SE434428B - Forfarande for desorption i absorptionsvermepump - Google Patents

Description

'JI Lh 40 7910148-1 turintervaller B atminstone delvis beläget under temperaturintervallet A, och systemet avger värme i temperaturíntervallet C, som är beläget under temperaturintervallcn A och B. Detta är fallet med termoomvandlaren enligt den franska patentskriften 2321098.

I detta fall avger man i temperaturintervallet A en värme- mängd Q2, som är mindre än den värmemängd Q1, som mottages i temperaturintervallet B, varvid en värmemängd Q2-Q1 avgives i temperaturintervallet C.

Med absorptionsvärmepump avses i det följande varje anordning, som upptager värme endast ovanför den omgivande temperaturen och motsvarar den ovan nämnda allmänna defini- tionen oavsett om det är fråga om fallet 1 eller fallet 2.

I båda fallen 1 och 2 innefattar cykeln åtminstone ett absorptionssteg, under vilket en gasfas av en arbetsfluid, som verkar såsom löst ämne bringas till beröring med en vätskefas, vilken användes säsom lösningsmedel, samt ett desorptionssteg, under vilket-den lösning, som erhållits vid absorptionssteget, återger en vätskefas, som är utarmad på löst ämne, och en gasfas, som är rik på löst ämne.

Desorptionssteget utföres vanligtvis genom att man tillför lösningen S, som erhållits under absorptionssteget, till ett kärl, som uppvärmes genom indirekt kontaktutbyte med en yttre Fluid, varvid erhålles en vätskefas L, som är utarmad pä löst ämne och en ångfas V, som är rik på löst ämne, såsom visas i fig. la. När den använda lösningsfasen själv är flyktig, är det vanligt att i absorptionskylmaskiner rena ångfasen V genom att åtminstone delvis rena den, återföra en del av den kondenserade vätskefasen, och åstadkomma mot- strömskontakt mellan ångfasen V och äterflödet, exempelvis i en kolonn med bottnar.

För att minska medbringningen av lösningsfasen i ångan V, kan förfaras såsom visas i fíg. lb. Lösningen S införes upptill í en motströmskontaktzon och man åstadkommer en äng- fas V' nedtíll i denna kontaktzon genom förångning av en del av vätskefasen L"', som avdrages nedtill i nämnda zon, vilken exempelvis utgöres av sådana bottnar, som vanligtvis användes vid destillation eller absorption. När lösningen S införes 1 denna motströmszon, blir ångan rik på löst ämne och utarmad på lösningsmedel, under det att lösningen utarmas pä löst ämne och blir rik på lösningsmedel. Den på löst ämne utarmade la 7910148-1 vätskefasen L avdrages fran förångaren W. Problemet framstår klart vid betraktande av desorptionon av en ammoniaklösning.

Om man förfar såsom visas i fig. la och därvid utövar ett tryck av 8 kp/cm: samt använder en lösning innehallande 50 viktsprocent NH3, sker följandegnndvisi utveckling av koncentrationerna i vätskefasen L och ängfasen V i beroende av temperaturen: Temperatur OC 54,2 71,3 É , Víktsandel NH; 0,5 0,4 i vätskefas ' Viktsandel NH3 i ängfas 7 102,8 142,4 ss 0,25 o,o9 0,99 0,97 0,94 0,88 0,3 .-,..._....»..~ .,...........>.. --.__- Genom att höja temperaturen erhåller man sålunda en vätskefas innehållande allt mindre ammoniak, men den mängd vatten, som medbringas i angfas ökar snabbt. Speciellt vid en temperatur av 142,4OC förangas lösningen fullständigt.

Om man däremot förfar såsom visas i fig. lb, är det möjligt att hälla ångan V, som avgår fràn motströmskontakt~ zonen, vid en koncentration nära den, som svarar mot jämn- vikt med den ursprungliga lösningen, dvs. en viktsandel av 99% ammoniak vid ett tryck av 8 kp/cm: och en lösning inne- hållande 50 viktsprocent NH3, varvid samtidigt erhålles en vätskefas L, vars koncentration ammoniak svarar mot uppvärm- ningstemperaturen vid bottnen av motströmszonen, vilket tillåter en langt driven desorption. Ett sådant arrangemang när beskrivet speciellt i den nämnda franska patentskríften.

Vid detta förfarande maste emellertid all den nöd- vündiga värmen avgivas vid en temperatur, vilken ligger nära müttningstemperaturen för vätskefasen L, som avgår från motströmskontaktzonen, vilken temperatur stiger i takt med ökad desorption.

Det har befunnits, att det genom uppfinningen är möjligt att upprätthålla en bög ammoniakkoncentration i ångfasen samtidigt som den nödvändiga värmen avgives inom ett tempera- Inrinlervall, som är avsevärt större än vid förfarande enlig! fig. lb, varigenom det är möjligt att för uppvärmning av anläggningen använda överskottsvärmc i sådana fall, då detta skulle vara omöjligt vid förfarandet enligt fig. lb.

Det enligt uppfinningen förbättrade desorptionssteget 'u i Lfl 40 1910148-1 i värmepumpar och absorptionskylmaskiner illustreras i fig. lc och består i att man tillför en första fraktion S1 av lösningen S, som underkastas desorptionssteget i en uppvärm- nings~ och förängningszon E, í vilken lösningen S1 fortskrid- ande uppvärmes och förangas inom ett temperaturintervall A mellan en begynnelsetemperatur Ti och en sluttemperatur Tf genom värmeväxling med en utanför desorptionzonen befint- lig fluid, varvid alstras en ângfas V' och eventuellt en vätskefas L', som separeras från varandra, samt att man tillför en andra fraktion S2 av lösningen S till en desorp- tionszon D, i vilken man åstadkommer kontakt mellan fraktíonen S2 och ângfasen V', varvid erhålles en vätskefas L", vilka faser L' och L" bildar fasen L, som ätercirkuleras till absorptionssteget.

Lösningen S1 kan vara fullständigt förångad (L' existe- rar da icke) och i sådant fall upptages hela fasen L vid utgången av zonen D. Även om man, såsom illustreras i fíg. 1c, föredrager att S1 och S2 utgör två identiskt lika sammansatta fraktioner av lösningen S, som underkastas desorptionssteget, kan man även tillföra hela lösningen S till ett övre parti av zonen D (S2=S) och bilda lösningen S1 genom partíell uttagning av vätskefasen S'1 vid en mellanliggande nivå av zonen D (S1=S'1).

Det sistnämnda förfarandet är emellertid i de flesta fall allt mindre fördelaktigt ju djupare ned i zonen D uttagningen utföres.

Lösningen, som underkastas desorptionssteget, utgöres i regel av åtminstone ett parti av den lösning, som erhålles under absorptionssteget, men detta utesluter icke att den kan innefatta andra vätskefraktioner.

Det förhåller sig sålunda exempelvis så, att när den från desorptionszonen avgående ångan kondenseras vid ett tryck nära trycket i desorptionszonen, eventuellt efter blandning med en vätskefraktion, och att den sålunda erhållna lösningen partlellt förângas vid ett tryck nära trycket i absorptionszonen i ändamål att åstadkomma den ångfas, som tíllföres till absorptionszonen, kan den återstående vätsko- fasen kommande från den nämnda förângningen, helt eller delvis tillföras till desorptionszonen för att bilda ett parti av lösningen S; lv LH b! LII 40 7910148-1 Med fluid utanför desorptionszonen avses antingen en fluid utanför kylmaskínen eller vürmepumpen, som innefattar desorptionsteget enligt uppfinningen och avger värme, eller en fluid, som under ett annat steg i samma kylmaskin eller värmepump cirkulerar exempelvis under ahsorptionssteget.

När lösningen SI tillföres vid en temperatur, som är lägre eller lika med dess koktemperatur, börjar den förångas vid koktemperaturen. Förångningsíntervallet kan väljas i beroende av den yttre uppvärmningsfluidens ankomsttemperatur.

Det största intervallet korresponderar med en fullständig förångning, varvid sluttemperaturen av förångningen då är lika med daggtemperaturen av ångan, som har samma komposition som den ursprungliga lösningen. Ä Exempelvis i det fall, att en ammoníaklösning inne- häller 50 viktsprocent NH5 vid ett tryck av 8 kp/cmg, ligger salunda intervallet A mellan en begynnelsetemperatur Ti av Oc.

Det är salunda möjligt att avgiva den nödvändiga värmen 51,2 UC och en sluttemperatur Tf mellan 54,2 OC och 142,4 inom ett mycket stort temperaturintervall, under det att i det fall, som illustreras i fig. lb, det för att erhålla en vätskefas och en ångfas med kompositioner, som liknar dem, som erhålles genom förfarandet enligt uppfinningen, är nöd- vändigt att all värme avgives vid en temperatur nära tempera- turen Tf.

Genom förfarandet enligt uppfinningen är det sålunda möjligt att öka disponihel värme inom ett stort temperatur- intervall eller astadkomma värmeavgivning med en betydligt större medeltemperaturskillnad och en värmeväxlingsyta, som är mindre.

När trycket i desorptionszonen är lägre än trycket i absorptionszonen, lösningen S1 är tryckavlastad före dess passage i uppvärmningszonen E, och om dess temperatur före tryckavlastningen är högre än koktemperaturen efter tryckavlastnhg är det fördelaktigt att underkyla lösningen S1 före tryckavlastningen i ändamål att draga nytta av största möjliga förångningsintervall. För underkylning av lösningen S, är det exempelvis möjligt att före tryekavlast- ning åstadkomma en termiskt utbyte med en fraktion av denna samma lösning, som förangas efter tryckavlastningen. Ett sådant arrangemang redovisas i exemplet 2, som illustreras i .n LH 40 1910148-1 fig. J.

Vid förfarandet, som illustreras i fig. lc, är det möjligt att vid slutet av förängningen uppnå en temperatur, som korrespenderar med daggtemperaturen av en ånga med samma komposition som begynnelselösningen. Därvid erhålles en koncentration av löst ämne, vilken korresponderar med den mättade vätskan i jämnvikt med en sådan ånga, och som ut- gör den nedre gräns, som koncentrationen av löst ämne kan uppnå i fasen L.

Den ovan beskrivna modifíkatíonen av desorptions- och värmeväxlingssteget medför ingen ändring av förfarandets övriga steg och kan införas i godtycklig värmepump och absorptionskylmaskin. Speciellt absorptionssteget gör det möjligt att utnyttja olika kända sätt för kontakt mellan ângfasen, som bildar det lösta ämnet, och vätskefasen, som bildar lösningsmedlet, speciellt det kontaktsätt, som beskrives i den franska patentansökan 7828170/1978, och som består i att man i absorptionszonen åstadkommer motströmskontakt mellan ângfasen, som bildar löst ämne, och en del av vätske- fasen, som bildar lösningsmedlet, varvid den andra delen blandas med den ängfas, som avgår från motströmskontaktzonen.

Det viktigaste stegen i det förfarande, som svarar mot arrangemanget i fig. lc, är sålunda företrädesvis följande: a) man åstadkommer i en absorptionszon kontakt mellan en gasfas, som utgör löst ämne, och en vätskefas, som utgör lösningsmedlet, varvid erhålles en lösning S; b) man tillför en första fraktion S1 av lösningen S till en uppvärmningszon, i vilken fraktionen åtminstone delvis förángas medelst värmeväxling med en utanför desorptionszonen befintlig fluid; c) att man åstadkommer motströmskontakt mellan den från steget b] erhållna ångfasen och en andra fraktion S2 av lös- ningen S; dl att man kondenserar dmifrün steget c) erhållna âng~ fasen, varvid värme avgives till en yttre fluid; e) att man åtminstone delvis fördngar den frdn steget d) erhållna lösningen, varvid värme uttages från en yttre fluid; fl att man till absorptionszonen âtercirkulerar den fran steget e) erhållna ångfasen och den från stegen bl och U1 40 7910148-1 Q) orhallna vätskefasen.

För att öka den värmeenergi, som har till uppgift att föränga lösningen S1, är det generellt sett fördelaktigt att åstadkomma en motsvarande värmeväxling med ett kontaktsätt, som är sa näralíggande mutströmskontakt som möjligt.

Det termiska nivaerna för de yttre fluiderna, med vilka det termiska uthytet försiggar, är olika i de ovan nämnda fallen 1 och 2.

I fallet 1 utföres absorptionssteget vid ett tryck, som högst är lika med trycket i desorptionszonen, varvid värme avgives till en yttre fluid inom ett temperaturínter- vall A och en lösning S erhålles, som desorberas under ut- tagande av värme från en yttre fluid inom ett temperatur- intervall B, samt en ångfas alstras, som åtminstone delvis kondenseras vid ett tryck nära trycket í desorptionszonen under avgivande av värme till en yttre Fluid i ett temperatur- intervall A, och som åtminstone delvis aterföràngas vid ett tryck nära trycket i absorptionszonen under uttagande av värme frán en yttre fluid i ett temperaturíntervall C samt ätercírkuleras till absorptionszonen.

Ett föredraget genomförande av detta Eörfarande inne- fattar: 1) att tryckavlasta och till en första trycknívâ för- ånga åtminstone en del av en köldvätska, som bildar löst ämne, i en vñrmeväxlare, varvid uttages värme Eran en yttre Fluid, samt att astadkomma värmevaxling mellan ångfasen, som är bildad av den förangade köldvätskan, och vätskefasen, som är bildad av köldvütskan före tryckavlastningen; 2) att absorbera köldvätskan i en vätskefas bildad av den från desorptionszonen kommande fattiga lösningen, var- vid absorptionsvärmen överföres till en yttre fluid t.ex. vatten eller luft i en vürmeväxlare; 3) att pumpa den sålunda erhållna rika lösningen för att bringa den till en andra tryckniva nära det tryck, som rader i desorptionszonen, och att åstadkomma värmevüxling mellan den rika lösningen och den från desorptionszonen kommande fattiga lösningen; 4) att uppdela den rika lösningen i två fraktioner S och S2, och att åstadkomma värmeväxling mellan fraktionen I S1 och den från desorptionszonen kommande fattiga lösningen; U! 40 791o14ees-1 ) att åtminstone delvis förånga fraktionen S1 i en värmeväxlare, varvid värme uttages fran en yttre fluid; 6) att tillföra den sålunda erhållna blandningen av vätska och anga till bottnen av desorptionszonen; 7) att tillföra fraktionen Så till desorptionszonen vid ett ställe av denna, som är beläget ovanför en avdriv- níngszon, i vilken köldvätskan, som befinner sig i löst till- stånd i fraktionen S2, åtminstone delvis desorberas medelst den från bottnen av desorptionszonen kommande ângfasen genom direkt motströmskontakt; _ 8) att rena den från avdrivningszonen utkommande ängfasen i en reningszon belägen ovanför stället för tillförande av fraktionen S2, varvid man åstadkommer direkt motströmskontakt mellan ångfasen och ett återflöde av vätska; 9] att kondensera den från reningszonen utkommande ângfasen genom att i en värmeväxlare överföra kondensations- värme till en yttre fluíd t.ex. vatten eller luft; ) att såsom återflöde återföra ett parti av den sålunda erhållna vätskefasen till steget 8) varvid den åter- staende fraktionen âtercirkuleras till steget 1); 11) att från desorptionszonen avdraga en fattig lösning och återföra den till steget 2).

I fallet 2 âstadkommes absorptionssteget vid ett tryck, som är åtminstone lika med trycket i desorptionszonen, varvid värme avgives till en yttre fluid i ett temperaturintervall A och en lösning S erhålles, som desorheras under uttagande av värme från en yttre fluid i ett temperaturintervall B, och varvid alstras en ångfas, som åtminstone delvis konden- seras vid ett tryck nära trycket i desorptionszonen under avgivande av värme till en yttre fluid i ett temperaturinter~ vall C, och som åtminstone delvis âterförângas vid ett tryck nära trycket i absorptionszonen under uttagande av värme från en yttre fluid vid en temperaturnivä B samt återcirkuleras till absorptionszonen.

Ett föredraget genomförande av detta förfarande inne- fattar: 1) att í närvaro av ett vätsketillskott kondensera den från en desorptionszon kommande ângfasen, varvid värme av- gives till en yttre fluid t.ex. vatten eller luft i en värme- växlare vid en första trycknivå efter värmeväxling med den LH PJ (II .u 'JI 40 7910148-1 9 fran varmevfixlaren kommande vätskefasen; Z) att pumpa vätskefasen för att bringa den till en andra trycknivä nära det i absorptionszonen rådande trycket; 3) att åtminstone delvis föränga vätskefasen under uttagande av värme fran en yttre fluid efter utförd värme- vaxling såsom under steget 1); 4) att separera üngfasen och vätskefasen; ) att till steget 1) efter tryckavlasning tillföra ett parti av den från steget 4) kommande vätskefasen såsom vätsketíllskott till den från desorptionszonen kommande ângfasen; 6) att blanda den återstående fraktíonen med den rika lösning, som kommer från absorptionssteget; 7) att förkyla den salunda erhållna blandningen genom värmeväxling med en första fraktion av blandningen, som tryckavlastas och åtminstone delvis förangas; 8) att uppdela den från steget 7) kommande blandningen i tre fraktioner P1, FZ och P3, av vilka den första fraktionen F1 genom förängning gör det möjligt att utföra den förkylning, som beskrivits i anslutning till steget 7), varvid den erhållna blandningen av vätska och ånga tillföres till bottnen av desorptionszonen, den andra fraktionen FZ bildar fraktionen S2, som tryckavlastas och tillföres till övre partiet av desorptíonszonen, och den tredje fraktionen P3 bildar frak- tíonen S1 som tryckavlastas och åtminstone delvis förangas under uttagande av värme från en yttre fluid, varvid den erhållna blandningen av vätska och ånga tillföres till bottnen av desorptionszonen; 9) att i desorptionszonen åstadkomma direkt motströms- kontakt mellan vätskefasen och ângfasen, varvid en fattig lösning upptages vid bottnen av desorptionszonen; ) att genomföra ett absorptionssteg genom att bringa den från steget 9) kommande fattiga lösningen i kontakt med den från steget 4) kommande àngfasen, varvid erhålles en rik lösning; 11) att atercirkulera den från steget 10) kommande rika lösningen till steget 0).

Absorptionssteget kan utföras genom att direkt blanda den från steget 4) kommande angfasen med den från steget 9) kommande fattiga lösningen och genom avgivande av ahsorptions~ v! '_71 40 7910148-1 värmen till en yttre fluíd t.ex. vatten eller luft. Det är även möjligt att utföra absorptionssteget genom att åstad- komma motströmskontakt mellan en första fraktion av vätske- fasen, som erhållits genom desorptionssteget, varvid ång- fasen, som erhållits genom motströmskontakten, blandas med en andra fraktion av vätskefasen, den sålunda erhållna blandningen av vätska och ånga kondenseras, och värme från blandningen under loppet av kondensationen tillföres till en yttre fluid.

Det är uppenbart att var och en av de ovan nämnda värme- växlingarna kan utföras i ett eller flera steg, varvid varje värmeväxling utföres med antingen en yttre fluid eller ett flertal fluider. Likaså kan de termiska utbytena utföras vid olika temperaturnivåer inom ett och samma intervall.

Exempelvis i fallen 1 och 2 kräver de båda värmeväxlingar, som utföres i intervallet B, icke âstadkommande av lika temperaturer.

I vissa fall, speciellt när det gäller köldalstring, är det nödvändigt att vid utgången av desorptionszonen ha en ängfas, som är praktiskt taget ren ifråga om komponent, som under absorptionssteget bildar det lösta ämnet. I sådant fall är det nödvändigt att ovanför desorptionszonen anordna en reningszen, där reningen âstadkommes genom motströms- kontakt, t.ex. i en kolonn med bottnar, mellan den från desorptíonszonen utkommande ångfasen och ett parti av vätske- fasen, vilken alstrats genom kondensation av den från renings- zonen utkommande ångan.

Uppfinningen är tillämpbar speciellt i det fall, då det lösta ämnet utgöres av ammoniak och lösningsmedlet ut- göres av vatten, men även andra lösta ämnen och andra lös- ningsmedel kan användas rena eller i blandninfl.

Lösningsmedlet kan även utgöras av ett organiskt sådant t.ex. dímetylformamid, dimetylsulfoxid, N-metylpyrrolidon, tetraetylen glykol dimetyl eter, trihutyl fosfat, etylen glykol , dietylen glykol, bensylalkohol, anilin eller ett kolväte valt exempelvis bland paraffinkolvätena.

Det lösta ämnet (vars kok- eller sublimeringstemperatur är lägre än för lösningsmedlet) kan förutom ammoniak utgöras av ett kolväte t.ex. propan, butan, pentan eller ett halo- generat kolväte såsom difluorklormetan,fluordiklormetan eller Ul 1.

'Ju JU 7910148-1 ll difluordiklormetan, under förutsättning att de är lösliga i lösníngsmedlet, varvid upplösningen försiggâr under fri- göríng av värme.

Allmänt sett kan varje par löst ämne och lösningsmedel användas under förutsättning dels att de är kemiskt stabila vid förekommande temperaturer och tryck, dels att det lösta ämnet och lösningsmedlet vid förekommande temperaturer och tryck kan förangas rena eller i blandning, varvid det lösta ämnets flyktighet dock är större än lösningsmedlets, samt att det lösta ämnet upplöses i lösningsmedlet under frigöring av värme.

Trycket i desorptionszonen hälles företrädesvis mellan 1 och 20 har.

Fraktionen av lösningen S1 utgör med fördel 10-90%, företrädesvis 10-70% av lösningen S, varvid återstoden ut- gör fraktionen S2.

Temperaturen av den yttre fluíden i desorptionszonen, som avger den för förangningen av lösningen S1 nödvändiga värmen, ligger inom ett temperaturintervall mellan 0-ZOOÜC, företrädesvis mellan 50 och 150°C.

Absorptions- och desorptionsstegen utföres företrädes- vis i kolonner av den typ, som mestadels användes inom kemítekniken för att genomföra sådana operationer, men andra anordningar, speciellt anordningar innefattande mekanisk omröring, kan användas.

Blandningar av en gasfas och en vatskefas kan utföras antingen genom enkel blandning i ledning, eller i ett kärl innefattande mekanisk omröring, eller i en kontakt:on av typen med strilning, bottnar, eller fyllning. Nämnda blandningar och avgivandet av värme genom åtminstone partiell kondensation av dessa blandningar kan utföras antingen successivt, varvid blandningszonen är skild från den värme- växlare, i vilken värmen avgives till den yttre miljön, eller samtidigt, exempelvis genom att utföra blandningen i ett kärl, som är försett med en vörmeväxlare för kylning.

Utföringsexemplen pd uppfinningen illustreras i fig. Z och 3 samt genom de i det följande beskrivna exemplen l och 2. För enkelhetens skull är fig. 2 och 3 beskrivna i anslut- ning till exemplen I och Z med de har allmän giltighet och für icke tolkas såsom en begränsning till de i exemplen an- lO 40 7910148-1 12 givna beloppen.

EXEMPEL l Exemplet illustreras i fig. Z och avser en anordning fall, Genom en rörledníng l med bottnax ett flöde av 9 t/h av en blandning av vätska svarande mot det som ovan betecknats med fallet l. tillför man till en kolonn Cl vars komposition i viktsandelar är: NH5 47 H20 = 53 Nedtill i kolonnen Cl separeras vätskefraktionen och ångfraktionen, vilken har ett flöde av 4,2 t/h. Vätskefrak- tionen blandas med den vätska, som avgår från den första och ånga, || wo gro bottnen, vilken är anbragt ovanför kolonnens bottengavel, och ângfraktionen tillföres till bottnarna.

Kolonnen Cl innefattar ll bottnar och är verksam med ett tryck av 1,1 MPa vid toppen.

Upptíll uppsamlar man ammoniakanga, vars renhet över- stiger 99 %, och som kondenseras i värmeväxlaren E101 genom kylning till en temperatur av SSOC medelst kylvatten (i tem- peraturintervallet A enligt den allmänna definitionen).

Medelst värmeväxlaren EIO1 bortföres 4,86 x 106 kJ/h.

Kondensatet upptages i ett kärl Bl och ett kondensat- flöde, som utgör 10% av det vid utloppet från värmeväxlaren Elül upptagna kondensatet, återcirkuleras till kolonnen Cl medelst pumpen P2 och rörledningen S. Den återstående frak- tionen tillföras genom ledningen 4 till värmeväxlaren El03, från vilken den avgår genom rörledníngen S. Fraktionen tryck- avlastas då genom ventilen V1 till ett tryck av 0,4 MPa och Eörångus i värmeväxlaren El07 vid en temperatur av -SOC, varvid en yttre fluíd avkyles i temperaturintervallet C enligt den allmänna definitionen. Man bortför sålunda 4,19 x 106 kJ/h. Ammoniakângan tillföres medelst en rörledning 6 till värmeväxlaren E1D3, varifrån den avgår genom rörledningen 7.

Genom att blanda denna ånga med den lösning, som till- Föres genom rörledningen 8, erhåller man en blandning av vatten och ammoniak innehållande 47 viktsprocent ammoniak.

Denna blandning kondenseras i värmeväxlaren El01 genom kyl- ning till SSOC medelst kylvatten i temperaturintervallet A enligt den allmänna definitionen.

J! Lfï 40 7910148-1 13 Den erhållna lösningen avgår från värmeväxlaren E10Z genom rörlodningen 9, upptages i kärlet BZ och drives medelst pumpen P1 till värmeväxlaren E104, varifrån den i vätskeform avgår genom rörledningen 10 vid en temperatur av SUOC. Ett flöde av 9,13 L/h tillföres genom rörlednlngen I1 till kolonnen C1 ovanför den femte bottnen nedífrán räknat. Den âterstaendo fraktionen tíllföres genom rörledningen 12 till värmeväxlaren E105, varifrån den avgår genom rörledningen 13 vid en temperatur av 10006. Den återstående fraktionen tillföres da till värmeväxlaren E106, i vilken den fort- skridande förängas mellan 1000 och 140°C under upptagande av värme fran yttre fluid, som inströmmar genom rörledningen 14 vid en temperatur av 150°C och utströmmar genom rörlede ningen 15 vid en temperatur av 110°C (temperaturintervallet B enligt den allmänna definitionen), Man tillför sålunda rinoraoingon 6,7 x 106 kJ/h. Nedan i kolonnen c1 uttogos en vätskefas innehållande 23 viktsprocent NH3, vilken genom rörlodningen 16 tillföres till värmeväxlaren E105, varifrån den avgår genom rörledningen 17, och därefter till värme- växlaren E101, varifrån den genom rörledningen 18 tillföres till tryckavlastníngsventilen V2.

EXEMPEL 2 Exemplet illustreras i fig. S och avser en anordning motsvarande det ovan nämnda fallet 2.

Till kolonnen C6 tillför man genom rörledníngen 68 ett angflöde av 5,75 t/h vars sammansättning i viktsandelar är: NH3 : 80 % H20 : 20 l Kolonnen C6 har sex bottnar och är verksam med ett tryck vid toppen av 20 bar. Ångfasen, som tíllföres genom rörledníngen 08, bringas i kolonnen C6 i kontakt med en lösning, som tillföres genom rörledningen 60 och ínnehaller 1 viktsprocent ammoniak.

Genom rörledningen oi upptages en ângfas, som blandas med ett flöde av 7,03 t/h (rörledningen 61) av identiskt lika komposition som den vätskefas, som tillföres genom rörledningen 00. Blandningen av vätska och ånga tillföres till värmeväxlaren E116, i vilken den kondenseras under av- givande av 8,5 x 106 kJ till ett vattenflöde, som förângas 'ul '41 40 7-910148-1 14 vid ISOOC (temperaturíntervallet A enligt den allmänna definitionen).

Blandningen av vatten och ammoniak avgår i kondenserat tillstånd fran värmeväxlaren E116 genom rörledningen 04 och den erhållna lösningen blandas med den lösning, som avgår fran kolonnen C6 genom rörledningen 67. Blandningen av de båda lösningarna avgår genom rörledningen 96 och förenas med ett vätskeflöde av 1,1 t/h (rörledningen 95) från kärlet BS. Den sålunda erhållna lösningen tillföres genom rörled- ningen 97 till värmeväxlaren E117.

I värmeväxlaren E11? avkyles den genom rörledningen 97 tillförda lösningen från 1550 till 115OC genom värmeväxling med ett flöde av 4,15 t/h, som uttages från den från värme- växlaren E11? avgående lösningen genom rörledningen 98 och som tryckavlastas genom ventilen V10 och delvis förângas mellan 1050 och 145oC.

Den genom rörledningen 98 kommande lösningsfraktionen, som icke tillföres till värmeväxlaren E117, passerar ventilen V9 och föràngas delvis i värmeväxlaren E118 från 1050 till 145°C. Man uttager sålunda 10,07 x 106 kJ från en yttre fluid, vilken utgör en från en destillationskolonn kommande petroleum- fraktion, som ankommer vid 160°C och avgår vid 119°C [tempera- turintervallet B enligt den allmänna definitionenl. Bland- ningen av vätska och ånga, som avgår frán värmeväxlaren E11S genom rörledníngen 91, förenas med den blandning av vätska och ånga, som avgår från värmeväxlaren E117 genom rörledningen 93, och den därvid erhållna blandningen av vätska och ånga tillföres till kolonnen C7 genom rörledningen 88. Nedtill i kolonnen C7 separeras vätskefraktionen och ångfraktionen. Ångfraktionen bringas i kontakt med den genom rörledníngen 94 kommande vätskefasen och tryckavlastas genom ventilen V11.

Kolonnen C? har 12 bottnar och är verksam med ett tryck vid toppen av 0,6 MPa. Den ånga, som vid toppen avgår genom rör- ledningen 72, blandas med den genom rörledningen 74 kommande lösningen, och blandningen av vätska och ånga tillföres genom rörledningen 73 till värmcväxlaren E119. Från värmeväxlaren E119 tillföras blandningen av vätska och ånga till kondensorn E120, i vilken den avkyles till SOOC medelst ett vattenflöde (temperaturintervallet C enligt den allmänna definitionen).

Den erhållna lösningen innehåller 55 viktsprocent ammoniak 7910148-1 och npptages i kürlet Bo samt tillföres medelst pumpen P7 till värmeväxlaren E119, varifrån den avgår vid en temperatur av 1US0C och därefter genom rörledningen S5 tillföras till värmeväxlaren E1Z1, där den fortskridande fördngas till 145OC.

Man uttager sålunda 6,72 x 106 kJ från en yttre fluíd, som utgör en andra petroleumfraktion från samma destillations- kolonn som den petroleumfraktíon, som tillföres till värme- växlaren E118. Denna yttre fluíd ankommer vid 160°C och avgår vid ll0OC (temperaturíntervallet B enligt den allmänna definitionen). Blandningen av vätska och ånga, som avgår från värmeväxlaren El21, upptages i kärlet B5. Vätskefasen avgår genom rörledningen 92 och separeras i två fraktioner, vilka avgår genom rörledningarna 95 och 75.

Såsom framgår av detta exempel, kan den lösning, som tíllföres till desorptionssteget uppdelas i flera än två fraktioner, vilka nödvändígen innefattar S1 och S2. En från 51 och S¿ skild lösningsfraktíon, som tillföres till desorp- tionssteget, kan sålunda Eörångas separat IE117) i ändamål att kyla ifrågavarande lösning. I

Claims (14)

1. 7910148-1 lá P3 tillät-ål! l. Förfarande för drift av absorptionsvärmepump eller en absorptionskylanordning, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar följande steg: a) att man hríngar en ângfas (V"), som skall lösas, er- hallen i steget (el i direkt kontakt med en vätskcfaš (L') och en vätskefas (L") erhållna í steget (b) respektive (c), i en absorptionszon, varvid vätskefaserna (L') och (L") utgör lösningsmedel för ângfasen (V"), som skall lösas, och man tillvaratager en lösning (S); b) att man delar lösningen (S) i en första fraktion (S1) och en andra fraktion (S2), tillför lösningens (S) första fraktion (S1) till en indirekt kontaktvärmeväxlingszon och indirekt bringar fraktionen (S1) i kontakt med en yttre värme- fluid i den nämnda indirekta kontaktvärmeväxlingszoncn, till- varatager en ängfas (V') och en restvätskcfas (L'l, separerar vätskefascn (V') från restvätskefasen (L') och âterför vätske- fasen (L') till steget (a); I c) att man i motströmskontakt direkt bringar ångfasen (V') från steget (b) i kontakt med lösningens (S) andra fraktion (S2) i en desorptionszon, separat tíllvaratager en ângfas (V) och en vätskefas (L"), och âtermatar vätskefasen (L") till steget (a); d) att man bringar ångfasen (V) att passera från steget (c) genom en kondenseríngszon, utvändigt kyler kondenseríngs- zonen med en utvändig kylfluid och tillvaratager en konden- serad fas (C); * e) att man bríngar den kondenserade fasen (C) att passera genom en förångningsåon, utvändigt värmer förångníngszonen med en yttre värmefluíd i ändamål att Eörånga åtminstone en del av den förångade fasen (C), tíllvaratager en ängfas (V"), och äter- matar ângfasen (V") till steget (a);

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den yttre värmefluiden utgöres av en värmekälla utanför värmepumpen eller kylanordningen.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att man hringar lösningens (S) fraktion (S1) i motströmskontakt med den yttre värmefluidcn i steget (b).

4. Förfarande enligt något av krav l-3, k ä n n e t e c k- n a t av att den lösta substansen utgöres av ammoniak och lösníngsmedlet utgöres av vatten. 7910148-1

5. körfarnnde enligt nagot av krav 1-3, k ä n n e t e c k - n a t av att den substans, som skall lösas, utgöres av ett kolvüte och att lösningsmedlet är valt från en grupp innefattande dímetylformamid, dimetylsulfoxid, N-metylpyrrolidon, tetraetylen- glykoldimotyleter, tributylfosfat, etylenglykol, díetylenglykol, bensylalkohol, anilin och kolväten. o.

6. Förfarande enligt nagot av krav 1-3, k ä n n e t e c k - n a t av att den substans, som skall lösas, utgöres av ett halogenerat kolväte och att lösningsmedlet är valt från en grupp innefattande dímetylformamid, dimetylsulfoxid, N-metylpyrrolidon, tetraetylenglykoldimetyleter, tributylfosfat, etylenglykol, dietylenglykol, bensylalkohol, anílin, och kolväten.

7. Förfarande enligt nagot av krav 1-6, k ä n n e t e c k - n a t av att lösningens (S) fraktion (S1) utgör 10 - 90 % av lösningen (S), varvid återstoden utgör fraktionen (S2).

8. S. Förfarande enligt något av krav 1-7, k ä n n e t e c k - n a t av att trycket i stegets (c) desorptionszon är 1 - 20 bar.

9. Förfarande enligt något av krav 1-8, k ä n n e t e c k - n a t av att temperaturen av stegets (c) yttre vämefluid är vald inom omradet från OOC till ZOÜOC.

10. Förfarnnde enligt något av krav 1-9, k ä n n e t e c k - n a t av att trycket i steget (a) är högst trycket i steget (cl, trycket i steget (d) i huvudsak är detsamma som i steget le), och trycket i steget re) 1 huvudsak är detsamma som i steget La).

11. Förfarande enligt nagot av krav 1-10, k ä n n e t e c k - n a t av att det innefattar det ytterligare steget att man bringar en del av den kondenserade Fasen (C), som erhdllíts i steget (d), i motströmskontakt med den nngfus (V), som erhållits fran steget fc), i ändamnl att rena nämnda ângfas (V1, och att man därefter matar den därvid erhållna renade dngfasen (V) till steget (d) sasom nämnda üngfas (V) och den därvid erhållna tvüttvütskefasen till steget (c) i ändamål att bríngas till kon- takt med angfasen (V').

12. Förfarande enligt något av krav 1-9, k ä n n e t e c k - n a t av att trycket i steget la) är åtminstone lika med trycket i steget le), uti trycket i steget (d) í huvudsak är det- samma som i steget (c), och att trycket i steget Le) i huvudsak är detsamma som i steget La). 791014-8-1 H

13. Föríarunde enligt något av kran 1-12, k ä n n e - t e c k n a t av att det innefattar de ytterligare stegen dels (E) att man utleder en icke absorberad restångfas (V"'] frân stegets (a) nbsorptíonszon, dels Lg) att man blandar nämnda ângfns (V"*) med en del av åtminstone en av vätske- faserna (L'), bringar den erhållna blandningen att passera genom en kylníngszon och kyler den erhållna blandningen med en yttre värmeupptagande fluíd, samt därvid tíllvnratager en kyld vätskefas, som man blandar med lösningen (S).

14. Förfarande enligt något av krav 1-13, k ä n n e - t e c k n a t av att det innefattar det ytterligare steget att man bríngar den i steget (a) erhållna lösningen (S) i motströmskontakt med den ângfas (V), som erhållits i steget (c), innan man delar lösningen (S) i nämnda första fraktion (S1) och andra fraktion (S2), samt att man matar den erhållna kontaktade ángfasen till steget Cd) såsom den nämnda ångfasen (V).