TW491723B - Improved multiple column generator for aqua-ammonia absorption system - Google Patents
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Description
491723 A7 一 ___ B7_ 五、發明説明(i ) 發明背景 氨水吸收系統的主要組件係採用一吸收器、產生器、 凝結器以及一蒸發器。此技藝所習知的此等系統譬如揭示 於美國專利5,367,884、5,548,971及5,490,393號,這些氨水 吸收系統的設計及操作可能為熱泵、冷凍設備、冷卻器、 加熱器具、及冷卻與加熱器。 一氨水吸收系統的產生器係以一蒸餾管柱方式運作 並包括一鍋爐、一剝離段或剝離器及一精餾段等組件。在 一或多個進給或入口點將進給至產生器之組成物導入產生 器’此組成物含有來自系統吸收器的一種含氨溶液。鋼爐 經設計可產生與熱輸入相重合之液體與蒸氣逆流,在一有 限長度或高度的鍋爐上導入主熱量而造成熱輸入區域中產 生顯著的氨濃度變化。部份系統中以一再沸器取代銷爐, 再沸器中從一主能量源輸入熱量,但除了來自管柱底部附 近液體所平衡分離出的蒸氣之外並不具有顯著的氨分離。 因此,一再沸器簡單地讓蒸氣回到產生器管柱。 剝離段包含比最高(最冷)進給點更低之產生器管柱中 所有的段。在剝離段中,從離開蒸餾管柱底部之溶液回收 熱量,所回收的熱量將回到鍋爐上方的管柱部份。剝離段 包含三部份:一溶液加熱脫附器(SHd)、一絕熱脫附器或一 產生器-吸收器熱交換(GAX)脫附器、以及鍋爐。SHD係為 在弱溶液前往吸收器之前從弱溶液(亦即來自產生器管柱 底部的溶液)抽取熱量之剝離段部份。剝離段的絕熱脫附器 並不具有熱輸入且通常位於最冷的進給點與SHD之間。 本紙張尺度適财關緖準(CNS) Μ規格(210X297公釐) "—" (請先閲讀背面之注意事项再塡寫本頁}
491723 A7 _ B7 五、發明説明(2 ) GAX脫附器藉由利用來自產生器管柱底部之弱液的熱傳 遞、或是藉由一次級流體而從吸收器接收熱量。通常,一 GAX氨水吸收系統中之一產生器將具有一 GAX脫附器或 一絕熱脫附器,但不會同時具有兩者。當此系統採用強液 GAX時,係使用一絕熱段,對於弱液gaX或次級流體GAX 則使用一 GAX脫附器。產生器的另一組件為一精餾器,此 精餾器係為比最高(最冷)進給點更高之產生器段,上述的 此等產生器顯示於圖中並在下文進一步詳述。 從系統吸收器對於產生器管柱之進給物係為一種包 含具有較高氨含量溶液之濃液,但在部份操作條件下可能 低達約20%。此濃液與從產生器導往吸收器的弱液不同, 弱液包含在額定條件下具有約1%至約15y❶、通常約3%至約 5%氨的一含水組成物。在習知的強液gax吸收循環中,將 一部伤強液通過GAX吸收器中的一熱交換器,並將溶液加 熱超過其起泡點變成兩相的混合物,藉以回收熱量。並未 通過G A X熱交換器之強液部份則在精餾器底部或底部附 近導入產生器内作為處於起泡點溫度或低於起泡點溫度之 單相液體。對於產生器之第二進給流係為通過GAX吸收器 的強液部份,在比第一單相液體進給更低的一位置將第二 進給流(包括液體與蒸氣)導入產生器。上述氨水吸收系統 中所採用之習知產生器已經將位於比精餾器更低之產生器 的所有段放入單個殼體内、或放入彼此相疊定向的多個殼 體内,使其藉著以重力驅動從一段到下一段沿著管柱往下 的液體流所操作。部份情形中,精餾器亦亦位於產生器的 本紙張尺度適用中國國豕標準(Cns) A4規格(210X297公楚:) -----------------------裝…… (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可丨 •線丨 A7 -------------B7^_ 五、發明説明(3 ) " ---- 其餘部份上方(位於另—殼體t或同—殼體中)。習知系統 中’其中精餾器並未完全放置在比產生器其餘部份更高 處’已經使用_氣泡果(亦稱為蒸氣揚升泵)將液體從精館 器底部泵送至產生器的其餘部份頂部。 發明概論 本發明之改良的產生器係分成複數個管柱,其配置方 式可使得一較低溫管柱的底部比一較高溫管柱的頂部更 低,利用受到進給流所驅動之引射器將液體從一管柱的底 部泵送至下個管柱的頂部。本發明的另一項實施例中,使 用一分離的精餾器段將液體從精餾器導往吸收系統溶液泵 的入口並藉由溶液泵予以泵送至剝離段管柱的頂部。 圖式簡單說明 第1圖為包含複數個管柱以及藉由進給流所驅動的引 射器之本發明的一種產生器總成的示意圖;及 第2圖顯示本發明的另一項實施例,其中精餾器係位 於一分離的管柱中,並使用系統溶液泵將液體從精餾器段 的底部泵送至其他的產生器段。 較佳實施例的詳細描述 本發明中,一種改良的氨水吸收系統產生器係使用複 數個管柱,各管柱包含一或多個產生器段,管柱大致配置 於相同海拔高度使得一管柱的最低端比另一管柱的上端更 低。 第1圖所示的氨水吸收系統中,一吸收器10包括一溶 液冷卻吸收器(SCA)熱交換段11以及一產生器-吸收器熱交 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉Α4規格(210X297公釐) 6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| :線· 491723 A7 B7 五、發明説明(4 換(GAX)段14。從吸收器10流到產生器的濃液係分割而僅 使得一部份流通過GAX吸收器段的熱交換器。第1圖顯示 在SCA之前的分流器15將流予以分割,但亦可如第2圖所示 在SCA之後將流分割。來自溶液泵12的強液在前往SCA之 前亦可通過一溶液冷卻精餾器的熱交換線圈。並未通過 GAX熱交換器的溶液係引導通過硬管21前往引射器27、然 後前往絕熱產生器段26。通過GAX熱交換器的14之流體部 份藉由硬管13引導至引射器25、然後前往產生器的溶液加 熱脫附器段24。圖示實施例中,精餾器28及絕熱段26位於 分離的管柱中,而鍋爐22及SHD段24係位於一第三管柱20 中,這三個管柱的配置可使得最低溫管柱28的底部比下個 較熱管柱26頂部更低,而管柱26的底部則比最熱的管柱20 頂部更低。因此,需要將液體從一較冷管柱的底部泵送至 下個較熱管柱的頂部,使得液體繼續從最冷段流至最熱 段。亦可使用不同的管柱組合,譬如可使用兩個產生器管 柱,其中絕熱脫附器及精餾器段位於單個管柱中而鍋爐及 SHD位於另一分開的管柱中。另一替代方式中,可對於鍋 爐及SHD段使用一分離的管柱,其中對於一絕熱段或一 GAX脫附器段採用一第二管柱。圖示實施例中,第二管柱 26可依據此裝置所需要的功能而為絕熱段或為GAX脫附 器段。如圖所示,可將數個管柱便利地安裝或定位在大約 相同位置,亦即大致彼此互呈水平。管柱係在進給點(亦即 沿著一產生器長度之點,並在此處將進給流導入)分割或分 離開來,若不需要藉由一斷裂產生一較短的管柱,則不需 7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) A7 — ___ Β7 五、發明説明(5 ) 在兩進給點將管柱斷裂開來。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 需要將液體從各管柱的底部泵送至下個管柱的頂 部,使得液體繼續沿著管柱從最冷段往最熱段流“下,,。過 去製造的某些家用及商用氨水器具已經藉由氣泡泵(亦稱 為瘵氣揚升泵)達成此泵送。然而,根據本發明,使用引射 器(有時稱為喷射泵、射出器、或抽吸器)以進給液體作為 機動力將液體從一管柱泵送至下個管柱的頂部。GAX的強 液貫行方式係具有對於產生器的兩個進給流,故可在使用 三個管柱的產生器中具有兩個引射器及兩個斷裂點。其他 的GAX方法(譬如弱液及次級流體熱傳遞)以及不使用gax 的氨水系統)係具有對於產生器的一個進給流,故可具有使 用兩個管柱之一個引射器及一個斷裂點。兩情形中,使用 進給流本身來提供泵送液體的機動力,在產生器受到分割 之管柱端點或附近處將用於驅動各個引射器之進給流導入 管柱中。 使用引射器時,需要在進給流導入管柱的點將各別的 管柱予以分割。因此,藉由各別的管柱段所需要的進給點 來決定各個管柱的長度及端點。此外,各個引射器係位於 一管柱段底下,所以來自一管柱段的液體係藉由重力流入 引射器中而在此處連同一液體進給流一起送入。如圖所 示’未受GAX(產生器-吸收器熱交換)作用的進給流係驅動 引射器27,藉以連同來自吸收器1〇的進給流將來自精餾器 管柱28底部之液體一起導往絕熱或GAX段管柱26頂部。引 射器25係由來自吸收器1〇的GAX段之未受GAX(產生器-吸 本紙張尺度適用中國國家標準(哪)A4規格(21〇χ297公釐) A7 五、發明説明(6 ) 收器熱交換)作用的溶液進給流所驅動,此溶液係連同來自 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 段26底部之進給液體經由硬管17在管柱2〇頂部處一起導往 SHD段的頂部。 第2圖所不的本發明實施例中,精餾器係為一分離的 段’且來自精餘器管柱的液體係進給至系統溶液泵12並從 此處泵送至下個管柱的頂部。如第2圖所示,來自精餾器管 柱28的底部之液體係進給至溶液泵12的入口,並在此處連 同來自吸收器的溶液經由分流器15及管件23一起泵送至管 柱30頂部。並且,其餘的產生器段可能位於一或多個分離 的管柱中。 可能如圖所示在精餾器與絕熱或GAX段之間將管柱 予以分割,其中其餘的產生器段(絕熱或GAX段36、SHD段 31、及锅爐段32)係包含在一第二管柱3〇中;或如第1圖所 示在絕熱與SHD段之間予以分割。兩種構造中,使用既有 的溶液泵將精餾器液體及吸收器溶液泵送至下個較熱段的 頂部。若如上述及第1圖所顯示使用一第三管柱,則一引射 器25將液體從第二管柱(亦即絕熱或gax段)系送至第三管 柱(亦即SHD段)的頂部,此引射器25係由已經通過GAX熱 父換器的一相進給流所驅動。第2圖亦顯示位於從精顧器28 至溶液泵12的管件中之一降壓裝置33,在管線中需要此降 壓裝置將較南的精餾器壓力降低至溶液果入口的壓力,適 當的降壓裝置可能為一孔口、毛細管、閥或類似物。 使用多個管柱來降低產生器的整體高度,藉以改良包 裝並提供具有空間(高度)優點之多種系統設計。並且,使 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X2.97公釐) 9 491723 A7 _B7_ 五、發明説明(7 ) 用液體進給而非氣泡泵所驅動的引射器將可免除產生驅動 氣泡泵所需要之蒸氣所具有的能量缺點。熟悉此技藝者瞭 解本發明之上述及其他優點。 元件標號對照 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 10…吸收器 11…溶液冷卻吸收器(SCA)熱 交換段 12…溶液泵 13…硬管 14…產生器-吸收器熱交換 (GAX)段 15…分流器 17…硬管 20…第三管柱 21…硬管 22…鍋爐 23…管件 24…溶液加熱脫附器段(SHD段) 25…引射器 26…第二管柱(絕熱或GAX段 管柱) 27…引射器 28···第一管柱(精餾器管柱) 30…第二管柱 3卜.SHD段 32…鍋爐段 33…降壓裝置 36…絕熱或GAX段 10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
Claims (1)
- 491723 經濟部智慧財產局員工消費合作社印剩衣 A8 BS C8 D8 六、申請專利較圍 1· 一種氣水吸收裝置’其包含一吸收器總成(1〇)、一產生 器總成、一滅結器及一蒸發器,該產生器總成係包含一 锅爐段(22)、一溶液加熱脫附器段(24)、一絕熱脫附器 或GAX脫附器段、以及一精餾器段,其中該產生器總 成之特徵在於:複數個管柱(2〇,26,28,30),各管柱包 含一或多個該等管柱(26),該等管柱的配置可使得一第 一管柱(28)的最低端比一第二管柱(26)的頂端更低;泵 送裝置係包含一或多個引射器,該等引射器藉由來自該 吸收器的一進給流所驅動,以將液體冷媒從一較低溫管 柱(28)的底部泵送至下個較熱的管柱(26)的頂部;或一 溶液泵(12),其用於泵送其中的液體溶液;以及第一管 件(3 5)’其用於將液體從該第一管柱的底部導往該溶液 栗的入口,以及第二管件(13),其用於將液體溶液從該 溶液泵導往該第二管柱的頂部。 2·如申請專利範圍第1項之裝置,其包含一第二管柱(3〇) 以及一第一管柱(28),該第二管柱(3〇)包含該鍋爐 (22)、溶液加熱脫附器(24)及絕熱或GAX脫附器段,該 第一管柱(28)包含該精餾器段。 3.如申請專利範圍第1項之裝置,其包含一第二管柱(2〇) 以及一第一管柱,該第二管柱(2〇)包含該鍋爐(22)、溶 液加熱脫附器(24),該第一管柱包含該絕熱或GAX脫附 器及精餾器段。 4·如申請專利範圍第1項之裝置,其包含一第三管柱 (20)、一第二管柱(26)以及一第一管柱(28),該第三管 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---·-----------------訂·丨丨 ------線--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 491723 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 申請專利範圍 柱(20)包含該鍋爐(22)及溶液加熱脫附器(24)段,該第 二管柱(26)包含該絕熱或GAX脫附器段,該第一管柱 (28)包含該精餾器段。 5·如申請專利範圍第i、2、3或4項之裝置,其中該泵送裝 置包含該等引射器並包括一泵(12),藉以將一液體進給 流從該吸收器總成(1〇)泵送至該一或多個引射器。 6·如申請專利範圍第1項之裝置,其中該吸收器總成(1〇) 包含一吸收器及一GAX吸收器熱交換器(14),該裝置包 括第二管件以將液體溶液從該溶液泵導往該GAX吸收 為熱交換器並從此處導往該溶液加熱脫附器。 7·如申請專利範圍第6項之裝置,其包括一分流器(15), 該分流器(15)與該等第二及第三管件合作以在該第二 與該第三管件之間分割從該溶液泵所泵送的液體。 8·如申請專利範圍第6或7項之裝置,其包括一降壓裝置 (33) ’降壓裝置(33)與該第一管件(35)合作以降低該精 餾器(28)與該溶液泵(12)之間的壓力。 9.如申印專利範圍第4項之裝置,其中該泵送裝置包含一 溶液泵以將液體冷媒從該精鶴器及吸收器溶液栗送至 4第-官柱(26)的頂部,並包含_引射器(25)以將液體 冷媒從該第二管桂(26)栗送至該第三管柱(20)的頂部。 I — — — — — — — I I I I I · I I I 1 I —h I ·ΙΙ — — — — —— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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