DE2834408A1

DE2834408A1 - Verfahren zum entspannen einer unter erhoehtem druck stehenden fluessigkeit

Info

Publication number: DE2834408A1
Application number: DE19782834408
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl Ing D Dolkemeyer; Kurt Erdt; Ewald Meisenburg
Original assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Current assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Priority date: 1978-08-05
Filing date: 1978-08-05
Publication date: 1980-02-21
Also published as: AU4948679A; GB2027226B; AU531516B2; GB2027226A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entspannen einer unter erhöhtem Druck stehenden Flüssigkeit mit Hilfe einer Arbeitsmaschine, das mit besonderem Vorteil bei Feststoffe oder gelöste Gase enthaltenden Flüssigkeiten eingesetzt werden kann.

Die einfachste Form der Druckabsenkung bei unter erhöhtem Druck stehenden Flüssigkeiten ist die Entspannung in Drosselventilen. Diese ist aber dann nicht anwendbar, wenn die Flüssigkeiten z. B. korrosiv wirken oder Feststoffe enthalten, so daß die Ventile in verhältnismäßig kurzen Zeiträumen durch Korrosion oder Abrasion zerstört würden. Man hat daher die Entspannung in Arbeitsmaschinen durchgeführt, die es gleichzeitig erlauben, die Entspannungsenergie weitgehend zu nutzen. Ein Beispiel hierfür ist die Kupferlauge-Wäsche zur Entfernung von Kohlenmonoxid aus Ammoniak-Synthesegas mit Hilfe von zwei periodisch umschaltbaren Gasentspannungsmaschinen. Als weiteres Beispiel sei die für die Abtrennung fester Rückstände bei der unter erhöhtem Druck durchgeführten Kohlehydrierung * beschriebene Kombination von Arbeitsmaschine und Entspannungsventil genannt (DT-OS 26 23 022). Allerdings ist auch hier gegebenenfalls eine Beschädigung der verwendeten, umschaltbar arbeitenden Ventile durch z. B. Feststoffe nicht auszuschließen.

Es wurde nun gefunden, daß man unter Vermeidung der geschilderten Nachteile unter erhöhtem Druck stehende Flüssigkeiten auf einen niedrigeren Druck mit Hilfe einer Arbeitsmaschine entspannen kann, indem man die Entspannung in einer Arbeitsmaschine mit einem doppelt wirkenden Kolben, zwei Arbeitsräumen, je einer Anschlußleitung für diese sowie periodisch umschaltbaren Ventilen vornimmt, wobei die Volumina der Teilstücke der Änschlußleitungen zwischen dem jeweiligen Arbeitsraum und den Ventilen mindestens so groß sind wie die Hubvolumina der Arbeit'sräume.

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Das erfindungsgemäße Verfahren ist für alle technisch realisierbaren Drücke bis 600 bar und mehr geeignet. Die einzelnen Elemente der Arbeitsmaschine können entsprechend dem Stand der Technik gewählt und angeordnet werden. Es treten keine besonderen Abdichtungsprobleme auf, da sich der Kolben relativ langsam bewegt.

Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Entspannen von feststoffhaltigen Flüssigkeiten einsetzen. So lassen sich unter hohen Drücken stehende z. B. Koks oder feine Katalysatorteilchen enthaltende Flüssigkeiten entspannen, ohne daß Erosion oder Abrasion zu befürchten ist, wie sie in Entspannungsventilen auftritt.

Auch gelöste Gase enthaltende Flüssigkeiten, wie sie häufig bei Hochdruckverfahren anfallen, können mit besonderem Vorteil auf niedrige Drücke entspannt werden. Dabei kann man die Bewegung des Kolbens je nach Menge der gelösten Gase ganz oder teilweise durch die sich entspannenden Gase bewirken.

Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine liegt in der Möglichkeit, die Arbeitsräume mit einer anderen als der zu entspannenden Flüssigkeit zu füllen, so daß nur diese in der Maschine bewegt wird. So kann man z. B. von Feststoffen befreite Flüssigkeiten einsetzen, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Arbeitsmaschine durch Abrasion mit Sicherheit vermieden wird. Man kann aber auch beliebige andersartige, zweckmäßig gegenüber der zu entspannenden Flüssigkeit inerte Flüssigkeiten in die Arbeitsräume einbringen, wodurch auch die Abdichtungsprobleme wesentlich verkleinert werden können. Es kann dabei von Vorteil sein, in die Teilstücke der Anschlußleitungen zwischen den Arbeitsräumen und den Ventilen in der Nähe der Arbeitsräume kontinuierlich oder diskontinuierlich kleine Mengen Flüssigkeit der Art, wie sie

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sich in den Arbeitsräumen befindet, einzuführen, um ein Eindringen des zu entspannenden, z. B. feststoffhaltigen Mediums in die Arbeitsräume der Entspannungsmaschine zu verhindern. Mit Hilfe einer besonderen, in den Arbeitsräumen , angeordneten Flüssigkeit ist es auch Tnoglich, heiße Flüssig- / keiten, die normalerweise nicht in Kolbenmaschinen eingesetzt werden können, zu entspannen, da diese nicht in die Arbeitsräume gelangen.

Die in der Maschine anfallende Arbeit kann in üblicher Weise in arbeitsverbrauchenden Maschinen genutzt werden, z. B. bei Waschprozessen zur Aufkompression der frischen Waschflüssigkeiten. Es kann ferner z. B. ein Antriebsöl auf ein hohes Druckniveau gebracht werden, mit dessen Hilfe dann eine oder mehrere Aggregate betrieben werden können. Die Übertragung der gewonnenen Arbeit auf arbeitsverbrauchende Maschinen erfolgt mit besonderem Vorteil hydraulisch. Es läßt sich dann der bei Verdrängermaschinen auftretende pulsierende Förderström glätten. Die Regelung der Maschine ist besonders einfach. Man kann, wenn erforderlich, die Arbeitsleistung- der Maschine erhöhen, wenn man auf deren.Kolbenstange, vorteilhaft über ein hydraulisches System, zusätzlich Arbeit überträgt. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es, unter weitgehender Vermeidung von Beschädigung der Apparatur durch Erosion bei optimaler Energierückgewinnung Flüssigkeiten zu entspannen. So ist z. B. der Wirkungsgrad der Energierückgewinnung bei der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine im Fall der Entspannung von Flüssigkeiten mit unter Druck gelösten Gasen höher als bei den bekannten Entspannungsmaschinen.

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An Hand der Figur wird die erfindungsgemäße Entspannungsmaschine näher erläutert.

Durch die Leitung 1 gelangt die zu entspannende Flüssigkeit periodisch gesteuert durch die Ventile F„ und F₁ abwechselnd in die Teilstücke der Anschlußleitungen D und E. Diese Teilstücke können mit einer geeigneten Sperrflüssigkeit gefüllt sein. Strömt die zu entspannende Flüssigkeit, durch öffnung des Ventiles F., in das Teilstück der Anschlußleitung E, wird der Kolben A bei Vergrößerung des Arbeitsraumes C nach links bewegt. An der doppelseitigen Kolbenstange J wird dabei Arbeit abgenommen. Gleichzeitig muß bei diesem Vorgang das Ventil G„ geöffnet sein, damit die in dem Teilstück der Anschlußleitung D bei der vorherigen Arbeitsperiode bereits entspannte Flüssigkeit über den Weg 2 a ausgeschoben werden kann bei gleichzeitiger Verkleinerung des Arbeitsraumes B. Nach Beendigung dieses Arbeitszyklus werden bei geschlossenen Ventilen F₁ und G„ die Ventile F„ und G₁ geöffnet, und der oben beschriebene Arbeitszyklus läuft spiegelsymmetrisch ab. Die entspannte Flüssigkeit wird dabei über den Weg 2 b ausgeschoben. Die Leitungen 2 a und 2 b werden hinter dem Aggregat zu einer abführenden Leitung zusammengeführt. Wird eine Flüssigkeit ohne Gasbeladung entspannt, erfolgt die Arbeitsleistung während des gesamten Kolbenhubes bei dem vollen Druck der zu entspannenden Flüssigkeit.

Ist die Flüssigkeit gasbeladen, wird nach der Bewegung des Kolbens A um eine vorbestimmte Strecke a das Ventil F₁ geschlossen. Bei weitergeöffnetem Ventil G₂ entspannen sich die in der Flüssigkeit gelösten Gase bis zu einem gewünschten Enddruck, bei dessen Erreichen das Ventil G„ geschlossen wird.

Ist die Flüssigkeit zusätzlich feststoffbeladen, können durch die Anschlußleitungen H^ und H jeweils kurz vor Erreichen des Totpunktes des Kolbens A kleine Zusatzmengen der Sperrflüssigkeit, mit der die Arbeitsräume B und C bzw. die Teilstücke der Anschlußleitungen E und D gefüllt sind, gedrückt werden, um zu vermeiden, daß Feststoffanteile der zu entspannenden Flüssigkeit in die Arbeitsräume C und B gelangen.

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Claims

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Wesseling, 6. Juli 1978 unser Zeichen: UK 30^

Verfahren zum Entspannen einer unter erhöhtem Druck stehenden Flüssigkeit

Patentansprücheι

TJ Verfahren zum Entspannen einer unter erhöhtem Druck stehenden Flüssigkeit auf einen niedrigeren Druck mit Hilfe einer Arbeitsmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entspannung in einer Arbeitsmaschine mit einem doppelt wirkenden Kolben (A), 2 Arbeitsräumen (B, C), je einer Anschlußleitung für diese (D, E) sowie periodisch umschaltbaren Ventilen (F., F„ bzw. G₁, G„) vornimmt, wobei die Volumina der Teilstücke der Anschlußleitungen zwischen dem jeweiligen Arbeitsraum und den Ventilen mindestens so groß sind wie die Hubvolumina der Arbeitsräume.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Arbeitsräumen bewegte Flüssigkeit anderer Art ist als die zu entspannende Flüssigkeit.
3) Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man feststoffhaltige Flüssigkeiten zum Einsatz bringt.
4) Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Einsatz gebrachten Flüssigkeiten unter dem Anfangsdruck gelöste Gase enthalten.
5) Verfahren nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Kolbens mindestens teilweise durch die sich entspannenden Gase bewirkt wird.
6) Verfahren nach Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Teilstücke der Anschlußleitungen in der IJähe der Arbeitsräume kontinuierlich oder diskontinuierlich kleine Mengen einer Flüssigkeit der Art einführt, wie sie sich in den Arbeitsränmen bt=»f j ndet-. -

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ORIGINAL INSPECTED

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7) Verfahren nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Arbeitsmaschine anfallende Arbeit in arbeitsverbrauchenden Maschinen genutzt wird.
8) Verfahren nach Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Entspannung von beladenen Waschlösungen gewonnene Arbeit zur Aufkompression von frischer Waschlösung genutzt wird.
9) Verfahren nach Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeit von der Arbeitsmaschine auf die arbeitsverbrauchende Maschine hydraulisch übertragen wird.
10) Verfahren nach Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erhöhung der Arbeitsleistung der Arbeitsmaschine auf deren Kolbenstangen zusätzlich in einem hydraulischen System erzeugte Arbeit überträgt.

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