Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadze¬ nia absorpcji gazów w cieczach z wydzielaniem ciepla, zwlaszcza amoniaku w wodzie i urzadzenie do prowadzenia absorpcji gazów w cieczach z wy¬ dzielaniem ciepla, zwlaszcza amoniaku w wodzie.Znane powszechnie urzadzenia do absorpcji opi¬ sane w literaturze W. M. RAMM „Procesy absorp¬ cyjne w przemysle chemicznym" Wyd. W-wa 1954 — T. HOBLER „Dyfuzyjny ruch masy i absorbe¬ ry" WNT, W-wa 1962 r., realizuja proces absorp¬ cji w wodzie adiabatycznie lub izotermicznie lub w sposób kombinowany, znany z polskiego opisu patentowego nr 101 474.Pierwszy sposób prowadzony jest w kolumnach absorpcyjnych z róznym wypelnieniem, pólkowych lub rozpylowych bez odbioru ciepla absorpcji.Drugi sposób prowadzony jest w kolumnach rurowych stanowiacych wymienniki ciepla usta¬ wione pionowo, w których absorpcja zachodzi w warstwie filmowej cieczy splywajacej po we¬ wnetrznej powierzchni rur wymiennika ciepla, w którym gaz zawierajacy amoniak przeplywa tymi rurami od dolu do góry, a w przestrzeni miedzy- rurkowej przeplywa ciecz chlodzaca, z reguly wo¬ da. Oba te procesy, adiabatyczny jak i izotermicz¬ ny, posiadaja istotne wady.Proces adiabatyczny ogranicza bowiem elastycz¬ nosc procesu zamkniecia bilansu cieplnego a uzy¬ skane stezenie wody amoniakalnej jest niskie, siegajace w powszechnie stosowanych ukladach 10 20 25 30 10% wagowych. Wzrost zawartosci amoniaku w ga¬ zie poddawanym absorpcji powyzej zróznowazenia bilansu cieplnego dopuszczalnym obciazeniem hy¬ draulicznym prowadzi do przesuniecia sie tempe¬ ratury w góre kolumny i w efekcie - do wzrostu stezenia amoniaku w gazach wylotowych. Wieksza elastycznosc daje proces izotermiczny prowadzony w pionowych wymiennikach ciepla, w których cieplo absorpcji odbierane jest przez czynnik chlo¬ dzacy, z reguly wode.Wada tego procesu jest to, ze ze wzgledu na niskie wspólczynniki wnikania ciepla w tego typu aparatach musza one byc znacznie wieksze, a wiec i drozsze od aparatów stosowanych w procesach adiabatycznych. Inna ich wada jest koniecznosc stosowania czystej cieczy chlodzacej nie tworzacej osadów, badz tez stosowanie skomplikowanych rozwiazan umozliwiajacych okresowe czyszczenie przestrzeni miedzyrurkowej, mozliwe jednak tylko przy wylaczeniu urzadzenia z pracy, przy czym z biegiem czasu parametry pracy absorbera beda ulegaly zmianie miedzy kolejnymi czyszczeniami wskutek pogarszania sie wymiany ciepla, bedacej wynikiem wytracania sie osadów.Podobne do wymienionych wyzej wad, a zwlasz¬ cza opisanej w ostatnim zdaniu, ma takze urza¬ dzenie podane w polskim opisie patentowym nr 101474.W sposobie wedlug wynalazku zastosowano kombinowany izotermiczno-adiabatyczny proces 115 1763 115 176 4 absorpcji gazów w cieczach, zwlaszcza amoniaku w wodzie poprzez uzycie — co jest istota wyna¬ lazku — jako medium chlodniczego odbierajacego cieplo absorpcji prowadzonej w strefie izotermicz- nej, posredniego czynnika chlodniczego, którym moze byc amoniak, freon lub jakikolwiek inny zwiazek o podobnych wlasnosciach.W sposobie wedlug wynalazku cieplo absorpcji odbiera sie poprzez posredni czynnik ehlodniczy, co zachodzi poprzez jego odparowanie w przestrze¬ ni miedzyrurkowej absorbera rurowego sluzacego do absorpcji gazów w cieczach, zwlaszcza amonia¬ ku w wodzie.Posredni czynnik chlodniczy cyrkuluje w ze¬ wnetrznym ukladzie chlodzenia, przy czym wiel¬ kosc cyrkulacji, która prowadzona jest bez ja¬ kichkolwiek urzadzen podajacych i regulujacych, zalezna jest jedynie od ilosci ciepla absorpcji wydzielonego w strefie izotermicznej urzadzenia do absorpcji i ustala sie samorzutnie, niezaleznie od zmiennych parametrów procesu absorpcji, za¬ pewniajac stala temperature w tej strefie. Cieplo odbiera sie przez odparowanie w przestrzeni mie¬ dzyrurkowej adsorbera rurowego urzadzenia do absorpcji posredniego czynnika chlodniczego, który doprowadza sie grawitacyjnie do dolnej czesci miedzyrurkowej adsorbera rurociagiem z dolnej czesci zbiornika separatora. Natomiast opary tego czynnika przepuszcza sie przewodem do górnej czesci zbiornika separatora, skad po oddzieleniu kropel cieczy, kolejno przechodza do kondensatora, gdzie sie je skrapla a po skropleniu w nim od¬ biera ,sie je grawitacyjnie w zbiorniku separatorze i kieruje dalej do przestrzeni miedzyrurkowej ad¬ sorbera rurowego.Istota urzadzenia wedlug wynalazku do prowa¬ dzenia procesu absorpcji gazów w cieczach z wy¬ dzieleniem ciepla, zwlaszcza amoniaku w wodzie, zawierajacego znane elementy takie jak absorber rurowy, absorber adiabatyczny, jest to, ze uklad separujaco-kondensacyjny posredniego czynnika chlodniczego, zwiazany z absorberem rurowym usytuowany jest poza ukladem absorpcyjnym i po¬ laczony z nim wzajemnie rurociagami i armatura.Uklad ten stanowia separator i kondensator po¬ sredniego czynnika chlodniczego, polaczone takze miedzy soba rurociagami.Kondensator, separator i czesc izotermiczna urza¬ dzenia absorpcyjnego usytuowane sa wzgledem siebie kaskadowo, przy czym najwyzej polozony jest kondensator, nizej separator a najnizej czesc izotermiczna urzadzenia absorpcyjnego. Zasada dzialania tego zespolu kaskadowo usytuowanych urzadzen jest taka, ze odparowany — cieplem ab¬ sorpcji— posredni czynnik chlodniczy w absor¬ berze przeplywa rurociagiem poprzez separator i wbudowany demister przewodem do kondensa¬ tora, a wykroplony w kondensatorze splywa kas¬ kadowo przewodem do separatora oraz dalej prze¬ wodem do czesci izotermicznej urzadzenia absorp¬ cyjnego.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym przed¬ stawiono schemat urzadzenia do prowadzenia ab¬ sorpcji gazów w cieczach z wydzieleniem ciepla a zwlaszcza amoniaku w wodzie.Sposób wedlug wynalazku zastosowano przy¬ kladowo do wymywania amoniaku z mieszaniny gazów odlotowych z instalacji syntezy amoniaku i gazów ze zbiorników stokazowych cieklego amoniaku. Do absorpcji zastosowano absorber ru- rowo-pólkowy o srednicy 1 m i wysokosci 16 m, w którym czesc dolna — izotermiczna stanowi ab¬ sorber rurowy, czesc górna — adiabatyczna — zas absorber pólkowy. Mieszanine gazów zawieraja¬ cych amoniak doprowadzono ponizej absorbera rurowego. Do chlodzenia kondensatem amoniaku, jako posredniego czynnika chlodniczego uzyto wo¬ dy chlodzacej o temperaturze do 28°. Zastosowano kondensator pionowy filmowy, otwarty po stro¬ nie wody chlodzacej.W tabeli przedstawiono dane porównawcze za¬ stosowanego sposobu absorpcji amoniaku wedlug wynalazku ze sposobem tradycyjnym, realizowa¬ nym dla analogicznej mieszaniny gazowej w ko¬ lumnie adiabatycznej o srednicy 1 m i wysokosci 16,7 m wypelnionej pierscieniami Raschiga.Tabela Cecha porównawcza Cisnienie absorpcji MPa Srednica absorbera m Wysokosc calkowita absorbera m Ilosc zaabsorbowanego 1 amoniaku kg/h Stezenie objetosciowe amoniaku w gazach wylotowych % Stezenie wagowe wody amoniakalnej na wy¬ locie z absorbera % Temperatura wody amoniakalnej na wy¬ locie z absorbera °C Temperatura wody chlodzacej kondensa¬ tor °C Sposób ^adiaba¬ tyczny absorpcji 0,9 1,0 16,7 788 0,4 10 75 — Sposób wg wyna¬ lazku 0,9- 1,0 16,0 ¦ 4920 0,4 1 18,9-^25,0 40-^65 10^-28 W przykladowym sposobie zastosowania wyna¬ lazku osiaga sie nastepujace korzysci: wielokrotnie zwieksza sie ilosc zaabsorbowanego amoniaku przy podobnych rozmiarach absorberów w stosunku do absorpcji adiabatycznej i przy tym samym steze¬ niu amoniaku w gazie wlotowym i wylotowym.W wyniku zastosowania chlodzenia posredniego 10 1S 20 25 30 35 40 45 50 55 60115 176 5 6 w przytoczonym przykladzie za pomoca amoniaku uzyskano, pomimo stosowania wody chlodzacej przemyslowej, wysoka niezawodnosc pracy ukladu absorpcyjnego i stale parametry pracy tego ukla¬ du.Pomimo wieloletniej pracy, nie zachodzi potrzeba zatrzymywania instalacji dla czyszczenia po¬ wierzchni chlodzacych. Otrzymuje sie po kolumnie absorpcyjnej dwukrotnie wyzsze stezenie wody amoniakalnej w stosunku do absorbera adiaba¬ tycznego, co umozliwia znaczne pomniejszenie in¬ stalacji destylacji uzyskanej wody amoniakalnej do amoniaku cieklego z równoczesnym obnizeniem kosztów eksploatacyjnych tej operacji. ' Urzadzenie wedlug wynalazku, w przykladzie wykonania sklada sie z absorbera 1 w czesci dol¬ nej 2 izotermicznej rurowej, stanowiacej jedno¬ czesnie odparowalnik posredniego czynnika chlod¬ niczego, a w czesci górnej 3 adiabatycznej zaopa¬ trzonego we wlot 4 gazu zawierajacego amoniak oraz wylot 5 gazów uwolnionych z amoniaku. Wo¬ da do absorpcji doprowadzona jest wlotem 6 a wo¬ da amoniakalna po zaabsorbowaniu amoniaku od¬ prowadzona jest wylotem 7. Amoniak chlodniczy doprowadzony jest do dolnej czesci absorbera 2 przewodem 11 z dolu zbiornika separatora 8. Amo¬ niak ten — posredni czynnik chlodniczy odparo¬ wany cieplem absorpcji- wyplywa w postaci pary przewodem 12 do zbiornika separatora 8 ponad po¬ ziom znajdujacego sie w nim amoniaku cieklego, ale pod demister 9 usytuowany w górnej czesci separatora 8. Kolejno pary amoniaku przechodza poprzez przewód 13 do kondensatora 10 chlodzo¬ nego woda wprowadzona przewodem 16 a odpro¬ wadzana przewodem 17. Wykroplony amoniak cie¬ kly splywa grawitacyjnie przewodem 14 do zbior¬ nika — separatora 8 pod. lustro cieczy rura we¬ wnetrzna 15 zamykajac obieg cyrkulacyjnyeh.Kaskadowe usytuowanie kondensatora 10, zbior¬ nika — separatora 8 oraz czesci dolnej absorbera 2 i polaczenie ich rurociagami — przewodami 12, 13, 14 i 11 f\vorzy samoregulujacy sie grawitacyjny zamkniety uklad, w którym krazy posredni czyn¬ nik chlodniczy bez stosowania jakichkolwiek urza¬ dzen podajacych i regulacyjnych. Sila napedowa cyrkulacji jest cieplo absorpcji amoniaku w wo¬ dzie, powodujace parowanie posredniego czynnika chlodniczego — amoniaku, a wielkosc cyrkulacji ustala sie samorzutnie zaleznie od wielkosci ab¬ sorpcji i wydzielonego w tym procesie ciepla.Zastosowanie takiego sposobu prowadzenia ab¬ sorpcji oraz urzadzenia pozwala na zwiekszenie zaabsorbowanego amoniaku w wodzie i jego ste¬ zenia w uzyskanej wodzie amoniakalnej, przy tym samym stezeniu amoniaku w gazie wlotowym i wylotowym. Uzycie posredniego czynnika chlod¬ niczego — amoniaku, pozwala na niezawodna pra¬ ce kolumny absorpcyjnej. Natomiast usytuowanie poza kolumna absorpcyjna urzadzen do kondensa¬ cji posredniego czynnika chlodniczego zapewnia stale parametry pracy samej kolumny oraz pozwa¬ la na latwy dostep w czasie oczyszczenia i remon¬ tów do elementów calego ukladu zwlaszcza kon¬ densatora.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób prowadzenia absorpcji gazów w cie¬ czach z wydzieleniem ciepla, zwlaszcza amoniaku w wodzie, w dwóch strefach: izotermicznej i adia¬ batycznej, znamienny tym, ze cieplo absorpcji od¬ biera sie z przestrzeni izotermicznej poprzez po¬ sredni czynnik cyrkulujacy w zewnetrznym ukla¬ dzie chlodzenia, przy czym wielkosc cyrkulacji prowadzona bez jakichkolwiek urzadzen podaja¬ cych i regulujacych zalezna jest jedynie od ilosci ciepla absorpcji wydzielonego w strefie izotermicz¬ nej urzadzenia do absorpcji i ustala sie samorzut¬ nie, niezaleznie od zmiennych parametrów procesu absorpcji zapewniajac stala temperature w tej strefie. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze cieplo odbiera sie przez odparowanie w przestrzeni miedzyrurkowej adsorbera rurowego urzadzenia do absorpcji posredniego czynnika chlodniczego, który doprowadza sie grawitacyjnie do dolnej czes¬ ci miedzyrurkowej absorbera rurociagiem z dolnej czesci zbiornika separatora, natomiast opary tego czynnika przepuszcza sie przewodem do górnej czesci zbiornika separatora, skad po oddzieleniu kropel cieczy, kolejno przechodza do kondensato¬ ra, gdzie sie je skrapla a po skropleniu w nim odbiera sie je grawitacyjnie w zbiorniku separa¬ torze i kieruje dalej do przestrzeni miedzyrurko¬ wej adsorbera rurowego. 3. Urzadzenie clo prowadzenia absorpcji gazów w cieczach z wydzieleniem ciepla, zwlaszcza amo¬ niaku w wodzie, zawierajace elementy takie jak: absorber rurowy, absorber adiabatyczny polaczone w jedna kolumne absorpcyjna, separator i kon¬ densator, znamienne tym, ze uklad separujaco-kon- densacyjny posredniego czynnika chlodniczego usy¬ tuowany jest poza ukladem absorpcyjnym i stano¬ wia go usytuowane kaskadowo: separator (8) i kondensator (10) polaczone miedzy soba ruro¬ ciagami (13 i 14) oraz polaczone z czescia izoter- miczna (2) urzadzenia absorpcyjnego rurociagami (11 i 12), przy czym najwyzej polozony jest kon¬ densator (10), nizej separator (8) a najnizej czesc izotermiczna (2) urzadzenia absorpcyjnego. ii 20 25 30 35 40 45 50115 176 E19JL Uz PZGraf. Koszalin D-779 110 A-4 Cena 100 zl PL