Thermophysikalische Eigenschaften von Methanol /Wasser-Lithiumbromidlösungen
Forschungsbericht Nr. 17
Willigert Raatschen
Die vorliegende Arbeit gibt einen Überblick über die für Absorptionsprozesse wesentlichen thermodynamischen und physikalischen wesentlichen thermodynamischen und physikalischen Eigenschaften des für Absorptionsanlagen interessanten, ternären Arbeitsstoffgemisches Methanol/Wasser-Lithiumbromid. Es wurden Dampfdruck- und Phasengleichgewichtsmessungen, Dichte-, Viskositäts- und Oberflächenspannungs-messungen sowie Untersuchungen zum Löslichkeitsverhalten durchgeführt. Über Messwerte der integralen Lösungswärme wurde eine Gleichung zur Berechnung der Enthalpie der Lösung und der des Dampfes entwickelt. Weiterhin wurde eine Dampfdruck-gleichung und eine Gleichung zur Berechnung der Dampfzusammensetzung erstellt. Zur Aufstellung von Energie- und Stoffbilanzen sind hiermit die Voraussetzungen geschaffen worden.
Zur Konzentrationsbestimmung der aus Methanol und Wasser bestehenden Dampfphase sowie zur Konzentrationsbestimmung der 3 Komponenten enthaltenen Lösung wurde ein Arbeitsdiagramm erstellt, mit welchem durch Dichte- und Brechzahlmessung die Zusammensetzung leicht und genau zu bestimmen ist. Über ein vorgestelltes Iterations-verfahren ist dies auch numerisch möglich. Zur Beurteilung des Dreistoffsystems konnten für geringe Wasseranteile bereits über mehrere Jahre praktische Erfahrungen gesammelt werden. Für herkömmliche Absorptionswärmepumpen, welche mit Methanol-Lithiumbromid als Stoffpaar fahren, bringt eine geringe Wasserzugabe wesentliche Vorteile im Kristall-isationsverhalten und positive Auswirkungen auf das Absorptionsverhalten. Erfahrungen mit größeren Wasseranteilen liegen nicht vor. Sollte als Arbeitsmittel ein Methanol/Wasser-Gemisch verwendet werden, so sind konstruktive Veränderungen in der Anlagenkonzeption notwendig, insbesondere muß im Verdampfer sichergestellt sein, dass eine Anreicherung von Wasser vermieden wird.
Auf der Basis der in dieser Arbeit zusammengetragenen thermophysikalischen Eigenschaften von Methanol/Wasser-Lithiumbromid Lösungen scheint es sinnvoll, die Anwendung dieses ternären Systems für Absorptionsprozesse näher zu untersuchen.
