DE4420587A1 - Simultane Entfeuchtung und Erwärmung von Gasströmen - Google Patents
Simultane Entfeuchtung und Erwärmung von GasströmenInfo
- Publication number
- DE4420587A1 DE4420587A1 DE4420587A DE4420587A DE4420587A1 DE 4420587 A1 DE4420587 A1 DE 4420587A1 DE 4420587 A DE4420587 A DE 4420587A DE 4420587 A DE4420587 A DE 4420587A DE 4420587 A1 DE4420587 A1 DE 4420587A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solution
- gas stream
- gas
- dehumidified
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
- F24F3/1417—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with liquid hygroscopic desiccants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/263—Drying gases or vapours by absorption
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F2003/144—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4420587A DE4420587A1 (de) | 1994-04-07 | 1994-06-13 | Simultane Entfeuchtung und Erwärmung von Gasströmen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4411699 | 1994-04-07 | ||
DE4420587A DE4420587A1 (de) | 1994-04-07 | 1994-06-13 | Simultane Entfeuchtung und Erwärmung von Gasströmen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4420587A1 true DE4420587A1 (de) | 1995-10-12 |
Family
ID=6514663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4420587A Withdrawn DE4420587A1 (de) | 1994-04-07 | 1994-06-13 | Simultane Entfeuchtung und Erwärmung von Gasströmen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4420587A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2043764A1 (de) * | 2006-07-17 | 2009-04-08 | Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation | Abfangen von co2 unter verwendung von solarer wärmeenergie |
US9054263B2 (en) | 2008-05-30 | 2015-06-09 | Concentrix Solar Gmbh | Drying apparatus and drying method for solar modules |
CN106871300A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-06-20 | 山东大学 | 一种除湿升温空调器 |
-
1994
- 1994-06-13 DE DE4420587A patent/DE4420587A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2043764A1 (de) * | 2006-07-17 | 2009-04-08 | Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation | Abfangen von co2 unter verwendung von solarer wärmeenergie |
EP2043764A4 (de) * | 2006-07-17 | 2010-12-01 | Commw Scient Ind Res Org | Abfangen von co2 unter verwendung von solarer wärmeenergie |
US9054263B2 (en) | 2008-05-30 | 2015-06-09 | Concentrix Solar Gmbh | Drying apparatus and drying method for solar modules |
CN106871300A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-06-20 | 山东大学 | 一种除湿升温空调器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2159186C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen | |
DE2707065C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung einer Flüssigkeit | |
DE2050580C3 (de) | Vorrichtung zur Absorption von gasförmigen Bestandteilen | |
DE4235422C2 (de) | Verfahren zum Trocknen von vorzugsweise in pelletierter Form vorliegenden pastösen Material, insbesondere Klärschlamm und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DD240028A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zum reinigen styrolbelasteter abluft | |
EP3257568B1 (de) | Verfahren zur entfeuchtung von feuchten gasgemischen mit ionischen flüssigkeiten | |
EP0274986B1 (de) | Abluftreinigungsverfahren | |
DE19505231A1 (de) | Verfahren zum Reinigen von Gasen mit Wasser | |
DE3637700A1 (de) | Verfahren zum regenerieren einer mit feuchtigkeit beladenen trocknungspatrone sowie vorrichtung zur durchfuehrung eines solchen verfahrens | |
DE1146237B (de) | Klimaanlage | |
DE3031446A1 (de) | Verfahren zum schonenden trocknen waermeempfindlichen gutes, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und anlage mit solchen vorrichtungen | |
DE4420587A1 (de) | Simultane Entfeuchtung und Erwärmung von Gasströmen | |
DE3130671C2 (de) | "Verfahren zur Erhöhung der Temperatur von gasförmigen, inertem Trägermedium beim Abziehen von Nutzwärme aus einem mittels Wassersorption arbeitenden Speichermedium" | |
DE3629398A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur entfeuchtung gasfoermiger medien | |
DE1454555A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung eines Gasueberganges zwischen gaserfuellten Raeumen | |
EP0959307B1 (de) | Sorptions- Plattenwärmeaustauscher | |
DE2510241A1 (de) | Verfahren zur absorption von gasfoermigen bestandteilen aus gasen | |
DE102017109930A1 (de) | Vorrichtung zur Luftaufbereitung | |
EP0509258B2 (de) | Verfahren zum Reinigen von Rauchgasen | |
DE2157831C3 (de) | Vorrichtung zum Entfernen von Schwefeloxiden aus Abgasen | |
WO1990000437A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum reinigen von abgasen | |
CH659698A5 (de) | Verfahren zum vorkuehlen einer anlage zur erzeugung von tieftemperaturgas sowie vorrichtung zur ausfuehrung des verfahrens. | |
WO2020074344A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasser aus luft | |
DE1692955A1 (de) | Vorrichtung zur Behandlung von pflanzlichen Stoffen,insbesondere von Tabak | |
DE2352039B2 (de) | Verfahren zur trocknung von so tief 2 -haltigen gasen bzw. von luft zur verbrennung von schwefel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |