DE507066C

DE507066C - Verfahren zum Erhitzen von Fluessigkeiten

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Publication number: DE507066C
Application number: DESCH65329D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-06-30
Filing date: 1922-06-30
Publication date: 1930-09-12

Description

Verfahren zum Erhitzen von Flüssigkeiten Das Verfahren ist bestimmt für das Erhitzen oder Warmhalten von fließbaren Stoffen aller Art, z. B. von Badewasser, Sole in der Salzsiederei, Wasser für Warmwasserheizungen Laugen und sonstigen Flüssigkeiten in der chemischen Industrie, von breiigen und schlammigen Stoffen, von Suspensionen.
Schmelzen u. dgl. zwecks deren Eindampfung oder irgendwelcher sonstiger thermischen Behandlung.
Gemäß der Erfindung wird ein guter Wärmeübergang auf diese Stoffe von dampf-oder gasförmigen Wärmezubringern selbst bei geringerem Temperaturgefälle dadurch erzielt, daß man die zu erhitzende Flüssigkeit und die Wärmezubringer in unmittelbarer Berührung in hydraulischen Kompressoren oder in Mammutpumpen arbeiten läßt.
Hydrokompressoren und Mammutpumpen sind an sich bekannt, jedoch zu vorliegendem Zweck, eine innige Mischung heißer Gase mit Flüssigkeiten zwecks deren Erhitzung zu erzielen, noch nicht benutzt.
In den Abbildungen sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen von Einrichtungen dargestellt, bei welchen der Erfindungsgedanke Anwendung findet.
Der in den Abb. I bis 3 dargestellte hydraulische Kompressor besteht aus dem Saugkopf s, der am oberen Ende des Fallrohres / in einem Behälter r angeordnet ist, und dem Abscheidebehälter a am unteren Ende des Fallrohres. In den Behälter r treten durch w die zu erhitzende Flüssigkeit und durch g die Wärme zubringenden heißen Dämpfe oder Gase. Beim Durchströmen des Saugkopfes s saugt die Flüssigkeit die Gase an. Das Gemisch durchsinkt das Fallrohr, und im Abscheidebehälter a trennen sich die Gase wieder von der Flüssigkeit. Letztere hat auf dem gemeinsam langsam durchsunkenen Wege im Fallrohre aus den fein verteilt eingemischten heißen Dampf- oder Gasteilchen die Wärme aufgenommen.
Zur Wärmelieferung können je nach dem Verwendungszweck irgendwelche Wärmequellen dienen, in Abb. 1 z. B. Gasfiammen i, deren Verbrennungsgase durch das bei w zuströmende Wasser angesaugt werden. Diese Einrichtung dient vornehmlich zum Erwärmen von Badewasser.
Beim Ansaugen heißer Abgase von Explosions- oder Verbrennungsmotoren wird deren Arbeitsweise durch Verminderung des Auspullgegendruckes verbessert. Läßt man durch g die Abgase von Feuerungen aller Art, Kalköfen, Trockenöfen 0. dgl. ansaugen, so wirkt die Anlage zugleich als Saugzuganlage.
Diese Ausführungsweise des Erfindungsgedankens dient z. B. zur Beseitigung von Endlaugen der Kaliwerke durch Eindampfung. Man baut dann das Fallrohr 1 in den Bergwerksschacht ein, führt über Tage durch w (Abb. 2) die aus der Fabrikation heiß anfallende Endlauge zu und läßt durch g z. B. Feuergase der Dampfkessel, Salztrockner oder anderer Feuerstellen, gegebenenfalls auch Abgase von Motoren 0. dgl. ansaugen.
Unten im Schacht wird der Abscheidebehälter a angeordnet. Die Lauge kommt hier hoch erhitzt an, wozu auch noch die Kompressionswärme der infolge der großen Länge des Fallrohres (bei 500 m Schachtteufe) ; z. B. auf 50 Atm. verdichteten Gase beiträgt, und wird z. B. durch die Düse m versprüht.
Die eingedickte Lauge kann bei z abgezogen werden.
Statt die Wasserentziehung durch Versprühen des Flüssigkeitsgasgemisches zu bewirken, kann man die Verdampfung auch'unter Druck geschehen lassen, etwa in einer Einrichtung, wie sie schematisch in Abb. 3 dargestellt ist.
Der Abscheidebehälter a ist dann geschlossen und mit einem Verdampfer v verbunden, in welchen die von dem Heizgas getrennte Flüssigkeit übertritt und hier verdampft. Der gespannte Dampf, dessen Spannung der Höhe der Flüssigkeitsgassäule in f entspricht, kann bei d zu irgendwelcher Nutzleistung entnommen werden, ebenso wie die ausgeschiedenen Heizgase bei b. Die Flüssigkeit im Abscheidebehälter a steht unter demselben Druck; auch ihre Energie kann zur Leistung mechanischer Arbeit ausgenutzt werden, indem sie z. B. Strahlturbinen beaufschlagt, die etwa Zerstäuberscheiben für das Zerstäuben der Flüssigkeit in den bekannten Zerstäuberverdampfern antreiben.
Eine andere Ausführungsweise des Erfindungsgedankens ergibt sich durch die Verwendung der Mammutpumpe, die ebenso wie der Hydrokompressor sich zur innigen Vermischung von Flüssigkeiten mit Gasen eignet.
In Abb. 4 ist schematisch eine Mammutpumpe dargestellt. Die als Wärmezubringer dienenden heißen Gase werden durch g mit der erforderlichen Spannung der am Fuße des Förderrohres o in bekannter Weise angeordneten Mischeinrichtung n zugeführt, in die auch die Flüssigkeit z. B. aus dem Behälter k eintritt. Das Gemisch wird in bekannter Weise durch die Steigleitung o gefördert. Auf dem Förderweg erwärmen die Gase dann die Flüssigkeit.
Man kann auch zwecks höherer Erhitzung der Flüssigkeit weitere Wärmemengen zufügen, indem man bei dem Hydrokompressor die aus a entnommene, unter Druck stehende Flüssigkeit einen Strahlapparat betreiben läßt, welcher neue Mengen heißer Gase ansaugt, wobei sich die Flüssigkeit mit diesen mischt und weiter erhitzt.
Genügt einmaliger Durchgang der Flüssigkeit durch den Hydrokompressor oder die Mammutpumpe nicht für eine genügende Erhitzung, so kann man z. B. bei der Anordnung nach Abb. 1 aus dem dann ganz zu schließenden Abscheidebehälter a die Flüssigkeit einem zweiten Hydrokompressor etwa durch ein Steigrohr lt zuführen oder einer Mammutpumpe und durch diese einem folgenden Hydrokompressor oder wiederum einer Mammutpumpe.
Da die bei den Beispielen mit Hydrokompressor im Abscheidebehälter a unter Druck stehenden und die im Strahlapparat unter Druck gesetzten Gase noch die Temperatur der Flüssigkeit haben, können sie als Treibmittel für die Mammutpumpe dienen und so weiter nutzbar gemacht werden, z. B. zum Vorwärmen von Flüssigkeiten, aber auch, um die im Hydrokompressor erhitzte Flüssigkeit höher zu erhitzen. Zu letzterem Zweck müssen dann diese Abgase irgendwie weiter erhitzt werden.
Neben der Erhitzung können beim Durchgang der Flüssigkeiten und Gase durch die 1-1 ydrokompressoren oder Mammutpumpen auch andere Einwirkungen, z. B. chemischer Art, wie Absorptionen, Adsorptionen o. dgl., erfolgen.
Statt der Hydrokompressoren mit Betrieb von in Fallrohren niedersinkenden Flüssigkeiten können für vorliegenden Zweck auch mechanisch angetriebene Verdichter verwendet werden, welche das Gemisch von Gas und Flüssigkeit ansaugen und weiterfördern.
Ein Beispiel hierfür zeigt schematisch Abb. 5. Die Kreiselpumpe p saugt durch Saugkopf s ein Gemisch aus der durch w zufließenden zu erhitzenden Flüssigkeit und durch g zuströmenden heißen Abgasen etwa des Trommeltrockners t an und fördert dieses Gemisch einer höher liegenden Verwendungsstelle durch das Steigrohr q zu. Während der Förderung wird die Flüssigkeit erwärmt.
Auch diese Einrichtungen können mit Mammutpumpen und Hydrokompressoren mit Fallrohren zusammengeschaltet werden zwecks weiterer Erhitzung der Flüssigkeiten.
Die Verwendung des Hydrokompressors oder der Mammutpumpe als Einrichtung zum Erhitzen bringt neben der ausgezeichneten thermischen Wirkung, welcher auch noch die Kompressionswärme zugute kommt, für chemische Fabriken und andere Betriebe noch folgende Vorteile: Durch Verwendung ein und derselben Einrichtung zugleich zu verschiedenen Zwecken werden die Anlagen vereinfacht. Der Erhitzungsapparat dient zugleich als Transportmittel für die Flüssigkeiten zwischen verschieden hochliegenden Arbeitsstellen, indem z. B. beim Fallrohrkompressor die ZuAußstelle IV zu erhitzende Laugen, die in tieferen Fabrikteilen weiterverarbeitet werden sollen, an höheren Stellen aufnimmt. Der Kreiselkompressor oder die Mammutpumpe umgekehrt fördern während der Erhitzung die Flüssigkeiten zu höher liegenden Arbeitsstellen. Die potentielle Energie von nach tieferen Stellen abzulassenden Flüssigkeiten kann in dem Druck der Gase und Flüssigkeiten im Abscheidebehälter des Kompressors wieder nutzbar gemacht werden. Der Hydrokompressor kann mit seiner Ansaugefähigkeit andere Saugeinrichtungen entbehrlich machen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zum Erhitzen von Flüssigkeiten mittels heißer Gase und Dämpfe, dadurch gekennzeichnet, daß die zu erhitzende Flüssigkeit und gas- oder dampfförmige Wärmezubringer als Arbeitsstoffe in llydrokompressoren oder Mammutpumpen dienen.
2. Ausführungsweise des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmezubringer die Feuerungsgase von Feuerungen oder die Abgase von T7ännemotoren dienen.
3. Ausführungsweise des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zu erhitzende Flüssigkeit durch mehrere hintereinandergeschaltete Hydrokompressoren hindurchgeführt wird.
4. Ausführungsweise des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die gespannten heißen Abgase oder Dämpfe des Hydrokompressors als Treibmittel für die Mammutpumpe dienen.
5. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrokompressor in einem Bergwerksschachte untergebracht wird, als Treibmittel die Ablaugen von Kaliwerken oder anderen chemischen Fabriken und als Wärmezubringer die Abgase von Feuerungen oder Wärmemotoren dienen.