SE535846C2 - Sätt vid torkning där en delström av den cirkulerande gasen kontaktas med en absorptionslösning i medström - Google Patents
Sätt vid torkning där en delström av den cirkulerande gasen kontaktas med en absorptionslösning i medström Download PDFInfo
- Publication number
- SE535846C2 SE535846C2 SE1050619A SE1050619A SE535846C2 SE 535846 C2 SE535846 C2 SE 535846C2 SE 1050619 A SE1050619 A SE 1050619A SE 1050619 A SE1050619 A SE 1050619A SE 535846 C2 SE535846 C2 SE 535846C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- drying
- gas
- heat
- heat exchanger
- absorption
- Prior art date
Links
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims description 43
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims description 40
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 title claims description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 47
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 32
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 15
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- -1 wood Chemical class 0.000 claims 2
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 12
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical class [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical class [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Chemical class 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Chemical class 0.000 description 1
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 1
- WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M potassium formate Chemical compound [K+].[O-]C=O WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/263—Drying gases or vapours by absorption
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
- F26B21/08—Humidity
- F26B21/083—Humidity by using sorbent or hygroscopic materials, e.g. chemical substances, molecular sieves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
- F26B21/08—Humidity
- F26B21/086—Humidity by condensing the moisture in the drying medium, which may be recycled, e.g. using a heat pump cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
- F26B3/04—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour circulating over or surrounding the materials or objects to be dried
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
Description
20 25 30 35 535 846 och/eller kontakt i tvärström kommer man att blanda koncentrerad och utspädd lösning vilket leder till förlorad drivkraft i systemet. Ytterligare en annan orsak kan vara medryckning av hygroskopiska ämnen med gasen. Att rena det stora gasflödet utan att förlora torkförmågan är både svårt och dyrbart.
Uppfinningen Uppfinningen syftar till att undanröja flera av nackdelarna i de nuvarande systemen. Detta uppnås med sättet enligt uppfinningen med de kännetecken som anges i krav 1. Vidareutvecklingar och föredragna utföringsformer av uppfinningen anges i underkraven.
Uppfinningen bygger alltså pà att en gas cirkuleras mellan torkgods och en enhet för avlägsnande av lösningsmedel och àtervärmning. Cirkulationen innebär att energi och material hålls kvar i processen. Torkgodset kan vara en ostrukturerad bulkprodukt eller en systematiskt staplad produkt.
Kontaktapparaten skall skapa en god kontakt mellan gas och gods.
Processen kan utformas för kontinuerligt eller satsvis transport av torkgods. Gasen utgörs av en permanent gas och från torkgodset avdunstad vätska.
Processen kan även utformas med flera cirkulationskretsar för gas i samma materialflöde om man önskar ökad kapacitet eller olika processbetingelser.
I den efterföljande beskrivningen beskrivs uppfinningen för det fall att gasen utgörs av luft och lösningsmedlet av vatten.
Principen är att mättad gas från kontakt med det fuktiga godset överhettas innan den áterförs till torkgodset för fortsatt upptagning av fukt. Överhettningen genomförs huvudsakligen med värme från absorption av fukt från en mindre del av den cirkulerande gasen.
När lösningsmedlet bortskaffas frän torkgodset är det vanligt att andra ämnen följer med gasen. Dessa ämnen ger upphov till föroreningar om de inte tas om hand pà ett kontrollerat sätt. 10 15 20 25 30 35 40 535 B46 Ytterligare ett syfte med uppfinningen är därför tillhanda en miljövänlig torkprocess, vid vilken utsläpp av miljö- och/eller hälsofarliga ämnen reduceras eller elimineras.
Detta uppnås enligt uppfinningen genom anpassning av systemet lösningsmedel - absorptionsmedel så att ämnen som frigörs under torkningen fångas upp av absorptionsmedlet.
Absorptionsmedlet kan väljas så att föroreningen absorberas samtidigt med lösningsmedlet. Denna effekt blir särskilt kraftfull om föroreningen ingår som en del av absorptionsmedlet.
Vid torkning av trä avges organiska syror. Syrorna ger upphov till låga pH-värden och ökad risk för korrosion i systemet. I slutänden kommer de att ge upphov till en oönskad emission. Det är då lämpligt att använda motsvarande organiska salt som absorptionsmedel. Genom att kontrollera pH-värdet genom tillsats av den andra delen av absorptionsmedlet i form av ett billigt basiskt salt (t.ex. kaliumkarbonat) kan den avgivna föroreningen ingä i absorptionslösningen. Processen kommer därvid att producera den önskade lösningen av kaliumformiat och kaliumacetat i överskott. Som absorptionsmedel lämpar sig även en eutektisk blandning av natrium- och kaliumsalter, t.ex. acetater.
För torkgods som avger ett basiskt ämne såsom t.ex. ammoniak kan en svagt sur lösning, t.ex. ammoniumnitrat användas som absorptionslösning. Om man tillför salpetersyra för att kontrollera pH kommer ammoniak att bindas i lösningen. Istället för att ge upphov till en skadlig emission produceras ett värdefullt gödningsmedel.
Samma absorptionslösning kan användas om en gas som innehåller kväveoxider t.ex. en rökgas skall torkas. Om ammoniak tillförs kommer kväveoxiderna att absorberas i lösningen, vilket är mycket önskvärt. Rökgaser med rester av ammoniak förekommer t.ex. där man använt ammoniak som tillsats för att vid hög temperatur reducera kväveoxiderna. Ammoniumnitrat kan vara explosivt men dessa risker kan elimineras genom att använda tidigare tillämpade metoder inom kväveindustrin.
Om absorptionslösningen växelvis utnyttjas för torkning av ett material som avger syror t.ex. trädbränsle och för torkning av 10 15 20 25 30 35 535 846 rökgasen från förbränning av ett bränsle som innehåller alkaliska ämnen, t.ex. trädbränsle kan lättlösliga ämnen anrikas i lösningen i sàdan utsträckning att de avsedda hygroskopiska egenskaperna uppnås utan främmande tillsatser. Främmande ämnen i denna relativt ospecificerade lösning karaktäriseras av att de fälls ut som fast substans någonstans i processen, övriga ämnen är i princip önskvärda i lösningen. Man kan därmed avskilja oönskade ämnen genom filtrering. Överskottet av den önskade lösningen kan användas i andra liknande anläggningar eller för andra ändamål t.ex. frysskydd, halkbekämpning eller gödselmedel.
Samma funktion kan man också uppnå genom att kontakta en svagt sur absorptionslösning från en torkanläggning med en basisk aska. Efter filtrering erhålles en basisk starkt hygroskopisk lösning som är lämplig i torkprocessen.
En annan ämneskombination är ammoniak - vatten, där ammoniak är det flyktiga lösningsmedlet och vatten är absorptionsmedel med stor affinitet för lösningsmedlet.
Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen beskrivs i det följande i anslutning till pá de bifogade ritningarna visade utföringsexempel. Därvid visar Fig. 1 ett principiellt flödesschema för utvinning av fukt och återvinning av värme ur cirkulerande gasflöde i en torkprocess, Fig. 2 schematiskt en torkapparat med inre värmeväxlare omsluten av torkgods där absorptionen äger rum i värmeväxlaren och värme överförs direkt till torkgodset, Fig. 3 ett principiellt flödesschema för utvinning av fukt och återvinning av värme ur ett cirkulerande gasflöde i en torkprocess kombinerad med en kompressor, som ger en kombinerad kemisk och mekanisk värmepumpfunktion, Fig. 4 schematiskt en torkapparat med inre värmeväxlare omsluten av torkgods där absorptionen äger rum i värmevâxlaren och värme överförs 10 15 20 25 30 35 40 535 846 direkt till torkgodset i kombination med en kompressor som ger en kombinerad kemisk och mekanisk vârmepumpfunktion, och Fig. 5 utvinning av fukt och återvinning av värme ur ett cirkulerande gasflöde i en torkprocess där energiåtervinningen sker med kemisk och mekanisk värmepump.
Detaljerad beskrivning Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till utföringsexempel av uppfinningen. Lösningsmedlet absorberas i en lösning som består av ett absorptionsmedel med stor affinitet till lösningsmedlet och stor löslighet i detsamma. Om lösningsmedlet är vatten kallas sådana ämnen för hygroskopiska.
Kända hygroskopiska ämnen är mineralsalter, karbonater, alkoholer, glykoler samt salter av organiska syror såsom formiat och acetat. Salter av litium, natrium och kalium är frekvent använda, eftersom de har en god löslighet och stark affinitet till vatten. Även om i det följande för enkelhetens skull vatten och hygroskopiska ämnen diskuteras omfattar uppfinningen således alla andra tänkbara kombinationer av nämnt slag.
Såsom nämnts inledningsvis behandlas i dagens system hela gasflödet genom avfuktning och samtidig återvärmning i en adiabatisk process (latent värme i ångan överförs till sensibelt värme i gasen). Starkt hygroskopiska material medger en överhettning av gasen upp till nivån 100 K. Andra är betydligt mindre kraftfulla. Giftverkan, korrosion, löslighet, mm begränsar ofta valet till mindre kraftfulla ämnen. Den hygroskopiska potentialen (ofta kallad kokpunktsförhöjning) utgör systemets drivande kraft som därmed är starkt begränsad jämfört t.ex. med rökgasdrivna torksystem som arbetar med gas som kan vara flera hundra K. Följden av den lägre temperaturpotentialen är att det krävs betydligt större flöde av bärgas och därmed genomgående större areor, ytor och volymer.
Det specifika värmebehovet för att överhetta t.ex. luft är ca l kJ/kg, K. Vid 50 K överhettning krävs således ca SO kJ/kg luft. Ångbildningsvärmet i vattenånga är ca 2200 kJ/kg vilket innebär att ca 0,023 kg ånga behöver absorberas per kg gas som skall 10 15 20 25 30 35 40 535 846 värmas. Om gasens innehåll av ånga är betydligt större än 0,023 kg/kg kan man konstatera att endast en mindre del av gasen behöver tas i anspråk för absorptionen under förutsättning att större delen av vattenångan i den mindre strömmen absorberas. Om gasen utgörs endast av vattenånga eller om fuktig luft används i ett system som värms upp mot vattnets kokpunkt så att gasen kommer att domineras av ånga kommer ovanstående förhållande att accentueras. Vattenàngans specifika värme är ca 2 kJ/kg,K vilket innebär att andelen av gasflödet som måste delta i absorptionen ökar några % -enheter till: 50 x 2 / 2200 = 0,045 kg/kg.
Eftersom andelen ånga i gasen är hög minskar andelen gas som måste behandlas.
Enligt uppfinningen delas processen i två steg; 1. ett absorptionssteg där ånga absorberas i den hygroskopiska vätskan samtidigt som värme frigörs i vätskan. 2. ett andra steg för överföring av värme från vätskan till gasen.
Det första steget arbetar med koncentrerade medier och kräver en liten kontaktyta och en relativt liten drivande kraft. Det andra steget som innebär att värme skall överföras till en permanent gas kräver emellertid stor kontaktyta eller stor drivande kraft.
Som nämnts ovan är den drivande kraften vid avfuktning med hygroskopiska vätskor starkt begränsad varför det krävs betydande kontaktytor för att genomföra processen. Vid dagens förfaranden krävs således att en stor kontaktyta väts av en hygroskopisk vätska.
Uppfinningen bygger på att de två processerna separeras fysiskt så att det fuktiga gasflödet 1 värms i en stor men torr värmeväxlare 2 av konventionell utformning såsom framgår av Fig. 1. En delström 3 (5 - 50 % av huvudströmmen) tas ut före eller efter värmaren. Den mindre strömmen kontaktas med absorptionslösningen 4 i medström i en mindre värmeväxlare 5 där ytorna väts av lösningen. Redan vid den initiala kontakten med lösningen värms gas och lösning till en temperatur i närheten av det aktuella jämviktsvärdet för avfuktningen. Gas och vätska passerar därefter i samma strömningsriktning genom värmeväxlaren. Värmen överförs till den stora värmeväxlaren som värmer huvudflödet 1. 10 15 20 25 30 35 40 535 846 Termiskt är värmeväxlarna kopplade i motström vilket innebär att den positiva effekten av motström överraskande uppnás trots att gas och vätska kontaktas i medström. Den begränsande parametern för luftens torkningskapacitet är den temperaturhöjning som kan uppnås pà den stora strömmen av gas innan den leds till torkkammaren 6. Högst temperatur uppnås om man kontaktar den mest koncentrerade lösningen med den gas som har högst vattenhalt. Man når därmed något överraskande en högre absorptionstemperatur vid detta delade förfarande där absorptionen sker i medström än i det tidigare kända sammanslagna motströmsförfarandet. Kylningen i samband med absorptionen innebär att absorptionsprocessen kan absorbera mer fukt och leverera mer värme vid givna flöden än vid en adiabatisk process.
Absorptionsprocessen genomförs alltså till skillnad från känd teknik endast i en mindre delström till huvudflödet, den genomförs i medström och vidare är den kyld (d.v.s. ej adiabatisk). För att ta bort spår av absorptionslösningen i produkten kan den mindre delströmmen från absorptionen om nödvändigt renas, såsom antyds vid 7, även med metoder med hög specifik kostnad eller våta metoder som tar bort gasens torkande förmåga. Man kan även överväga att leda bort den mindre gasströmmen efter absorption. Sådana åtgärder är omöjliga eller mycket kostbara vid den kända tekniken.
Om den avfuktade strömmen àterfuktas i ett reningssteg bör den därefter behandlas enligt punkt 2 nedan. Om gasen inte fuktas kan den utnyttjas på något av nedanstående sätt: l.Gasen återförs till huvudströmmen efter värmaren, pil 8, där gasens torkförmåga kan utnyttjas 2. Gasen àterförs till huvudströmmen före värmaren, pil 9, där torkförmågan ytterligare förbättras genom värmningen. 3. Gasen leds genom det färdigbehandlade torkgodset, pil 10, varvid den torra gasen återvinner värme genom kylning (och torkning) av torkgodset. A 4. Gasen leds först genom värmaren och därefter genom en kylzon i torkgodset för att uppnå kraftigare torkning och samtidig kylning av torkgodset, pil 11. 10 15 20 25 30 35 40 535 846 5.0m man önskar ett visst undertryck i apparaten kan en del av gasen ledas bort från processen, vilket ej visas i figuren. Eftersom gasen är relativt fattig på energi är det lämpligt att välja denna gas för detta ändamål. Även ett annat sätt att leda bort gas anvisas nedan.
För att uppnå avsedd arbetstemperatur för processen tillförs ånga, pil 12, till det cirkulerande gasflödet. Ångan kondenserar i det kalla torkgodset samtidigt som värme överförs till godset.
Godsets temperatur styr den cirkulerande gasens sammansättning genom att en vid stigande temperatur stigande andel ånga tränger undan annan gas (luft). Hög temperatur ger därmed en hög andel ånga och en låg andel syre i gasen vilket motverkar brand och explosion. Arbetstemperaturen styrs genom en kontrollerad tillsats av ånga. Tillförd ånga kan också utnyttjas för att ge materialet önskad temperatur- och fuktprofil t.ex. som en efterbehandling av den torkade produkten. Om den tillförda ångan kontaktas med lösningen från processen kan flyktiga ämnen återföras till processen tillsammans med ångan på det sätt som framgår av Fig. 1 genom värmetillförsel och indunstning 13. Ånga och föroreningar tillförs den varma gasen, pil 12, och renad koncentrerad lösning avleds, pil 14.
Arbetstemperaturen kan förändras under processen t.ex. vid värmekänsliga material genom ökad eller minskad ångtillförsel.
Om lösningsmedlet inte är brännbart föredras ett utförande där arbetstemperaturen ligger nära lösningsmedlets kokpunkt så att gasens sammansättning motverkar brand och explosion. Denna strävan måste avvägas mot torkgodsets tàlighet för högre temperaturer.
Den fuktiga gas som passerar genom det kalla torkgodset vid godset inlopp 15 vid kontinuerlig godsmatning eller initialt vid periodiskt arbetssätt kommer att förlora fukt och energi genom kondensation varvid materialet värms och fuktas. Den återstående gasen blir således utarmad på fukt och energi och innehåller främst permanent gas (luft) och andra ämnen som torkgodset eventuellt avgivit och som i kontakt med absorptionslösningen är flyktigare än lösningsmedlet. Speciellt de ämnen som har låg affinitet till absorptionslösningen t.ex. koloxid och andra hydrofoba ämnen t.ex. kolväten anrikas i denna ström. Av denna ström evakueras en viss andel från processen, pil 16, lämpligen 10 15 20 25 30 35 40 535 846 så att halten av brännbara ämnen i systemet begränsas till en icke brännbar nivå. Samtidigt skapas ett undertryck i systemet som motverkar läckage till omgivningen från systemets eventuella läckagepunkter. Den evakuerade gasen kan behandlas t.ex. genom förbränning för att undvika påverkan på omgivningen samt för att utnyttja gasens energiinnehåll. Evakueringens storlek styrs dels av undertrycket i systemet och dels av halten brännbara ämnen i gasen så att brand och explosion undviks.
Det värmeväxlarsystem som utnyttjas kan utgöras av 2 separata regenerativa värmevåxlare 2, 5 med en värmeöverförande vätska mellan värmeväxlarna såsom visas i Fig. 1 men även andra värmeväxlarsystem kan utnyttjas. Systemet kan också utformas med en värmeväxlare så att absorptionen kan genomföras på värmeväxlarens ena sida och gas eller gods kan värmas på den andra. Periodiskt arbetande s.k. rekuperativa värmeväxlare användas där en (mindre) del av värmeväxlaren sätts i kontakt med absorptionsprocessen som värmer värmeväxlarmaterialet för att därefter kontaktas med huvudflödet av gas som tar upp nämnda värmemängd. Sådana växlare kan utformas som två eller flera separata enheter som arbetar periodiskt. En annan vanligt förekommande utformning är roterande hjul med särskilda sektorer för de olika medieflödena. En mindre vanlig utformning som kan användas är en stationär enhet av värmeyta som utformats så att mediaflödena omdirigeras periodiskt på önskat sätt.
En annan utformning av uppfinningen framgår av Fig. 2. Här placeras värmeväxlaren så att den innesluts av torkgodset. Ett flertal apparatkonstruktioner med inbyggda värmeväxlare för traditionella värmemedier är kända sedan tidigare. Enligt uppfinningen genomförs absorptionen i detta fall på värmeytans ena sida och på den andra sidan överförs värmen direkt till torkgodset. Detta framgår av Fig. 2, där en värmeväxlare 21 är anordnad i en torkapparat 22. Torkgods, pil 23, leds in i kontaktapparaten via en ände och torkat gods, pil 24, tas ut ur kontaktapparaten vid en andra ände. Fuktig bärgas cirkuleras från den andra änden med hjälp av en fläkt 25 eller motsvarande till värmeväxlarens 21 ingàngsände, pil 26, vartill också tillförs koncentrerad absorptionslösning, pil 27. Bärgas från värmeväxlaren cirkuleras med hjälp av en fläkt 28 eller motsvarande, efter avskiljning av en utspädd lösning, till 10 15 20 25 30 35 40 535 846 10 inloppet för torkgods i kontaktapparaten, pil 29, eventuellt tillsammans med del av den andra cirkulerande bärgasströmmen (26).
En sådan utformning har fördelar i form lägre behov av gasflöde och apparatvolymer men också nackdelar i form av ett större beroende av torkgodsets egenskaper. Det är givetvis också möjligt att utnyttja en värmebärare för att föra värme från en absorptionsanordning enligt Fig. 1 och en värmeväxlare enligt Fig. 2. Vid denna utformning är den termiska kopplingen i motström inte lika viktig som i det tidigare beskrivna fallet.
Som framgår av Fig. 2 påverkas den också av kontaktapparatens utformning.
Ytterligare en annan utformning framgår av Fig. 3 och 4 där systemet kompletterats med en kompressor 30 respektive 40 som höjer trycket pà den gas som skall delta i absorptionen.
Härigenom stiger den temperatur som uppnås vid absorptionen vilket bl.a. minskar behovet av värmeöverförande yta, vilket ger ökad kapacitet i en given apparat. Det kan vara lämpligt att befria gasen fràn stoft och andra störande ämnen före kompressorn. Detta kan ske genom filtrering, tvättning eller med hjälp av en separerande värmeväxlare. Om absorptionslösningen tillförs med stort tryck kan en ejektor som utnyttjar energin i vätskan ersätta eller komplettera kompressorn. Den renade lösningen kan koncentreras ytterligare genom multipelindunstning och kopplas ihop med andra processer, såsom generering av ånga, elproduktion etc.
Behovet att rena gasen före kompressorn samt önskemålet att minska kompressorns storlek och kraftbehov kan tillgodoses om absorptionssteget sker i en värmeväxlare på samma sätt som visas i Fig. 1 och 2, men där värmebäraren mellan de två värmeväxlarna 50, 51 utgörs av ett arbetsmedium i en mekanisk värmepump så att mediet förgasas i värmeväxlaren 50 som levererar ånga till kompressorn 52. Efter kompression kondenseras ångan i en konventionell värmeväxlare 51 som värmer torkgas eller torkgods.
Denna princip illustreras i Fig. 5.
Den mekaniska värmepumpen är en känd teknik som kombineras med den nya absorptionstekniken. Den kemiska värmepumpen kompenserar 10 15 535 846 11 den mekaniska värmepumpens oförmåga att behandla stora förorenade gasvolymer av lågt tryck samtidigt som den mekaniska värmepumpen kompenserar den kemiska värmepumpens oförmåga till stora temperaturlyft. En begränsad tillsats av mekanisk energi via kompressorn minskar också behovet att tillföra ånga för att upprätthålla temperaturen i processen. Givetvis kan de två lösningarna kombineras så att en förvärmning sker i ett steg (kemisk eller mekanisk värmepump) och slutvärmning sker med värme vars temperatur lyfts i båda stegen. Kompressorn kan drivas med lågt varvtal, låg tryckuppsättning och låg energiförbrukning så att främst den kemiska värmepumpen arbetar.
För att öka anläggningens kapacitet ökas kompressorns kapacitet så att torktemperaturen ökas. Detta ger stora möjligheter att låta produktionen följa den aktuella kostnaden för elkraft genom att kompressorns kapacitet varieras.
Claims (17)
1. Sätt vid torkning av torkgods under utnyttjande av en absorptionslösning innehållande ett absorptionsmedel med stor affinitet för den vätska som skall avlägsnas från torkgodset och med hög löslighet i nämnda vätska, där en gas cirkuleras mellan en torkenhet innehållande torkgods och en enhet för avlägsnande av från torkgodset upptagen vätska och återvärrnning av gasen, kännetecknat av att sättet omfattar två steg, nämligen ett första steg i vilket en delström (3) av den cirkulerande gasen (1) bringas i kontakt med absorptionslösning i medström i en första värmeväxlare (5) samtidigt som kylning sker i motström i nämnda första värmeväxlare och ett andra steg i vilket värme från det första steget utnyttjas vid torkning av torkgodset (6)-
2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att gasen efter passage av torkgodset i det andra steget värms i motström i en andra, indirekt värmeväxlare (2) med det från det första steget resulterande värmet, varvid nämnda delström (3) av gasen (1) tas ut ur gasströmmen före eller efter nämnda andra värmeväxlare för att införas i det första steget.
3. Sätt enligt krav 2, kännetecknat av att en värmebärare i form av ett arbetsmedium för en mekanisk värmepump cirkuleras mellan de två värmeväxlarna, varvid nämnda värmebärare förgasas i värmeväxlaren (50) i vilken nämnda delström bringas i kontakt med absorptionslösning i medström, att bildad ånga levereras till och komprimeras i en kompressor (52) varifrån ångan leds till och kondenseras i den värmeväxlare (51), som värmer torkgas eller torkgods.
4. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att det första steget genomförs i en av torkgods innesluten värmeväxlare (21), varvid absorptionen genomförs på ena sidan av värmeväxlarens värmeyta samtidigt som kylning sker och värme överförs direkt till torkgodset på den andra sidan.
5. Sätt enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att nämnda delström utgör mellan 5 och 50 % av den cirkulerande gasen.
6. Sätt enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att vätskan som skall torkas bort är vatten och att absorptionsmedlet är hygroskopiskt.
7. Sätt enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att absorptionsmedlet anpassas genom tillsatser så att oönskade ämnen som frigörs under torkningen fångas upp av absorptionsmedlet. 10 15 20 25 30 35 535 845 13
8. Sätt enligt krav 6, kännetecknat av att vid torkning av torkgods som avger organiska syror, t.ex. trä används motsvarande organiska salt som absorptionsmedel, varvid pH-värdet styrs genom tillsats av ett basiskt salt, t.ex. K2CO3.
9. Sätt enligt krav 7, kännetecknat av att vid torkning av torkgods som avger ett basiskt ämne används syror som tillsats till absorptionslösningen.
10. Sätt enligt krav 9, kännetecknat av att när det avgivna ämnet är ammoniak, en svagt sur lösning, t.ex. ammoniunmitrat, används som absorptionsmedel och salpetersyra som syra för att styra pH-värdet.
11. Sätt enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att delströmmen efter värmeväxling leds direkt tillbaka till torkprocessen.
12. Sätt enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att delströmmen renas med avseende på rester från absorptionslösningen.
13. Sätt enligt något av kraven 7 - 12, kännetecknat av att absorptionslösningen utnyttjas växelvis för torkning av ett material som avger syror, t.ex. trädbränsle, och för torkning av rökgasen från förbränning av ett bränsle, som innehåller alkaliska ämnen, t.ex. trädbränsle.
14. Sätt enligt krav 13, kännetecknat av att absorptionslösningen filtreras för avlägsnande av bildad fast substans.
15. Sätt enligt krav 13, kännetecknat av att svagt sur absorptionslösning från en torkanläggning bringas i kontakt med en basisk aska och att efter filtrering den därvid erhållna basiska starkt hygroskopiska lösningen äterförs till torkprocessen.
16. Sätt enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att nämnda delström helt eller delvis avleds från systemet efter absorption och värmeväxling.
17. Sätt enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att trycket på nämnda delström höjs innan den bringas i kontakt med absorptionslösningen.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1050619A SE1050619A2 (sv) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Sätt vid torkning där en delström av den cirkulerande gasen kontaktas med en absorptionslösning i medström |
US13/702,966 US20130081413A1 (en) | 2010-06-17 | 2011-06-16 | Method in treating solvent containing gas |
PCT/SE2011/050757 WO2011159244A1 (en) | 2010-06-17 | 2011-06-16 | A method in treating solvent containing gas |
EP11796061.7A EP2582447A4 (en) | 2010-06-17 | 2011-06-16 | PROCESS FOR TREATING GAS CONTAINING SOLVENT |
CA2802840A CA2802840A1 (en) | 2010-06-17 | 2011-06-16 | A method in treating solvent containing gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1050619A SE1050619A2 (sv) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Sätt vid torkning där en delström av den cirkulerande gasen kontaktas med en absorptionslösning i medström |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1050619A1 SE1050619A1 (sv) | 2011-12-18 |
SE535846C2 true SE535846C2 (sv) | 2013-01-15 |
SE1050619A2 SE1050619A2 (sv) | 2014-03-04 |
Family
ID=45465202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1050619A SE1050619A2 (sv) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Sätt vid torkning där en delström av den cirkulerande gasen kontaktas med en absorptionslösning i medström |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE1050619A2 (sv) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016043651A1 (en) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | Åbyhammar Med Enskild Firma Scandry, Tomas | Method for thermal treatment of raw materials comprising lignocellulose |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE537981C2 (sv) * | 2014-04-04 | 2016-01-05 | Valutec Ab | Förfarande vid torkning av gods med luft, energiåtervinningssystem och torkanordning. |
CN108105795B (zh) * | 2017-07-10 | 2023-04-18 | 昊姆(上海)节能科技有限公司 | 压缩式、吸收式热泵耦合烟气处理设备 |
CN109489374A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-03-19 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种粉煤灰热泵循环干燥收集系统及方法 |
CN110513999A (zh) * | 2019-08-25 | 2019-11-29 | 西北工业大学 | 一种基于吸收式热泵的热管换热除湿装置 |
-
2010
- 2010-06-17 SE SE1050619A patent/SE1050619A2/sv not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016043651A1 (en) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | Åbyhammar Med Enskild Firma Scandry, Tomas | Method for thermal treatment of raw materials comprising lignocellulose |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE1050619A2 (sv) | 2014-03-04 |
SE1050619A1 (sv) | 2011-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8500886B2 (en) | Apparatus for removing carbon dioxide from a gas | |
US8236093B2 (en) | Power plant emissions control using integrated organic rankine cycle | |
SE535846C2 (sv) | Sätt vid torkning där en delström av den cirkulerande gasen kontaktas med en absorptionslösning i medström | |
RU2495707C2 (ru) | Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе электростанции | |
CN104772114B (zh) | 一种有机吸附饱和活性炭再生装置 | |
JP2022024062A (ja) | ボイラの効率を向上させるための方法及びシステム | |
CA2877852C (en) | Exhaust gas treatment system | |
US20130081413A1 (en) | Method in treating solvent containing gas | |
US9168484B1 (en) | Falling microbead counter-flow process for separating gas mixtures | |
KR102548290B1 (ko) | 프리쿨러를 구비한 배기가스의 폐열 회수 및 백연 저감 장치 | |
WO2020102467A1 (en) | Exhaust gas purification system and method and data processing system for monitoring at least one exhaust gas purification system | |
SE446560B (sv) | Sett vid forbrenning av vatten och/eller vetehaltiga brenslen och utvinning av energi ur vid forbrenningen bildade rokgaser, rening av dessa samt anordning for genomforande av settet | |
EP2644250B1 (en) | Exhaust gas treatment system | |
CN106268093B (zh) | 沸石废气处理系统 | |
CA2900203A1 (en) | Combustion and flue gas treatment system and sox removal unit | |
KR102446997B1 (ko) | 후단 히터를 구비한 배기가스의 폐열 회수 및 백연 저감 장치 | |
CN109351136A (zh) | 一种湿法脱硫后烟气除湿方法及设备 | |
RU2809298C1 (ru) | Устройство рекуперации тепла выхлопных газов и уменьшения белого дыма с предварительным охладителем | |
SE0802386A1 (sv) | Metod för förbränning av en torkad slamprodukt i en slambrännare | |
CN110813014A (zh) | 气体处理系统 | |
WO2023249632A1 (en) | Volatile material concentrators | |
PL209063B1 (pl) | Sposób spalania paliw stałych w tlenie | |
Bittrich et al. | Integration of open absorption cycles for combined heat recovery and dehumidification into technological systems | |
WO2023229583A1 (en) | Volatile material filters | |
CN110822973A (zh) | 气体处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |