Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR DECREASING THE HEAT LOSSES IN A DRYING PLANT FOR SOLID BODIES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1982/002939
Kind Code:
A1
Abstract:
To reduce the heat losses in a drying plant for solid bodies, wherein the steam (1) conveys the heat and releases wet evacuation air (6) at temperatures higher than approximately 65 C, the wet air (6) and the condensation water (4) are conveyed to a resorption heat pump. On the resorption side (7) of the heat pump, heat is tapped from the wet air and steam on the resorption side (8) is obtained.

Inventors:
HODGETT DAVID (DE)
Application Number:
PCT/EP1982/000029
Publication Date:
September 02, 1982
Filing Date:
February 17, 1982
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BATTELLE INSTITUT E V (DE)
HODGETT DAVID (DE)
International Classes:
F25B25/02; F25B29/00; F26B23/00; (IPC1-7): F26B23/00; F26B25/00; F25B29/00
Foreign References:
US4026035A1977-05-31
DE867122C1953-02-16
DE2838780A11980-03-20
US2182453A1939-12-05
DE2850403A11980-05-29
US2182098A1939-12-05
CH253018A1948-02-15
DE2706162A11977-08-25
Other References:
VDI Berichte, No. 345, 1979, Dusseldorf (DE) H. BRUGGER: "Einsatz einer Warmepumpe in einer Papierfabrik" see page 96, right-hand column; figure 3
Download PDF:
Claims:
*HPatentansprüche
1. Verfahren zur Verminderung von Wärmeverlusten bei Anlagen zum Trocknen von Festkörpern, bei denen Dampf als Wärme¬ träger dient und feuchte Abluft bei Temperaturen von mehr als ca. 65 C abgegeben wird, wobei unter Verwendung einer Wärmepumpe Wärme aus der feuchten Abluft zurückgewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchte Abluft und das Kondenswasser aus dem Prozeßdampf zu einer Re¬ sorptionswärmepumpe geführt und der an der Resorberseite der Wärmepumpe erhaltene Dampf zum Trocknungsprozeß zu¬ rückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erhaltene Dampf teilweise zur Erzeugung von heißer trockene^ Zuluft für die Trocknungsanläge benutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Desorberseite der Resorptionswärmepumpe erhaltene feuchte Abluft in an sich bekannter Weise un¬ ter Verwendung von üblichen Wärmepumpen zur Aufbereitung von Prozeßwasser und Raumheizungswasser genutzt wird. tϊ .
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Desorber ausgetriebene Dampf im Resorptions¬ kreislauf durch Verwendung eines mechanisch angetriebenen Verdichters auf das im Resorber herrschende Druckniveau gebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung mehrstufig durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Resorption mehrstufig durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrstufige Resorption in einem einzigen Resorber isothermisch durchgeführt wird, wobei "de Druck im ** ■ Resorber infolge der Schwerkraft des Lösungsmittels in vertikaler Richtung nach unten steigt. .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen Desorber und Verdichter ein Kondensator, eine Pumpe und ein Verdampfer vorge¬ sehen werden, mit denen der erste Abschnitt der Ver¬ dichtung erfolgt, wobei der Verdampfer vor dem Desorber im feuchten Abluftkanal eingesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Resorptiόnswärmepumpe ein Absorptionskreislauf angeschlossen wird, dessen Absorber dieselbe Temperatur wie der Desorber und dessen Austreiber denselben Druck wie der Resorber besitzt und daß im Absorptionskreislauf niedrige Konzentration an Kältemittel eingestellt wird und daß die Wärme vom Resorber und Absorber zur Aufberei¬ tung des Prozeßdampfes genutzt wird. l6 .
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Erzielung von gleichen Temperaturen, zwischen Desorber und Absorber ein Verdichter vorge¬ sehen wird oder ein Kondensator, eine Pumpe und ein Verdampfer zwischengeschaltet werden, wobei der Ver¬ dampfer vor dem Desorber im feuchten Abluftkanal eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 4 oder 10, dadurch gekennzeich net, daß der Verdichter durch einen Elektromotor, eine Kraftmaschine oder ein anderes Antriebsaggregat ange¬ trieben wird und daß die Abwärme des Antriebsaggregats zur Erzeugung von Prozeßwasser und/oder Heizungswasser genutzt wird. « .
12. Verfahren nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Wärme vom Kondensator zur Aufbereitung von Prozeßwasser und/oder Heizungswasser, .genutzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in der reichen Lösung im Re¬ sorptionskreislauf vorhandene Wärme zur Aufbereitung von Prozeßwasser und/oder Heizungswasser genutzt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Resorptionskreislauf und Ab¬ sorptionskreislauf gleiche" Lösungen verwendet werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichne , daß im Resorptionskreislauf und Absorp¬ tionskreislauf verschiedene Salze für die Lösungen ver¬ wendet werden. 1 .
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsmittelkombination Wasser oder halogenierte Kohlenwasserstoffe, z.B. Trifluoräthanol, als flüchtige Komponente (Kältemittel) und Metallsalzlösungen als Lösungsmittel verwendet werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallsalze Lithiumsalze, z.B. Lithiumbromid, Lithiumchlorid und Lithiumthiocyanat, oder eine Mischung aus Lithiumbromid und Zinkbromid verwendet werden.
Description:
- / -

Verfahren zur Verminderung von Wärmever¬ lusten bei Anlagen zum Trocknen von Fest¬ körpern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung von Wärme erlusten bei Anlagen zum Trocknen von Festkörpern, bei denen Dampf als Wärmeträger dient und feuchte Luft bei Temperaturen von mehr als ca. 65 C abgegeben wird, wobei unter Verwendung einer Wärmepumpe Wärme aus der feuchten Abluft zurückgewonnen wird.

Bei den meisten industriellen Verfahren zur Trocknung von Feststoffen, insbesondere in der Textil-, Papier-, Keramik-, Ziegel-, Ton- und chemischen Industrie, wird Wasser aus den nassen Festkörper durch Einleitung eines Heißluft- stroms verdampft. Zur Erzeugung des Heißluftstroms wird üblicherweise Umgebungsluft durch Wärmeaustausch mit Dampf oder einem anderen Wärmeübertragungsmedium erhitzt oder ein fossiler Brennstoff direkt im Luftstrom verbrannt. Zur Un- terstützung des. Trocknungsvorgangs wird des Öfteren auch

Wärme von heißen Oberflächen auf das zu trocknende Material geleitet oder abgestrahlt.

Bei solchen Trocknungsanlagen entstehen große Wärmever- luste einerseits durch die feuchte Abluft, die die latente Verdampfungswärme der im Trockner verdampften Feuchtig¬ keit enthält, welche größer ist als die fühlbare Wärme in den heißen trockenen Festkörpern, und andererseits durch die Trocknerstruktur bzw. deren Wärmeableitung und -abstrahlung.

In vielen Fällen wird die feuchte Trockner-Abluft teil¬ weise zur Lufteinlaßöffnung des Trockners zurückgeführt oder zum Wärmeaustausch mit Zuluft gebracht. Die erstere Methode hat den Nachteil, daß die Feuchtigkeit der Zuluft erhöht und damit die Trocknungsrate reduziert wird. Im zweiten Fall kann nur ein kleiner Anteil der Abluftwärme zurückgewonnen werden. Nach erfolgtem Wärmeaustausch wird die Trockner-Zuluft auf die gewünschte Endtemperatur auf- geheizt, und zwar durch Wärmeaustausch mit Prozeßdampf, der zur Aufheizung der .Oberflächen herangezogen wird. Die- feuchte Abluft, die nach dem Wärmeaustausch niedrigere Temperaturen besitzt, kann anschließend zum Aufheizen von Prozeßwasser und/oder Raumheizungswasser benutzt werden, ehe sie ins Freie abgeleitet wird.

Verbesserte Trocknerleistungen werden auch erzielt, wenn durch zusätzliche Mikrowellen- bzw. Hochfrequenzstrahlung der Wirkungsgrad der letzten Trocknungsstufen erhöht wird. Zu dem selben Zweck kann auch die feuchte Abluft vollstän¬ dig rezirkuliert werden. Vorher wird sie jedoch unter Verwendung einer Wärmepumpe zuerst entfeuchtet, dann er¬ neut aufgeheizt. Papier und Kartonagen werden in der Regel in direktem Kontakt mit dampfbeheizten Walzen getrocknet, wobei unter einer Trocknerhaube mehrere solcher Walzen an-

; c

geordnet sind. Unter der Haube und zwischen den Walzen zirkuliert heiße Luft, die den Trocknungsprozeß unter- stützt und außerdem den Wasserdampf aus dem Trockner entfernt. Die feuchte Trocknerabluft wird, wie oben er- wähnt, zum Wärmeaustausch mit der zur Haube geführten Luft gebracht und heizt somit die Zuluft vor. Danach wird sie zur Aufheizung von Prozeß- und/oder Raumhei¬ zungswasser genutzt. Die so vorgeheizte Zuluft wird mit Hilfe von Prozeßdampf, der zum Heizen der Walzen- Oberflächen verwendet wird, auf seine End empe atur gebracht. Bei einer solchen Anlage werden im Winter ca. 40 % des Wärmeinhalts der Abluft (über O °C) als Ab-- wärme abgeführt. Im Sommer, wenn keine Raumheizung benötigt wird, beträgt der Anteil der abgeführten Wärme ca. 80 * %.

Es ist bekannt, daß diese Wärmeverluste reduziert werden können, wenn die Trocknerzuluft nicht durch Dampf * , son¬ dern mit Hilfe einer Wärmepumpe aufgeheizt wird, welche die Abluft nach dem Wärmeaustausch zwischen Abluft/Zu¬ luft ' als Wärmeträger benutzt ("Einsatz einer Wärmepumpe in einer Papierfabrik", VDI-Bericht, Nr.- 345, 1979, S. 95-104) . Dieser Vorschlag hat keine bedeutende Aus¬ wirkung auf die Energiebilanz des Trocknungsprczesses, da zur Aufheizμng der Luft in der Trocknerhaube weniger als ca. 20 % des Gesamtenergiebedarfs nötig sind und die Hälfte davon bereits durch den Abluft-Wärmetauscher auf¬ gebracht werden kann.

Ferner wurde bereits beschrieben, zur Verminderung der Wärmeverluste den kompletten Trockner durch eine Ver¬ sion zu ersetzen, bei der Dampf als direktes Wärmeüber¬ tragungsmedium dient und der während des Trocknungsvor- gangs entstehende Wasserdampf verdichtet und komprimiert wird und dabei seine latente Wärme in einem Wärmetauscher

an den Hauptdampfstro abgibt. Hierdurch kann der Ener¬ giebedarf zwar drastisch reduziert werden, eine voll¬ ständige Neukonstruktion der Papiertrocknungsanlage ist jedoch erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei Industrietrocknern, in denen Dampf mit einem Druck von ca. 2 - 3 bar als Wärmeträger fungiert und die feuchte Luft mit einer Temperatur von ca. 65 - 100 C oder höher abgeben, die Wärmeverluste zu reduzieren und insbesondere einen größeren Anteil an Wärme als bisher aus der feuchten Abluft zurückzugewinnen. Das Verfahren sollte mit einem Minimum an konstruktiven Änderungen an üblichen Trockner- typen und zusätzlicher Primärenergie durchführbar sein.

Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art lösen läßt, bei dem die feuchte Abluft und das Kondenswasser aus dem Prozeß- dampf zu einer Resorptionswärmepumpe geführt und der an der Resorberseite der Resorptionswärmepumpe erhaltene Dampf zum Trocknungsprozeß zurückgeführt wird. Einige vorteilhafte Ausführungsformen und -möglichkeiten des er¬ findungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 17 erläutert.

Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Verwendung einer Resorptionswärmepumpe mit mechanischem oder thermi¬ schem Antrieb. Solche Wärmepumpen wurden bereits be¬ schrieben (E. Altenkirch, "Die Kompressionskältemaschine mit Lösungsmittelkreislauf", Kältetechnik 2, 1950, Heft 10, S. 251, 179, 310; "Absorptionskältemaschine" , VEB-Verlag Technik, Berlin 1954) , deren Anwendbarkeit für die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wurde jedoch nicht erkannt. Insbesondere wurde nicht erkannt, daß durch eine solche Resorptionswärmepumpe der für den Trocknungsprozeß erforderliche Prozeßdampf mit einem Minimum an Aufwand

-

erzeugt werden kann. Sowohl Abluftkühlung als auch die Prozeßdampferzeugung werden unter optimaler An¬ passung an das Verfahren ermöglicht. Die Resorptions¬ wärmepumpe kann darüberhinaus mit beliebiger, vorhan- dener Energiequelle angetrieben werden und arbeitet mit niedrigem Druck bzw. Druckverhältnis, so daß mit geringen Investitionskosten höhere LeistungsZiffer erzielbar sind.

Bei dem Resorptionszyklus wird der Verdampfer einer

Wärmepumpe durch ein Desorptionsaggregat und der Konden¬ sator durch ein Resorptionsaggregat ersetzt. Zwischen Desorber und Resorber zirkuliert ein Lösungsmittel. Das kältemittelarme Lösungsmittel wird vom Desorber zum Resorber gepumpt, -während das kältemittelreiche Lösungsmittel vom Resorber zum Desorber expandiert wird. Der Kältemitteldampf aus dem Desorber wird ent¬ weder mit Hilfe eines mechanischen Kompressors bzw. Verdichters auf den Resorberdruck komprimiert (mechani- scher Antrieb) oder die Verdichtung wird durch einen weiteren Lösungsmittelkreislauf mit Absorber, Pumpe, Austreiber und ExpansiσnsVorrichtung (konventionelle Absorptionswärmepumpe) erzielt (thermischer Antrieb) . Eine Kombination der beiden Antriebsarten ist ebenfalls möglich.

Bei dem erfindungsgemäßen Einsatz einer Resorptions¬ wärmepumpe zwischen Abluftleitung und Leitung des Kondens- wasse ' rs aus dem Prozeßdampf wird durch den Desorber der feuchten Trocknerablauft Wärme entzogen, wobei die Abluft teilweise kondensiert. Der Desorber ist über einen weiten Temperaturbereich wirksam, z.B. zwischen 80 - 50 C. Mit dem Resorber wird aus dem Kondenswasser des Prozeßdampfs erneut Prozeßdampf für den Trockner erzeugt.

Zum mechanischen Antrieb der Resorptionswärmepumpe kann ein Elektromotor, eine Kraftmaschine, z.B. eine Ver¬ brennungsmaschine, Wärmekraftmaschine mit äußerer Ver¬ brennung, oder ein anderes Antriebsaggregat genutzt- wer- den. Die freiwerdende Wärme von Antriebs- oder Abgas¬ kühler kann ebenfalls zur Dampferzeugung oder zur Auf¬ heizung von Prozeßwasser dienen. Ferner ist es möglich, den Kompressor mit einem Rankine-Kreislauf anzutreiben, wobei dessen Verdampfer zur Aufheizung von Prozeßwasser genutzt werden kann.

Eine weitere Alternative bei Verwendung mechanischer Resorptionswärmepumpen besteht darin, daß zur Verminde¬ rung von überhitzungswärme in dem den Kompressor ver- lassenden Gas und zur Reduktion der Verdichtungsarbeit ein System mit mehrstufiger Kompression und Zwischen¬ kühlung oder eine Art Entspannungszwischenkühler einge- setzt wird. Zur Verdichtung kann ferner ein Strahlapparat herangezogen werden.

Bei thermisch angetriebenen Resorptionssystemen kann die vom Absorber des Absorptionskreislaufs abgegebene Wärme ebenfalls zur Dampferzeugung oder zur^Auf eizύng des Prozeßwassers dienen. Das thermische Resorptions- syste kann mit der gleichen Lösung im Resorptions¬ kreislauf und Absorptionskreislauf arbeiten, wobei die Konzentrationen jedoch so gewählt sind, daß die Wärme vom Absorber mit der gleichen Temperatur anfällt, die im Resorber herrscht oder mit der zur Dampferzeugung und über- hitzung benötigten höchsten Temperatur, damit die

Maximaltemperatur im Resorber gesenkt werden kann. In den beiden Kreisläufen können auch verschiedene Salze für die Lösungen verwendet werden, wodurch in beiden Fällen optimale Betriebsbedingungen einstellbar sind.

- -

Die Wahl der für den Temperaturbereich und das Arbeits¬ prinzip geeigneten Mittel, d.h. Kältemittel und Lösungs¬ mittel, in der erfindungsgemäß verwendeten Resorptions¬ wärmepumpe mit mechanischer Verdichtung oder thermischer Betriebsweise-, ist ein wichtiger Aspekt bei der System¬ auslegung. Für Resorptionswärmepumpen wurden bereits Ammoniak als Kältemittel und Wasser als Lösungsmittel vorgeschlagen. (E. Altenkirch, "Die Kompressionskälte¬ maschine mit Lösungsmittelkreislauf" Kältetechnik 2, 1950, Heft 10, S. 251, 179, 310). Die kritische Temperatur von Ammoniak ist jedoch mit 133 C niedriger als die erforderliche Resorbertemperatur, und bei einer Temperatur von ca. 14.0 C würde der Druck für normale Konzentra¬ tionen von Ammoniak in Wasser 100 bar betragen. Aus diesem Grunde ist die Arbeitsmittelkombination Ammoniak/Wasser für den erfindungsgemäßen Zweck nicht geeignet.

Geeignete Arbeitsmittelkombinationen enthalten Wasser als Kältemittel und wäßrige Metallsalzlösungen als Lösungs- ittel. Wasser weist im erforderlichen Temperaturbereich mäßige Drücke auf, hat gute thermodynamische Eigenschaften, ist chemisch nicht aggressiv und ungefährlich. Metallsalz¬ lösungen können in diesem Temperaturbereich unter Atmosphä¬ rendruck arbeiten, so daß geringe Konstruktionskosten erforderlich sind. Halogenierte Kohlenwasserstoffe, z.B. Trifluoräthanol, sind als flüchtige Komponente ebenfalls verwendbar. Als Metallsalze kommen z.B. Lithiumsalze, wie Lithiumbro id , Lithiumchlorid und Lithiumthiocyanat oder Mischungen aus Lithiumbromid und Zinkbromid infrage.

Die durch die vorliegende Erfindung erzielten Vorteile sind wesentlichen darin zu sehen, daß mit der Resorptionsmaschine ein hoher Wirkungsgrad über einen weiten Temperaturbereich e zielt wird, und zwar infolge der nichtisothermischen Desorp- tions- und isothermischen Resorptionsvorgänge und des im

CMFI

Vergleich zu konventionellen Kompressions- oder Absorp¬ tionsmaschinen niedrigen Druckverhältnisses der Maschine. Im Vergleich zu einer Mehrstufenkompressionsmaschine, die normalerweise für Einsatzgebiete mit hohen Druckver- hältnissen bevorzugt wird, hat die Verwendung einer

Resorptionsmaschine, die über einen breiten Temperatur¬ bereich funktioniert, unter dem Gesichtspunkt der Dampferzeugung besondere Vorteile.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für eine breite Palette von Trocknertypen geeignet, insbesondere für die in der Papierindustrie üblichen Zylindertrockner, in der Textil¬ industrie üblichen Saugtrommel- und Bandtrockner und in der Düngemittel- und chemischen Industrie üblichen Drehrohröfen bzw. für alle Trockner, in denen Dampf mit einem Druck von 2 bis 3 bar als Wärmeträger fungiert und bei denen feuchte Luft mit einer Temperatur von mehr als 65 bis 70 °C abgegeben wird.

Die Erfindung wird anhand beiliegender, lediglich einen Ausführungsweg darstellender Zeichnungen näher erläu¬ tert. Es zeigen in schematischer Vereinfachung:

Figur 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einsatzes der* Resorptionswärmepumpe in einer

Anlage zum Trocknen von Papier;

Figur 2 eine mechanisch angetriebene Resorptions¬ wärmepumpe;

Figur 3 eine thermisch angetriebene Resorptions¬ wärmepumpe;

Figur 4 Einsatz einer, durch mehrstufige Kompression angetriebene Resorptionswärmepumpe;

Figur 5 isothermisch durchgeführte Resorption;

Figut 6 eine Ausführungsform, bei der der erste Ab¬ schnitt der Kompression durch einen Konden¬ sator, eine Pumpe und einen Verdampfer vor¬ genommen wird und

Figur 7 eine weitere Ausführungsform mit angeschlossenem Absorptionskreislauf und Verdichter.

Bei der in Figur 1 gezeigten Anlage zum Trocknen von Papier wird über Leitung 1 Prozeßdampf in den DampfZy¬ linder 2 geführt und gleichzeitig wird der Raum zwischen dem Dampfzylinder 2 und der Haube 3 mit heißer Luft be- schicht. Das Kondensat aus dem Dampfzylinder 2 wird über Leitung 4 entnommen. Zwis'chen dem Dampfzylinder 2 und der Haube 3 steht das zu trocknende Papier 5 in direktem Kontakt mit der Walzenoberfläche. Die feuchte Abluft wird über Leitung 6 bei ca. 80 C entnommen. Nach den üblichen Verfahren wiiddie Abluf entfeuchtet und dient zum Vorwärmen der Umgebungsluft, die dann nach dem Wärmeaustausch mit dem Prozeßdampf als trockene Zuluft von 100 C in die Haube zurückgeführt wird. Die Abluft wird dann bei einer Temperatur von ca. 74 C zur Aufbe¬ reitung von Prozeßwasser und anschließend mit ca. 68 C zur Aufbereitung von Raumheizungswasser für Papierfabrik und letztlich bei einer Temperatur von ca. 46 C zum Vor¬ heizen des Prozeßwassers herangezogen und dann mit einer Temperatur von ca. 43 °C abgeführt. In Sommermonaten, wenn Raumheizungswasser für die Papierfabrik nicht notwendig ist, ist demzufolge auch der Wärmeverlust großer.

- I Q -

Erfindungsgemäß wird zwischen der Abluftleitung 6 und der Kondensatleitung 4 die Resorptionsmaschine ein¬ gefügt, so daß die Abluft mit dem Desorber 7 und das Kondensat 4 mit dem Resorber 8 verbunden ist. Durch Kondensation der feuchten Abluft im Desorber 7 wird an der Resorberseite 8 Dampf erzeugt und über Leitung 9 wieder in den Zylinder zurückgeführt. Ein Teil des erzeugten Dampfes kann auch im Wärmeaustausch bei 10 " mit Umgebungsluft 11. zur Aufbereitung der Trockner- zuluft dienen, die über Leitung 12 in die Haube 3 zu¬ rückgeführt wird. Die Zuluft 11 kann im * Wärmeaustausch mit dem Kondensat 4 entsprechend aufgeheizt werden. Nach teilweiser Kondensation verläßt die feuchte Ab¬ luft mit einer Temperatur von etwa 50 C den Desorber 7 und kann unter, Verwendung konventioneller Wärmepumpen 13 und 14 zur Aufbereitung von Prozeßwasser 15 bzw. Raum¬ heizungswasser 16 dienen.

Im Anschluß daran beträgt ihre Temperatur ca. 18 C und wird abgeführt.

Die Resorptionswärmepumpe kann sowohl mechanisch als auch thermisch angetrieben werden. In Figur 2 wird eine mechanisch angetriebene Resorptionswärmepumpe dargestellt. Sie besteht aus einem Resorber 8 und einem Desorber 7, zwischen denen ein Lösungsmittel zirkuliert. Der Lösungsmittelkreislauf geht über Leitungen 17, 18, 19 und 20 während der Kältemittelkreislauf über 21, 22, 17 und 18 verläuft. Die Kompressionsarbeit wird durch einen Verdichter 23 im Kältemittelkreislauf gewährleistet. Der Verdichter 23 kann durch einen Elektromotor 24, eine Kraftmaschine oder ein anderes Antriebsaggregat be¬ trieben werden.

- I I -

Bei der in Figur 3 gezeigten, thermisch angetriebenen Resorptionswärmepumpe ist ebenfalls ein Resorber 8 und ein Desorber 7 mit dem gleichen Lösungsmittelkreislauf 17, 18, 19 und 20 vorgesehen. Zum Antrieb kann eine konven- tionelle Absorptionswärmepumpe verwendet werden, die aus einem Austreiber 25, einem Absorber 26 mit einem Lö¬ sungsmittelkreislauf 27, 28, 29 und 30 besteht. Der Kältemittelkreislauf ist 31, 29, 30, 32, 17 und 18.

Die in den Figuren 4 bis 8 dargestellten Systeme sind anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die den Einsatz in Papiertrocknungsanlagen mit folgenden Rand¬ bedingungen betreffen:

Temperatur der Abluftϊ 80 °C bis 85 °C

Absolute Feuchtigkeit der Abluft: 0,14 - 0,17 kg/kgLuft Niederdruckdampf: 2 bis 3 bar Hoσhdruckdampf: 10 bis 15 bar

Kondertsattemperatur: 65 C bis 95 C,

Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform wird mit einer mehrstufigen Verdichtung bei 33 und 34 und Resorption bei 35 und 36 gearbeitet. Der Desorber 7 ist mit der Wärmequelle Abluft 6 verbunden.- Im Resorber 35 und 36 wird eine Wärmesenke von Dampf von 2 bis 3 bar erzeugt. Der Resorber 35 arbeitet dabei mit niedrigerem Druck " .als Resorber 36. Als Arbeitsmittel wird die Kombination Wasser/Lithiumbromid gewählt. Weitere Verfahrensparameter sind wie folgt:

Desorption: gleitend 75 °C bis 50 C

Resorption: in zwei Stufen; gleitend 110 C bis 140 C

Verdichtung: in zwei Stufen; 0,07 bar, 0,35 bar und 1- bar.

PiΛ

Die reiche Lösung vom Resorber 36 kann im Wärmetauscher 37 gekühlt und Prozeßwasser bzw. Raumheizungswasser erzeugt werden.

Die Resorption kann auch isothermisch durchgeführt werden. Hierzu wird die in Figur 5 dargestellte Ausführungsform vorgeschlagen. In diesem Fall ist ein einziger Resorptions¬ behälter 38 vorgesehen, innerhalb dessen der Druck in vertikaler Richtung zu- bzw. abnimmt, über Leitung 39 wird die arme Lösung vom Desorber zugeführt. Die reiche Lösung wird über Leitung 40 zum Desorber geleitet. Dieser Re¬ sorber 38 ist so ausgelegt, daß die von verschiedenen Verdichtungsstufen 41, 42, 43 in den Resorber 38 geleite¬ ten Dämpfe den im jeweiligen Eintrittsbereich im Resorber herrschenden Druck aufweisen. Der im Resorber 38 herr¬ schende Druck nimmt bedingt durch die Schwerkraft des Lösungsmittels von oben nach unten zu.

Die erste Stufe der Verdichtung kann entfallen, wenn, wie in Figur 6 dargestellt, ein Kondensator -44, eine Pumpe 45 und ein Verdampfer 46 vorgesehen werden. Der Verdampfer 46 wird dabei vor dem Desorber 7 im Abluftkanal 6 angeordnet. Der Dampf von Desorber 7 wird bei 44 kondensiert, z.B. gegen Kühltürm oder Prozeß- bzw. Raumheizungswasser. Das Kondensat wird bei 45 auf hohen Druck gepumpt und im Verdampfer 46 mit Abluft als Wärmequelle verdampft. Es wird dann im Resorber 47, der mit niedrigerem Druck als Resorber 48 arbeitet, resorbiert. Die Resorption kann auch wie in Figur 5 dargestellt, durchgeführt werden. Ferner kann die reiche Lösung vom Resorber 48 zur Erzeu¬ gung von Prozeßwasser bzw. Heizungswasser herangezogen werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel mit Wasser/Lithiumbromid sind die Verfahrensparameter wie folgt:

Verdampfungstemperatur: zwischen 65 C und 80 °C

Desorption: gleitend 65 °C bis 40 °C

Resorption:' gleitend 110 °C bis 140 °C

Verdichtung: 0,25 bzw. 0,47 bis 1 bar

Kondensation mit Wärmesenke Kühlt rm- und/oder Pr zeß- bzw. Raumheizungswasser: 15 bis 30 C.

Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform liegt in der reduzierten Kompressionsarbeit, da nur ein Verdich.- ter 49 vorgesehen ist.

Gemäß Figur 7 wird ein Absorptionskreislauf bestehend . aus einem Austreiber 50 und einem Absorber 51 verwendet. Ferner ist zwischen Desorber 7 des Resorptionskreis¬ lauf und Absorber 51 des Absorptionskreislauf ein Ver¬ dichter 52 vorhanden. Die Desorption erfolgt zwischen 75 °C und 50 °C, der Resorber 53 und Absorber 51 erzeugen beide Prozeßdampf von 2 bis 3 bar. Der Austreiber 50 wird mit Hochdruckdampf von 10 bis 15 bar beheizt. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht ebenfalls in der reduzierten Kompressionsarbeit, da lediglich ein Verdich- ter 52 vorhanden ist. Der Hochdruckdampf kann nach der Benutzung für Aufheizung des Austreibers 50 expandiert und weiter für Niederdruckdampf eingesetzt werden. Auch hier können die reiche Lösung von Resorber 53 und die arme Lösung von Austreiber 50 zur Erzeugung von Prozeß- wasser bzw. Heizungswasser dienen.

Die Kompression durch den Verdichter 52 kann auch wie ' in Fi gezeigt, urch einen Kondensator, eine Pumpe und einen Verdampfer erfolgen.