DE2750012A1 - Verfahren zur vakuumkuehlung von salzhaltigen loesungen - Google Patents

Description

• B e s c h r e i b u n g
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
• Beim Abkühlen salzhaltiger wässriger Lösungen tritt meist auch eine Abscheidung von Salzkristallen auf. Die Abkühlung salzhaltiger Lösungen kann daher in den meisten Fällen nicht unter Verwendung von Kühlflächen erfolgen, auf denen sich die aus der Lösung abgeschiedenen Salzkristalle festsetzen würden. Die an solchen Kühlflächen entstehenden Salzverkrustungen vermindern den Wirkungsgrad der Kühlanlagen. Aus diesem Grund wird die Abkühlung salzhaltiger wässriger Lösungen in aller Regel in Vakuumkühlanlagen durchgeführt, bei denen das Lösungsmittel im Vakuum verdampft und die Lösung selbst dadurch abgekühlt wird. Der Wirkungsgrad solcher Vakuumkühlanlagen wird durch die Abscheidung von Salzkristallen nicht beeinträchtigt.
• Der bei den Vakuumkühlanlagen entstehende Lösungsmitteldampf, speziell Wasserdampf, wird aus der Kühlapparatur abgesaugt und anschließend entweder in Wassermischkondensatoren oder in Oberflächenkondensatoren, die mit Kühlwasser beaufschlagt sind, kondensiert.
• Wenn die zu kühlenden salzhaltigen Lösungen auf Temperaturen unter etwa 5 0C abgekühlt werden sollen, ist eine Kondensation des aus der Vakuumkühlanlage abgesaugten Wasserdampfes nicht mehr ohne weiteres möglich. Gebräuchlicherweise wird in diesem Fall zum Absaugen des Wasserdampfes statt der Vakuumpumpe ein Dampfstrahlapparat verwendet. Der so abgesaugte Wasserdampf wird anschließend in einem Wassermischkondensator kondensiert. Auf diese Weise können wässrige salzhaltige Lösungen auf eine Temperatur von bis zu etwa 5 oder 6 0C abgekühlt werden. Tiefere Abkühlungstemperaturen sind nach diesem Verfahren mit wirtschaftlichen Mitteln nicht mehr erhältlich.
• Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zur Vakuumkühlung von salzhaltigen Lösungen zu schaffen, bei dem die Lösungen auch auf Temperaturen unterhalb von etwa 4 oder 5 0C abgekühlt werden können.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.
• Der durch den Dampfstrahlapparat aus der Vakuumkühlanlage abgesaugte Wasserdampf wird durch den Dampfstrahlapparat vorzugsweise auf einen Druck zwischen 5 und 15 bar komprimiert.
• Durch das Komprimieren des abgesaugten Wasserdampfes in den Dampfstrahlapparaten können Oberflächenkondensatore\n eingesetzt werden, deren Einsatz sich sonst wegen der Vereisung der Kühlflächen verbieten würde. Diese Oberflächenkondensatoren können sogar ohne weiterers auch mit Kältesole betrieben werden. Unter diesen Bedingungen kann die salzhaltige Lösung in der Vakuumkühlanlage auch auf mehrere Grad unter OOC abgekühlt werden.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Oberflächenkondensator als Kältemittelverdampfer einer Kaltdampfmaschine geschaltet. Durch diese direkte Verknüpfung der Vakuumkühlanlage mit einer'Kaltdampfmaschine können sowohl der gesamte Kältesolekreislauf als auch der zusätzliche Verdampfer für die Kaltdampfmaschine eingespart werden. Der für die Vakuumkühlanlage erforderliche Oberflächenkondensator ist also gleichzeitig als Verdampfer Teil der Kaltdampfmaschine.
• Dies spart aber an der Kaltdampfmaschine nicht nur den zusätzlichen Verdampfer zur Rückkühlung der Kältesole ein, sondern entlastet auch die Kaltdampfmaschine selbst. Bei der Verwendung von Ammoniak in der Kaltdampfmaschine braucht beispielsweise nicht mehr bei etwa -15 0C gearbeitet zu werden, wie dies für eine Solekühlung erforderlich wäre, sondern kann der flüssige Ammoniak bei beispielsweise -1 bis -2 0C verdampft werden. Im Ammoniakverdampfer kann dadurch bei höherem Druck gearbeitet werden. Dies wiederum ermöglich einen geringeren Leistungsbedarf der Kaltdampfmaschine. Eine weitere Leistungsersparnis wird gleichzeitig durch das Entfallen der Umwälzpumpe für die Kältesole erzielt.
• Bei dieser direkten Verknüpfung der Vakuumkühlanlage mit der Kaltdampfmaschine wird als Kältemittel in der Kaltdampfmaschine vorzugsweise Ammoniak verwendet.
• Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
• Es zeigt die Fig. 1 das Blockschaltbild einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
• In der Figur ist in schematischer Darstellung das Blockschaltbild einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung dargestellt. Ein vierstufiger liegender Vakuumkristallisator 1 wird über eine Zulaufleitung 2 mit einer wässrigen Salzlösung von beispielsweise 40 0C beaufschlagt. Im Vakuumkristallisator 1 wird die salzhaltige Lösung stufenweise auf beispielsweise 0 0C abgekühlt.
• Der in der ersten Stufe des Kristallisators 1 entstehende Wasserdampf wird in üblicher Weise über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Pumpe durch eine Abzugsleitung 3 abgesaugt und in einem Wassermischkondensator 4 kondensiert.
• Der Wassermischkondensator 4 wird über eine Zulaufleitung 5 mit Kühlwasser beaufschlagt. Kondensat und Kühlwasser werden über eine Rohrleitung 6 barometrisch abgeleitet.
• Der in der zweiten Stufe des Vakuumkristallisators 1 entstehende Wasserdampf wird mit einer Temperatur von 8 OC in gebräuchlicher Weise über eine ebenfalls nicht dargestellte Pumpe direkt abgesaugt und über eine Rohrleitung 7 einem Oberflächenkondensator 8 zugeleitet.
• Der in der dritten und vierten Stufe des Vakuumkristallisators 1 entstehende Wasserdampf wird durch Dampfstrahlapparate 9 bzw. 10 abgesaugt und auf einen Druck von ca. 8 bar komprimiert und anschließend ebenfalls im Oberflächenkondensator 8 kondensiert.
• Der Oberflächenkondensator 8 dient gleichzeitig als Verdampfer einer Kaltdampfmaschine, die beispielsweise mit Ammoniak betrieben wird. Diese Kaltdampfmaschine besteht im wesentlichen aus der eigentlichen Kältemaschine Ilr im Fall einer Kompressionskaltdampfmaschine also beispielsweise einem Verdichter, dem Verflüssiger 12 und dem als Verdampfer dienenden Oberflächenkondensator 8. Der im Verdichter 11 komprimierte Ammoniak wird im Verflüssiger 12 kondensiert. Der Verflüssiger 12 wird über eine Zulaufleitung 18 mit Kühlwasser beaufschlagt, das über eine Ablaufleitung 19 abgezogen wird. Der verflüssigte Ammoniak gelangt vom Verflüssiger 12 über eine Rohrleitung 13, ein Regelventil 14 und eine anschließende Rohrleitung 15 direkt auf den Oberflächenkondensator 8. Dort wird der flüssige Ammoniak verdampft und gelangt dann vom Oberflächenkondensator/Verdampfer 8 direkt in den Verdichter 11 zurück. Dabei wird im Oberflächenkondensator 8 gleichzeitig der aus dem Vakuumkristallisator abgezogene und für die beiden letzten Stufen des Vakuumkristallisators durch die Dampfstrahlapparate komprimierte Wasserdampf kondensiert. Dieses Solekondensat wird über eine Kondensatleitung 20 aus dem Oberflächenkondensator 8 abgezogen.
• Die im Vakuumkristallisator 1 in der letzten Stufe erhaltene kalte Salzlösung wird über eine Abzugsleitung 16 und eine Pumpe 17 ausgetragen.
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Claims (3)

1. Verfahren zur Vakuumkühlung von salzhaltigen Lösungen Patentansprüche 0 Verfahren zur Vakuumkühlung von wässrigen salzhaltigen Lösungen unter Verwendung von Dampfstrahlapparaten zum Absaugen des bei niedrigen Temperaturen gebildeten Wasserdampfes, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der abgesaugte Wasserdampf durch die Dampfstrahlapparate gleichzeitig komprimiert und anschließend in einem Oberflächenkondensator kondensiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Oberflächenkondensator mit Kältesole beaufschlagt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Oberflächenkondensator direkt als Verdampfer für das Kältemittel einer Kaltdampfmaschine betrieben wird.