DE183106C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 183106 KLASSE 46 d. GRUPPE- M 183106 CLASS 46 d. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. November 1903 ab.Patented in the German Empire on November 26, 1903.

Bei diesem Verfahren wird die Ammoniakflüssigkeit in an und für sich bekannter Weise durch einen Dampferzeuger, einen Kondensator, einen oder mehrere Gegenstrom-Wärme-Austausch-Apparate und eine Speisepumpe geleitet, auf diesem Wege aber einerseits in dem Dampferzeuger, andererseits in dem Kondensator wesentlich anders behandelt, als es bei den bisher bekannt gewordenen VerfahrenIn this process, the ammonia liquid is used in a manner known per se by a steam generator, a condenser, one or more countercurrent heat exchange devices and a feed pump, but in this way on the one hand in the steam generator and on the other hand in the condenser Treated significantly differently than in the previously known procedures

ίο geschah. Bei einigen von diesen hat man geglaubt, eine größere Leistung bereits durch einen beschleunigten Kreislauf der Ammoniakflüssigkeit erzielen zu können. Die Erfindung beruht darauf, daß erstens ein weitgetriebenes Entgasen der Flüssigkeit einen unverhältnismäßig hohen Verbrauch an Kalorien erfordert, weil die Bindung des Ammoniakgases an die Absorptionsflüssigkeit in den tieferen Absorptionsgraden eine erheblich festere als in den höheren Absorptionsgraden ist, und daß zweitens dieses Verhalten einer hochkonzentrierten Ammoniaklösung zur Erzielung einer relativ höchsten Leistung mit einem relativ geringsten Aufwand an Kalorien nutzbar gemacht werden kann, wenn die Ammoniaklösung in dem Dampferzeuger nur wenig an Konzentration verliert. Dazu gehört aber, daß das bei den betreffenden höheren Temperaturgraden schnell in großen Mengen und unter hohem Druck entwickelte Gas ebenso schnell wieder in Lösung übergeführt und als dauernd hochkonzentrierte Lösung in den Dampferzeuger zurückgeführt wird, damit die Ammoniaklösung im Dampferzeuger eben wirklich dauernd hochkonzentriert bleibt.ίο happened. With some of these you have believed a greater performance already through an accelerated cycle of the ammonia liquid to be able to achieve. The invention is based on the fact that, firstly, a far-reaching Degassing the liquid requires a disproportionately high consumption of calories, because the binding of the ammonia gas to the absorption liquid in the deeper Degrees of absorption is considerably more solid than in the higher degrees of absorption, and Second, this behavior of a highly concentrated ammonia solution to achieve a relatively high performance with a relatively low expenditure of calories can be made useful if the ammonia solution in the steam generator loses only a little concentration. That includes but that at the higher temperatures involved it developed rapidly in large quantities and under high pressure Gas just as quickly converted back into solution and as permanently highly concentrated Solution is returned to the steam generator so that the ammonia solution in the steam generator just really remains highly concentrated all the time.

Zur Würdigung dieser Verhältnisse muß hier auf die Tatsache hingewiesen werden, daß mit Zunahme der Konzentration eine gewisse Energielosigkeit der Affinitätskraft zwischen Wasser und Ammoniak eintritt. Bei niedrigem Ammoniakgehalt der Flüssigkeit benötigt man zur Aufhebung der Affinität zwischen Wasser und Ammoniak größerer Wärmemengen, als es bei hohem Ammoniakgehalt der Fall ist, und deshalb kann man durch geringe Temperaturerhöhung einer stark ammoniakhaltigen Lösung mit einem genügenden Wärmeaufwand sehr erheblich größere Gasmengen auf weit ökonomischere Weise erhalten, als wenn eine schwache Lösung durch bedeutende Wärmezufuhr ganz oder nahezu ganz entgast wird. Wenn" dann nur noch dafür gesorgt wird, daß die Rückbindung dieser großen Gasmengen angemessen intensiv geschieht und keine Kondensation des Gases an ungewollter Stelle, insbesondere auf dem Wege vom Dampferzeuger zur Maschine eintritt, so wird in dem Ammoniakgas ein geeignetes Betriebsmittel erhalten.In order to appreciate these conditions, it must be pointed out here that that as the concentration increases, there is a certain lack of energy in the affinity force occurs between water and ammonia. When the ammonia content of the liquid is low To break the affinity between water and ammonia, greater amounts of heat are required than is the case with a high ammonia content is the case, and therefore, by slightly increasing the temperature of a solution with a high concentration of ammonia, one can treat a With sufficient heat input, very considerably larger amounts of gas can be obtained in a far more economical manner than if a weak solution is completely or almost completely degassed by a significant supply of heat. If then it is only ensured that the backbinding of these large amounts of gas is adequate happens intensely and there is no condensation of the gas at unwanted places, occurs in particular on the way from the steam generator to the machine, the ammonia gas becomes a suitable operating medium obtain.

Die mechanischen Hilfsmittel zur Durchführung des Verfahrens können sehr verschieden sein. Eine beispielsweise Ausführungsform einer hierzu besonders geeigneten ganzen Anlage ist in Fig. 1 dargestellt, während die Fig. 2 und 3 eine ebenfalls besonders geeignete Ausführungsform des Kondensators allein zeigen; dem Wesen nach ist dieser allerdings dem der Fig. 1 völlig gleich.The mechanical aids for carrying out the process can be very different be. An example embodiment of a whole system particularly suitable for this purpose is shown in FIG. 1, during FIGS. 2 and 3 also show a particularly suitable embodiment of the capacitor show alone; In essence, however, this is completely the same as that of FIG.

In Fig. ι ist A ein Röhrendampfkessel bekannter Konstruktion, der hier aber, anstatt mit Wasser, mit hochkonzentrierter Ammoniaklösung ge-In Fig. Ι A is a tubular steam boiler of known construction, but here, instead of water, with highly concentrated ammonia solution.

füllt ist, vorzugsweise mit einer wässerigen Lösung von etwa 25 Prozent Ammoniakgehalt, als der ökonomisch günstigsten,is filled, preferably with an aqueous solution of about 25 percent ammonia content, as the economically cheapest,

B ein Gegenstrom-Wärme-Austausch-Apparat für die aus dem Kessel abgesogene und die in den Kessel zurückgedrückte Lösung, B a countercurrent heat exchange device for the solution sucked out of the boiler and pushed back into the boiler,

C ein Oberflächenkondensator mit gekreuzten Rohrlagen und C a surface capacitor with crossed tube layers and

D eine Dampfmaschine beliebiger Konstruktion. D a steam engine of any construction.

Es wird angenommen, daß der Kessel A bereits unter einer Dampfspannung von 8 Atm. steht. Die Flüssigkeitstemperatur beträgt hierbei etwa ioo° C. und wird auf dieser Höhe durch Verbrennung von Kohle auf dem Rost — in erheblich verringerter Menge als bei der Erzeugung von Wasserdampf — erhalten.It is assumed that the boiler A is already under a steam pressure of 8 atm. stands. The liquid temperature here is about 100 ° C. and is maintained at this level by burning coal on the grate - in a considerably smaller amount than when generating water vapor.

Der Kessel A ist mit der Maschine D durch eine Dampf rohrleitung α verbunden; diese Rohrleitung α wird von einer zweiten Rohrleitung b mantelartig umschlossen. Das die Dampfleitung α umgebende Rohr b erfüllt einerseits den Zweck, die heiße Ammoniakflüssigkeit aus dem Kessel zu entfernen (mit Hilfe der Anschlußleitung b¹)', andererseits die in der heißen Ammoniakflüssigkeit enthaltene Wärme dem im Rohr α befindlichen Betriebsdampf bei vollständiger Spannungshöhe bis zur Maschine zu erhalten; denn würde der heiße Ammoniakdampf auf seinem Wege zur Maschine sich abkühlen, so würde bereits unter einem Druck von 8 Atm. schon eine Verflüssigung des Ammoniakgases eintreten und hierdurch der Zweck, stark ausgedehntes Ammoniakgas als Betriebsdampf zu benutzen, nicht erreicht werden.The boiler A is connected to the machine D by a steam pipe α ; this pipe α is surrounded by a second pipe b like a jacket. The pipe b surrounding the steam line α on the one hand serves the purpose of removing the hot ammonia liquid from the boiler (with the help of the connection line b ¹ ) ', and on the other hand the heat contained in the hot ammonia liquid to the operating steam in the pipe α at full voltage level up to the machine to obtain; for if the hot ammonia vapor were to cool on its way to the machine, it would already be under a pressure of 8 atm. A liquefaction of the ammonia gas can already occur and the purpose of using highly expanded ammonia gas as operating steam cannot be achieved as a result.

Während das Rohr α zu dem Absperrventil c der Maschine führt, geht das Rohr b von der Maschine ab als einfaches Rohr P zurück in den Gegenstrom -Wärme - Austausch-Apparat B. While the pipe α leads to the shut-off valve c of the machine, the pipe b leaves the machine as a simple pipe P back into the countercurrent heat exchange apparatus B.

Der Abdampf strömt durch das Rohr d in den Auspufftopf e, hier event, mitgerissenes Öl zurücklassend, und durch die Rohrleitung d ¹ in den Kondensator C. The exhaust steam flows through the pipe d into the muffler e, in this case possibly, leaving behind entrained oil, and through the pipe d ¹ into the condenser C.

Bei Inbetriebsetzung der Maschine wird das Ventil f geöffnet, wobei zugleich mit dem Abdampf der Maschine kalte Ammoniakflüssigkeit aus dem Gegenstrom-Wärme-Austausch - Apparat B unter dem Druck der Dampfkesselspannung in dem Zerstäuber g zusammentrifft und in dem Innenraum des Kondensators C einen starken Nebel erzeugt.When the machine is started, valve f is opened, and at the same time cold ammonia liquid from the countercurrent heat exchange - apparatus B meets the pressure of the steam boiler voltage in the atomizer g and generates a thick mist in the interior of the condenser C at the same time .

Der Kondensator ist im Innern mit einerThe condenser is inside with a

aus sich kreuzenden Lagen von Röhren r bestehenden Kühlvorrichtung von großer Oberfläche versehen, welche durch die nebelartige Zerstäubung der kalten Ammoniakflüssigkeit dauernd naß erhalten wird, um sowohl die Wärme des auspuffenden Ammoniakdampfes als auch die beim Zusammentreffen des Dampfes mit der kalten Ammoniakflüssigkeit erzeugte Wärme im Entstehen zu beseitigen.Cooling device consisting of intersecting layers of tubes r provided with a large surface, which is kept constantly wet by the mist-like atomization of the cold ammonia liquid, in order to generate both the heat of the exhausting ammonia vapor and the heat generated when the steam meets the cold ammonia liquid remove.

Durch die nebelartige Zerstäubung der kalten Ammoniakflüssigkeit sowohl, als auch durch die dauernd naß erhaltene große Kühlfläche wird bewirkt, daß der auspuffende Ammoniakdampf mit großer Intensität von der überall verteilten kalten Ammoniakflüssigkeit so vollständig absorbiert wird, daß ein beträchtliches Vakuum entsteht. Die Ammoniakflüssigkeit sammelt sich in dem unteren Teile h des Kondensators C. The fog-like atomization of the cold ammonia liquid, as well as the large cooling surface, which is kept permanently wet, causes the exhausting ammonia vapor to be so completely absorbed by the cold ammonia liquid that is distributed everywhere that a considerable vacuum is created. The ammonia liquid collects in the lower part h of the condenser C.

Mit dem Angehen der Maschine wird auch die Pumpe i bewegt. Sie saugt nämlich aus dem Behälter h des Kondensators C durch die Rohrleitung k die kalte Ammoniakflüssigkeit und drückt sie durch die Rohrleitung / in den unteren Teil m des Gegenstrom-Wärme-Austausch-Apparates B, von hier durch die Rohre desselben in den Raum η und von dort durch die Rohrleitung 0 in den Kessel α hinein.When the machine starts up, the pump i is also moved. Namely, it sucks the cold ammonia liquid from the container h of the condenser C through the pipe k and pushes it through the pipe / into the lower part m of the countercurrent heat exchange apparatus B, from here through the pipes of the same into the space η and from there through the pipeline 0 into the boiler α .

Die heiße Ammoniakflüssigkeit, welche dem Kessel durch die Rohrleitung b^x entnommen wurde und durch das Mantelrohr b den Betriebsdampf bis zur Maschine vor Kühlung schützt, strömt unter vollem Kesseldruck durch das Rohr b² in den Gegenstrom-Wärme-Austausch-Apparat, diesen erhitzend, während die kalte Ammoniakflüssigkeit durch die Rohrleitung / bezw. den Raum m, die Innenrohre des Gegenstrom-Wärme - Austausch-Apparates umspülend, der heißen Ammoniakflüssigkeit entgegen nach oben strömt. Auf diesem Wege nimmt die kalte Ammoniakflüssigkeit die in der ihr entgegenströmenden heißen Ammoniakflüssigkeit enthaltene Wärme vollständig auf und drängt sie so fortgesetzt in den Kessel zurück, so daß sich in dem oberen Räume η des Apparates B und dessen Umgebung stets heiße, in dem unteren Räume m und dessen Umgebung indessen stets kalte Flüssigkeit befindet, während ungefähr in der Mitte des Gegenstrom -Wärme-Austausch-Apparates eine durch beide Flüssigkeiten hervorgerufene Wärmeabtönung erfolgt.The hot ammonia liquid, which was taken from the boiler through pipe b ^x and which protects the operating steam up to the machine from cooling through jacket pipe b , flows under full boiler pressure through pipe b ² into the countercurrent heat exchange apparatus, heating it, while the cold ammonia liquid through the pipeline / respectively. The space m, the inner tubes of the countercurrent heat exchange apparatus, flushing, the hot ammonia liquid flows upwards in the opposite direction. In this way, the cold ammonia liquid completely absorbs the heat contained in the hot ammonia liquid flowing in the opposite direction and continues to push it back into the boiler, so that in the upper room η of the apparatus B and its surroundings it is always hot, in the lower room m and its surroundings, meanwhile, are always cold liquid, while approximately in the middle of the countercurrent heat exchange apparatus there is a tinting of heat caused by both liquids.

Der hierbei erzielte Wärme-Austausch findet so vollständig statt, daß die Ammoniakflüssigkeit mit annähernd derselben Temperatur wie im Dampferzeuger wieder in denselben gelangt. The heat exchange achieved here takes place so completely that the ammonia liquid enters the same again at approximately the same temperature as in the steam generator.

Zur sofortigen Absorption des Ammoniakgases und der Erzeugung eines nahezu absoluten Vakuums im Kondensator ist der Kondensator nach den Fig. 2 und 3 sehr geeignet. Wie schon oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, wird die kalte Ammoniakflüssig-For the immediate absorption of the ammonia gas and the generation of an almost absolute Vacuum in the condenser, the condenser according to FIGS. 2 and 3 is very suitable. As already above with reference to FIG. 1 described, the cold liquid ammonia

keit mittels der Brause g auf die vom Kühlwasser durchströmten Rohre bezw. Rohrlagen r höchst fein (wie ein Nebel) verteilt, während gleichzeitig das von der Maschine kommende Gas ebenfalls um die Rohre r herum geleitet wird, um rasch von der fein verteilten kalten Ammoniakflüssigkeit absorbiert zu werden. Die Herbeiführung einer sehr schnellen Absorption sehr großer Gasmengenspeed by means of the shower g on the pipes through which the cooling water flows. Pipe layers r very finely distributed (like a mist), while at the same time the gas coming from the machine is also passed around the pipes r in order to be quickly absorbed by the finely divided cold ammonia liquid. Bringing about very rapid absorption of very large quantities of gas

ίο ist die Bedingung für die Durchführung des neuen Verfahrens; denn ohne eine solche würde der erforderliche Kreislauf nicht aufrecht erhalten werden können.ίο is the condition for performing the new procedure; for without such a cycle the necessary cycle would not be maintained can be obtained.

Claims

Patent Claims:

i. Process for continuous generation

high-tension ammonia vapors, in which the ammonia liquid passes through a steam generator, a condenser, one or more countercurrent heat exchange devices and a feed pump rotates rapidly, characterized in that the ammonia liquid is distilled only to such an extent that it has little effect on its concentration loses.

2. Embodiment of the method according to claim 1, characterized in that that for the purpose of creating a high vacuum in the condenser, the countercurrent heat exchange apparatus coming cold ammonia liquid atomized like a mist and with that of the Machine coming ammonia vapor is mixed with condensation of the latter, the resulting Heat on the grid-like pipes through which cold water flows is eliminated as it arises.

1 sheet of drawings,