DE33166C - - Google Patents

Description

PATENTAMT

Die seither zur Absorption von Gasen und Dämpfen durch Flüssigkeiten (z. B. der Wasserdämpfe in Vacuum-Eismaschinen durch Schwefelsäure) benutzten Apparate sind fast ausschliefslich einfache Cylinder, versehen mit einer Rührvorrichtung, welche verhindern soll, dafs das an der Oberfläche befindliche Absorbens, ζ. B. Schwefelsäure, sich allein verdünne und erwärme, vielmehr begünstigen soll, dafs die Oberflächenschicht mit der an der Wandung des Cylinders gekühlten, also absorptionsfähigeren Säure sich vermische und so die Absorption vollkommener gestalte.

Die Anwendung eines solchen einfachen, glatten Cylinders, der innen einen einzigen Raum bildet, hat nicht allein den Nachtheil, die unzweckmäfsigste Art der Wasserkühlung zu ergeben, sondern auch den Uebelstand, dafs das Absorbens durch den ganzen Apparat wesentlich überall denselben Concentrationsgrad aufweist, es für eine continuirliche Arbeit mit solchem Absorber also nöthig ist, das Absorbens nach seiner Verdünnung in grofser Menge einem Concentrator zuzuführen und von diesem dann mit erhöhtem Concentrationsgrade wieder zurückzubringen. Die hierbei zu fördernde Menge ist in den meisten Fällen zu grofs, als dafs sie mit wirklichem Vortheil, d. h. mit nur mäfsigem Kohlenaufwande, auf den zur Concentration nöthigen Wärmegrad und bald darauf wieder zurück auf die zur Absorption nöthige niedrige Temperatur gebracht werden könnte.

Um z. B. die Schwefelsäure im Absorber, einer Vacuum-Eismaschine, welche 100 kg Eis in ι Stunde erzeugen soll, permanent auf 58⁰B. bei einer Temperatur von höchstens 36 bis 40⁰ C. zu erhalten, ist es nothwendig, 500 kg Säure dem Absorber zu entnehmen, im Concentrator auf 60 bis 62° B. zu concentriren und dieselbe gekühlt dem Absorber zuzuführen oder im Absorber selbst zu kühlen; ein Procefs, wobei ca. 200 kg Kühlwasser von io° Temperatur verbraucht und etwa 12 kg Kohle aufgewendet werden.

Die grofse Menge permanent um wenige Grade zu concentrirende Säure und die geringe Kühlungsfläche sind die Ursache des grofsen Wasser- und Brennmaterialaufwandes.

Weil infolge hiervon der Absorptionsprocefs unverhältnifsmäfsig kostspielig wird, ging man im erwähnten speciellen Falle der Eisbereitung dazu über, eine bestimmte Menge von Schwefelsäure von 6o° auf 50⁰ B. durch Absorption herabzuarbeiten, dann diese verdünnte Säure aus dem Absorber zu entfernen und durch andere in der Zwischenzeit wieder concentrirte von 60 ° B. zu ersetzen. Dadurch wurde die continuirliche Wirkung der Vacuum-Eis- und Kühlmaschine aufgehoben und in eine intermittirende verwandelt; aber man kam doch dahin, für jede 100 kg Eis ca. 100 kg Säure mit 8 kg Kohlen zur Concentration und 100 bis 11 ο kg Kühlwasser aufwenden zu müssen. Der mit der intermittirenden Arbeit verknüpfte Nachtheil einer periodisch gröfseren und geringeren Kälte - Entwickelung (man erzeugt je im Anfange einer Periode vielmehr Kälte, als am Ende derselben) kommt, so lange es sich um die Production lediglich von Eis handelt, weniger in Betracht; wohl aber kommt jener Nachtheil zur Geltung, wenn in jeder Zeiteinheit regelmäfsig ein bestimmtes Quantum Kälte in Form von kaltem Wasser oder tief abgekühlten, schwer frierenden Flüssigkeiten zu erzeugen ist.

Meine Erfindung, welche wesentlich in dem gerügten Uebelstande der von ihrem Erfinder, wie erwiesen, fälschlicherweise »continuirlich« genannten Vacuum - Eismaschine ihren ersten Anlafs fand, beruht nun darin, eine wirklich continuirliche Arbeit in derselben herzustellen, obgleich ich die Säure auch von 6o° auf 5 2° bis 53⁰ B. herabarbeite, ohne mehr als 100 kg Säure für 100 kg Eis concentriren zu müssen, und dabei zugleich die Kühlfläche des Absorbers so bedeutend (fast um das 2Y₂fache) zu vergröfsern bezw. das Kühlwasser derart auszunutzen, dafs, um die zur Absorption nölhige Kühlung der Säure zu bewirken, weniger Kühlwasser noch, als bei der intermittirenden Arbeit aufgewendet zu werden braucht, d. h. auch, dafs mit derselben Kühlwassermenge die Säure mehr gekühlt und dadurch zur vermehrten Absorption befähigt wird, als dies seither der Fall war.

Um diese Zwecke zu erreichen, construire ich den Absorber, statt aus einem einfachen Cylinder, in' der aus der Zeichnung sich ergebenden Weise mehrkammerig.

Der Theil Y des Absorptionsapparates hat einen gröfseren Durchmesser als der Theil Z; jedoch können beide Theile auch denselben Durchmesser haben. Mit dem Theil Z verbunden ist das Eingangsrohr H für die zu absorbirenden Gase oder Dämpfe. Raum Y ist im unteren Theil in verschiedene Kammern e e e . . . getheilt, welche jede an ihrem Umfange m und an den Seitenflächen η vom Wasser umspült und gekühlt werden, da der ganze Apparat von dem Kühlwasserbassin W umgeben ist. Auf diese Art kommt die Menge Säure, welche sich in einer Kammer e befindet, mit einer fast dreimal so grofsen Abkühlungsfläche in Berührung, als wie bei den bekannten Cylinderabsorbern auf den äquivalenten Theil Säure entfällt. Mein Apparat ermöglicht daher, die Säure mit demselben Kühlwasserquantum, wie früher, besser zu kühlen, d. h. auch, das Kühlwasserquantum zu verkleinern.

Die Abtheilungen e e e . . . des aus Gufseisen bestehenden Apparates stehen unter einander durch ein gemeinschaftliches Rohr g mittelst Stutzen i in Verbindung, welche Stutzen für gewöhnlich durch gufseiserne Pflöcke oder Ventile h, Fig. 4, geschlossen sind. Die letzteren können gehoben werden, um die Kammern e e e . . . durch Rohr g zu entleeren. Zu dem Zwecke läfst sich z. B. im Rohr g selbst eine Hebevorrichtung anbringen, wie etwa eine durchgehende, von aufsen zuregierendeDaumenwelle ρ (s. Fig. 4). Der Theil Z wird durch den letzten Rohrstutzen i auf diese Art mit entleert. In jeder der Kammern e befindet sich ein Rührflügel und in dem Theil Z deren mehrere, alle auf einer gemeinschaftlichen Welle Q. sitzend, welche in geeigneter Weise, z. B. durch Räder d d, in Umdrehung versetzt werden.

Der Zwischenraum zwischen je zwei Kammern e e wird oben überdeckt bezw. abgeschlossen durch je eine Wand k, in welchen eine geeignete Austiefung / für die Welle vorgesehen ist, Fig. 2. Von dieser Aussparung I aus steigen erwähnte Wände k nach der Absorberperipherie hin an. Damit wird erreicht, dafs das in den Kammern e befindliche und durch die rotirenden Flügel in Bewegung gesetzte Absorbens nicht über die ganze Breite weg von einer Kammer in die andere Kammer übertreten kann, sondern nur durch die Aussparung / unter und neben der sich bewegenden Welle Q.· Die gewöhnliche Standhöhe des Absorbens (Schwefelsäure) wird dann auch ohne Rücksicht auf den etwaigen Zuflufs sich mindestens auf die Höhe der Sohle der Aussparung I einstellen und nur, wenn in der ersten Kammer ein Zuflufs von Säure stattfindet, dieser Spiegel, angemessen dem erwähnten Zuflufs, der durch den Rohrstutzen a erfolgt, sich erhöhen, worauf die Säure aus Kammer No. 1 in 2 und aus 2 in 3, aus 3 in 4 etc. übertritt.

Um bei dieser Bewegung der Säure von einer Kammer in die nächstfolgende jener eine Richtung nach abwärts zu geben, befindet sich auf der Welle Q. in jeder Kammer eine Scheibe /, die mit der Welle und den Flügeln rotirt und zwischen sich und der der nächst vorhergehenden Kammer zuliegenden Wand so viel Spielraum hat, um die aus einer in die andere Kammer überfliefsende Säure bequem durchzulassen.

Die Arbeit mit diesem Absorber geschieht in folgender Art:

Angenommen, der ganze Apparat sei so weit, wie beabsichtigt, das ist in ungefährer Höhe der Welle, mit öogrädiger Schwefelsäure gefüllt, die Welle Q sei in Bewegung gesetzt und die zu absorbirenden Dämpfe träten durch das Rohr H in den Theil Z ein. Hier werden sie nun zunächst durch die in demselben befindliche Säure aufgenommen und diese dadurch verdünnt. Ist die Verdünnung auf einen gewisssen Grad gekommen, so wird die in der zunächst dem Theil Z liegenden Kammer befindliche Schwefelsäure, da sie noch einen höheren Concentrationsgrad als die in Z schon herabgemindert hat, anfangen, Dämpfe aufzunehmen und so auch sich verdünnen. Ist die Verdünnung in dieser erwähnten Kammer bis auf einen gewissen Grad erfolgt, der ungefähr demjenigen Concentrationsgrade, welcher vorher in Z existirte, gleichkommt, und zu gleicher Zeit in Z die Concentration auch wieder etwas herabgemindert, so wird die Säure in der zweitnächst von Z abgelegenen Kam-

mer anfangen, Dämpfe aufzunehmen und sich dadurch verdünnen, während in der vorher betrachteten Nachbarkammer und in Z die Verdünnung noch weiter fortschreitet.

Ist dann die zweitnächste Kammer auf dem gewissen Verdünnungsgrad angekommen, so wird nunmehr die drittnächste Kammer anfangen, Dämpfe etc. aufzunehmen, und so fort alle übrigen, bis zu der am weitesten von Z entfernten Kammer (in der Beschreibung weiter oben als Kammer ι bezeichnet), wo die Säure bis zuletzt höchst concentrirt bleibt.

Aus dem Raum Z wird nun mittelst Pumpe oder anderen Förderungsmittels die Säure, wenn sie bis auf 52 bis 53⁰B. herabgemindert ist, herausgenommen, in einem Concentrator wieder auf 60 bis 6i° B. concentrirt und durch Stutzen α des Absorbers in dessen Kammer 1 eingeführt. Von hier fliefst die Säure über in Kammer 2, dann in Kammer 3 etc., bis sie schliefslich nach Z kommt. Auf diesem Wege erfährt sie, wie sich aus vorerwähntem ergiebt, von der Kammer 1 an, wo sie mit höchstem Concentrationsgrade eintritt, gradatim eine Verdünnung, bis sie in Z den niedrigsten Concentrationsgrad, der angewendet werden soll, erreicht.

Auf diese Art hat also die Säure in jeder Kammer einen von der in den übrigen Kammern verschiedenen Concentrationsgrad, derart, dafs dieser von Kammer 1 an bis zum Raum Z stufenweise abnimmt, gleichwohl aber betheiligt sich die gesammte Säure an der Absorptionsarbeit.

Dadurch stellt sich in den Apparaten Yund Z eine Continuität her, welcher zufolge in jeder Zeiteinheit ein bestimmtes Quantum Dämpfe, Gase etc. zur Absorption kommt.

Das Säurequantum, welches bei diesem Verfahren aus¹ Z ausgepumpt und concentrirt in Kammer 1 wieder eingeführt werden mufs, ist hierbei so klein, dafs etwa für jedes 100 kg Eis, welches eine mit dem Absorber in Verbindung stehende Vacuum-Eismaschine herstellen soll, nur ca. 116 kg verdünnte Säure aus Z entnommen und dafür 100 kg concentrirte Säure der Kammer 1 wieder zugeführt zu werden braucht. Bei Benutzung meines, einen continuirlichen Betrieb der Eismaschine ermöglichenden Verfahrens braucht demnach äufserstenfalls nicht mehr Säure concentrirt zu werden, als bei dem oben erwähnten intermittirenden.

Hieraus erklärt sich der bedeutsame Vortheil, dafs mein, mittelst des Absorbers mit gröfseren Kühlflächen vollführtes continuirliches Verfahren, ebenso billig, quantitativ und qualitativ aber besser mit höchstens demselben Wasserverbrauch arbeitet, als das dermalige intermittirende Verfahren.

Aber selbst die Zweckmäfsigkeit der continuirlichen Wirkung der Absorption bei Seite gelassen, ist ein Absorber, welcher nur den Theil Y aufweist (und auch auf die Benutzung nur dieses Theiles allein bezieht sich meine Erfindung) schon von grofser Wichtigkeit, z. B. für die jetzige intermittirende Art der Kälte-Erzeugung mit der Vacuum-Eismaschine, da, wie dargethan, der Absorber eine weit gröfsere (beinahe dreimal so grofse) Kühlfläche für dieselbe Menge des absorbirenden Mediums (Schwefelsäure), wie früher, darbietet.

Claims (6)

Pate nt-Ansprüche:

1. Die Absorption von Gasen, Dämpfen etc. mittelst eines Apparates, welcher von einander getrennte Kammern ee. . . hat, so durchzuführen, dafs der Concentrationsgrad des in diesen Kammern enthaltenen Absorbens von einer Apparatseite zur anderen gradatim abnimmt.

2. Die Abtheilung des unteren Absorberraumes in Kammern e entweder (Fig. 5) durch einfache Scheidewände oder durch besondere Kühltaschen, welche letztere eine rationellere Ausnutzung des Kühlwassers, als bisher, gestatten (Fig. 1).

3. Die Einrichtung der Kammerwände, seien sie nun nach Fig. 5 oder nach Fig. 1 (Kühltaschen) gebildet, in der Weise, dafs nur auf einem gewissen Theil der Wand der Uebertritt des Absorbens von einer zur anderen Kammer stattfindet und von da aus die Wand nach der Absorberperipherie ansteigt.

4. Die Anbringung von Scheiben / auf der die Rührarme tragenden Welle, welche der von einer in die andere Kammer überfliefsenden Säure eine Richtung nach abwärts geben.

5. Die Oeffnung sämmtlicher die Verbindung der Kammern e e e mit dem Rohr g für gewöhnlich abschliefsenden Pflöcke oder Ventile h zu gleicher Zeit durch eine im Rohr g gelagerte Welle ρ (Fig. 4).

6. Die Combination des Absorbers Y mit einem zweiten, nicht mit Kammern versehenen Theil Z, in welchen die Anschlufsrohre event, nicht nur eines, sondern selbst verschiedener Räume, aus denen die zu absorbirenden Dämpfe entnommen werden sollen, einmünden, und welcher Raum Z denselben überall eine gleiche Absorptionsfähigkeit entgegenbringt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.