Обычно в абсорбционных (поглощательных) установках бедный раствор, направляющийся в абсорбер из кипятильника, охлаждают, вследствие чего даже при уменьшении давления по другую сторону дроссельного клапана, расположенного позади аппарата для охлаждения, в большинстве случаев уже не происходит дополнительного отделения газа. Отделение газа в этом месте не могло бы впрочем быть использовано для увеличения охлаждения или нагревания, так как отделившийся газ попадает в поглотитель, а не в конденсатор. Напротив, в абсорбционных установках, которые приводятся в действие исключительно теплом, так что обычно употребляющийся циркуляционный насос становится излишним, газовые пузырьки, которые отделяются в трубе, направляющейся вверх от кипятильника к абсорберу, могут быть полезными, особенно, например, тогда, когда раствор, от которого газы отделены, обладает удельным весом, чем богатый раствор; в этом случае газы служат для того, чтобы вызвать и поддерживать циркуляцию между кипятильником и абсорбером. Поэтому дополнительному газоотделению в таком случае не ставится препятствий.
Предлагаемое изобретение предназначается для того, чтобы отделившийся газ мог быть использован в нужном количестве для ускорения циркуляции жидкости между абсорбером и кипятильником без того, чтобы для этой цели нужно было направлять какое-либо количество газа в абсорбер. Согласно изобретению, к пространству для отделения газов, из которого одна труба отводит газ в конденсатор, а другая подводит бедный раствор к абсорберу подводится смесь газа и жидкости через идущую вверх трубу, в которой пузырьки газа содействуют подниманию жидкости в пространство для газоотделения, подобно тому, как это происходит в маммут-насосе.
На схематическом чертеже фиг. 1 изображает предлагаемую установку; фиг. 2 - видоизменение ее.
Из абсорбера 1 (фиг. 1) обогащенная жидкость опускается в кипятильник 2 по трубе 3. Абсорбер 1 окружен охладителем 4, в который охлаждающая вода подается по трубе 5 и отводится по трубе 6. Кипятильник 2 расположен в нагревающем пространстве 7, в которое пар поступает по трубе 8 и выходит по трубе 9. Смесь газа и жидкости, образующаяся в кипятильнике, поднимается по восходящей трубе 11 в газоотделитель 10, и газ, собирающийся в пространстве газоотделителя 10 над уровнем жидкости, подводится по трубе 12 в конденсатор 13, а жидкость, от которой газ отделен, поднимается по трубе 14 в абсорбер 1. Газоотделитель 10 устроен так, что разность давлений в нем и абсорбере 1 имеет перевес над давлением столба жидкости и трением в трубе 14 также и в том случае, когда в этой трубе пузырьки газа больше не появляются. Это достигается тем, что верхняя часть трубы 14 окружена охладителем 44, связанным с охладителем 4. Так как обусловленное температурой давление в конденсаторе 13 господствует также в газоотделителе 10, то давление в кипятильнике 2, в соответствии с его более низким положением, больше, чем давление в конденсаторе 13. Для того, чтобы столб жидкости в соединительной трубе 3 уравновешивал это давление, этот столб должен быть соответственно выше, и следовательно, разница высот между абсорбером и кипятильником должна быть соответственно больше, чем при непосредственном переходе газа из кипятильника 2 в конденсатор 13. Последний окружен охладительным устройством 15, в котором впуск охлаждающей воды происходит по трубе 16, а выпуск - по трубе 17. Конденсированная жидкость постепенно переходит в трубу 18 и далее - в испаритель 19, окруженный сосудом 20, через который протекает охлаждаемая жидкость, поступающая по трубе 21 и выходящая по трубе 22.
Видоизменение установки (фиг. 2) основано на том, что подъем жидкости в трубе 11, вызванный поднимающимися вверх пузырьками газа, настолько значителен, что газоотделитель 10 может быть устроен выше абсорбера.
В качестве рабочей жидкости употреблена двужидкостная смесь, состоящая из воды и серной кислоты, причем все части установки, в которых циркулируют серная кислота и вода, выполнены из стекла. Из абсорбера 30 (фиг. 2) обогащенная жидкость течет по трубе 31 в промежуточный баллон 41 и далее в газоотделитель 36 по винтообразной восходящей трубе 32, окружающей нагреватель 33, состоящий из асбестового цилиндра, во внутренней части которого находятся электрические проволочные сопротивления, питаемые током посредством проводов 34 и 35. Газоотделитель 36 (фиг. 2) расположен выше, чем абсорбер 30. Из газоотделителя 36 по трубе 37 водяной пар поступает в конденсатор 38, а серная кислота по трубе 39 и капиллярной трубе 40 течет обратно в абсорбер 30. Последний и конденсатор 38 охлаждаются соответственно змеевиками 49 и 50, соединенными друг с другом трубой 51, так что поступающая по трубе 52 охлаждающая вода проходит через оба змеевика и выходит по трубе 53.
Выделение пузырьков газа, происходящее в трубе 32, способствует движению жидкости вверх, а винтообразная форма трубы 32 создает большую площадь нагрева и придает трубе значительную упругость, что особенно важно, так как раствор воды и серной кислоты должен быть перегрет, вследствие чего отделение газов часто начинается внезапно, сопровождаясь сильными толчками.
Несмотря на винтообразную форму трубы может случиться, что в начале работы установки, вследствие первого, в большинстве случаев очень сильного, толчка, жидкость не только отгонится в газоотделитель 36 но и отбросится обратно в абсорбер 30. Чтобы избежать этого, между трубами 31 и 32 помещен баллон 41, который перехватывает пузырьки газа, которые по трубе 47 отводятся в верхний баллон 48, а оттуда - в конденсатор 38.
В газоотделителе 36 во время работы господствует приблизительно то же давление, что в конденсаторе 38. Чтобы поддерживать разницу давлений в отношении более низкого давления в абсорбере 30, в соединительном трубопроводе между газоотделителем и абсорбером введено сопротивление течению, создаваемое капиллярной трубкой 40. Движение жидкости в этой капиллярной трубке является однако не только вследствие более высокого давления в газоотделителе 36, но также и следствием более высокого уровня жидкости, который обыкновенно устанавливается в газоотделителе 36 или в трубе 39. Вследствие этого двойного действия давления достигается равномерность циркуляции. Когда, например, по какой-нибудь причине давление в конденсаторе 38 и тем самым в газоотделителе 36 временно понижается, то статическое давление жидкости в трубе 39 все же поддерживает приток жидкости в абсорбере 30. U-образный трубопровод, образованный трубами 39 и 40, создает жидкостный затвор, препятствующий непосредственному переходу водяного пара в абсорбер, когда по какой-либо причине протекающая кислота недостаточно очищена от газов, так как при значительном понижении уровня воды в трубе 39 более сильное давление жидкостного столба в капиллярной трубке 40 уравновешивает давление газа в пространстве газоотделителя 36, вследствие чего наступает равновесие, и переход водяного пара в поглотитель становится невозможным.
Под конденсатором 38 установлен испаритель 54 с расположенным в нем трубопроводом 55 в виде змеевика, по которому протекает вещество, подлежащее охлаждению. Конденсированный водяной пар из конденсатора 38 переходит в испаритель 54 не только вследствие более высокого давления в конденсаторе, но также благодаря действующему своим более высоким уровнем столбу жидкости, причем для поддержания между испарителем 54 и конденсатором 38 нужной разницы давления, трубопровод между ними выполнен в виде капиллярной трубки 58.
Расположение конденсатора над испарителем имеет особое преимущество. При устройстве, согласно фиг. 1, как в конденсаторе 13, так и в испарителе 19, нужно иметь определенный избыток жидкости, что имеет значение для равномерности эксплоатации. Во многих случаях, однако, избыток жидкости в испарителе представляет мало пользы. Например, если употребляется двужидкостная смесь воды и серной кислоты, то небольшое количество серной кислоты уносится водяным паром, и вследствие испарения воды в испарителе 10 эти количества кислоты все время гонятся на поверхность и все более препятствуют испарению воды. Следовательно, в качестве резерва для работы, избыток воды в конденсаторе имеет большую ценность; но для того, чтобы его при всех обстоятельствах можно было использовать, его доставка в испаритель должна быть надежна также и в том случае, если давление в конденсаторе временно понижается. При устройстве согласно фиг. 1 в случае недостаточного давления избыток воды остался бы в конденсаторе 13 и испарителе, а тем самым дальнейшая соответственная выработка тепла или холода была бы прервана. Если, напротив, как в устройстве по фиг. 2, конденсатор установлен выше испарителя, то вода, скопившаяся в конденсаторе 38, вследствие своего веса, при всех обстоятельствах все время переходит в испаритель и поддерживает таким образом работу в течение некоторого времени даже в том случае, когда вследствие каких-нибудь препятствий не существует нужной разницы давлений.
Небольшие количества серной кислоты, которые могут попасть в конденсатор, проводятся водой также и в капилляр 56 и могли бы постепенно скопиться в испарителе 54. Чтобы помешать этому, применена капиллярная труба 43, отходящая от самого низкого пункта испарителя 54 в абсорбер 30. Из испарителя 54 водяной пар попадает обратно в абсорбер 30 по трубе 57, где его растворяет кислота, от которой отделены газы, после чего цикл процесса начинается снова.
Через змеевики 49 и 50 можно пропускать не воду, служащую для охлаждения, нагрев которой остается неиспользованным, а какое-нибудь вещество, которое хотят нагреть для целей отопления, очистки, химического процесса и т.п.
1. Абсорбционная установка, работающая по принципу тепловой циркуляции, отличающаяся тем, что абсорбирующая жидкость при содействии выделившихся из нее пузырьков газа подводится по восходящей трубе 11 или 32 к газоотделительной камере 10 или 36, из каковой одна труба 12 или 37 подводит газ к конденсатору 13 или 38, а другая 14 или 39, 40 подводит обедненный раствор к абсорберу 1 или 30 с целью обогащения этого раствора газом.
2. Применение в установке по п. 1 охладителя 44 при ведущей в абсорбер 1 трубе 14 (фиг. 1) с целью предотвращения выделения газа внутри этой трубы даже в том случае, когда в ней возникает понижение давления.
3. Применение в установке по п. 1 нагревателя 33 (фиг. 2) при восходящей трубе 32 для содействия подачи смеси газа и жидкости от абсорбера 30 в газоотделитель 36, причем восходящая труба 32, с целью увеличения поверхности ее соприкосновения с нагревателем, может иметь спиральную, зигзагообразную, волнообразную или иную удлиненную форму.
4. Форма выполнения охарактеризованной в пп. 1-3 установки, отличающаяся тем, что газоотделитель 36 (фиг. 2) располагается на одном уровне или выше абсорбера 30, причем соединяющий эти две части установки трубопровод может иметь в общем U-образную форму 39, 40.
5. Форма выполнения охарактеризованной в пп. 1-4 установки, отличающаяся тем, что в трубопровод, ведущий от газоотделителя 36 к абсорберу 30, вводится для поддерживания требуемой разности давлений в этих частях сопротивление течению, например, капилляр 40 (фиг. 2).
6. Применение в установке, охарактеризованной в пп. 1-5, буферного приспособления в форме промежуточного баллона 41 на трубопроводе 31-32 (фиг. 2) между абсорбером 30 и газоотделителем 36, служащего для перехвата преждевременно образующихся пузырьков газа и снабженного примыкающим к нему газоотводом 47, предназначенным для подачи указанных пузырьков газа через верхний баллон 48 в конденсатор 38.
7. Применение в установке, охарактеризованной в пп. 1-5, между испарителем 54 и абсорбером 30 (фиг. 2) двух соединительных труб: трубы 57, выходящей из верхней части абсорбера, и трубы 43, отходящей от низа испарителя 54 и служащей для стока могущего попасть в него растворителя.
Авторы
Даты
1935-04-30—Публикация
1926-09-10—Подача