DE2630636A1

DE2630636A1 - Verbindungsanordnung fuer einen zweitemperaturen-isotopen-austauschprozess

Info

Publication number: DE2630636A1
Application number: DE19762630636
Authority: DE
Inventors: Gerard J C A Pauluis
Original assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Current assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1977-03-17
Also published as: CA1062144A; AU1711176A; US4072469A; RO72038A; GB1513689A; JPS5234196A; NZ181252A; IT1070292B; JPS5333719B2; AU502419B2

Description

Die Erfindung "betrifft einen Zweitemperaturen-Isotopen-Austauschprozeß und insbesondere eine Verbindungsanordnung in einem Vielfach-Zweitemperaturen-Isotopen-Austauschprozeß.

Ein Zweitemperaturen-Isotopen-Austauschprozeß vom KaIt-Zuführungstyp ist in der kanadischen Patentschrift 574 293 beschrieben. Eine Stufenverbindungsanordnung ist für ein Kalt-Zuführsystem in der kanadischen Patentschrift 785 690 dargestellt.

Ein Heiß-Zuführverfahren wurde in der kanadischen Patentanmeldung 195 38? beschrieben. In dieser Patentanmeldung wird gezeigt, daß die Extraktion einer nach dem GS-Verfahren (Girdler-Sulfid-Verfahren) arbeitenden Anlage zur Herstellung von schwerem Wasser dadurch gesteigert werden kann, daß das Zuführungswasser dem unteren Teil bzw. dem Boden des heißen Turms der ersten Stufe heiß zugeführt wird und daß diesem

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DR. G. MANlTZ- DIPL.-INC. M. FINSTERWALD D I P L. - I N G. W. G R A M K. O W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÜNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE t 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270

ORIGINAL INSPECTED

heißen Wasser sein Deuteriumgehalt durch den Kontakt mit einem entgegenströmenden Gasstrom entzogen wird. Flüssigkeit, die den heißen Turm hinunterströmt, wurde oberhalb des Zustrom-Einspritzpunktes zur Spitze bzw- zum oberen Teil des kalten Turms zurückgeleitet, so daß auf diese Welse in den heißen und kalten Türmen' destilliertes Wasser erzeugt wurde bzw. zur Verfugung stand. Dies diente dazu, die Schaumigkeit des Wassers in der ersten Stufe zu vermindern.

Ziel der Erfindung ist es, die Eigenschäften eines mehrstufigen Zweitemperaturen-Prozesses dadurch zu verbessern, daß die Heiß-Zuführtechnologie auf die Zuführungsanordnungen der höheren Stufen angewendet wird (d.h. der Stufen, denen eine Flüssigkeit mit einer Deuteriumkonzentration zugeführt wird, die wesentlich über der natürlichen Konzentration liegt), unter der gleichzeitigen Verwendung eines zwischen den verschiedenen Stufen integrierten Wärmewiedergewlnnungs-Systems.

ELn weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen reineren Flüssigkeitsstrom in den Kalt-Heiß-Turmpaaren der oberen Stufen dadurch zu erzeugen, daß die Zuführströme der oberen Stufen so zurückgeleitet werden, daß sie nicht die in den Kalt-Heiß-Turmpaaren dieser oberen Stufen zirkulierende Flüssigkeit verschmutzen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Extraktionsleistung dieser oberen Stufen unter Ausnutzung des Heiß-Zufuhr-Effekt es zu steigern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Wärmeaustauschfläche, die von flüssigkeitsverbundenen Stufen benötigt wird, dadurch zu verringern, daß durch einen indirekten Kontakt die Eigenwärme, die in dem die heißen Türme der oberen Stufen verlassenden Flüssigkeitsstrom enthalten ist, teilweise oder

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gänzlich auf die Befeuchter-Rückstromflüssigkeit in der ersten Stufe übertragen wird.

Eine Ver'bindungsanordnung für einen Zweitemperaturen-Isotopen-Austauschprozeß, der eine aus einem kalten Turm, einem heißen Turm, einem Befeuchter und einem Entfeuchter bestehende erste Stufe mit einem rückströmenden Gasstrom, der mit einem Flüssigkeitsstrom in den beiden Türmen in einer dem Isotopenaustausch dienenden Gegenstrombeziehung steht, und eine ähnliche zweite Stufe umfaßt, wobei die erste Stufe eine Wärmeaustauschvorrichtung zwischen dem Befeuchter und dem Entfeuchter aufweist, die von Befeuchter- und Entfeuchter-Bückstromschleifen, die durch einen Wärmetauscher hindurchtreten, gebildet wird, ist zur Lösung der obigen Aufgaben erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die einen Teil der Flüssigkeit, die in die Entfeuchter-Rückstromschleife der ersten Stufe hineinströmt, der Spitze bzw. dem oberen Teil des Befeuchters der zweiten Stufe einspeist, durch eine Vorrichtung, die die Flüssigkeit, die durch den Befeuchter der zweiten Stufe hindurchströmt, zur Entfeuchter-Rückstromschleife der ersten Stufe zurückführt, und durch eine Vorrichtung, die einen Teil der Flüssigkeit von der ersten Stufe in die Wärmeaustauschbeziehung mit der Flüssigkeit in einer Entfeuchter-Rückstromschleife der zweiten Stufe strömen läßt. Die Erfindung umfaßt auch ein Verbindungssystem, bei dem eine Vielzahl von Kalt-Heiß-Turmpaaren eine einzelne zweite Stufe versorgt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 einen zweistufigen Wasserstoff-SuIfid-Wasserprozeß gemäß dem Stand der Technik,

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Figur 2 ein Verbindungssystem gemäß der Erfindung, das auf zwei Stufen angewendet ist, und

Figur 3 ein Verbindungssystem, das auf eine Vielzahl von Stufen angewendet ist.

In Fig. 1 ist ein dem Stand der Technik entsprechender, herkömmlicher zweistufiger Wasserstoff-Sulfid-Wasserprozeß (GS-Prozeß) dargestellt. Das Flußschema wurde auf die wesentlichen Bestandteile vereinfacht und zeigt keine Pumpen, Gebläse, Gasgleichgewichtsleitungen zwischen den Stufen oder das Aufheizverfahren (direkte Dampfeinspritzung oder indirekte Befeuchter-Rückstromerhitzung über Dampferhitzer); es versteht sich, daß solche und andere Elemente für den Betrieb der Anlage nötig sind, doch sind sie nicht für den Vergleich der Verfahren erforderlich und wurden deshalb aus dem Flußschema weggelassen. Das System umfaßt im allgemeinen einen Kaltturm 1, einen Entfeuchter 2, einen Heißturm 3» einen Befeuchter 4· und einen rückgeführten Strom 26 eines Gases (ILjS), der durch diese in einer dem Isotopenaustausch dienenden Gegenstrombeziehung mit einem Flüssigkeitsstrom (Wasser) 21 hindurchtritt, mit einer Kaltflüssigkeits-Zuführquelle 27.

In dem dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren wird angereicherte Flüssigkeit 15 ^om Boden bzw. Unterteil des Entfeuchters 2 der ersten Stufe^gezogen, die ihren Wärmegehalt im Wärmetauscher 5 mit der Flüssigkeit 21 vom Boden des Befeuchters 4- austauscht, und dann am Punkt 14 in zwei Ströme aufgespalten wird. Der eine Strom 17 wird dann mit der Flüssigkeit 25 vom Unterteil der Einheit 10 gemischt und kehrt zum oberen Teil des Entfeuchters 2 zurück, wobei er durch einen Kühler 6 hindurchströmt. Der andere Strom 16 (die Zuführung bzw. Speisung der zweiten Stufe) wird durch 13 gekühlt und wird dem Oberteil des kalten Turms 7 eier zweiten Stufe zuge-

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führt. Im kalten Turm 7 und dem Entfeuchter 8 der zweiten S^ufe wird die Flüssigkeit weiter angereichert und ein Teil von ihr kann der Entfeuchter-Bückstromschleife als Produkt für eine weitere Anreicherungsstufe oder einen anderen Prozeß entnommen werden. In den Einheiten 9 imd 10 (heißer Turm und Befeuchter) wird dann die Flüssigkeit von ihrem Deuteriumgehalt, befreit und ein Teil 25 der verarmten Flüssigkeit wird vom Boden der Einheit 10 zur ersten Stufe zurückgeleitet, nachdem er am Punkt 14a aufgeteilt wurde. .

Es gibt Abwandlungen in diesem Verbindungsschema von Flüssigkeit s-Verbindungs sy st emen (siehe z.B. die CD-PS 785 690), doch kommt die dem Oberteil des kalten Turms 7 zugeführte Flüssigkeit immer aus derselben Flüssigkeitsmasse, die,die vorausgehende Stufe hinabströmt. Auch wird der Hauptteil der Flüssigkeit, die den heißen Turm der Stufe 2 hinabströmt, immer direkt oder nachdem sie durch den Befeuchter der zweiten Stufe hindurchgeströmt ist, zur vorausgehenden Stufe zurückgeleitet. Auf diese Weise werden Verunreinigu.ngen, die in der Flüssigkeit der ersten Stufe mitgeführt werden oder gelöst sind, "in die zweite Stufe gebracht.

In der Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Prozeß dargestellt. Sie zeigt einen zweistufigen Kaltspeisungsproζeß, doch ist klar, daß sich die Erfindung in gleicher Weise auf Heißspei sungspro ζ esse mit wenigstens zwei Stufen anwenden läßt. Es sind in Fig. 2 die gleichen Vereinfachungen wie bei der Beschreibung des Flußschemas des herkömmlichen Prozesses getroffen.

Die angereicherte- Flüssigkeit der ersten Stufe wird am Unterteil bzw. Boden des Entfeuchters 2 abgezogen, doch wird sie nunmehr am Punkt 14-a vor dem Wäremaustauscher 5 aufgespalten.

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Ein Teil 16 der Flüssigkeit 15» der erforderlich ist,."um das Gas in der zweiten Stufe zu erwärmen, wird dem Oberteil des Befeuchters 10 zugeführt, wobei dieser !Peil typischerweise das Dreifache des Flüssigkeitsstroms in 7 beträgt, wobei das genaue Verhältnis von den Temperatur- und Druckverhältnissen in der zweiten Stufe abhängt. Bevor der Strom 16 in die Einheit 10 (Befeuchter) eintritt, wird er mit einer zusätzlichen Flüssigkeit 18 gemischt, die im wesentlichen der Feuchtigkeitsdifferenz (d.h. flüssigem Dampf) zwischen dem heißen Gas, das den Befeuchter 10 verläßt, und dem kalten Gas entspricht, das den kalten Turm 7 verläßt, vermindert um den Produktfluß. Die Flüssigkeit, die den Befeuchter 10 hinunterströmt, gibt sowohl Wärme als auch Deuterium an das Gas ab und kann hiernach hinter dem Austauscher 5 zur ersten Stufe zurückgeleitet werden.

Das Gas, das den Befeuchter 10 der zweiten Stufe verläßt, enthält einen beträchtlichen Feuchtigkeitsanteil, der im Entfeuchter 8 kondensiert wird und den heißen Turm 9 hinabfließt. Am Boden des heißen Turms 9 wird die Flüssigkeit aufgeteilt. Der Hauptteil 19 wird zum oberen Teil des kalten Turms 7 zurückgeleitet, nachdem er im Wärmetauscher 20 und im Kühler 13 gekühlt wurde. In dieser Anordnung nimmt die Flüssigkeit, die das Kalt-Heiß-Paar der zweiten Stufe hinabfließt, kontinuierlich Dampf aus dem Befeuchter 10 auf und reinigt bzw. führt überschüssige Flüssigkeit 18 ab. Auf diese Weise wird sie beständig destilliert und gereinigt.

Da der Flüssigkeitsstrom 16 + 18 soviel größer ist als -ier Flüssigkeitsstrom im Turm 7» ist die Anreicherung des Gases im Befeuchter 10 einfach und die Extraktionskapazität der oberen Stufe ist größer als im herkömmlichen Verfahren (Heißspeisungseffekt).

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Unter gleichen Temperatur-Druck- und Gasströmungsbedingungen müssen die !Flüssigkeitsströme in den Entfeuchtern und Befeuchtern der beiden Prozesse ungefähr gleich sein. Da jedoch bei dem verbesserten Prozeß ein Teil 16 des Stroms 15 aus dem Entfeuchter-Eückführungsstrom in der ersten Stufe entfernt •wird, bleibt im verbleibenden Anteil, im Strom 17, nicht genügend Eigenwärme zurück, um den gesamten Strom 21 vom Bodenbefeuchter 4 zu erwärmen. Daher wird im verbesserten Prozeß ein Teil 22 des Stroms 21 den Wärmeaustauschern der zweiten Stufe zugeführt. Der Strom 22 wird in Teile 23 und 24 aufgeteilt, die Wärme mit der Entfeuchterschleife 28 der oberen Stufe im Wärmetauscher 11 bzw. mit der rückgeführten Flüssigkeit der oberen Stufe im Wärmetauscher 20 austauschen. Da jedoch der Strom der flüssigkeit 21 der Befeuchterschleife im herkömmlichen und im verbesserten Prozeß derselbe ist, ergibt sich, daß die gesamte Wärmeaustauschoberfläche der Wärmeaustauscher 5? 11 und 30 im verbesserten Prozeß dieselbe ist (für dieselbe Temperaturannäherung) wie die Wärmeaustauschfläche des Wärmetauschers 5 alleine gemäß dem Stand der Technik. Der verbesserte Prozeß spart auf diese Weise eine Wärmetauscherfläche ein, die gleich dem Wärmeaustauscher 11 der zweiten Stufe gemäß dem Stand der Technik ist. Das ist ein wichtiger Vorteil des HeißSpeisungsprinzips, wenn dieses auf die oberen Stufen eines Zweitemperaturen-Prozesses angewandt wird, der sich nicht für die erste Stufe allein ergibt.

Die oberen Stufen können ohne weiteres bei Druck- und Temperaturbedingungen betrieben werden, die von denen der ersten Stufe verschieden sind. Es kann dann nötig sein, den oberen Stufen Wärme zuzuführen. Dies kann durch indirekte Heizung entweder des Stroms 16 oder des Stroms 18, dann mit teilweiser Verdampfung, durchgeführt werden. Im letzteren lall wird der Dampf im unteren Teil des Heißturms 9 oder einige Platten darunter, in den Befeuchter 10 wieder eingespritzt.

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Man sieht, daß sich dieses Verbindungsschema auch auf ein Anreicherungs-verfahren mit mehr als zwei Stufen anwenden läßt. In diesem EaIl ist die Einsparung an Wärmetauscherfläche die Summe aller Befeuchter-Entfeuchter-Wärmetauscher der oberen Stufen. . .

Man sieht auch, daß eine Vielzahl von unteren Stufen dieselbe obere Stufe speisen kann, was in Figur 5 dargestellt ist. Die Wärmetauscher 11 und 20 bestehen dann aus einer Reihe von parallel angeordneten Einheiten 11A, 11B, 110.,., um zu den Bef euchter-Eiickfuhr strömen 22A, 22B, 22C ... zu passen. In diesem Fall können auch die verschiedenen Ströme 16A, 16B, 16C ... miteinander vereinigt werden, um den Strom 16 zu bilden, und kann der Strom 25 vom Bodenbefeuchter 10 in die Ströme 25A, 25B, 25C ... wieder aufgespalten werden. Dies kann jedoch Bückverteilungsprobleme schaffen, da der Strom 25 groß ist und eine Fehlverteilung den Betrieb der unteren Stufen beeinflussen kann. Auch ergibt sich ein komplexes Problem der Hitze- und Strömungsverteilung zur oberen Stufe,, wenn eine der unteren Stufen abgeschaltet werden muß. Tatsächlich wird nicht nur das Aufteilen des Stroms 25 in jedem

dann Fall betroffen, sondern vergrößern/entweder die übrigen Stufen ihre Produktströme 16A, 16B, ... nicht und es ist in der oberen Stufe zusätzliche Hitze nötig, oder die Ströme 16A, 16B, ... werden vergrößert (um denselben Strömungswert 16 zu erzeugen, wie wenn alle ersten Stufen in Betrieb sind) und dann ist in der ersten Stufe zusätzliche Wärme nötig, außer die Befeuchter-Rückstrom-Aufteilung der Ströme 21A, 21B, wird modifiziert, so daß neue Teile die Wärmemenge übernehmen können, die von der abgeschalteten Stufe aufgenommen worden wäre, doch ist dies äußerst komplex.

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Es gibt jedoch eine "bevorzugte Verbindungsart für den Fall, daß eine Vielzahl von unteren Stufen mit derselben oberen Stufe verbunden ist. Der springende Punkt liegt darin, daß es, statt die verschiedenen Ströme 16A, 16B, 16C vor dem Befeuchter 10 zu mischen und dann den Rückfluß 25 in ebenso viele Teile aufzuspalten, wirksamer ist, den Gasstrom 26 aufzuspalten, die verschiedenen Teile 26A, 26B, 26G durch eine Reihe von parallel angeordneten Befeuchterabschnitten 1OA, 10B, 1OC ... laufen zu lassen und dann die Gasströme 27A, 27B, 27c von den Spitzen bzw. oberen Bereichen dieser Befeuchter wieder miteinander zu vereinigen, bevor sie in den unteren Bereich des heißen Turms eintreten. Man sieht, daß die Zahl von unteren Stufen, die eine obere Stufe speisen, unterschiedlich sein kann. Es ist jedoch ein Verhältnis von 3 : 1 sehr vorteilhaft, da der Entfeuchter-Rückstromfluß 28 ungefähr zweimal so groß ist, wie der Hauptrückstromfluß 19» was eine einfache Gliederung des Wärmeaustauschers in drei identische Einheiten 11A, 11B, 11C ermöglicht, um die Wärme von der oberen Stufe zu den unteren Stufen zurückzuverteilen. Die drei Speiseströme 16A, 16B, 16C sind ungefähr ebenso groß wie der Rückstromfluß 19·

Die Befeuchterabschnitte 10A, 1OB, 1OC können parallel innerhalb derselben Druckumhüllung angeordnet oder aus getrennten Druckgefäßen hergestellt werden.

Der Grund, warum diese Anordnung günstiger ist als die Mischung der Speiseströme 16A, 16B, 16C, liegt darin, daß jede !Fehleinstellung der Hauptaufteilung der Gasströme 26A, 26B, 26C lediglich das Flüssigkeits-Gas-Verhältnis in den Befeuchtern 1OA, 1OB, IOC beeinflußt. Deren Arbeitsweise ist gegenüber solchen Variationen ziemlich unempfindlich, wohingegen bei der anderen Verbindungsweise eine Eehleinstellung sämtliche

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empfindlichen, unteren Stufen beeinflußt.

In der bevorzugten Anordnung beeinflussen die anderen Aufteilungen lediglich den Kondensat-Rückführstrom 18, der nur ungefähr ein Drittel der Störmungsmenge des Stroms 19 beträgt, so daß Fehljustierungen hier von untergeordneter Bedeutung sind. In Figur 3 wird ein !"ach erhitz er 30 verwendet, um der oberen Stufe Wärme zuzuführen. Der sich ergebende Dampf 31 wird aufgeteilt, bevor er in die Befeuchterabschnitte 1OA, 1OB, 1OG eingespeist wird. Man könnte den Strom 31 auch dem unteren Teil des heißen Turms 9 zuführen, doch liefert die vorausgehende Anordnung eine größere Vielseitigkeit hinsichtlich der Prozeßsteuerung, da gelegentliche Unsymmetrien im Betrieb durch eine Justierung der G-asströmungsVerhältnisse und/oder der Dampfströme in den Befeuchterabschnitten kompensiert werden können. Die Überschußflüssigkeit 32 vom Nacherhitzer

in

wird ebenfalls aufgeteilt und/die drei Befeuchtern eingespeist.

Gemäß einem anderen Wärmezuführsystem können drei getrennte Dampferhitzer bei 16A, 16B, 16C vorgesehen sein. Die Wahl zwischen den beiden Erhitzungssystemen hängt von der erforderlichen Wärmemenge ab. Die Wiedererhitzungskapazität der Einheit 30 wird durch den Strom 18 begrenzt.

Die Parallelanordnung der Befeuchter ergibt einen weiteren Vorteil, wenn eine der unteren Stufen abgeschaltet ist. Tatsächlich kann der Strom 19 dann entsprechend der abgeschalteten Stufe zum Befeuchter zurückgeleitet werden und die Flüssigkeit vom Unterteil dieses Befeuchters wird dem Kühler 13 rückgespeist, wobei die Ströme von und zu den verbleibenden beiden unteren Stufen nicht betroffen werden, mit Ausnahme eines möglichen Schaltens bzw. Umschaltens des Wärmetauschers

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(wenn z.B. die Stufe A abgeschaltet ist, dann muß 22C zum Wärmetauscher 11A zurückgeleitet werden). Die einzigen abgestimmten Ströme sind die Ströme 31 und 32 und gelegentlich der Strom 26. Die zusätzlichen Rohre und Ventile für diesen Betrieb mit abgeschalteten Stufen haben einen unerheblichen Umfang.

Sieht man normalerweise geschlossene Leitungen quer über die Flüssigkeitsspeisungen 16 und Flüssigkeitsabzüge 25 und die Befeuchterleitungen 22 und 32 vor, so kann man die oberen Stufen im Banking-Betrieb betreiben.

Sollten die ersten Stufen zufällig ebenfalls eine Heißspeisung haben, dann können die Wärmetauscher HA und 11B wieder zu einer Einheit zusammengefaßt werden, wobei die Ströme 22A und 22B lediglich einen Strom mit Speisekonzentration bilden, der, nachdem er durch den Wärmetauscher hindurchgetreten ist, mit dem Strom 32C vermischt wird. Der sich ergebende Strom wird dann wieder aufgeteilt, um in die ersten Stufen eingespeist zu werden. In diesem Fall besteht keine Notwendigkeit, Wärmetauscher umzuschalten, wenn eine Stufe abgeschaltet ist,* es reicht, 22C abzuschalten.

Das erfindungsgemäße System stellt also eine wesentliche Verbesserung gegenüber existierenden Verbindungsschemata für mehrstufige Zweitemperatur-Isotopen-Anreichungsprozesse dar. Die drei wichtigsten Vorteile sind:

1. Die kontinuierliche Reinigung der in den oberen Stufen zirkulierenden Flüssigkeit durch einen Destillationseffekt .

2. Eine vermehrte. Extraktionskapazität der oberen Stufen (bei konstanten Gasströmungsgeschwindigkeiten) oder

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alternativ eine . Abnahme der Investitions- und Betriebskosten für die oberen Stufen (bei konstanter Produktion). Berechnungen für eine Schvrerwasser-Erzeugungsanlage des Typs, wie sie bei Gentilly Quebec gebaut wird, haben gezeigt, daß unter ansonsten gleichen Bedingungen dieselbe Extraktion und Anreicherung durch diesen Prozeß mit um 8 % niedrigeren Strömen in der oberen Stufe als bei dem dem Stand der Technik entsprechenden Prozeß erreicht werden könnten.

3. Eine Verringerung der Wärmetauscherfläche im Vergleich mit dem Stand der Technik entsprechenden Konstruktionen, die gleich der Wärmetauscherfläche der höheren Stufen gemäß dem Stand der Technik ist, wenn die anderen Bedingungen gleichbleiben.

Die Erfindung schafft also eine Verbindungsanordnung für einen Zweitemperaturen-Isotopen-Austauschprozeß, der eine aus einem kalten Turm, einem heißen Turm, einem Befeuchter und einem Entfeuchter bestehende erste Stufe mit einem rückströmenden Gasstrom, der mit einem Flüssigkeitsstrom in den beiden Türmen in einer dem Isotopenaustausch dienenden Gegenstrombeziehung steht, und eine ähnliche zweite Stufe. umfaßt, wobei die erste Stufe eine Wärmeaustauschvorrichtung zwischen dem Befeuchter und dem Entfeuchter aufweist, die von Befeuchterund Entfeuchter-Rückstromschleifen, die durch einen Wärmetauscher hindurchtreten, gebildet wird, wobei die verbesserte Anordnung folgende Teile umfaßt: Eine Vorrichtung, die einen Teil der Flüssigkeit, die in die Entfeuchter-Rückstromschleife der ersten Stufe hineinströmt, der Spitze bzw. dem oberen Teil" des Befeuchters der zweiten Stufe einspeist, eine Vorrichtung, die die Flüssigkeit, die durch den Befeuchter der zweiten Stufe hindurchströmt, zur Entfeuchter-Rückstromschleife der ersten Stufe zurückführt, und eine Vorrichtung, die einen Teil der Flüssigkeit von der ersten Stufe in die Wär-

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meaustauschbeziehung mit der Flüssigkeit in einer Entfeuchter-Riickstromschleife der zweiten Stufe strömen laßt.

- Patentansprüche -

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Claims

Pat entansprüche

1. Verbindungsanordnung für ein Zweitemperaturen-Isotopen-Austauschverfahren der Art, das eine aus einem kalten Turm, einem heißen Turm, einem Befeuchter und einem Entfeuchter bestehende erste Stufe mit einem rückströmenden Gasstrom, der mit einem Flüssigkeitsstrom in den beiden Türmen in einer dem Isotopenaustausch dienenden G-egenstrombeziehung steht, und eine ähnliche zweite Stufe umfaßt, wobei die erste Stufe eine Wärmeaustauschvorrichtung zwischen dem Befeuchter und dem Entfeuchter aufweist, die von Befeuchter- und Entfeucht er-Eückst romschleif en, die durch einen Wärmetauscher hindurchtreten, gebildet wird, gekennz ei chnet durch eine Torrichtung, die einen Teil der Flüssigkeit, die in die Entfeuchter-Bückstromschleife der ersten Stufe hineinströmt, der Spitze bzw. dem oberen Teil des Befeuchters der zweiten Stufe einspeist, durch eine Vorrichtung, die die !flüssigkeit, die durch den Befeuchter der zweiten Stufe hindurchströmt, zur Entfeuchter-Rückstromschleife der ersten Stufe zurückführt, und durch eine Vorrichtung, die einen Teil der Flüssigkeit von der ersten Stufe in die Wärmeaustauschbeziehung mit der Flüssigkeit in einer Entfeuchter-Eückstromschleife der zweiten Stufe strömen läßt.

2. Verbindung sanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die einen Teil der Flüssigkeit von der Befeuchter-Eückstromschleife der ersten Stufe in eine Wärmeaustauschbeziehung mit der in dem aus Kaltturm und Heißtrum gebildeten Paar der zweiten Stufe rückströmenden Flüssigkeit strömen läßt.

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3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Stufe eine Vielzahl von Kalt-Heiß-Turmpaaren umfaßt, die eine einzelne zweite Stufe speisen, wobei die Flüssigkeitsströme der Paare der ersten Stufe miteinander vermischt werden, bevor sie dem Befeuchter der zweiten Stufe zugeführt werden, und wobei die Flüssigkeit vom Befeuchter der zweiten Stufe aufgeteilt bzw. aufgespalten wird, bevor sie zu den Paaren der ersten Stufe zurückkehrt.

4. Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennz eiehnet , daß die erste Stufe eine Vielzahl von Kalt-Heiß-Turmpaaren umfaßt, die ein einzelnes Paar der zweiten Stufe speisen, wobei die Flüssigkeitsströme der Paare der ersten Stufe durch eine parallele Anordnung von Befeuchterabschnitten in der zweiten Stufe hindurchtreten und wobei das in der zweiten Stufe rückströmende Gas aufgespalten wird, so daß es durch die verschiedenen Befeuchterabschnitte entsprechend den darin befindlichen Flüssigkeitsströmen hindurchgeht .

5. Verbindungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch

g ekennz ei chnet , daß die Flüssigkeit von der Eiitfeuchter-Eückstromschleife der zweiten Stufe Wärme mit dem Flüssigkeitsstrom von der ersten Stufe in einer Anordnung von mehreren parallelen Wärmetauschern austau seit

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6. Verbindungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet , daß die !Flüssigkeit von
der Entfeuchter-Rückstromschleife der zweiten Stufe
Wärme mit Flüssigkeitsströmen von den Paaren der ersten Stufe in einem einzigen Wärmetauscher austauscht, wobei diese Flüssigkeitsströme vor dem Wärmeaustauscher vereinigt und dann wieder aufgeteilt werden.

7· Verbindungsanordnung für ein Zweitemperaturen-Isotopen-Austauschverfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3i dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit Wasser und das Gas HpS ist.

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