DE692251C

DE692251C - Absorption solution for the operation of absorption refrigeration machines

Info

Publication number: DE692251C
Application number: DE1938S0131032
Authority: DE
Inventors: Curtis C Coons
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1937-03-06
Filing date: 1938-02-26
Publication date: 1940-06-15

Description

Absorptionslösung zum Betriebe von Absorptionskältemaschinen Eine der bekanntesten Absorptionslösungen zum Betriebe von Absorptionskältemaschinen besteht aus Ammoniak als Kältemittel und Wasser als Lösungsmittel. Mit der Anwendung dieses binären Gemisches sind jedoch verschiedene Nachteile verbunden. Ammoniak erfordert zu seiner Verflüssigung einen verhältnismäßig hohen Druck, insbesondere wenn die Verflüssigungswärme an die umgebende Luft, also bei Raumtemperatur, abgeführt werden soll. Ferner' läßt es sich :nicht vermeiden, daß ein Teil &s als Lösungsmittel dienenden Wassers im Austreiber mitverdampft wird. Da Wasser eine verhältnismäßig hohe spezifische Wärme und eine hohe Verdampfungswärme besitzt, geht dadurch eine beträchtliche Menge Heizwärme verloren. Außerdem müssen vielfach Rektifikationseinrichtungen vorgesehen werden, um zu verhindern, daß Wasserdampf in den Verdampfer gelangt und sich dort als Eis niederschlägt. Gemäß der Erfindung werden die angegebenen Nachteile dadurch vermieden, daß als Absorptionslösung ein Gemisch verwendet wird, welches als Kältemittel eine Lösung von Ammoniak (NH3) und Methylamin (CH3NH2) und als Lösiuigsmittel @Monoäth,aaiolarnn (N H2 C H2 C H2 O H) enthält. Gemäß der weiteren Erfindung kann das Lösungsmittel aus einem Gemisch von Monoäthanolamin und- Wasser bestehen.Absorption solution for operating absorption refrigeration machines One the best known absorption solutions for the operation of absorption chillers consists of ammonia as a refrigerant and water as a solvent. With the application however, there are several disadvantages associated with this binary mixture. ammonia requires a relatively high pressure to liquefy it, in particular when the heat of condensation is dissipated to the surrounding air, i.e. at room temperature shall be. Furthermore, it cannot be avoided that a part is used as a solvent serving water is evaporated in the expeller. Since water is a relatively has high specific heat and a high heat of vaporization, this is a considerable amount of heat is lost. In addition, rectification facilities are often required be provided to prevent water vapor from entering the evaporator and precipitates there as ice. According to the invention, the stated disadvantages avoided in that a mixture is used as the absorption solution, which as a refrigerant a solution of ammonia (NH3) and methylamine (CH3NH2) and as a solvent @ Monoäth, aaiolarnn (N H2 C H2 C H2 O H) contains. According to the further invention can the solvent consist of a mixture of monoethanolamine and water.

Eine Lösung von Methylamin und Ammoniak ist als Kältemittel darum vorteilhaft, weil der Verflüssigungsdruck bei gegebener Temperatur ganz erheblich tiefer als derjenige des reinen Ammoniaks liegt. Die Höhe dieses Verflüssigungsdruckes hängt von (dem Verhältnis ab, in' welchem Ammoniak und Methylamin miteinander vermischt sind, und ex kann zwischen- den Grenzwerten -des Verflüssigungsdruckes von Ammoniak einerseits und von Methylamin andererseits je nach der gewählten- Zusammensetzung alle Zwischenwerte annehmen. Je höher der Prozentsatz des Ammoniaks ist, um @so höher wird der-Varflüssti,gungsdruck sein.A solution of methylamine and ammonia is used as a refrigerant advantageous because the condensing pressure is quite considerable at a given temperature is lower than that of pure ammonia. The level of this condensing pressure depends on (the ratio in which ammonia and methylamine are mixed together and ex can be between the limit values of the condensing pressure of ammonia on the one hand and of methylamine on the other hand, depending on the composition chosen all intermediate values accept. The higher the percentage of ammonia is, the higher the flow pressure will be.

Wird als Lösungsmittel Monoäthanolanün .allein benutzt, "so entfällt jede Notwendig-, keit, die ausgetriebenen Dämpfe zu rektifizieren, da das Monoäthanolamin bei den in Ab- -sorptio:nskältemaschinen gewöhnlich vorkommenden Temperatur- und Druckwerten einem außerordentlich niedrigen Dampfdruck aufweist. Auf diesen Umstand gründet sich der weitere Vorteil, daß das Absorptionsmittel nicht in den Verdampfer verschleppt wird und darum hier keine unerwüngchten Wirkungen, z. B. Verdünnung des im Verdampfer etwa vorhandenen indifferenten Hilfsgases, hervorzurufen vermag.If monoethanolanün is used alone as a solvent, "is not applicable every need to rectify the expelled vapors, since the monoethanolamine in the temperature and temperature usually occurring in absorption refrigeration machines Pressure values has an extremely low vapor pressure. To this fact The further advantage is that the absorbent does not go into the evaporator is dragged and therefore no undesirable effects here, z. B. Dilution of the indifferent auxiliary gas that may be present in the evaporator.

WirdMonoäthanolamin, vermischt mitWasser, ,als Lösungsmittel verwendet, so bedeutet das eine Steigerung der Absorptionsfähigkeit gegenüber dem reinen Monoäthanolamin und eine Herabsetzung der Mitverdampfung von Wasser und Vermeidung der damit verbundenes Nachteile gegenüber solchen Absorptions-Lösungen, in denen das Lösungsmittel lediglich aus Wasser besteht.If monoethanolamine, mixed with water, is used as a solvent, this means an increase in the absorption capacity compared to the pure monoethanolamine and a reduction in the co-evaporation of water and avoidance of the associated Disadvantages compared to such absorption solutions in which the solvent only consists of water.

Da Monoäthanolamin im Vergleich zu Wasserniedrigen Dampfdruck sowie niedrige spezifische Wärme und niedrige Vendampfungswärm,e- aufweist, lassen -sich die. Wärmeverluste, die durch die Austreibung und gegebenenfalls die Rektifikation enrtstehen, niedrig halten. Andererseits machen die niedrigen Druck- und Temperaturwerte, die bei der Austreibung des aus Methylamin und Ammoniak bestehenden Kältemittels auftreten, die Verwendung verhältnismäßig warmer Kühlluft bei der Verflüssigung des Kältemittels möglich.Because monoethanolamine compared to waterlower vapor pressure as well low specific heat and low evaporation heat, e-, can -sich the. Heat losses caused by expulsion and possibly rectification emerge, keep it low. On the other hand, the low pressure and temperature values, those involved in driving out the refrigerant, which consists of methylamine and ammonia occur, the use of relatively warm cooling air in the liquefaction of the refrigerant possible.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Ab- sorptionslösung besteht darin, däß Eisen von ihr weit weniger angegriffen wird als von einer aus Ammoniak und Wasser bestehenden Lösung: Wird Wasserstoff oder Stickstoff als indifferentes Hilfsgas verwendet, @so ergeben sich besonders stabile 'Verhältnisse, da diese Elemente als Bestandteil sowohl im Methylamin als auch im Ammoniak und im Monoäthanolamin vorkommen. Enthält das Lösungsmittel außerdem Wasser, so ergibt sich ein in chemischer Hinsicht besonders stabiles System bei Verwendung von Wasserstoff als Hilfsgas. Aber auch wenn man als Hilfsgas Stickstoff wählt, ist eine große Stabilität darum gewährleistet, weil alle Bestandteile mit Ausnahme des Wassers Stickstoff enthalten und das Wasser unter,den in Absörptionskältemaschinen vorwaltenden Bedingungen sowieso -stabil ist. Das einen Bestandteil des Kältemittels bildende Methylamin kann entweder Monome&ylamin oder Dimethylamin oder Trim@ethylamin sein oder auch aus einem Gemisch. zweier oder aller dieser Stoffe bestehen.Another advantage of the waste described sorption is däß iron is far less affected by it than from a group consisting of ammonia and water solution: Used as the indifferent auxiliary gas, hydrogen or nitrogen @so arise particularly stable 'conditions, because these elements occur as a component in both methylamine and ammonia and monoethanolamine. If the solvent also contains water, a system that is particularly stable from a chemical point of view results when hydrogen is used as the auxiliary gas. But even if nitrogen is chosen as the auxiliary gas, great stability is guaranteed because all components with the exception of water contain nitrogen and the water is stable under the conditions prevailing in absorption refrigeration machines. The methylamine forming a constituent of the refrigerant can either be monomethylamine or dimethylamine or trimethylamine or else a mixture. two or all of these substances exist.

Es ist bekannt, in Absorptionslösungen zum Betrieb von Absorptionskältemaschinem als Kältemittel Methylamin zu verwenden. Bei diesen bekannten Absorptionslösungen wird aber das Lösungsmittel nicht, wie beim Gegenstand der Erfindung, durch Mo:noäthanolamin, sondern durch einen aliphatischen Alkohol gebildet. Es hat sich null ergeben, daß Absorpitionslösungen, fd'i e ein Gemisch aus Müthylamen und Ammoniak als Kältemittel und Monoäthanolarnüm otder,ein G,emnischvon Mo;noäthanolamin und Wasser als Lösungsmittel enthalten, sehr viel günstigere Eigenschaften aufweisen als die genannten vorbekannten Absorptionslösungen. Insbesondere wird bei der Anwendung der Absorptionslösung gemäß der Erfindung bei der Austreibung im Kocher unter sonst gleichen Umständen ein sehr viel kleinerer Teil, des Lösungsmittels mitverdampft als bei ,den zum Vergleich herangezogenen Absorpitiomslösüngen, so daß man in den meisten Fällen ohne besondere Rektifikationseinrichtungen auskommt. Dies liegt einerseits an dem abweichenden Verlauf der Dampfdruckkurven von Absorpitionslösunge;n gleicher Kältemittelkonzeniration, andererseits an den verhältnismäßig hohen Molekulargewichten der aliphatischen Alkohole sowie an deren niedrigerem Siedepunkt. Aus dem Zusammenwirken dieser Umstände ergibt sich bei den vorbekannten Absorptionslösungen eine unerwünschte Verschiebung .des Lösungsfeldes (Zusammendrängung der Dampfdruckkurven verschiedener Kältemittelkonzeniration) in Richtung der Dampfdruckkurve des reinen Kältemittels, während bei einer gemäß der Erfindung zusammengesetzten Absorptionslösung die Verhältnisse umgekehrt und darum wesentlich vorteilhafter liegen. Auch theoretische Erwägungen unter Heranziehung des Raoultschen Gesetzes führen zu dem gleichen i Ergebnis..It is known in absorption solutions for the operation of absorption refrigeration machines to use methylamine as refrigerant. With these known absorption solutions but the solvent is not, as in the subject of the invention, by monoethanolamine, but formed by an aliphatic alcohol. It turned out zero that Absorption solutions, fd'i e a mixture of methylene and ammonia as a refrigerant and monoethanolamine, a mixture of monoethanolamine and water as solvents contain, have much more favorable properties than the aforementioned previously known Absorption solutions. In particular, when using the absorption solution according to the invention in the expulsion in the cooker under otherwise the same circumstances a very A much smaller part of the solvent evaporates as well than in the case of the comparison used Absorpitiomslösüngen, so that one in most cases without special Rectification equipment gets by. On the one hand, this is due to the different Course of the vapor pressure curves of absorption solutions; n the same refrigerant concentration, on the other hand, the relatively high molecular weights of the aliphatic alcohols as well as at their lower boiling point. Resulting from the interaction of these circumstances In the previously known absorption solutions, an undesirable shift .des Solution field (compression of the vapor pressure curves of different refrigerant concentrations) in the direction of the vapor pressure curve of the pure refrigerant, while in a according to the invention composed absorption solution the ratios reversed and therefore are much more advantageous. Also using theoretical considerations of Raoult's law lead to the same i result ..

Claims

PATENT CLAIMS: i. Absorption solution for the operation of absorption chillers, characterized in that the refrigerant consists of a mixture of methylamine and Ammonia and the solvent contains momoä, thanolarnin. Absorption solution according to claim r, characterized in that the solvent is monoethanolamine and contains water.