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Verfahren zur Verwendung der in Abgasen enthaltenen Abfallwärme zum
Eindampfen von Flüssigkeiten Für die nutzbringende Verwendung von Abfallwärme liegt
schon eine Reihe von Vorschlagen vor. So ist bereits versucht worden, die in Abgasen
von Dampfkesselfeuerungen usw. enthaltene Abfallwärme dadurch nutzbar zu machen,
daß man sie vor Eintritt in den Fuchs um die Heizrohre eines Verdampfes strömen
ließ in dem beispielsweise Kondensate zur Kesselspeisung erzeugt zur den. Das Verfahren
konnte sich in der Praxis deshalb nicht einführen, weil man eine Temperatur von
etwa 150° C nicht unterschreiten darf (sobald der Taupunkt unterschritten wird,
sind sehr unangenehme Folgeerscheinungen wegen des Auftretens von wäßriger schwefliger
Säure festzustellen), weil der Wärmeiihergang von Gasen an eine, metallische Heizfläche
bei den verhältnismäßig niedrigen Temperaturdifferenzen sehr gering ist und weil
es zu Verkrustungen der Heizfläche infolge von Ruß- und Flugascheablagerungen kommt.
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Weiter ist es bekannt, Salzlösungen usw. in der chemischen Industrie
dadurch zu konzentrieren, daß man sie versprüht und einem warmen, an Feuchtigkeit
noch nicht gesättigten Luftstrom entgegenführt. Hierfür hat man jedoch die Abgase
als solche unmittelbar wegen ihrer gelungen Reinheit niemals benutzen können. Zwar
sind diesbezügliche Vorschläge gemacht; aber nie in die Praxis umgesetzt worden,
da es sich beim Eindampfen von Flüssigkeiten ausschließlich um die Gewinnung mehr
oder weniger reiner, eine Verschmutzung durch die Abgasverunreinigungen nicht zulassender
Produkte handelt.
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Die vorliegende Erfindung geht zunächst von der bekannten Tatsache
aus, daß beim
Einleiten von Dampf in eine Flüssigkeit mit beträchtlicher
Siedepunkterhöhung der Dampf begierig aufgenommen wird, wobei sich eine höhere Temperatur
einstellt. als der normalen Kondensationstemperatur des Dampfes lentspricht. So
beträgt beispielsweise beim Einleiten von Wasserdampf von I Atü (100° C) in eine
Calciumchloridlösung von 30 BC die Kondensationstemperatur 1150 c, und die gesamte
Kondensationswärme kann bei dieser Temperatur nach außen abgeführt werden.
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Auf diese Art kann man, wenn sich die Salzlösung um die Heizrohre
eines Verdampfers bewegt und man den Brüdendampf in diese Salzlösung einleitet,
ohne Wärmezufuhr von außen die Flüssigkeit eindampfen, wobei allerdings die Wärmeverluste
infolge von Strahlung und Leitung auf irgendeine Art er setzt werden müssen.
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Au:s dem Gesagten ergibt sich außerdem, daß die verwendete Salzlösung
mit fortschreitendem Verlauf sich immer mehr verdünnt und daß endlich, wenn man
nicht für die Zufuhr frischer Salzlösung sorgt, der Prozeß zum Stillstand kommen
muß. Da genügende Mengen konzentrierter Salzlösungen wohl nur in den seltensten
Fällen zur Verfligung stehen dürften (Salinen, stark salzhaltige stehende Gewässer
o. dgl.), ist das Verfahren in der Praxis daher mit der Notwendigkeit verknüpft,
die verwendete Salzlösung durch Verdunstung in Gradierwerken n. dgl. laufend wieder
zu regenerieren, wobei die zur Verdampfung erforderliche Wärmemenge in diesem Falle
indirekt von der Atmosphäre geliefert wird. Gradierwerke sind je doch schon wegen
des sehr großen Raumbedarfes kaum wirtschaftlich zu betreiben, und die Erfindung
stützt sich daher weiter auf die Erkenntnis, daß die zur Anwendung des obigen Verfahrens
erforderliche Salzlösung, die ja nur um die Heizrohre des Verdampfers strömt, keineswegs
ganz rein sein muß und daher zu ihrer Konzentrierung die in Abgasen enthaltene Abfallwärme
verwendet werden kann, da es ohne weiteres möglich ist, die Salzlösung in fein verteilter
Form direkt mit diesen Abgasen in Berührung zu bringen.
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Wenn man beispielsweise um die Heizrohre eines Verdampfers bei normalem
Dlruck eine gesättigte Kaliumcarbonatlösung von 66% strömen läßt und den Brüdendampf
von 100° C in diese Lösung einleitet, so wird sie dadurch auf die Siedetemperatur
von 1330 C gebracht, und man hat so ein geniigendes Temperaturgefälle zur Verfügung,
um die in den Heizrohren befindliche F1ussigkeit einzudampfen. Die um die Heizrohre
strömende Kaliumcarbonatlösung verdünnt sich jedoch durch den niedergeschlagenen
Brüdendampf mit der Zeit und wird daher durch direkte Berührung mit Abgasen indem
man sie beispielsweise fein versprüht und im Gegenstrom zu diesen Abgasen führt
-- wieder auf die Sättigungskonzentration gebracht. Das in den Abgasen enthaltene
SO2 und SO, wird hierbei zum Teil zum Kaliumsulfit und Kaliumsulfat, das wegen seiner
geringen Löslichkeit ausfällt. Es müssen also dauernd geringe Mengen Kaliumcarbonat
ersetzt werden, die Größenordnung dieser Verluste ist jedoch nicht beträchtlich.
Man kann im übrigen an Stelle von Kaliumcarbonat auch das billigere Ätzkali zusetzen,
da es sicb infolge des hohen CO2-Gehaltes der Abgase sowieso in Isaliumcarbonat
umsetzt. Die entsprechenden Natriumsalze (also Soda und Ätznatron) können dagegen
nicht so gut verwendet werden, und zwar wegen der geringen Löslichkeit der Soda.
Es gibt jedoch aucb noch andere Verbindungen, die sich für diesen Zweck eignen,
so z. B. Schwefelsäure, bei der praktisch überhaupt keine Substanzverluste auftreten.
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Der Vorteil des Verfahrens liegt in der Verbindung einer Ausnutzung
des Honigmannschen Prinzips mit der Ausnutzung der in Abgasen vorliegenden Wärmemengen
zur direkten Wiederkonzentrierung der verbrauchten Honigmannschen Lösungen.