condensable fraction, which leads to the known difficulties in vacuum pumps results in the compression gear condensate droplets are separated in the piston to emulsify the lubricant leads and reduces the efficiency of the vacuum pumps. Is particularly disadvantageous this in cases where for reasons of recovery or corrosion prevention in the vacuum pump the most complete possible separation through condensation in the Capacitor part is to be achieved.

Oftmals wird deshalb dem wassergekühlten Kondensator noch ein tiefgekühlter Kondensator nachgeschaltet. This is why the water-cooled condenser is often replaced by a deep-frozen one Downstream capacitor.

Für das Beispiel Wasser dürfte hierbei aber die Kühlflächentemperatur 0° C nicht unterschritten werden, weil sonst eine Vereisung eintreten würde. Mit 0° C wäre aber dann das höchsterreichbare Vakuum mit 4,6 Torr begrenzt. For the example of water, however, the cooling surface temperature should be The temperature should not fall below 0 ° C, as otherwise icing would occur. With 0 ° C would then be the highest possible vacuum limited to 4.6 Torr.

Es ist bekannt, daß man die Kühlflächenvereisung umgehen kann, wenn man Absorptionskondensatoren verwendet, d. h. Kondensatoren, deren Kühlfläche mit einem flüssigen Absorptionsmittel berieselt wird. It is known that the cooling surface freezing can be avoided if absorption capacitors are used, d. H. Capacitors, whose cooling surface with is sprinkled with a liquid absorbent.

Das erreichbare höchste Vakuum wird in solchen Fällen vom Dampfteildruck über dem Ahsorptionsmittel bei gegebener Temperatur bestimmt, d. h., bei gleicher Kühlmittel temperatur kann in einem Oberflächenkondensator durch Berieselung mit einem Absorptionsmittel ein höheres Vakuum aufrechterhalten werden. wobei dieses Vakuum außer durch die Temperatur des Absorptionsmittels noch durch dessen Konzentration bestimmt wird.In such cases, the maximum vacuum that can be achieved is determined by the partial vapor pressure determined over the absorbent at a given temperature, d. i.e., with the same Coolant temperature can be in a surface condenser by sprinkling with a higher vacuum can be maintained with an absorbent. being this Vacuum not only through the temperature of the absorbent, but also through its concentration is determined.

Unter Anlehnung an obige Beispiele würde also mit einer Kühlmitteltemperatur von 200 C bei Lithiumchlorid als Absorptionsmittel mit etwa 35ovo Konzentration ein Wasserdampfteildruck von 5,3 Torr aufrechterhalten werden können, was einer Kondensationstemperatur bzw. einem Siedepunkt von reinem Wasser bei 2,7° C entspricht. Bei einer Kühlmitteltemperatur von 0°C würde bei der Berieselung mit Lithiumchlorid von 30°/o Konzentration die Wasserdampfspannung 1,9 Torr entsprechen, also einer Siedetemperatur von - 100 C für Wasser. Based on the above examples, a coolant temperature would be used of 200 C for lithium chloride as an absorbent with a concentration of about 35ovo a water vapor partial pressure of 5.3 Torr can be maintained what a Condensation temperature or a boiling point of pure water at 2.7 ° C. At a coolant temperature of 0 ° C, lithium chloride would be used when sprinkling of 30% concentration correspond to the water vapor tension of 1.9 Torr, i.e. one Boiling temperature of - 100 C for water.

Bei einer Kühlmitteltemperatur von -100C beträgt die Wasserdampfspannung über 300/obigem Lithiumchlorid 0,8 Torr. Ohne Absorptionsmittel würde also hier eine Kühlmitteltemperatur von 200 C erforderlich sein, wobei sich jedoch der Nachteil der Vereisung der Kühlflächen ergeben würde. At a coolant temperature of -100C, the water vapor tension is over 300 / above lithium chloride 0.8 torr. So without absorbent it would be here a coolant temperature of 200 C may be required, but this has the disadvantage the icing of the cooling surfaces would result.

An und für sich wird es vielfach genügen, wenn man das Absorptionsmittel mit entsprechend tiefen Temperaturen in den Kondensationsraum fortlaufend einspritzt und entsprechend dem Verbrauch abführt. In and of itself, it will often be sufficient to use the absorbent continuously injects into the condensation chamber at correspondingly low temperatures and discharges according to consumption.

Jedoch muß bedacht werden, daß bei der Aufnahme von Feuchte eine entsprechende Wärmetönung auftritt, einmal durch die frei werdende Kondensationswärme des niederzuschlagenden Dampfanteiles und weiter durch die meist exotherme Verdünnungswärme, die das Absorptionsmittel durch den kondensierten Dampfanteil erfährt. Die damit verbundene Temperaturerhöhung bringt dementsprechend einen Druckanstieg, weshalb man dafür sorgen muß, daß diese Wärme fortlaufend abgeführt wird.However, it must be borne in mind that when absorbing moisture a corresponding Warming occurs, once through the released heat of condensation of the precipitated Steam and further by the mostly exothermic heat of dilution that the absorbent through the condensed steam portion. The associated temperature increase brings accordingly an increase in pressure, which is why one must ensure that this Heat is continuously dissipated.

Ein Absorptionskondensator hat also zwei Bedingungen zu erfullen, und zwar muß er möglichst große Absorptionsflächen aufweisen und eine schnelle Abfuhr der auftretenden Wärmetönung ermöglichen. An absorption capacitor has to fulfill two conditions, and indeed it must have the largest possible absorption surface and rapid removal allow the heat tint that occurs.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist erfindungsgcmäU der Absorptionskondensator mit tellerförmigen Rippen ausgerüstet, die mit einem senkrecht ange ordneten kühlbaren Zentralrohr fest verbunden sincl und im Überlaufsystem von einem Absorptionsmittel berieselt werden, wobei dieses Zentralrohr in einem zylindrischen Vakuumgetäß angeorclnet ist. In order to achieve this goal, according to the invention, the absorption capacitor is Equipped with plate-shaped ribs that can be cooled with a vertically arranged Central pipe firmly connected and in the overflow system by an absorbent be sprinkled, this central tube being arranged in a cylindrical vacuum vessel is.

Die vorbeigeführten Dämpfe bestreichen also die einzelnen Teller im Zickzackweg oder auch spiralig, so daß eine intensive Absorption unter gleichzeitiger Kühlutig erzielt wird. Die Anordnung kann sogewählt werden, daß der Dampfeintritt unten am Gefäß erfolgt und die Absaugung oben - wenn besonderer \E'ert darauf gelegt wird - die Strömung im Gegenstrom zum Absorptionsmittel zu führen. Dieses wird von oben zugeführt, rieselt über die einzelnen Teller und wird schließlich an der tiefsten Stelle des Gefäßes in einem Sammelraum aufgefangen. The vapors that are passed by brush the individual plates in a zigzag or spiral, so that an intense absorption with simultaneous Is achieved coolly. The arrangement can be chosen so that the steam inlet takes place at the bottom of the vessel and the suction at the top - if special \ E'ert placed on it will - to lead the flow in countercurrent to the absorbent. This is from fed in at the top, trickles over the individual plates and finally reaches the deepest Place of the vessel collected in a collecting space.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kühlrohr doppelwandig ausgebildet. Es ist daher sowohl für einen flüssigen Kühlmittelumlauf (Kühlwasser, Kühlsole) als auch für die Verwendung eines verdampfenden Kühlmittels (Ammoniak, Chlormethyl) geeignet, wobei das an einer Stelle eingespritzte Kältemittel an einer anderen Stelle durch den Kältekompressor abgesaugt wird. In the embodiment shown, the cooling tube is double-walled educated. It is therefore suitable for liquid coolant circulation (cooling water, Cooling brine) as well as for the use of an evaporating coolant (ammonia, Chloromethyl), with the refrigerant injected at one point at one at another point is sucked off by the refrigeration compressor.

Die einzelnen Absorptionsteller können schwach konisch ausgebildet sein und auf der Rückseite mit grober Drahtgaze belegt werden. Man erreicht dadurch, daß die am Rand überfließende Absorptionsflüssigkeit auf der Unterseite der Teller unter Darbietung einer großen Absorptionsoberfläche zum nächsten Teller zurückläuft. Man kann auch auf verschiedene Weise erreichen, daß der Dampfstrom die einzelnen Teller nacheinander bestreicht, beispielsweise indem durch senkrecht angeordnete Leitbleche und Ubertrittsöffnungen ein spiraliger Weg für die Brüdendämpfe erzwungen wird. Die einzelnen Teller können auch entsprechende Ausschnitte aufweisen, also beispielsweise nur drei Viertel des Kreisringumfanges ausmachen. Auch können zwischen den einzelnen Absorptionstellern Leitringe angeordnet werden. The individual absorption plates can be slightly conical and covered with coarse wire gauze on the back. One achieves thereby, that the absorption liquid overflowing at the edge on the underside of the plate runs back to the next plate while presenting a large absorption surface. One can also achieve in different ways that the steam flow the individual Plates coated one after the other, for example by placing them vertically Baffles and overflow openings forced a spiral path for the exhaust vapors will. The individual plates can also have corresponding cutouts, that is for example, make up only three quarters of the circumference of the annulus. You can also choose between guide rings are arranged on the individual absorption plates.

An Hand der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise beschrieben und dargestellt Es zeigt Abb. 1 einen Absorptionskondensator,. bei dem die Brüdendämpfe unten zugeführt und oben abgeführt werden, Abb. 2 einen erfindungsgemäßenAbsorptionskondensator, bei dem die Brüdendämpfe in seiner oberen Abdeckhaube zu- und abgeführt werden. The invention is described, for example, with reference to the drawing Fig. 1 shows an absorption capacitor. where the fumes of the brothers are fed in at the bottom and discharged at the top, Fig. 2 shows an absorption capacitor according to the invention, in which the exhaust vapors are supplied and discharged in its upper cover.

Bei der in Abb. 1 dargestellten Einrichtung treten die Brüdendämpfe durch den Stutzen 1 in den zylindrischen Raum 2 ein. Innerhalb desselben steigen sie in Richtung der eingezeichneten Pfeile hoch entlang der tellerförmigen Rippen 3, die mit dem senkrecht angeordneten Zentralrohr 4 fest verbunden sind. In the device shown in Fig. 1, the exhaust fumes occur through the nozzle 1 into the cylindrical space 2. Rise within it them in the direction of the arrows drawn up along the plate-shaped ribs 3, which are firmly connected to the vertically arranged central tube 4.

Unterhalb der tellerförmigen Rippen 3 sind ringformige konische Leitbleche 5 angebracht. Sie zwingen die Brüdendämpfe, dicht an dem gekühlten Zentralrohr 4 und dicht unterhalb der Teller 3 entlangzustreichen, wobei sich die kondensierbaren Teile als Flüssigkeit niederschlagen. Die nichtkondensierbaren Teile werden bei 6 durch die Vakuumpumpe abge saugt.Below the plate-shaped ribs 3 are annular conical baffles 5 attached. They force the exhaust vapors close to the cooled central pipe 4 and to stroke along just below the plate 3, the condensable Knock down parts as a liquid. The non-condensable parts are at 6 suctioned by the vacuum pump.

Die Absotptionsflüssigkeit wird über das Regelventil 7 dem oberen Teller 3 zugeführt, auf welchen sie sich ansammelt, bis sie schließlich zwischen den einzelnen Zacken 3a überläuft. Sie gelangt dabei auf die ringförmizen konischen LeitblecheS, deren Durch iliesser größer ist, und fließt auf den geneigten F lãchetl derselben einwärts in Richtung auf da Zentralrohr 4, wie es in der Al)l'. 1 dargestellt ist. The absorption liquid is via the control valve 7 to the upper Plates 3 fed, on which it accumulates until it is finally between overflows the individual prongs 3a. In doing so, it reaches the conical ring form Baffles, whose through iliesser is larger, and flows on the sloping F lãchetl the same inwards in the direction of the central tube 4, as it is in the Al) l '. 1 shown is.

Von den konischen Zwischenboden 8 läuft die .Absorptionsllüssigkeit über das Regelorgan 9 in den Sammelbehälter 10. aus dem es übei den :iuslallstutzen 11 mit Hilfe des Ventils 12 etltnornmtn werden kann. The .Absorptionsllüssigkeit runs from the conical intermediate bottom 8 via the control element 9 into the collecting container 10. from which it is about the: iuslallstutzen 11 can be adjusted using the valve 12.

Die Wandung des Zentralrohres 4 wird mit Hilfe eines Kühlmittels gekühlt, das in der Pfeilrichtung bei 13 eintritt und bei 14 wieder austritt. The wall of the central tube 4 is with the help of a coolant cooled, which enters in the direction of the arrow at 13 and exits again at 14.

Da die Brüdendämpfe von unten nach oben und die Absorptionsflüssigkeit von oben nach unten durch den Raum 2 hindurchgeführt wird, erfolgt im Gegenstromprinzip eine wirksame Kühlung. As the exhaust vapors from the bottom up and the absorption liquid is passed from top to bottom through the room 2, takes place on the countercurrent principle effective cooling.

Bei der in Abb. 2 gezeigten Ausbildung treten die Brüdendämpfe durch den Stutzen 21 in den Behälter 22 ein. Sie treffen dabei auf die auf dem oberen Teller 23 ausgebreitete Absorptionsflüssigkeit, die in gleicher Weise wie bei Abb. 1 zwischen den Zacken 3a abläuft und entweder vom nächsten Teller 23 aufgefangen wird oder auf der Rückwand des Tellers 23 herabrieselt. Zur Vergrößerung der Absorptionsfläche ist die untere Fläche der 'Teller 23 mit Drahtgaze oder einem ähnlichen geeigneten Belag versehen. In the design shown in Fig. 2, the exhaust vapors pass through the nozzle 21 into the container 22. You will meet the one on the top Plate 23 spread absorption liquid, which in the same way as in Fig. 1 runs between the prongs 3a and is either caught by the next plate 23 is or trickles down on the rear wall of the plate 23. To enlarge the absorption area is the lower surface of the 'plate 23 covered with wire gauze or similar suitable Covering provided.

Die Teller 23 sind in gleicher Weise mit dem zentralen Rohr 24 verbunden wie in Abb. 1. Sie besitzen noch Durchtrittsrohre 23a für die Brüdendämpfe zum darunterliegenden Teller 23. The plates 23 are connected to the central tube 24 in the same way as in Fig. 1. They still have passage pipes 23a for the vapor to the underlying Plate 23.

Das Zentralrohr 24 ist doppelwandig ausgebildet. The central tube 24 is double-walled.

Auf diese Weise wird ein Kühlmantel 25 gebildet, in den das Kühlmittel durch das Rohr 26 in der Pfeilrichtung zuläuft und aus dem es durch den Stutzen 27 wieder abläuft.In this way, a cooling jacket 25 is formed in which the coolant through the tube 26 in the direction of the arrow and from which it runs through the nozzle 27 expires again.

Die nichtkondensierten Brüdendämpfe werden durch den zentralen Absaugkanal 28 abgeführt. Dieser steht an seiner tiefsten Stelle über die Haube 29 mit dem Raum 22 in Verbindung. Die Vakuumleitung ist bei 30 angeschlossen. The non-condensed vapor vapors are discharged through the central suction channel 28 discharged. This is at its lowest point over the hood 29 with the room 22 in connection. The vacuum line is connected at 30.

Die Absorptionsfiüssigkeit wird mit Hilfe des Regelventils 31 durch die Leitung 32 zugeführt. Sie fließt nacheinander über die Teller 23 und wird schließlich in gleicher Weise in den Sammelraum 10 übergeführt und durch das Ventil 12 entnommen wie in Abb. 1. The absorption liquid is passed through with the aid of the control valve 31 the line 32 is supplied. It flows one after the other over the plates 23 and finally becomes transferred in the same way into the collecting space 10 and removed through the valve 12 as in Fig. 1.

PATENTASPROCHE: 1. Absorptionskondensator zum Niederschlagen von Brüdendämpfen unter höherem Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß an einem senkrechten kühlharen Zentralrohr (4, 24) in einem zylindrischen Vakuumgefäß tellerförmige Rippen (3 bzw. 23) angeordnet sind, die im tYberlaufsystem von einem Absorptionsmittel berieselt werden. PATENT PROCEDURE: 1. Absorption condenser for precipitating Vapors under a higher vacuum, characterized in that on a vertical cool-hardened central tube (4, 24) in a cylindrical vacuum vessel, plate-shaped ribs (3 or 23) are arranged in the overflow system of an absorbent be exposed to a constant stream.

Claims

2. absorption capacitor according to claim 1, characterized in that that the cooled central tube (24) is double-walled and has a lower opening (29), while the upper end (30) is in communication with the suction line.

3. absorption capacitor according to claim 1 and 2, characterized in that that the plate-shaped ribs (3 or 23) are slightly conical and with their opening point upwards, with their lower sides to enlarge the wetted absorption surface are covered with wire gauze.

4. Al) sorption capacitor according to claim 1 to 3, characterized in that that in the areas of the inner wall of the vacuum vessel annular guide plates (5) between the adjacent absorption plates (3) are arranged.

5. absorption capacitor according to claim 1 to 4, characterized. that the plates (23) attached to the central tube (24) with recesses (23a) are provided that the passage of the vapors to be absorbed to the adjacent absorption plate enable.

6. absorption capacitor according to claim 1, characterized in that that with the lower vapor inlet and upper air outlet from the condenser the central pipe (4) is designed as a closed vessel, which the coolant at the lowest point and from which it is discharged at the highest point.