FI81967C - Foerfarande och anordning foer separering av okondenserbara gaser ur aonga. - Google Patents

Description

1 81967

Menetelmä ja laite tiivistymättömien kaasujen erottamiseksi höyrystä.

Tämä keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen erottaa 5 tiivistymättömiä kaasuja höyrystä isotermisen absorption avulla. Sen avulla voidaan tehostaa lauhduttimen ilmanpois-toa ja pienentää siihen tarvittavaa pumppausenergiaa.

Tiivistymättömien kaasujen poistaminen lauhtuvasta höyrystä 10 on keskeinen ongelma kaikissa höyryä käsittelevissä prosesseissa. Yleisin tämän tyyppinen ongelma on vuotoilman poistaminen lauhdevoimalan lauhduttimesta. Vastaavasti meriveden tislauslaitoksissa veteen liuenneen ilman poistaminen on prosessin toimivuuden edellytys. Tämän ongelman 15 merkitys kasvaa sitä mukaa, mitä alemmassa paineessa höyryä lauhdutetaan.

Höyryn mukana lauhduttimeen kulkeutuvat tiivistymättömät kaasut voidaan tunnetusti erottaa höyrystä siten, että 20 höyryn ja näiden kaasujen seosta jäähdytetään. Tällöin höyryn paine laskee ja vastaavasti tiivistymättömien kaasujen osapaine kohoaa. Tällä tavoin höyryn osuus seoksessa saadaan vähenemään, mikä puolestaan pienentää ilmanpois-ton yhteydessä alipaineesta pois pumpattavan kaasun koko-25 naismäärää.

Höyryn jäähdyttäminen edellyttää varsin huolellista lauhduttimen suunnittelua, jotta kaasuseoksen virtausnopeus pysyisi koko ajan riittävänä tiivistymättömien kaasujen akkumuloitu-30 misen estämiseksi ja toisaalta virtaushäviöt pysyisivät riittävän pieninä. Jos esimerkiksi kaasuseosta jäähdytetään 2°C lämpötilasta 25 °C, laskee höyryn paine arvosta 31.7 mbar arvoon 28.1 mbar. Jos kokonaispaine alenee samalla virtaushäviöiden johdosta 1 mbar, on tiivistymättömien 35 kaasujen osapaine 2.6 mbar. Tiivistymättömien kaasujen mukana joudutaan tällöin poistamaan yli kymmenkertainen tilavuusvirta höyryä.

2 81967

Keksinnön mukaan tiivistymättömien kaasujen osapainetta voidaan korottaa isotermisen absorption avulla. Lauhdutti-mesta poistuva kaasuseos voidaan johtaa kontaktiin absorp-tioväliaineen kanssa, jossa väliaineessa höyryn paine on 5 pieni verrattuna höyryn paineeseen kaasuseoksessa. Tällaisia absorptioväliaineita voivat olla monien hyvin liukoisten suolojen vesiliuokset, kuten esimerkiksi natriumhydroksidin, litiumbromidin, litiumkloridin, kalsiumkloridin, kaliumkarbonaatin ja kaliumasetaatin. Kaasuseoksesta absorboituu 10 tällöin höyryä tällaiseen absorptioväliaineeseen ja tiivistymättömien kaasujen osOapaine vastaavasti kasvaa. Kun tiivistymättömät kaasut poistetaan tästä tilasta, joudutaan niiden mukana pumppaamaan alipaineesta vain vähäinen höyrymäärä.

15 Höyryn absorboituessa liuokseen se luovuttaa tälle absorp-tiolämpönsä, jolloin liuoksen lämpötila pyrkii kohoamaan ja vastaavasti sen höyrynpaine kasvamaan. Tämän estämiseksi absorptioväliainetta jäähdytetään epäsuorassa lämmönvaihdos-20 sa jäähdytysaineen, esimerkiksi jäähdytysveden kanssa, kuten tehdään absorptiolämpöpumpun absorbaattorissa. Tällöin höyryn absorptio tapahtuu olennaisesti isotermisesti ja liuoksen höyrynpaine pysyy matalana.

25 Jos esimerkiksi absorptioväliaineena on 30-prosenttinen natriumhydroksidiliuos lämpötilassa 25°C, on sen höyrynpaine n. 14 mbar. Kun tähän liuokseen absorboidaan vesihöyryä samassa lämpötilassa 25 °C ja oletetaan virtaushäviöksi sama 1 mbar kuin edellisessä esimerkisssä, nousee tiivisty-30 mättömien kaasujen osapaine arvoon 16.7 mbar. Tiivistymättömien kaasujen mukana joudutaan tällöin poistamaan vain 0.8-kertainen tilavuusvirta höyryä.

Absorptioväliaine laimenee höyryn absorboituessa siihen. 35 Se konsentroidaan höyrystämällä tästä absorptioväliaineesta vastaava määrä höyryä hieman korkeammassa lämpötilassa, samaan tapaan kuin absorptiolämpöpumpun höyrygeneraattoris-sa. Vapautuva höyry voidaan lauhduttaa erillisessä lauhdut- 3 81967 timessa. Lämpötila voidaan myös sovittaa siten, että vapautuvan höyryn paine on sama, kuin alkuperäisen absorboidun höyryn, jolloin tämä uudelleen höyrystetty höyry voidaan lauhduttaa samassa lauhduttimessa, josta höyryn ja 5 tiivistymättömien kaasujen seos poistettiin.

Jotta höyryllä ja absorptioväliaineella olisi riittävä lämmön- ja aineensiirtopinta ja toisaalta absorptioväliai-neen jäähdytys ja lämmitys tapahtuisi tehokkaasti, voidaan 10 sekä absorbaattori että generaattori käytännössä rakentaa vaakasuorista tuubeista, joiden ulkopinnalla absorptioväli-aine ohuena kalvona virtaa.

Claims (4)

4 81967

1. Menetelmä erottaa tiivistymättömiä kaasuja höyrystä, tunnettu siitä, että tiivistymättömien kaasujen ja höyryn 5 seos johdetaan kontaktiin absorptioväliaineen kanssa, jonka höyrynpaine on kaasuseoksessa olevan höyryn painetta pienempi ja jonka lämpötila pidetään epäsuoran jäähdytyksen avulla likimain vakiona, jolloin osa höyrystä absorboituu mainittuun absorptioväliaineeseen ja jäljelle jäävä, 10 alkuperäistä kaasuseosta runsaammin tiivistymättömiä kaasuja sisältävä kaasuseos pumpataan jollakin tunnetulla tavalla pois prosessista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että absorptioväliaineesta höyrystetään siihen absorboitunutta höyrymäärää vastaava määrä höyryä absorp-tiolämpötilaa korkeammassa lämpötilassa ja tämä höyry lauhdutetaan erillisessä lauhduttimessa tai siinä samassa lauhduttimessa, josta tiivistymättömien kaasujen ja höyryn 20 seos poistettiin.

3. Laite patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän soveltamiseksi tiivistymättömien kaasujen poistoon lauhdut-timesta, tunnettu siitä, että tämän laitteen muodostavat 25 absorbaattori, höyrygeneraattori ja jokin tunnettu pumppaus-laite, jotka on sovitettu keskenään siten, että absorbaatto-rin kaasutila on toisaalta yhteydessä lauhduttimen kaasun-poistoyhteeseen ja toisaalta mainittuun pumppauslaitteeseen ja höyrygeneraattorin kaasutila on yhteydessä mainitun 30 lauhduttimen tai erillisen lauhduttimen höyrytilaan.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että absorbaattorissa ja höyrygeneraattorissa on olennaisesti vaakasuorista tuubeista rakennetut lämmönsiirtimet, 35 joiden pinnalle absorptioväliaine saatetaan virtaamaan ohuena kalvona. Il 5 81 967