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Vorrichtung zum Abscheiden von schwefliger Säure aus Sulfitablauge.
Die in der Zellstoffindustrie üblichen Entgaser können ihren Zweck nur sehr unvollkommen erfüllen.
Auch heute noch werden alte Kocher oder ausgemauert Trommeln ausser Betrieb gesetzter Flammrohrkessel zu Entgasern umgebaut, weil bisher die Ansicht vorgeherrrscht hat, je grösser der Entgaser sei, um so besser sei seine Wirkung. Selbst Achenbach wählt für seinen patentierten Zerstäuberentgaser immer noch einen Rauminhalt von 1/7 des Kocherfassungsraumes. Leider hat dieser Achenbach'sche Entgaser, der zuerst eine wesentlich bessere Entgasung der Ablauge erwarten liess, den Nachteil, dass die in der Ablauge mitgerissenen Zellstoffasern die kleinen Austrittsöffnungen verstopfen. Die alten Grossraumentgaser geben bei unvollkommener Entgasung der Ablauge Anlass zu hohen laufenden Instandhaltungskosten.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung liegt nun sowohl darin, eine bessere Entgasung zu erzielen, wie auch es zu ermöglichen, dass sich dieser Vorgang in einem sehr kleinen Raum abspielen kann, wodurch erhebliche Ersparnisse an Anlagekosten gemacht werden können.
Zur Verbesserung der Entgaserwirkung ist ein besonderes System von Rieseleinbauten vorgesehen, in dem die bereits entspannte Ablauge vollständig entgast wird ; denn an sich ist es nicht neu, Sulfitzelluloseablauge durch Zerstäuben zu entgasen. Aber bei dieser bekannten Einrichtung erfolgt die Entgasung durch Spritzdüsen, die auf Zerstäuberrohren eines geschlossenen Behälters sitzen und die Flüssigkeit an der Wand dieses Behälters zerstäuben.
Zur Rückgewinnung des in'Sulfitablaugen der Zellstoffgewinnung enthaltenen freien Schwefeldioxyds mit Hilfe von Alkalien oder Frischwasser hat man schon vorgeschlagen, die aus den Ablaugen entweichenden, das Schwefeldioxyd enthaltenden Gase dem Kalk-oder Frischwasserstrom in einem Kolonnenturm entgegenzuführen. Dort dienen also die Einbauten des Kolonnenturmes zur Berieselung mit Wasser, während es bei der Erfindung darauf ankommt, die zerstäubte Sulfitablauge selbst über Rieseleinbauten zu leiten und auf diese Weise die schon durch die Zerstäubung eingeleitete Entgasung zu vervollständigen.
Nach der vorliegenden Erfindung bestehen die Rieseleinbauten aus in Abständen übereinander aufgestellten Einsatzbehältern, deren Böden ringförmige Öffnungen tragen und denen in dem folgenden Behälter in entsprechendem Abstand Rieselplatten gegenüberstehen. Die zerstäubte Lauge wird von oben nach unten. in die Rieselbehälter geführt und fällt über die Ränder der Platten in den nächstfolgenden Behälter, während das Gasgemisch durch die die Einsatzbehälter aussen umschliessende Randzone abgeleitet wird. Durch diese Ausbildung der Behälter und ihre besondere Anordnung zu den Rieselplatten wird der Ablauf der Flüssigkeit auf die Kernzone des Entgasers beschränkt.
Die noch in ihr enthaltenen SO, 7Gase werden durch das mehrfache Aufschlagen der vorher in einen Schleier oder in einzelne Strahlen aufgelösten Flüssigkeit in der dünnen Schicht auf den Prallplatten leicht angetrieben. Die freigemachten Gase entweichen dann auf kürzestem Wege in der reichlich gehaltenen Randzone. Die Berührung zwischen Gas und Flüssigkeit ist also hier im Gegensatz zu den bisherigen Entgaser auch auf ein möglichst geringes Mass beschränkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung dargestellt. a ist ein Metallgefäss aus rostfreiem Stahl, homogen verbleitem Eisen oder sonstigem geeignetem Metall oder einer Metallegierung, in welches die Laugenleitung b mündet. Die Austrittsdüse ist hier nach
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oben gegen eine mit einem Rand d zur ringförmigen Begrenzung des niederfallenden Strahles und mit Hindernissen e zu seiner Zerteilung versehene Prallplatte gerichtet. Die dadurch entstehenden Zwischenräume zwischen den Teilstrahlen erlauben dem hier oben schon entstehendem Gemisch den sofortigen ungehinderten Austritt aus dem Laugenbereich. Die Düse könnte auch abwärts gerichtet sein und die Prallplatte oder eine Lochplatte könnte sich in sinngemässer Anordnung unter ihr befinden.
Die Lauge fällt nunmehr in Rieseleinbauten, die in dem gezeigten Beispiel aus den abwechselnd stehenden Einsätzen mit Bodenrand f und aus Platten g bestehen, die mittels eines Gestells am oberen oder unteren Boden des Apparates befestigt sein können, damit die auftretenden Stoss-oder Wärmekräfte nicht auf. den Mantel übertragen werden,
Die Lauge wird auf ihrem Wege abwärts durch das Rieselsystem hindurch abwechselnd zur Mitte angesammelt und wieder nach aussen verteilt, so dass eine dauernde gute Durchmischung stattfindet und immer wieder neue Teile in dünner Schicht mit dem Dampfgemisch in Berührung kommen, deren Dauer man durch die Zahl der Elemente beeinflussen kann.
Das Gemisch entweicht durch die ringförmigen Zwischenräume h zwischen den Körpern 1 in die äussere Ringzone des Apparates und verlässt ihn durch die Öffnungen i.
Das Rieselsystem kann, der im unteren Teile des Apparates geringeren Gemischbildung und Geschwindigkeit entsprechend, nach unten hin mit zunehmendem Durchmesser ausgeführt werden, wodurch die Dampfzone enger, dagegen die Ausbreitungsmög1ichkeit der Lauge in Anpassung an ihre dort verringerte Ausdampffähigkeit vergrössert wird.
Die Einbauten können bei entsprechender Konstruktion auch am Mantel befestigt sein.
Da der Überdruck im Apparat während eines Betriebes starken Schwankungen unterworfen ist und sogar des öfteren von einem ziemlich hohen Vakuum abgelöst werden kann, so muss dafür gesorgt werden, dass der Flüssigkeitsspiegel im Apparat einigermassen beständig bleibt, denn einerseits könnte der untere Wasserverschluss ausgeblasen werden und anderseits könnte sich der grösste Teil des Innenraumes mit Lauge anfüllen. Im ersteren Falle würde Gemisch mit in die Ableitung gerissen und im zweiten Fall würde die Wirkung. des Apparates aufgehoben werden.
Man kann dies unter anderm durch die auf der Zeichnung angegebene Einschaltung eines Flüssigkeitsabscheiders k verhindern, dessen Gasraum durch eine Rohrleitung M über den Raum o mit dem
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Laugenspiegels im Apparat nicht auftreten können, sie werden vom Abscheider übernommen, wenn die Beeinflussung seiner Druckverhältnisse durch Störungen aus der anschliessenden Abschlussleitung m der Lauge verhindert wird, z. B. durch eine Verbindung m der Leitung am geeigneten Punkt mit der Atmosphäre.
Viel gefährlicher als der meist nicht erhebliche Überdruck ist das schon erwähnte Auftreten von
Vakuum, z. B. beim Aufhören des Laugenzuflusses. Hiegegen muss ein dünnwandig gebauter Apparat, z. B. aus rostfreiem Stahl, erfahrungsgemäss unbedingt geschützt werden, weil man ihm aus wirtschaftlichen Gründen nicht eine hiegegen hinreichend sichernde Wandstärke geben kann.
Man kann zu diesem Zwecke einen Wasserversehluss anbringen, der infolge geeigneter Formgebung bei Überdruck eine grosse, bei Vakuum dagegen nur eine kleine Steighöhe bis zum Durehblasen hat. Eine solche Vorrichtung hat aber immer noch eine gewisse Trägheit im Ansprechen, und es ist noch besser, ein möglichst trägheitsloses Tellerventil od. dgl. 9 anzuwenden, wie auf der Zeichnung dargestellt. Die Ventil- öffnung p im Gehäuse o muss einen grossen freien Querschnitt und der leicht ausgeführte, frei auf dieser Öffnung aufliegende Ventilteller demgemäss eine grosse Oberfläche haben.
Tritt im Entgaser ein Vakuum auf, so wird der Ventilteller q sofort durch den äusseren Luftdruck gehoben, so dass zum Ausgleich des Unterdrucks Luft eintreten kann, die verhindert, dass die Entgaserwände durch den Druck der Aussenluft zusammengedrückt werden. Ein Schutz gegen Verkleben des Ventiltellers und Behinderung der freien Beweglichkeit des Unterdruckausgleichsventils durch kolloidale Bestandteile der Ablauge wird dadurch verhindert, dass das Führungsrohr T der Ventilspindel s durch das Rohr t ständig mit heissem Wasser bespült wird. Dieses Wasser kann dadurch erwärmt werden, dass man seine Zuleitung t auf eine hinreichende Länge der Erwärmung durch das den Apparat verlassende Dampfgemisch aussetzt. Kaltes Wasser löst nicht so gut und würde aus dem Dampfraum Säure aufnehmen.
Die Ableitung geschieht entweder in den Apparat, in den Abscheider, oder durch einen Syphon ins Freie.
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