Verfahren zur mehrstufigen Vakuumkühlung von Salzlösungen Es ist bekannt,
Flüssigkeiten durch teilweise Verdampfung im Vakuum zu kühlen. Die Kühlung geschieht
dabei dadurch, daß die Verdampfungswärme der zu kühlenden Flüssigkeit entzogen wird.
Diese Vakuumkühlung durch Selbstverdampfung ist auch schon mehrstufig ausgeführt
worden, derart, daß die zu kühlende Flüssigkeit nacheinander durch mehrere Verdampfer
geleitet wurde. Jeder folgende Verdampfer stand unter höherem Vakuum. Das Vakuum
in jedem Verdampfer wurde durch einen diesem Verdampfer allein zugehörigen Kondensator
erzeugt. Insbesondere bei der Kühlung von Salzlösungen, die zum Zwecke der Salzausscheidung
aus der Lösung erfolgte, hat man bei mehrstufigen Vakuumkühlanlagen die gekühlte
und vom Salz befreite Lösung als Kühlmittel verwendet. Die Lösung durchfloß nacheinander
sämtliche Kondensatoren in umgekehrter Reihenfolge wie die zu kühlende Lösung die
Verdampfer. Sollte die Kühlung möglichst weit getrieben werden, so wurde den Kühlstufen,
in denen das gekühlte, vom Salz befreite Lösungsmittel als Kühlmittel verwendet
wurde, noch eine weitere Kühlstufe nachgeschaltet. Aus dem Verdampfer dieser Stufe
förderte man die Brüdendämpfe mittels Strahlapparates in einen wassergekühlten Kondensator.
Der Strahlapparat - erzeugte im Verdampfer ein höheres Vakuum als im Kondensator,
so daß in dieser letzten Stufe auch wesentlich unter der Temperatur des Kühlwassers
liegende Kühltemperaturen erreicht werden konnten. Sollte indessen sehr tief gekühlt
werden, so verbrauchte der Strahlapparat für die Kompression der Brüdendämpfe auf
die Temperatur des wassergekühlten Kondensators recht erhebliche Dampfmengen.Process for multi-stage vacuum cooling of salt solutions It is known
To cool liquids by partial evaporation in a vacuum. The cooling happens
in that the heat of evaporation is withdrawn from the liquid to be cooled.
This vacuum cooling by self-evaporation is already carried out in several stages
been in such a way that the liquid to be cooled successively through several evaporators
was directed. Each subsequent evaporator was under a higher vacuum. The vacuum
in each evaporator there was a condenser belonging to this evaporator alone
generated. Especially when cooling salt solutions for the purpose of salt excretion
took place from the solution, one has the cooled one in multi-stage vacuum cooling systems
and the desalted solution is used as a coolant. The solution flowed through one after the other
all capacitors in reverse order to the solution to be cooled
Evaporator. If the cooling should be driven as far as possible, the cooling stages,
in which the cooled, desalted solvent is used as a coolant
was followed by a further cooling stage. From the evaporator of this stage
the fumes were conveyed into a water-cooled condenser by means of a jet device.
The jet device - created a higher vacuum in the evaporator than in the condenser,
so that in this last stage it is also significantly below the temperature of the cooling water
lying cooling temperatures could be achieved. Should, however, be very deeply chilled
the jet apparatus used up for the compression of the vapors
the temperature of the water-cooled condenser has considerable amounts of steam.
Durch die Erfindung gelingt es, eine wesentliche Ersparnis an Treibdampf
für den Strahlapparat zu erzielen dadurch, daß die Brüden des Verdampfers der letzten
Stufe nach vorangehender Verdichtung mittels Strahlapparates in einem Kondensator
durch Flüssigkeiten abgekühlt werden, die ihrerseits durch Kühlung auf Temperaturen
gebracht werden, die wesentlich unter der Temperatur des zur Verfügung stehenden
Kühlwassers, z. B. unter o° C, liegen. Der Strahlapparat hat dann gegen einen wesentlich
geringeren Gegendruck zu fördern. Es wird also an Kompressionsarbeit gespart, und
zwar ist die damit verbundene Dampfersparnis so groß, daß die Anwendung eines besonders
gekühlten Kühlmittels für den Kondensator der letzten Stufe wirtschaftlich wird.
Als Kühlmittel kann z. B. Salzsole verwendet werden, deren Temperatur in bekannter
Weise in einer Kältemaschine entsprechend erniedrigt wurde und die im Kreislauf
durch die z. B. mit Ammoniak betriebene Kältemaschine und den Kondensator geführt
wird.The invention makes it possible to save a substantial amount of motive steam
to achieve for the jet apparatus by the fact that the vapors from the evaporator of the last
Stage after previous compression by means of a jet device in a condenser
are cooled by liquids, which in turn are cooled by cooling to temperatures
which are brought significantly below the temperature of the available
Cooling water, e.g. B. below o ° C. The jet apparatus then has a significant impact on you
to promote lower back pressure. So it saves on compression work, and
Although the associated steam savings are so great that the use of one special
cooled refrigerant for the final stage condenser becomes economical.
As a coolant, for. B. brine can be used, the temperature of which is known
Way was correspondingly lowered in a refrigeration machine and that in the circuit
through the z. B. ammonia-operated refrigeration machine and the condenser
will.
In einem älteren Patent ist bereits vorgeschlagen
worden,
derartig gekühlte Salzsole als Kühlmittel für den Kondensator einer Vakuumkühlanlage
zu verwenden oder den Verdampfer der Kältemaschine in den Kondensator einzubauen.
Hierbei wurden jedoch die Brüden aus dem Verdampfer dem Kondensator unmittelbar,
d. h. ohne vorherige Verdichtung, mittels Strahlapparates zugeführt, so daß die
Salzlösung entsprechend unter diejenige niedrige Temperatur herabgekühlt werden
mußte, die im Verdampfer erreicht werden sollte. Dadurch, daß erfindungsgemäß die
Brüden aus dem Verdampfer noch verdichtet werden, bevor sie in den Kondensator eintreten,
braucht die Temperatur des Kühlmittels im Kondensator nicht mehr so tief gehalten
zu werden, so daß die Anlage- und Betriebskosten für die Kältemaschine entsprechend
geringer werden.It is already suggested in an earlier patent
been
brine cooled in this way as a coolant for the condenser of a vacuum cooling system
to use or to install the evaporator of the refrigeration machine in the condenser.
Here, however, the vapors from the evaporator were directly transferred to the condenser,
d. H. without prior compression, fed by means of a jet device, so that the
Saline solution must be cooled down accordingly below that low temperature
had to be achieved in the evaporator. The fact that according to the invention
Vapors from the evaporator are still compressed before they enter the condenser,
the temperature of the coolant in the condenser no longer needs to be kept so low
to become, so that the system and operating costs for the refrigeration machine accordingly
decrease.
In der Zeichnung, die zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene,
bedeuten 1, 2, 3 die Verdampfer dreier Vakuumkühlstufen. Es tritt bei i die Salzlösung
mit 25° ein, in z mit 2o° und in 3 mit o°, aus 3 mit - 2o° aus. Die Kondensation
der Dämpfe aus dem Verdampfer i kann in -dem Einspritzkondensator 4 vorgenommen
werden, der mit Kühlwasser betrieben wird. Zur Kondensation der Dämpfe aus dem Verdampfer
2 kann derselbe Kondensator 4 benutzt werden unter Zwischenschaltung des Dampfstrahlapparates
5, der die Dämpfe von dem höheren Vakuum im Verdampfer 2 auf das niedrigere Vakuum
in 4 verdichtet. Die Dämpfe aus dem Verdampfer 3 werden unter Zwischenschaltung
des Strahlapparates 6 in dem Kondensator 7 niedergeschlagen. Diesem Kondensator
wird durch Rohrleitung 8 kalte Sole von beispielsweise - io° zugeführt. Sie erwärmt
sich im Kondensator auf beispielsweise o°. Im Kondensator 7 herrscht somit eine
Spannung etwas höher, als ö° Sattdampftemperatur entspricht, so daß der Strahlapparat
6 nicht die Dämpfe von - zo° auf beispielsweise 18° C Kühlwasseraustrittstemperatur
aus 4 zu fördern hat, sondern nur von - 20° auf o° C. Die Stufe 7 enthält einen
Entlüftungsstrahlapparat g, der die Luft in den Kondensator 4 fördert, von wo aus
sie mit der Luft, die in die anderen Apparate eindringt, durch die Rohrleitung io
durch eine Luftpumpe abgesaugt wird. Die auf o° erwärmte Salzlösung im Kondensator
7 wird durch Rohrleitung ii mittels einer Pumpe 12 durch den Behälter 13 gedrückt.
In demselben findet die Kühlung zweckmäßigerweise mit Ammoniak statt, das durch
eine Schlange 14 geleitet wird. Durch die Aufnahme des Kondensates in 7 tritt eine
Verwässerung der Kühlflüssigkeit ein, so daß es erforderlich ist, einen Teil der
Kühlflüssigkeit bei 15 abzuführen und bei 16 wieder stark gesättigte Salzlösung
zuzuführen. Es kann aber auch, falls keine gesättigte Salzlösung vorhanden ist,
in den Soleumlauf ein Behälter mit Salz geschaltet werden, so daß sich die Sole
immer wieder regeneriert. Das Verfahren ist insbesondere dann wirtschaftlich anderen
überlegen, wenn flüssiges Ammoniak in größeren Mengen zur Verfügung steht. Statt
der Sole kann auch ein anderes Kühlmittel verwendet werden, z. B. das sich ausdehnende
Ammoniak selbst, das in Rohrschlangen durch den Kondensator geleitet wird.In the drawing, which serves to further explain the invention,
1, 2, 3 mean the evaporators of three vacuum cooling stages. The saline solution occurs in the case of i
with 25 ° on, in z with 2o ° and in 3 with o °, out of 3 with - 2o ° off. The condensation
the vapors from the evaporator i can be made in the injection condenser 4
operated with cooling water. For condensation of the vapors from the evaporator
2, the same condenser 4 can be used with the interposition of the steam jet device
5, which moves the vapors from the higher vacuum in evaporator 2 to the lower vacuum
compressed in 4. The vapors from the evaporator 3 are interposed
of the jet apparatus 6 is deposited in the condenser 7. That capacitor
cold brine of for example -10 ° is supplied through pipeline 8. You warmed up
in the capacitor to, for example, o °. In the capacitor 7 there is thus a
The voltage is somewhat higher than the equivalent to δ ° saturated steam temperature, so that the jet apparatus
6 does not reduce the vapors from - zo ° to, for example, 18 ° C cooling water outlet temperature
from 4 has to promote, but only from - 20 ° to o ° C. Level 7 contains one
Vent jet apparatus g, which promotes the air into the condenser 4, from where
it with the air that penetrates the other apparatus through the pipeline ok
is sucked off by an air pump. The salt solution heated to 0 ° in the condenser
7 is pressed through pipe ii by means of a pump 12 through the container 13.
In the same, the cooling takes place expediently with ammonia, which by
a queue 14 is passed. As a result of the inclusion of the condensate in 7, a
Dilution of the cooling liquid so that it is necessary to part of the
Discharge coolant at 15 and again strongly saturated saline solution at 16
to feed. But it can also, if no saturated saline solution is available,
a container with salt can be switched into the brine, so that the brine
always regenerated. The process is particularly then economically different
superior when liquid ammonia is available in large quantities. Instead of
Another coolant can be used for the brine, e.g. B. the expanding
Ammonia itself, which is passed through the condenser in coils.
Außerdem hat sich gezeigt, daß man bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
bei gleicher Kühlleistung mit einem wesentlich kleineren Kondensator auskommt als
bei dem älteren Verfahren, trotzdem im Kondensator nicht nur die im Verdampfer der
Tiefkühlstufe erzeugten Brüden, sondern auch noch der Treibdampf des Strahläpparates
niedergeschlagen werden müssen. Bei Temperaturen, die-wesentlich unter dem Gefrierpunkt
des Wassers liegen, läßt sich nämlich Wasserdampf offenbar infolge seines außerordentlich
großen spezifischen Volumens nur sehr schwierig, insbesondere im Mischkondensator,
niederschlagen, selbst wenn ein erhebliches Temperaturgefälle zwischen dem Wasserdampf
und dem Kühlmittel vorhanden ist. Dadurch, daß erfindungsgemäß der aus dem Verdampfer
abströmende Wasserdampf mittels Strahlapparates verdichtet wird, bevor er mit dem
künstlich gekühlten Kühlmittel in Berührung kommt, gelingt es, diese Kondensationsschwierigkeiten
zu- umgehen. Insbesondere wird es möglich, einen Kondensator normaler Größe und
Bauart zu verwenden, der ohne vorhergehende Kompression der Brüdendämpfe völlig
versagen würde.In addition, it has been shown that in the method according to the invention
with the same cooling capacity with a much smaller condenser than
in the older process, not only in the condenser but not only in the evaporator
Vapors generated in the deep-freeze stage, but also the motive steam of the jet apparatus
need to be knocked down. At temperatures that-well below freezing
of the water, water vapor can evidently be extraordinarily due to it
large specific volume is very difficult, especially in the mixing condenser,
precipitate, even if there is a significant temperature gradient between the water vapor
and the coolant is present. Because according to the invention from the evaporator
outflowing water vapor is compressed by means of a jet device before it is connected to the
Artificially cooled coolant comes into contact with these condensation difficulties
to bypass. In particular, it becomes possible to use a capacitor of normal size and
To use the design that completely without prior compression of the exhaust vapors
would fail.