199704. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőhatással működő, nedvességet elpárologtató berendezések veszteségének hasznosítására
HU 199704 B forgalmat igényel, miáltal relatíve nagy hőveszteséggel dolgoznak. Az 1869/85 ügyszámú 1987.V.28-án közzétett magyar szabadalmi bejelentés és az ennek elsőbbségével megadott US 4634455 sz. egyesült államokbeli szabadalom a technika szintjét jelentő megoldások közül a célnak a legjobban felel meg. Ennél is fennáll azonban az a hátrányos körülmény, hogy a szárítóból eltávozó közeg jelentősebb nedvességtartalma esetén (a rendelkezésre álló -hűtőközeg hőmérsékletétől függő kb. 28—30 g/kg felett) a gáz-gáz hőcserélőben nedvesség csapódik ki, ami az ilyen hőcserélőkre korábban említett hátrányokat okozza. Végül valamennyi említett rendszer közös tulajdonsága, hogy a hygroszkópos oldat hővel történő regenerálása nélkül működésképtelen. A regenerálás hőigénye az említett HU 179114, HU 184789 és 1869/85 lajstromszámú, ill. ügyszámú szabadalmakban, ill. az ezek elsőbbségével megadott egyéb szabadalmakban lényegesen kisebb és a szárítási folyamatban magában hasznosítható is mint az egyéb, a technika szintjét alkotó eljárásoknál, ill. berendezésekben. A jelen találmány az említett hátrányos körülményeket megszűnteti és olyan eljárás, illetve az ezen alapuló olyan berendezés megvalósítására ad módott, amelynél a szárítót elhagyó közeg hőtartalma — ami egyben a szárító veszteségének csaknem teljes egésze — hasznosíthatóvá válik és adott esetben a hővel való oldatgenerálás is elmaradhat, ami a hasznosítás mértékét tovább fokozza. A találmány alapjául több fontos felismerés szolgál: — a higroszkópos oldatok képesek nagyobb (pl. 50°—80°C) hőmérsékleten is párát elnyelni, náluk nagyobb hőmérsékletű gáznemű közegből is, miközben a hígítási hő hatására felmelegednek. Ez a felmelegedett hígított oldat valamely térbe befecskendezve képes nedvességleadás nélkül az illető térben áramló száraz gáznemű közeget felmelegíteni. Az itt leírt melegítés során tehát nemcsak a páramentesített közegnek az oldat által elvont saját hőtartalmát, hanem az elnyelt pára abszorpciójánál felszabaduló hőt is hasznosítani lehet; — az előző bekezdésben említett nagyhőmérsékletű elnyeletés során a párával telített gáznemű közegből annyi nedvességet lehet elvonni, hogy a csökkent páratartalmú meleg közeg hőcserélőben való hűtésénél az előzőekben említett káros kondenzáció nem következik be. Az ilyen közegből a kondenzációmentes lehűtés után a maradó nedvességet már nagymértékben el lehet vonni; — higroszkópos oldatok nagy választékában vannak folyadék elegyek (pl. étilénglykol-víz, kénsav-víz) és vannak higroszkópos sóoldatok (pl. kalciumbromid-víz, lítiumklorid-víz, vagy ilyen sókeverékek vizes 3 oldatai). A folyadék elegyek vonatkozásában a nedvesség kiűzése — vagyis az elegy besűrítéssel történő regenerálása — hőköziéssel valósítható meg. A sóoldatok azonban az ún. fordított ozmózis jelenségek hasznosításával, féligáteresztő hártyák segítségével megfelelő nyomáson és hőmérsékleten, hőenergia ráfordítása nélkül is besűríthetők. Ily módon az általuk korábban megkötött nedvesség — ami nem egyéb, mint a szárítóban elpárolgott folyadék — hőenergiával történő elpárologtatás nélkül is a rendszerből eltávolítható. Ezáltal a találmány szerinti hőhasznosító rendszer saját energiafogyasztása lényegileg a közegek mozgatására korlátozódik. Az ismertetett felismerések alapján megvalósíthatók az eddig ismert berendezéseket az energiahasznosításban jóval felülmúló olyan páramentesítő és hőtartalom hasznosító eljárások, illetve az ezeken alapuló berendezések, amelyekkel pl. a szárítóberendezésekből távozó hőmennyiség újból felhasználhatóvá válik és ezáltal a szárítási folyamat gazdaságossága jóval az eddig lehetséges mértéken túl fokozható. Felhasználható a találmány bepárlókból a párával, vagy pára-gáz keverékkel távozó energia hasznosítására és így a bepárlási folyamatok gazdaságosságának az ismert mértéken túl történő javítására is. Szárítók esetében módot ad a találmány arra, hogy a szárítóközeg zárt folyamatot alkosson, de a visszanyert hővel nyitott folyamatban, a friss szárítóközeget felmelegítve is megoldható a leírt elvek alapján a visszanyert hő hasznosítása. A találmányt néhány példaképpeni kivileti alak alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a találmány szerinti berendezés kiviteli alakja, a 2. ábra a találmány másik kivitele. Az 1. ábrában hőbetáplálással működő 1 szárítóból 2 nyíláson 120°C hőmérsékletű, 50 g/kg abszolút nedvességtartalmú gázgőz keverék lép ki. Ennek a 3 abszorberben, a benne keringtetett higroszkópos oldattal érintkeztetve, hőmérséklete 60°C-ra, abszolút nedvességtartalma 22 g/kg-ra változik. A 4 gáz-gáz hőcserélőben a pl. 20°/25° hőmérsékletű hűtővízzel hűtött 5 abszorberben 28°C-ra tovább hűtött és 4 g/kg abszolút nedvességig leszárított közeg a 60°C hőmérsékletű közegtől elvont hővel 55°C-ra melegszik, miközben a közegek nedvességtartalma egyik hőkicserélő térben sem változik. Ugyanis a nagyobb 22 g/kg nedvességtartalmú szárítóközeg 35°C-ig lehűlve még jóval a harmatponti hőmérséklet felett marad. Az egyszer már előhevített száraz közeg ezután a 6 oldat-gáz hőcserélőben, a 3 adszorberből a 7 szivattyú nyomásával érkező 100°C hőmérsékletű oldat hatására, anélkül, hogy akár a gáznemű, akár a folyékony közegek 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
