DE19734131A1 - Einrichtung zur Entspannung und Mischung fluider Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entspannung und Mischung fluider Medien, die einen komplexen Reaktionsvorgang der Wärme- und Stoffübertragung in kompakten Wär­ me- und Stoffübertagungssystemen einleiten soll. Solche komplexen Vorgänge finden in vielen Prozessen der Stoff- und Energieumwandlung statt. Bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Vorbereitung und Durchführung von Sorptionsprozessen fluider Medi­ en in Plattenwärmeübertragern.

Die Vorgänge während der Absorption erfordern, daß eine möglichst große Reaktionsfläche für den Stoffübergang vorhanden sein soll, wobei das absorbierende Medium gleichzeitig intensiv gekühlt wird, um den Reaktionsprozeß aufrecht erhalten zu können. So bleibt z. B. die einfache Verteilung einer flüssigen, unterkühlten Komponente ein einem Raum der zu absorbierenden dampfförmigen Komponente nur sehr geringfügig wirksam, solange dieser Kontakt nicht an der Wand erfolgt, die imstande ist, ständig entstehende Reaktionswärme abzuführen.

Zur Durchführung von Absorptionsprozessen von fluiden Medien werden Methoden bevor­ zugt angewendet, die eine Verteilung der absorbierenden Komponente auf gekühlte Wände speziell von stehenden oder liegenden Rohrbündeln in speziellen Wärmeübertragern vor­ sehen.

Zur Erzeugung eines Rieselfilms auf den Rohroberflächen von stehenden Rohrbündelwär­ meübertragern dienen spezielle Verteilereinrichtungen. Aufliegende Rohrbündelwärme­ übertrager wird die flüssige Komponente auch über Sprühdüsen verteilt, wobei ebenfalls dünne Rieselfilme auf den Rohroberflächen entstehen.

Eine andere Methode, allein mit unterkühlter, versprühter Flüssigkeit den Reaktionsprozeß durchzuführen, erfordert eine vielfache Umwälzung der Lösung mit wiederholter Zwischen­ kühlung.

In der DE-OS 31 49 781 wird eine Absorbereinrichtung beschrieben, bei der der Kältemit­ teldampf durch ein Verteilerrohr strömt und durch Durchtrittsöffnungen in die umgebende Lösung strömt. In der DE-AS 28 39 415 wird ein Kondensator-Verdampfer vorgeschlagen, der mit einem in den Verdampfer eingreifenden Einspritzrohr arbeitet.

Alle beschriebenen Verfahren und Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie voluminöse Apparate oder spezielle Hilfsverfahren zur Umwälzung und Kühlung benötigen bzw. nur für Anlagen kleiner Leistung geeignet sind. Bei der Erzeugung von Rieselfilmen besteht wei­ terhin die Schwierigkeit der Realisierung einer vollkommenen Benetzung, die eine Bereit­ stellung von Reserveflächen erfordert. Die Entwicklungstendenz von Wärmeübertragern führte deshalb in den letzten Jahren zu einer immer stärkeren Kompaktheit dieser Apparate.

Aufgabe der Erfindung ist es, die kompakten Bauformen von Wärmeübertragern, insbeson­ dere Plattenwärmeübertrager, so auszuführen, daß sie für einen komplexe Wärme- und Stoffübertragung intensiv genutzt werden können. Das bedeutet, daß ein schneller und guter Kontakt zwischen Lösung und den zu absorbierenden Stoff geschaffen und die Lö­ sung als Film auf die gekühlten Wände verteilt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst. Es werden somit Einrichtungen geschaffen, die z. B. auch in Saugstutzen von Plattenwärme­ übertragern untergebracht werden könne und eine abgewogene Dosierung und Verteilung der flüssigen und gasförmigen Komponente auch bei Betriebsschwankungen aufrecht er­ halten.

Es wird erreicht, daß ein schneller und guter Kontakt zwischen Lösung und zu absorbieren­ den Stoff hergestellt und die Lösung als Film auf die gekühlten Wände verteilt wird. Bei Vorhandensein einer entsprechenden Druckdifferenz wird ein Misch- und Reaktionsprozeß eingeleitet, indem das Gemisch auf eine anders temperierte Wand aufprallt und die Energie des Aufpralls einer besseren Verteilung zugute kommt und/oder in Seitenkanälen abgeführt wird.

Eine Einrichtung an der Verteileinrichtung der flüssigen Komponente regelt Druck- und Mengenverhältnisse so, daß ein kontinuierlicher Prozeß gewährleistet ist. Entsprechend der Mengenabnahme wird der Druck in einem kleinen Behälter auf- bzw. abgebaut, so daß ein gesicherter Durchfluß durch die vorhandenen Bohrungen entsprechend den vorliegenden Betriebsbedingungen garantiert ist.

An nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Gemäß der Ab­ bildung wird in den Eintrittsstutzen 2 eines Plattenwärmeübertragers die Verteileinrichtung 1 in Form eines Rohres seitlich eingeführt. Über die nach einen speziellen Anordnungssystem in der Verteileinrichtung angebrachten Bohrungen 3 wird die Lösung in den Verdampfer eingebracht und gelangt direkt auf die wärmeübertragenden Flächen oder in die in großer Anzahl vorhandenen flachen Kanäle 4.

Über eine nicht dargestellte Einrichtung können in üblicher Weise die Druck- und Mengen­ verhältnisse regelt werden, um einen kontinuierlichen Prozeß zu gewährleisten.

Weitere Anwendungsgebiete der Erfindung könnten auch gekrümmten Rohrschlangen oder Kanalelemente von Wärmeübertragern herkömmlicher Bauart sein.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Entspannung und Mischung fluider Medien in engen durchströmten Kanälen in Anlagen oder Aggregaten, insbesondere Plattenwärmeübertragern in Sorptionsprozes­ sen, in denen ein einfacher oder komplexer Prozeß der Mengenverteilung und -zuteilung mit dem Prozeß des Wärme- und/oder Stoffübergangs überlagert werden soll, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Eintrittsstutzen (2) eines Aggregates, insbesondere eines Plat­ tenwärmeübertragers, eine Verteileinrichtung (1) in Form eines Kanals geringeren Quer­ schnitts eingeführt wird, die am Umfang verteilte kleine Lochdüsen (3) aufweist und daß der Verteileinrichtung (1) eine den Druck und die Menge regulierende Einrichtung zugeordnet ist.