DE3004190A1

DE3004190A1 - Vorrichtung zum konzentrieren einer fluessigen loesung

Info

Publication number: DE3004190A1
Application number: DE19803004190
Authority: DE
Inventors: Carl-Hugo Abrahamson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1980-02-06
Publication date: 1980-08-21
Also published as: FR2448376A1; GB2044116A; SE7901174L; SE415861B; US4283250A

Description

1. Carl-Hugo Abrahamson. Batsmanskroken 5. S-126 57 Hagersten. Schweden.

2. Björn Heed. Utlandagatan 19. S-412 61 Göteborg. Schweden.

Vorrichtung zum Konzentrieren einer flüssigen Lösung

Die Srfindung betrifft eins Verrichtung fcum flüssigen Lösung, bestehend aus einer Anzahl im Abstand angeordneter Platten, die um eine im wesentlichen waagrechte Achse drehbar sind, Mitteln zur Zuleitung der Lösung zu den Oberflächen der Platten, wobei die Flächen so eingerichtet sind, daß sie der Wirkung von Wärme und/oder eines strömenden Gases zum Zwecke der Verdampfung eines relativ verdampfungsfähigen Bestandteils der den Flächen zugeleiteten Flüssigkeit aussetzbar sind, und Mitteln zum Auffangen konzentrierter Produkte.

Zum Zwecke der Erzeugung von Wärme oder Kälte sind Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen Substanzen wie Aluminiumchlorid oder Lithiumchlorid zur Erzeugung von Wärme und Ammoniumnitrat, Ammoniumchlorid oder Natriumnitrat zur Erzeugung von Kälte benutzt werden. Diese Substanzen lassen bei Auflösung oder Verdünnung in einem oder mit einem Lösungsmittel wie Wasser positive oder negative thermochemische Energie od?r Konzentrationsdifferenzenergie in der Form von Wärme oder Kälte entstehen. Um die aufgelösten oder verdünnten Substanzen und gegebenenfalls auch der Lösungsmittel aus den verdünnten Lösungen derselben zurückzugewinnen, müssen die Lösungen konzentriert werden. Das läßt das Problem entstehen, eine Vorrichtung zur Konzentration zur Verfügung haben zu müssen _f die ausreichend billig void j:.r.fach ist, während sie andererseits gleichzeitig ausreichend effektiv sein muß, damit die auf Konzentrationsdifferenzenergie basierenden Verfahren mit

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den klassischen Verfahren zur Erzeugung von Wärme oder Kälte konkurrieren können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei dem das vorstehend genannte Problem mindestens im wesentlichen gelöst wird·

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß mindestens eine äußere Lage der Platten aus einem offenporigen porösen Material besteht, das die Fähigkeit zum Absorbieren der Lösung hat, wobei der radial innenliegende Bereich dieser äußeren Lage sich in einen Vorratsraum für zu konzentrierende Lösung erstreckt und dieser Vorratsraum durch eine Abschirmung gegen die Teile der äußeren Flächen abgeschirmt ist, die der Wärme und/oder dem Gas aussetzbar sind. Durch diese Anordnung läßt sich eine im wesentlichen gleichfömige Verteilung von Lösung in der porösen äußeren Lage mit geringstem Geräteaufwand und Energieverbrauch erreichen, wobei die Konzentration dieser Lösung in einer Richtung zur Fläche hin zunimmt, die der Wärme und/oder dem Gas ausgesetzt wird. Ferner steht die ge· samte äußere Lage für Konzentrationszwecke zur Verfügung, und die äußere Fläche läßt sich ohne weiteres bezüglich ihrer Größe, Dicke und Absorptionsfähigkeit so einrichten, daß sie konstant und automatisch mit einer geeigneten Menge an Lösuig vom Versorgungsraum aus versorgt wird, ohne daß Hilfseinrichtungen wie Pumpen oder dergleichen benötigt werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sitzen die Platten auf einer Hohlwelle, die einen Hohlraum zur Aufnahme einer zu konzentrierenden Lösung hat, und die Hohlwelle ist mit einem Zulauf für die Lösung versehen, wobei ein Fließweg zum Leiten von Lösung zum radial innenliegenden Bereich der äußeren Lagen vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Abschirmung vorteilhaft Abstandsringe aufweisen, die außen auf der Hohlwelle zwischen den Platten sitzen_r und der Fließweg kann durch einen Zwischenraum zwischen den inneren Flächen der ^,bstandsringe und der

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äußeren Fläche der Hohlwelle und Öffnungen in der Welle zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Hohlraum der Hohlwelle und den Zwischenräumen gebildet sein.

Zum Zwecke des Erreichens eines maximalen Wirkungsgrads und gleichzeitig einer stabilen Konstruktion weisen die Platten vorzugsweise eine starre Zwischenlage auf, die auf ihren beiden Seiten mit einer porösen äußeren Lage bedeckt ist.

Die porösen äußeren Lagen bestehen vorzugsweise aus Stoff oder Tuch, das bzw. der über jeweilige Platten oder ein anderes weiches, poröses Material gespannt ist, beispielsweise Material mit schwammartiger Konsistenz.

Um eine ungehinderte Zuleitung von Lösung zu den weichen, porösen äußeren Lagen zu erreichen, können Abstandselemente aus im wesentlichen starrem Material sich durch die Platten zwischen aufeinanderfolgenden Abstandsringen erstrecken, damit verhindert wird, daß die porösen äußeren Lagen zwischen den Abstandsringen zusammengedrückt werden.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind;

Pig. 1 eine teilweise geschnittene Endansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Pig. 2 ein Teilschnitt längs der Linie I-II in Pig. 1 und Pig. 5 ein Schnitt im größeren Maus'cab einea Teils der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung,

In den Zeichnungen ist eine Vorrichtung zum Konzentrieren von Lösungen dargestellt. Diese Vorrichtung besteht aus einen Gehäuse 10 mit offenen Enden und mit Seitenwänden 11 und 12, einer oberen Wand 13 und eiiiain Boden 14_V Der Boden 14 verläuft von den offenen Enden des Gehäuses 10 nach unten, um eine Sam-

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melwanne für konzentrierte Lösung zu bilden, und er ist an seiner tiefsten Stelle mit einem Auslaufrohr 15 für die konzentrierte Lösung ausgerüstet. Gegebenenfalls kann die Lösung so stärk konzentrierte werden, daß man einen festen, kristallinen oder amorphen Rückstand erhält, und in diesem Fall wird das Auslaufrohr durch eine Einrichtung ersetzt, die in der Lage ist, solches festes Material zu entfernen, beispielsweise eine Abförderschnecke.

An einer Seitenwand 11 des Gehäuses 10 sitzt eine Konsole 16, die ihrerseits ein Lager 17 für eine im wesentlichen waagrechte Welle 18 trägt. Auf der Welle 18 an der Außenseite des Lagers 17 sitzt eine Riemenscheibe 19, die mittels eines Riemens (nicht dargestellt) mit einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) zum Drehen der Welle verbunden sein kann. Die Welle 18 erstreckt sich ganz durch das Gehäuse 10, und der Abschnitt der Welle, der sich im Gehäuse befindet, hat die Form einer Hohlwelle mit einem inneren Hohlraum 20. Der Hohlraum 20 ist an seinem Ende geschlossen, das zur Riemenscheibe 19 hin zeigt, und an seinem anderen Ende ist er mit einer Zulauföffnung 21 versehen, damit zu konzentrierende Lösung in den Hohlraum eingeleitet werden kann.

Auf dem hohlzylindrisohen Teil der Welle 18 sitzen mehrere zueinander im Abstand angeordnete Platten 22, die, wie sich am besten aus Fig. 3 ersehen läßt, jeweils aus einer starren Zwischenlage 23 bestehen, welche der Platte ausreichende Starrheit verleiht und auf deren beiden Seiten eins poröse äußsre Lage 24 angeordnet ist, die in der Lage ist, die Lösung zu absorbieren und die aus weichelastischem Material wie Material in schwammarbiger Konsistenz besteht, das im nassen Zustand gegebenenfalls schwellfähig ist. Die Hauptebene der Platten 22 liegt im wesentlichen im rechten Winkel zur Welle 18, die durch die Mitte der Platten hindurchführt. Zwischen den Platten 22 sitzen Abstandsringe 25, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des hohlzylindrisehen Teils der Welle sind.

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Auf diese Weise entstehen zwischen der äußeren Flächen des hohlzylindrischen Teils der Welle und den inneren Flächen der Abstandsringe Zwischenräume 26, in die 3ich die radial innenliegenden Teile der Platten erstrecken. Die Räume stehen duroh Öffnungen 27 in der Wand des hohlzylindrischen Teils der Welle mit dem Hohlraum 20 in Verbindung. Der Hohlraum 20 und der duroh die Öffnungen 27 und die Räume 26 gebildete Fließweg bilden damit einem Vorratsraum für die zu konzentrierende Lösung. Die Lösung im hohlzylindrischen Teil der Welle ist in Fig_f 3 bei 28 dargestellt, wobei der hohlzylindrische Teil der Welle nur zum Teil gefüllt ist. Die Bezugszahl 29 bezeichnet einen Kessel zur Aufnahme von Lösung, die den Hohlraum 20 durch einer. ScVlaue¹" 30 mittels eines Syphoneffekts zugeleitet wird. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, die Lösung dem Hohlraum der Hohlwelle unter Druck mittels einer Pumpe zuzuleiten.

Die Platten 22 und die Abstandsringe 25 sind zum Bilden eines Pakets axial zusammengedrückt, und zwar mittels mehrerer Zugstangen, die sich parallel zum hohlzylindrischen Teil der Welle, erstrecken und um deren Umfang herum verteilt sind. Von diesen Zugstangen ist eine bei 31 in Fig. 3 dargestellt. Die Zugstangen erstrecken sich durch Bohrungen in den Platten und den Abstandsringen und durch ringförmige Endstücke, von denen zwei bei 32 und 33 in !"ig· 3 dargestellt sind. Dabei ist das axial innenliegende Endsbück mit einem Teil versehen, der einen größeren Durchmesser hat, um einen Spalt 34 entstehen zu lassen, der durch die Öffnungen 27 mit dem Hohlraum 20 in Verbindung steht, selbst bei der am weitesten entfernten porösen äußeren Lage 24 der am weitesten außenliegenden Platten 22, die sich im Paket befinden. Wenn die äußeren Lagen 24 aus einem weichen, porösen Material bestehen, wird ein Zusammendrücken dieser äußeren Lagen 24 durch Abstandselemente 35 verhindert, die zwischen den Abstandsringen 25 sitzen und durch die Platten 22 führen und die aus einem im wesentlichen starren Material bestehen.

Wenn die Lösung so stark konzentriert vird, daß an den Flächen

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der Platten, die Wärme und/oder Gas ausgesetzt werden, ein fester, anhaftender Rückstand entsteht, sind Kratzer vorgesehen, die sich zwischen aufeinanderfolgende Platten 22 nahe an den entsprechenden Flächen erstrecken, damit das daran anhaftende Material entfernt wird. Ein solcher Kratzer ist bei 36 in Fig. 2 dargestellt. Diese Kratzer sitzen an einem Träger 37, der sich zwischen die Wände 10, 11 erstreckt.

Beim Arbeiten mit der.dargestellten Vorrichtung zum Konzentrieren von Lösung wird die Lösung entweder kontinuierlich oder intermittierend, gegebenenfalls im vorgewärmten Zustand, dem Hohlraum 20 zugeleitet, von dem aus sie in die Räume 26_V 35 durch die Öffnungen 27 wandert. Die Lösung wird aus diesen Räumen durch die porösen äußeren Lagen 24 absorbiert, wobei die Welle 18 mit den fest darauf sitzenden Platten 22 relativ langsam ge< dreht wird, so daß eine gleichmäßige Verteilung der Lösung über die betreffenden Platten 24 begünstigt wird, ohne daß die Lösung von den peripheren Flächen der Platten durch Fliehkraft abgeschleudert wird. Das offenendige Gehäuse 10 bildet einen Kanal, durch den Gas passieren kann, und dieses bestreicht die freiliegenden Flächen der Platten und verdampft das Lösungsmittel aus der Lösung 28. Das Gas, mit dem gearbeitet wird, kann normalerweise gewöhnliche Trockenluft sein, obgleioh auch Kaltluft benutzt werden kann; für bestimmte Fälle kann es ausreichen, sicherzustellen, daß die Platten mit ausreichend Luft bestrichen werden, um eine effektive Konzentration der Lösung zu erzielen, indem die Platten dem Wind ausgesetzt werden. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung so eingerichtet sein, daß sie um eine vertikale Achse drehbar ist, damit sie in optimale Lags in bezug auf die Windrichtung gesetzt werden kann. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, Heißluft oder ein anderes Gas zum Konzentrieren der Lösungen zu benutzen und das Gas beispielsweise mittels eines Gebläses durch das Gehäuse 10 zu schicken. Geeignete Strömungsrichtungen des Gases und die Drehrichtung der Platten sind durch Pfeile in Flg# 2 angezeigt. Wenn das in der Lösung vorhandene lösungsmittel wertvoll ist, kann

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es zurückgewonnen werden. Zu diesem Zweck kann die lösung beispieleweise dadurch konzentriert werden, daß die freiliegenden Flächen der Platten oder das Gehäuse erwärmt werden, und in diesem Falle sind die Enden des Gehäuses geschlossen, und es sind dann Mittel vorgesehen, um verdampftes Lösungsmittel aus dem
Inneren des Gehäuses aufzufangen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.- Vorrichtung zum Konzentrieren einer i"lüssigen lösung, bestehend aus einer Anzahl im Abstand angeordneter Platten, die um eine im wesentlichen waagrechte Achse drehbar sind, Mitteln zur Zuleitung der Lösung zu den Oberflächen der Platten, wobei die Flächen so eingerichtet sind, daß sie der Wirkung von Wärme und/oder eines strömenden Gases zum Zwecke der Verdampfung eines relativ verdampfungsfähigen Bestandteils der den Flächen zugeleiteten Flüssigkeit aussetzbar sind, und Mitteln zum Auffangen konzentrierter Produkte, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine äußere Lage

(24) der Platten (22) aus einem offenporigen porösen Material besteht, das die Fähigkeit zum Absorbieren der Lösung (28) hat, wobei der radial innenliegende Bereich dieser äußeren Lage sich in einen Vorratsraum (20, 26, 27) für zu konzentrierende Lösung erstreckt und dieser Vorratsraum durch eine Abschirmung

(25) gegen die Teile der äußeren Flächen abgeschirmt ist, die far Yä.rr.e und/odsr dem Gas a-u.3sstzt>asr sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Platten (22) auf einer Hohlwelle (18) sitzen, die einen Hohlraum (20) zur Aufnahme einer 2u konzentrierenden Lösung (28) hat, und daß die Hohlwelle mit einem Zulauf (21) für die Lösung versehen ist, wobei ein Fließweg (26, 27) zum Leiten von Lösiicg zum radial innenlie-

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genden Bereich der äußeren Lagen (24) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abschirmung Abstandsringe aufweist, die außen auf der Hohlwelle (18) zwischen den Platten sitzen, und der Fließweg (26, 27) durch einen Zwischenraum zwischen den inneren Flächen der Abstandsringe und der äußeren Fläche der Hohlwelle und Öffnungen in der Welle zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Hohlraum (20) der Hohlwelle und den Zwischenräumen gebildet ist·

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platxen (22) eine starre Zwischenlage (23) aufweisen, die auf ihren beiden Seiten mit einer porösen äußeren Lage (24) bedeckt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen äußeren Lagen (24) durch ein weiches poröses Material gebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß Abstandselemente (35) aus im wesentlichen starrem Material sich durch die Platten (22) zwischen aufeinanderfolgenden Abstandsringen (25) zum Verhindern eines Zusammendrückens der porösen äußeren Lagen (24) zwischen den Abstandsringen erstrecken.

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