FI82386C - Tvaostegskondensor. - Google Patents

Description

1 82386

Kaksivaiheinen lauhdutin Tämä keksintö koskee kaasujen lauhduttimista kahdessa peräkkäisessä vaiheessa, joista jälkimmäisessä kaasut 5 lauhdutetaan absorptiovälineen avulla.

Lauhtumattomat kaasut muodostavat tunnetusti lauhduttimen suunnitteluun olennaisesti vaikuttavan ongelman. Ellei niitä saada tehokkaasti erotettua lauhtuvista kaasuista, 10 joudutaan näitä pumppaamaan suurin määrin pois prosessista, mikä tietää sekä energian että aineen hukkaa.

Joissakin prosesseissa, kuten vesihöyryn lauhduttamisessa on kysymys vain lauhtuvien ja lauhtumattomien kaasujen, 15 yleensä höyryn ja ilman, erottamisesta toisistaan kaasuseos-ta jäähdyttämällä. Joissakin tapauksissa, kuten esimerkiksi kemiallisessa puunjalostusteollisuudessa, kuvaan tulee vielä kolmas laji kaasuja. Nämä ovat kysymykseen tulevissa paineissa ja lämpötiloissa lauhtumattomia, mutta ne voidaan 20 erottaa kaasuseoksesta absorboimalla sopivaan absorptioväli-aineeseen.

Kun tällainen kolmen erilaisen kaasutyypin seos lauhdutetaan tavanomaisessa lauhduttimessa, pumpataan kaikki lauhtumatto-25 mat kaasut lauhduttimesta ja niiden mukana, paineesta ja lämpötilasta riippuen, melkoinen määrä höyryä.

Toinen tunnettu tekniikka on lauhduttaa kaasuseos absorp-tioväliaineeseen. Koska lauhtuvia kaasuja, kuten vesihöyryä, j 30 on yleensä suurin osa käsiteltävästä kaasuseoksesta, rikastuu absorptiovälialne tästä lauhtuvasta aineesta tuntuvasti. Näin ollen se joudutaan erikseen konsentroimaan höyrystämällä siihen lauhtunut aine uudelleen. Tämä puolestaan merkitsee ylimääräistä energian kulutusta.

Nyt puheena olevalla keksinnöllä voidaan edellä mainitut, tunnettujen menetelmien haitat välttää, lauhtuvaa ainetta ei tarvitse uudelleen höyrystää eikä tarpeettoman suuria 35 2 82386 höyrymääriä tarvitse pumpata lauhtumattomien kaasujen mukana.

Keksinnön olennainen tunnusmerkki on lauhdutin, jossa on 5 jotakin tunnettua rakennetta olevia jäähdytettyjä lämmön-siirtimiä ja joka jakautuu kaasujen virtauksen kannalta kahteen peräkkäiseen osastoon, joista jälkimmäisessä olevien lämmönsiirtimien pinnalla virtaa kaasuja absorboivaa väliainetta ja lauhtumattomat kaasut poistetaan lauhdutti-10 mesta niiden virrattua näiden molempien osastojen läpi.

Tällainen lauhdutin voidaan sijoittaa yhteen vaippaan ja erottaa ensimmäinen ja toinen osasto väliseinällä, jonka yli kaasut pääsevät virtaamaan ensimmäisestä toiseen 15 osastoon. Se voidaan myös rakentaa kahteen erilliseen vaippaan, jotka yhdistetään kaasujen virtauskanavalla.

Ensimmäisessä osastossa valtaosa lauhtuvista kaasuista lauhtuu nesteeksi lämmönsiirtimien pinnoilla. Kun kaasuseos 20 samalla jäähtyy, kasvaa lauh tiimat tornien kaasujen osapaine. Runsaasti lauhtumattomia kaasuja sisältävä seos virtaa lauhduttimen toiseen osastoon, jossa lauhtumattomat, mutta absorboituvat kaasut absorboituvat lämmönsiirtimien pintoja pitkin valuvaan absorptioväliaineeseen.

25

Absorptiovällaine voi olla jonkin elektrolyytin, esimerkiksi NaOH:n väkevä liuos, jossa olevan veden höyrynpaine on huomattavasti vastaavassa lämpötilassa olevan puhtaan veden höyrynpainetta alempi. Tästä syystä myös kaasuseokses-30 sa oleva vesihöyry absorboituu tällaiseen absorptioväliaineeseen. Jotta sitä ei absorboituisi tarpeettoman suuria määriä laimentamaan absorptioliuosta, on lauhduttimen ensimmäinen vaihe mitoitettava siten, että kaasuseos jäähtyy riittävästi ja vesihöyryn lauhtuminen siellä olisi mahdolli-35 simman täydellinen.

Toisen osaston lämmönsiirtimet jäähdyttävät absorptioväl1-ainetta, jotta sen höyrynpaine kaasujen absorboituessa ei 3 82386 pääsisi kohoamaan, vaan toisen osaston paine pysyisi ensimmäisen osaston painetta alempana. Lämmönsiirtimien riittävän huuhtelun aikaansaamiseksi voidaan absorptioväli-ainetta palauttaa pumpulla uudelleen virtaamaan lämmönsiir-5 topinnoille.

Kun absorboituvat kaasut ovat absorboituneet lauhduttimen toisessa osastossa, on varsinaisten tiivistymättömien kaasujen osapaine kasvanut merkittäväksi ja ne poistetaan 10 lauhduttimlsesta niiden virrattua molempien osastojen läpi.

Esimerkkinä tunnetusta tekniikasta voidaan mainita sellutehtaan mustalipeän haihduttamo. Sen viimeisen vaiheen höyryn lämpötila on yleensä suuruusluokkaa 55eC, vaikka jäähdytys-15 vesi olisi vain 15°C. Näin suuri lämpötilaero käytetään siihen, että kaasuseosta jäähdytetään yli 20eC, tiivistymättömien kaasujen mukana seuraavaan höyrymäärän pitämiseksi kohtuullisena.

20 Kaasujen poiston vaatima suuri lämpötilaero määrää siis viimeisen valheen lämpötilan. Jos se voisi olla matalampi, voitaisiin haihduttamon lämmönsiirtimet rakentaa nykyistä olennaisesti pienemmiksi* Tai vaihtoehtoisesti voitaisiin säästää energiaa rakentamalla useampia halhdutusvalheita. 25

Nyt puheena olevaa keksintöä soveltamalla voidaan haihduttamon viimeisen vaiheen höyry ottaa lauhduttimeen esimerkiksi lämpötilassa 30*C. Tämä kaasuseos voidaan jäähdyttää lauhduttimen ensimmäisessä osastossa lämpötilatasolle 30 25*C, ja lauhduttaa valtaosa seoksessa olevasta vesihöyrys tä.

Kaksi kolmannesta jäljellä olevista lauhtumattomista kaasuista voidaan absorboida ja kolmannes niistä on ilmaa. 35 Lauhduttimen toisessa osastossa absorboidaan kaasut esimerkiksi NaOH-liuokseen, jota käytetään sellun keitossa. Lopuksi pelkkä ilma ja likimain vastaava määrä vesihöyryä 4 82386 poistetaan lauhduttimesta niiden virrattua molempien osastojen läpi.

Lauhduttimen toisen osan absorptioväliaineen kiertoon 5 voidaan lisätä NaOH riittävän konsentroituna, esimerkiksi 50% liuoksena sellun keittoprosesslssa esiintyvää hukkaa vastaava määrä. Lauhduttimesta poistuva absorptioväliaine sisältää tällöin kolmanneksen suoloja, eikä sitä tarvitse haihduttamalla konsentroida. Poistuva absorptioväliaine 10 voidaan käyttää osana valkolipeää.

Lauhduttimen toisesta vaiheesta poistettavien tiivistymättö-mien kaasujen määrä on esimerkkitapauksessamme tämän jälkeen vajaa kolmannes alkuperäisestä ja niiden kanssa poistuu 15 likimain sama määrä höyryä. Pumpattavien kaasujen määrä on alle puolet tunnetuista haihduttamoista pumpattaviin kaasuihin verrattuna, vaikka halhduttamon viimeisen vaiheen lämpötila onkin laskettu tasolta 55*C tasolle 30*C.

20 Edellä keksintöä on selostettu erään selluteollisuudesta otetun esimerkin avulla. Sitä ei tule kuitenkaan käsittää rajoitettavaksi vain tähän sovellutukseen, vaan se soveltuu hyvin kalkkiin sellaisiin prosesseihin, joissa lauhdutettavasta kaasuseoksesta osa voidaan lauhduttaa ja osa absorboi-25 da.

Claims (3)

1. Lauhdutin, jossa on joitain tunnettua rakennetta olevia jäähdytettyjä lämmönsiirtimiä, tunnettu siitä, että lauhdu- 5 tin jakautuu kaasujen virtaussuunnassa kahteen osastoon, joista jälkimmäisessä virtaa lämmönsiirtimien pinnalla kaasuja absorboivaa väliainetta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lauhdutin, tunnettu 10 siitä, että tiivlstymättömät kaasut poistetaan lauhduttimen toisesta osastosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lauhdutin sovellettuna sellutehtaan mustalipeän haihduttamon viimeisen vaiheen 15 lauhduttimeksl, tunnettu siitä, että lauhduttimen toiseen osastoon syötetään absorptioväliaineeksi niin väkevää NaOH-liuosta, että lauhduttimesta poistuvaa absorptioväli-ainetta ei tarvitse haihduttamalla väkevöidä ennen sen käyttöä sellun keittoon. i 6 82386