DE4420587A1 - Simultane Entfeuchtung und Erwärmung von Gasströmen - Google Patents

Simultane Entfeuchtung und Erwärmung von Gasströmen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur simultanen Ent­ feuchtung und Erwärmung von Gasströmen.
Die simultane Entfeuchtung und Trocknung wasserhaltiger Luft wird in der GB-A 2 047 112 beschrieben. Dabei wird feuchte Luft oder gesättigter Wasserdampf im Gegenstrom in einer Säule oder einem Wäscher mit einer Wasserdampf absorbierenden Flüs­ sigkeit kontaktiert, dabei getrocknet und adiabatisch erwärmt. Die Absorptionsflüssigkeit wird bei sehr hoher Temperatur ge­ halten (beim Siedepunkt) und die feuchte Luft weitgehend ent­ feuchtet (gemäß Beispiel auf weniger als 15% r.h.).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches die simultane Entfeuchtung und Erwärmung feuchter Gasströme gestattet und bei dem die Regeneration der verdünnten Absorptionsflüssigkeit unter Anwendung von solarer Energie betrieben werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht in der Zurverfügungstellung einer geeigneten Vorrichtung zur Ver­ fahrensdurchführung. Diese Aufgaben werden durch das Verfahren bzw. die Vorrichtung gemäß der Patentansprüche gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur simultanen Entfeuchtung und Erwärmung von wasserdampfhaltigen Gasströmen unter Kontak­ tieren des wasserhaltigen Gasstroms mit einer wäßrigen Lösung eines Absorptionsmittels ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen wasserdampfhaltigen Gasstrom einer Temperatur im Bereich von 15°C bis 80°C einsetzt, daß man eine gesundheitlich unbe­ denkliche Absorptionslösung verwendet, die Lösung des Absorp­ tionsmittels unter Versprühen mit dem wasserhaltigen Gasstrom kontaktiert, den Gasstrom adiabatisch auf eine Temperatur von 20°C bis 60°C erwärmt und die Regeneration der verdünnten wäßrigen Absorptionslösung im Niedertemperaturbereich regene­ riert. Vorzugsweise verwendet man hierzu Solarenergie.
Das Verfahren kann prinzipiell auf beliebige wasserdampf­ haltige Gasströme angewendet werden, vorausgesetzt, die Gas­ ströme bzw. deren Bestandteile reagieren nicht in unerwünschter Weise mit der Lösung des Absorptionsmittels. Das Verfahren eig­ net sich sehr gut zur Entfeuchtung und Erwärmung wasserdampf­ haltiger Luft aus unterschiedlichsten Quellen, z. B. aus Trock­ nungsanlagen, aus Feuchträumen oder aus anderen Räumen, z. B. Wohn- oder Arbeitsräumen, und auch aus Schwimmbädern.
Prinzipiell sind bekannte gesundheitlich unbedenkliche wäßrige Lösungen von Absorptionsmitteln verwendbar. Diese Lö­ sungen enthalten üblicherweise nichtflüchtige Absorbenzien in gelöster Form, z. B. gelöste Salze. Sehr gut geeignet sind als Absorbenzien Calciumverbindungen. Zusätzlich können in der jeweiligen Lösung noch Additive enthalten sein, die die Eigen­ schaften besonders in anwendungstechnischer Hinsicht verbes­ sern. Zu diesen Additiven zählen insbesondere solche Substan­ zen, die eine etwaige Kristallisation der gelösten Absorbenzien verhindern bzw. das Dampfdruckverhalten modifizieren.
Besonders gut geeignet sind wäßrige Lösungen von Calcium­ chlorid, welche gegebenenfalls noch Additive, insbesondere Kristallisationshemmer enthalten können. Sehr effektiv sind Calciumchlorid-Lösungen mit einer Konzentration an CaCl₂ im Bereich von 20 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%.
Gewünschtenfalls kann man Absorptionslösungen mit Additi­ ven, insbesondere kristallisationshemmenden und dampfdruckmodi­ fizierenden Additiven, einsetzen; dadurch kann die Entfeuch­ tungswirkung noch gesteigert oder die Regenerationstemperatur gesenkt werden. Eine Absorptionslösung mit einem Gemisch von CaCl₂ und Ca(NO₃)₂ als Absorbens wird in der EP-A-0 464 908 (US-A 5,009,071) beschrieben. Der Gehalt an CaCl₂ in solchen Lösun­ gen liegt im Bereich von 30 bis 43 Gew.-%. Der Gehalt an Calci­ umnitrat liegt zweckmäßig zwischen 15 und 25 Gew.-% in Kombina­ tion mit 0,5 bis 5 Gew.-% einer organischen Polyhydroxyverbin­ dung, jeweils wieder bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, das als 100 Gew.-% gesetzt wird. Gut geeignet sind beispiels­ weise organische Verbindungen mit 2 oder mehr Hydroxygruppen, beispielsweise mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen sowie Verbindungen aus der Gruppe der Zucker und Zuckerderivate wie Zuckeralkoho­ le. Gut geeignet sind auch Glycol und Glycerin sowie niedere Oligomere mit bis zu 12 C-Atomen, beispielsweise Di- oder Tri­ ethylenglycol. Fig. 1 zeigt die Wasserdampf-Gleichgewichtskon­ zentration einer gut geeigneten Absorptionslösung, des Produkts "Klimat 3930", Fa. Solvay Deutschland GmbH (enthält CaCl₂, Ca(NO₃)₂ und eine Zuckerverbindung). Die Temperaturangaben be­ ziehen sich auf die Temperatur der Absorption.
Durch Aufnahme von Wasserdampf verdünnt sich die Lösung des Absorptionsmittels. Dadurch läßt auch die entfeuchtende Wirkung nach. Zweckmäßig wird bei Unterschreiten einer bestimm­ ten Mindestkonzentration an Absorptionsmittel, bei Verwendung von Calciumchlorid vorzugsweise beim Unterschreiten von 20 Gew.-%, die Lösung regeneriert.
Wünschenswert ist sowohl bei der Entfeuchtung als auch bei der Regeneration eine möglichst feine Zerstäubung der Absorp­ tionslösung. Man verwendet deshalb entsprechende Zerstäubungs­ düsen. Je höher der an die Düse angelegte Flüssigkeitsdruck ist, desto geringer ist die Tropfengröße; man arbeitet vorzugs­ weise mit einem Spritzdruck (Überdruck) im Bereich von 0,7 bis 3 bar. Dabei ist es technisch besonders einfach, die Absorp­ tionslösung in Richtung der Schwerkraft in die Sprühapparatur einzusprühen und den zu behandelnden Luftstrom nach dem Gegen­ strom- oder Querstromprinzip mit der Lösung zu kontaktieren. Nach dem Gas-Flüssigkeits-Kontakt kann die Absorptionslösung über geeignete Sammeleinrichtungen am Boden der Sprühapparatur führungsleitungen. Die Effektivität des Verfahrens kann noch weiter erhöht werden, indem man die Lösung des Absorptionsmit­ tels und des wasserdampfhaltigen Gasstroms im Gleichstrom in eine Sprühvorrichtung einbringt und die kinetische Energie der Lösung und/oder des Gasstroms derart einreguliert, daß die Bewegungsrichtung der Lösung sich umkehrt und ein Gegenstrom­ kontakt mit dem Gasstrom erfolgt. Dadurch wird die Kontaktzeit verlängert und der Stoffaustausch und Wärmeübergang weiter gefördert, so daß sich das Gleichgewicht zwischen dem zu ent­ feuchtenden Gas und der Absorptionslösung schneller einstellt. Technisch am einfachsten ist es, in dieser bevorzugten Ausfüh­ rungsform die Absorptionslösung entgegen der Schwerkraft in die Sprühapparatur einzusprühen. Die Bewegungsrichtung der Tröpf­ chen kehrt sich um, so daß die Absorptionslösung nach dem Kon­ taktieren wiederum in Sammeleinrichtungen am Boden der Sprüh­ apparatur gesammelt und abgeleitet werden kann.
Die Temperatur der Absorptionslösung und des zu entfeuch­ tenden Gasstroms liegt zweckmäßig in einem Bereich von 15 bis 50°C, vorzugsweise 25°C bis 35°C. Zweckmäßig wählt man den Volumenstrom des zu entfeuchtenden Gases und den Massenstrom der Absorptionslösung derart, daß die Absorptionslösung um 4°C bis 10°C und der Gasstrom um 3°C bis 8°C erwärmt wird.
Die Regenerierung kann analog den Verfahrensbedingungen wie bei der Entfeuchtung vorgenommen werden, bei CaCl₂-Lösungen bereits ab 40°C mit entsprechenden Trocknungsgasen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann überall dort Anwendung finden, wo trockene und warme Gase - in der Regel Luft - benö­ tigt werden, wie zum Beispiel in Trocknungsprozessen, bei der Lagerung von feuchteempfindlichem Material wie Lebensmittel, Holz und Holzprodukten, Pharmaprodukten, elektronischen Geräten und vielem mehr sowie bei der Entfeuchtung zu beheizender Räu­ me, wie Schwimmbäder und Sporthallen oder auch Gewächshausanla­ gen. Die Regeneration kann zu einer anderen Zeit und/oder an einem anderen Ort mit Niedertemperaturwärme erfolgen. Dabei ist sowohl die Nutzung von Abwärme aus industriellen Prozessen, als auch von Solarenergie denkbar.
Bevorzugt verwendet man den entfeuchteten Gasstrom, ins­ besondere Luft, als Trocknungsgas und führt den bei der Trock­ nung anfallenden wasserdampfhaltigen Gasstrom in das Verfahren zur simultanen Entfeuchtung und Erwärmung zurück. Hierbei kann man jene Produkte trocknen, die üblicherweise mit Luft oder anderen Trocknungsgasen getrocknet werden, beispielsweise tie­ rische oder pflanzliche Materialien.
So kann man pflanzliches Material trocknen, das im Hin­ blick auf pharmazeutisch und/oder kosmetisch wirksame Inhalts­ stoffe oder auch im Hinblick auf enthaltene Aromen interessant ist, beispielsweise Arznei- oder Heilpflanzen oder deren Pflan­ zenteile (wie Wurzeln, Stengel oder Blätter) oder auch Gewürz­ pflanzen (beispielsweise deren Blätter, Früchte, Blüten und/- oder Samen). Auch Blumen oder Blüten können getrocknet werden.
Möglich ist auch die Trocknung von Holz oder anderen Tei­ len von Bäumen oder Büschen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens sieht vor, daß man den Gasstrom bei der An­ wendung als Trocknungsgas mit Wasserdampf bis zu einem Gehalt von 65% bis 90% r.h. belädt, den Gehalt an Wasserdampf im entfeuchteten erwärmten Gasstrom auf einen Gehalt von 25% bis 60% r.h. einstellt und die Bedingungen bei der Entfeuchtung insbesondere hinsichtlich der Massenströme von zu entfeuchten­ dem Gas und wäßriger Lösung des Absorptionsmittels sowie der Konzentration des Absorptionsmittels in der wäßrigen Lösung derart wählt, daß die Temperatur des entfeuchteten Gases 3°C bis 8°C oberhalb der Eintrittstemperatur des zu entfeuchtenden Gases liegt.
Den entfeuchteten, erwärmten Gasstrom kann man vor der Anwendung als Trocknungsgas unter Verwendung von Solarenergie noch zusätzlich erwärmen.
Insbesondere bei der Anwendung von Solarenergie ist es nicht notwendig, daß gleichzeitig mit dem Trocknungsverfahren auch unmittelbar einsetzbare Solarenergie in Form von Sonnen­ strahlung zur Verfügung steht. Man kann unter Anwendung eines Vorrates der regenerierten Absorptionslösung Ausfälle der Son­ nenenergie, die auf Grund der Tageszeit, des Klimas oder der Jahreszeit bedingt sind, bei dem Verfahren zur simultanen Ent­ feuchtung und Erwärmung von feuchten Gasströmen überbrücken. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß in der Verwendung einer mittels Solarenergie aufkon­ zentrierten wäßrigen Lösung eines Absorptionsmittels als Solar­ energiespeicher zur Überbrückung klimatisch, tageszeitlich oder jahreszeitlich bedingter Ausfälle der Sonnenenergie bei der simultanen Entfeuchtung und Erwärmung von feuchten Gasströmen. Wenn man von einer Calciumchlorid enthaltenden Absorptionslö­ sung mit einem nutzbaren Wasserabsorptionsvermögen von 500 g/kg Absorptionslösung ausgeht, ergibt sich ein Wärmespeicherver­ mögen des Systems Calciumchlorid-Luft von 1500 kJ/kg Absorp­ tionslösung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens, nämlich der simultanen Entfeuchtung und Trocknung eines als Trocknungsgas verwendeten Gasstroms. Diese Vorrichtung umfaßt einen Sprühturm, der einen Sprühraum, in welchem Absorptionslösung und Gasstrom kontaktiert werden, und vorzugsweise zusätzlich einen Tropfenabscheider zum Ab­ scheiden von Tropfen mitgerissener Lösung aus dem Gasstrom aufweist. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Trocknungsappa­ ratur, in welchem das entfeuchtete Gas zum Trocknen eingesetzt und mit Wasserdampf erneut beladen wird, weiterhin umfaßt ist ein Vorratsbehälter für mit Feuchtigkeit beladene Absorptions­ lösung sowie ein Vorratsbehälter für die regenerierte Absorp­ tionslösung. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrich­ tung zusätzlich eine solare Zusatzheizeinrichtung für das ent­ feuchtete Trocknungsgas vor dem Einsatz bei der Trocknung auf. Selbstverständlich sind die Vorrichtungsteile durch Leitungen zur Zu- bzw. Abführung der Absorptionslösung sowie der Sprüh­ turm mit einer Zuleitung für das zu behandelnde Trocknungsgas und einer Ableitung für das behandelte Trocknungsgas ausgerü­ stet.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß es ohne Zusatz externer Energie in energiemäßig autarken Trock­ nungsstationen betrieben werden kann. Besonders vorteilhaft ist, daß es in Verbindung mit einem solaren Trockner, bei­ spielsweise mit einem solaren Gewächshaustrockner, entfeuchtete erwärmte Luft liefern kann, die als Trocknungsgas eingesetzt werden kann; darüber hinaus ist auch die energiesparende si­ multane Entfeuchtung und Erwärmung anderer Gasströme, bei­ spielsweise der Feuchtluft von Gewächshäusern, Schwimmbädern, Wohn- und Arbeitsräumen möglich. Insbesondere CaCl₂-haltige Absorptionslösungen gestatten die Regeneration der Absorptions­ lösung mit Niedertemperaturwärme (d. h. bei Temperaturen vor­ zugsweise unterhalb von 70°C). CaCl₂ ist als Lebensmittel zu­ gelassen, billig und weist bei sachgemäßer Anwendung keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt auf.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläu­ tern, ohne sie in ihrem Umfang einzuschränken.
Allgemeines
Als Vorrichtung wurde eine Apparatur gemäß Fig. 2 eingesetzt. Die Apparatur umfaßt die Bauteile Luftkonditionierung 1, Sprüh­ kammer 2, den Tropfenabscheider 3, die Rohrheizung 4, einen beheizbaren Vorratsbehälter 5, einen Auffangbehälter 6 für die Absorptionslösung und die Pumpe 7 sowie einen Sprühturm 8, der die Sprühkammer 2 und den Tropfenabscheider 3 umfaßt.
In der Luftkonditionierung 1 wurde Umgebungsluft angesaugt und durch eine Füllkörperschüttung geleitet, die mit Wasser einer vorgewählten Temperatur besprüht wurde. Dabei nahm die Luft die Temperatur des Wassers an und wurde auf eine relative Feuchte von 100% angefeuchtet. Anschließend konnte die Luft mittels eines Elektro-Lufterhitzers erwärmt werden. Somit wurde über den Kontakt mit Wasser eine gewünschte Taupunkt-Temperatur ein­ gestellt und über den Lufterhitzer die gewünschte Lufttempera­ tur. Die Sprühkammer 2 wies eine Höhe von 70 cm auf. Als Trop­ fenabscheider wurde das Modell LT400 der Firma Lechler (Stutt­ gart-Fellbach) eingesetzt.
Die Absorptionslösung befand sich in einem beheizbaren Vorrats­ behälter (nicht in Fig. 2 wiedergegeben) und wurde mittels einer Doppelmembranpumpe in die Sprühkammer 2 gefördert. Die Sole verließ anschließend im freien Fall die Sprühkammer 2 und wurde im unteren Teil des aus Sprühkammer 2 und Tropfenabschei­ der 3 gebildeten Sprühturms 8 von einem Trichter gefaßt und in den Auffangbehälter 6 geleitet. Zur Dämpfung von Druckschwan­ kungen der druckluftbetriebenen Doppelmembranpumpe der Firma Wilden, Modell M-2 zur Förderung der Absorptionslösung wurde der Pumpe ein Druckausgleichsbehälter der Firma Wilden, Modell Centri I, nachgeschaltet.
Der Luftvolumenstrom betrug für alle Versuche 0,124 kg/s. Dies entsprach einem Luftvolumenstrom von ca. 390 m³/h und damit einer Luftgeschwindigkeit im Bereich von etwa 0,5 m/s. Diese Luftgeschwindigkeit entspricht der Luftgeschwindigkeit in sola­ ren Gewächshaustrocknern, z. B. Typ "Hohenheim", welche eben­ falls für eine Luftgeschwindigkeit von 0,5 m/s konzipiert sind.
Die Temperatur der Absorptionslösung und der Luft auf der Ein­ laßseite zum Sprühturm betrug bei den Versuchen 30°C. Die Temperatur von 30°C entspricht der Temperatur der Abluft eines solaren Trockners. Die Dichte der Absorptionslösung wurde in einem Bereich von 1,51 kg/dm³ bis 1,52 kg/dm³ gehalten.
Für die Versuche, sofern nicht anders angegeben, wurde für den Lufteinlaß in den Sprühturm eine relative Luftfeuchte von 80% eingestellt, da die Abluft eines solaren Trockners ebenfalls auf etwa 80% relativer Luftfeuchte aufgesättigt ist. Dies entspricht einem Wassergehalt von 22 g Wasser pro Kilogramm Luft.
Beispiel 1 Simultane Entfeuchtung und Erwärmung nach dem Gegenstromprinzip
Eingesetzt wurde die in Fig. 2 beschriebene Apparatur unter Verwendung einer "5-Liter-Kegeldüse" bzw. einer "8-Liter-Kegel­ düse". Definitionsgemäß wird unter einer "5-Liter-Kegeldüse" bzw. unter einer "8-Liter-Kegeldüse" eine Düse verstanden, die bei 2 bar Wasserdruck (Überdruck) pro Minute 5 bzw. 8 Liter Wasser durchsetzt. In diesem Beispiel wurde der Einfluß der Variation des Durchsatzes der Absorptionslösung (in Abhängig­ keit vom Druck der Absorptionslösung vor der Düse) auf die Lufterwärmung, Erwärmung der Absorptionslösung und die Ent­ feuchtungsleistung untersucht. Die Meßergebnisse bei Anwendung einer 5-Liter-Kegeldüse sind in Tabelle 1a, die Ergebnisse bei Anwendung einer 8-Liter-Kegeldüse in Tabelle 1b zusammenge­ stellt.
Tabelle 1a
5-l-Kegeldüse
Tabelle 1b
8-l-Kegeldüse
Weitere Versuche haben gezeigt, daß bei Anwendung kleinerer Düsen (bei dem Luftvolumenstrom von 390 m³/h) eine Lufterwär­ mung von lediglich bis zu 3,3 Kelvin erzielt wurde, während größere Düsen eine Lufterwärmung von bis zu 4 Kelvin erzielten. Die Erwärmung der Sole lag bei kleineren Düsen (= kleinerer Durchsatz) zwischen 5 und 8 K, bei Anwendung größerer Düsen (= größerer Durchsatz an Absorptionslösung) zwischen etwa 3,5 und 5 K. Die Entfeuchtungsleistung kleinerer Düsen lag im Be­ reich von etwa 1 bis 2 g/kg Luft, die Entfeuchtungsleistung von größeren Düsen lag im Bereich von etwa 3 bis 6,5 g/kg Luft. Beim angegebenen Luftvolumenstrom sind demnach 4-l-Düsen bis hin zu 10-l-Düsen besonders vorteilhaft.
Beispiel 2 Simultane Entfeuchtung und Erwärmung nach dem Gleichstromprin­ zip
Eingesetzt wurde eine modifizierte Apparatur gemäß Fig. 3. Bei dieser Apparatur wird die Absorptionslösung über die Leitung 9 zunächst im Gleichstrom mit der über die Leitung 10 eingeführ­ ten zu entfeuchtenden Luft in den Sprühturm 8 eingebracht. In­ folge der Schwerkraft kehrt sich die Bewegungsrichtung der ein­ zelnen Tröpfchen um, was durch den Pfeil 11 in der Fig. 3 ange­ deutet ist. Die entfeuchtete Luft verläßt den Sprühturm 8 über den Tropfenabscheider 3, die Absorptionslösung wird am Boden des Sprühturms gesammelt und über die Leitung 12 dem Vorrats­ behältnis zugeführt.
Die Meßergebnisse sind für die Verwendung einer 5-l-Kegeldüse in Tabelle 2a für die Verwendung einer 8-l-Kegeldüse in Tabelle 2b zusammengestellt.
Tabelle 2a
5-l-Kegeldüse, Gleichstromprinzip
Tabelle 2b
8-l-Kegeldüse, Gleichstromprinzip
Den Tabellen 2a und 2b kann entnommen werden, daß die Entfeuch­ tungsleistung höher ist als nach dem Gegenstromprinzip, wie es in Beispiel 1 durchgeführt wurde. Bei Verwendung einer 5-l-Ke­ geldüse wird bei Durchführung nach dem Gleichstromprinzip eine noch höhere Lufterwärmung beobachtet, ebenso bei Verwendung der 8-l-Kegeldüse. Die Erwärmung der Absorptionslösung ist bei der Verfahrensführung nach dem Gleichstromprinzip höher als nach dem Gegenstromprinzip. Der Fachmann kann also je nach gewünsch­ tem Schwerpunkt eine geeignete Verfahrensführung festlegen. Weitere Versuche haben gezeigt, daß bezüglich der Lufterwärmung die Verwendung einer 5-l-Kegeldüse und einer 8-l-Kegeldüse op­ timal ist. Sowohl bei kleineren Kegeldüsen als auch größeren Kegeldüsen liegt die Lufterwärmung unterhalb der mit den beiden anderen Düsen beobachteten Werte. Die Entfeuchtungsleistung bei Anwendung kleinerer Düsen ist erheblich geringer, die Entfeuch­ tungsleistung größerer Düsen ist zwar etwas höher (tendiert jedoch zu einem Grenzwert), erfordert jedoch viel größere Volu­ menströme an Absorptionslösung. Die Erwärmung der Absorptions­ lösung sinkt bei Verwendung größerer Düsen und liegt bei Ver­ wendung kleinerer Düsen höher.
Die Beispiele zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren für die simultane Entfeuchtung und Trocknung von z. B. Luft sehr gut geeignet ist, und auch ausgezeichnet in Kombination mit solarem Trocknen eingesetzt werden kann. Dabei ist die Regene­ ration bereits mit Luft einer Temperatur von 45°C und einer Feuchte von 25% r.h. möglich.

Claims (16)

1. Verfahren zur simultanen Entfeuchtung und Erwärmung von wasserdampfhaltigen Gasströmen unter Kontaktieren des wasser­ haltigen Gasstroms mit einer wäßrigen Lösung eines Absorptions­ mittels, dadurch gekennzeichnet, daß man einen wasserdampfhal­ tigen Gasstrom einer Temperatur im Bereich von 15°C bis 80°C einsetzt, daß man eine gesundheitlich unbedenkliche Absorp­ tionslösung verwendet, die Lösung des Absorptionsmittels unter Versprühen mit dem wasserhaltigen Gasstrom kontaktiert, den Gasstrom adiabatisch auf eine Temperatur von 20°C bis 60°C erwärmt und die Regeneration der verdünnten wäßrigen Absorp­ tionslösung im Niedertemperaturbereich, vorzugsweise unter Verwendung von Solarenergie, regeneriert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als wasserdampfhaltigen Gasstrom einen wasserdampfhaltigen Luftstrom einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß man als wäßrige Lösung eines Absorptionsmittels eine wäßrige CaCl₂-Lösung, die gegebenenfalls Additive enthält, ein­ setzt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an CaCl₂ in der wäßrigen Lösung im Be­ reich von 20 bis 60 Gew.-% eingeregelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung CaCl₂ in einer Menge von 30 bis 43 Gew.-% enthält sowie 15 bis 25 Gew.-% Ca(NO₃)₂ in Kombination mit 0,5 bis 5 Gew.-% einer organischen Polyhydroxyverbindung.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung des Absorptionsmit­ tels und den wasserdampfhaltigen Gasstrom im Gleichstrom in eine Sprühvorrichtung einbringt, wobei man die kinetische Ener­ gie der Lösung und/oder des Gasstroms derart einreguliert, daß Lösung und Gasstrom die Sprühvorrichtung im Gegenstrom verlas­ sen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung entgegen der Schwerkraft in die Sprühapparatur ein­ gesprüht wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Absorptionslö­ sung im Bereich von 15°C bis 50°C liegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den entfeuchteten Gasstrom als Trocknungsgas verwendet und den bei der Trocknung anfallenden wasserdampfhaltigen Gasstrom in das Verfahren zur simultanen Entfeuchtung und Erwärmung des Gasstroms zurückführt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gasstrom bei der Anwendung als Trocknungsgas mit Was­ serdampf bis zu einem Gehalt von 65% bis 90% r.h. belädt, den Gehalt an Wasserdampf im entfeuchteten erwärmten Gasstrom auf einen Gehalt von 25% bis 60% r.h. einstellt und die Bedingun­ gen bei der Entfeuchtung insbesondere hinsichtlich der Massen­ ströme von zu entfeuchtendem Gas und wäßriger Lösung des Ab­ sorptionsmittels sowie der Konzentration des Absorptionsmittels in der wäßrigen Lösung derart wählt, daß die Temperatur des entfeuchteten Gases 3°C bis 8°C oberhalb der Eintrittstempe­ ratur des zu entfeuchtenden Gases liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den entfeuchteten, erwärmten Gasstrom vor der Anwendung als Trocknungsgas unter Verwendung von Solarenergie zusätzlich er­ wärmt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Lösung des Absorptionsmittels zeitlich oder zeitlich und räumlich getrennt von der Durchführung des Ent­ feuchtungsverfahrens regeneriert.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den entfeuchteten Gasstrom zur Trock­ nung von Nahrungsmitteln verwendet.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als zu entfeuchtenden Luftstrom Gewächshausluft, Schwimmbadluft oder Lagerhallenluft einsetzt.
15. Verwendung einer mittels Solarenergie aufkonzentrierten wäßrigen Lösung eines gesundheitlich unbedenklichen Absorp­ tionsmittels als Solarenergiespeicher zur Überbrückung klima­ tisch, tageszeitlich oder jahreszeitlich bedingter Ausfälle der Sonnenenergie bei der simultanen Entfeuchtung und Erwärmung von feuchten Gasströmen.
16. Vorrichtung umfassend Sprühturm, Trocknungsapparatur, Vorratsbehälter für mit Feuchtigkeit beladene Absorptionslösung und für unbeladene Absorptionslösung, gegebenenfalls solare Zu­ satzheizeinrichtung.
DE4420587A 1994-04-07 1994-06-13 Simultane Entfeuchtung und Erwärmung von Gasströmen Withdrawn DE4420587A1 (de)

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