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Es ist bekannt, zwecks Ausnutzens der Dampfwärme Kühlflüssigkeit in den Dampf hineinzu- spritzen. Die Kühlflüssigkeit nimmt dann Wärme auf und wird gegebenenfalls mit Kondensat aus den Dämpfen gemischt. Die somit erhaltene heisse Flüssigkeit kann dann zweckmässig durch einen Wärmeaustauschapparat geleitet werden, um indirekt ein anderes Medium zu erwärmen. Die Kühl- flüssigkeit wird in einem Strahlkondensator geeigneter Bauart in den Dampf hineingespritzt.
Öfters enthalten derartige Dämpfe wertvolle, gewöhnlich leichtflüchtige (schwer zu konden- sierende) Bestandteile. Dies ist beispielsweise bei den Abgasen der Zellstoffkocher der Fall, welche
Abgase u. a., wenn sie aus Sulfatzellstoffkochern herrühren, Methylalkohol, und wenn sie aus Sulfit- zellstoffkochern herrühren. Schwefeldioxyd enthalten.
Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, ein Anreichern derartiger wertvoller Bestandteile herbeizuführen, um ihre Ausbeutung zu erleichtern.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbeuten wertvoller Bestandteile der Dämpfe beim Zurückgewinnen der Wärme aus den Abdämpfen von Zellstoffkochern, bei denen die Dämpfe durch direktes Einspritzen von Kühlflüssigkeit kondensiert werden, so dass eine heisse Flüssigkeit oder Flüssigkeitsmischung gebildet wird, deren Wärme danach ausgenutzt wird, und das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, dass die Kühlflüssigkeitsmenge in der Weise im Verhältnis zu der Menge der zugeführten Abdämpfe geregelt wird, dass ein Teil des Dampfes noch unkondensiert mit der heissen Flüssigkeit oder Flüssigkeitsmischung zusammen abgeleitet wird, wobei beim Kondensieren angereichert, wertvolle unkondensierte,
gasförmige Bestandteile mitgerissen und vor dem Zurückgewinnen von Wärme aus der heissen Flüssigkeit oder Flüssigkeîtsïnischung daraus abgetrennt werden. Zweck- mässig wird das Gas nach der Separierung unter den Siedepunkt der Kühlflüssigkeit gekühlt, beispielsweise in einem Oberflächenkondensator oder durch Einspritzen von Kühlflüssigkeit, und es wird danach ausgebeutet.
Wertvolle Bestandteile können in dieser Weise bequem in angereichertem Zustand zurückgewonnen werden.
Der mit der heissen Flüssigkeit oder Flüssigkeitsmischung zusammen abgeleitete Dampf kann übrigens mitwirken, um die hohe Temperatur der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten, was mit Rücksicht auf das Rückgewinnen der Wärme vorteilhaft ist.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäss der Erfindung.
Ein Strahlkondensator 1 ist mit einem Rohrstutzen 2 versehen, durch welchen gasreiche heisse Dämpfe aus einem Verdampfungsgefässe 3 hineingelassen werden. Der Strahlkondensator enthält einen oberen Einlaufstutzen 4 für das Kühlmittel, eine Mischungskammer und einen Kondensationsteil 6, der unten mit einem Ablaufstutzen 7 für die heisse Flüssigkeitsmischung versehen ist. Letztere wird mit unkondensierten, wertvollen Bestandteilen zusammen (z. B. Methylalkohol oder Schwefeldioxyd) einem Sammelbehälter 8 zugeführt. In dem oberen Teil des Behälters werden unkondensierte Gase abgetrennt, die durch einen Kühler 9 ausscheiden, wo Dampf kondensiert und das wertvolle Gas noch mehr angereichert wird, um dann einem Gebläse 10 oder einem andern Förderorgan zugeführt zu werden.
Die heisse Flüssigkeit im Behälter 8 wird durch eine Leitung 11 einer Pumpe 12 zugeleitet, die die Flüssigkeit dem Wärmeaustauscher 13 zuführt.
Die Regulierung der Temperatur nicht kondensierten Gases und somit der Menge durchströmenden Dampfes wird von einem in der Kühlflüssigkeitsleitung des Kondensators eingesetzten Drosselventils 14 bewirkt, das selbsttätig von dem Regulator 15 in Verbindung mit dem von der Temperatur betätigten Organ 16 in der Ablaufleitung des Kondensators geregelt wird. Vorausgesetzt, dass ein unveränderliches Gewichtsprozent unkondensierbares Gas in den dem Strahlkondensator zuzuführenden Dämpfen enthalten ist, kann derselbe Regulator zum Aufrechterhalten der gewünschten Temperatur der nicht kondensierten Gase aus dem Nachkühler 9 benutzt werden. Zu diesem Zweck ist eine Kühlflüssigkeitsleitung 17 nach dem Regulator abgezweigt und an dem Nachkühler angeschlossen worden.
Das Mengenverhältnis zwischen Kühlflüssigkeit zum Kondensator und zum Nachkühler wird mittels des Drosselventils 18 geregelt.
Anstatt das Betätigungsorgan 16 unmittelbar nach dem Strahlkondensator anzuordnen, kann es in die Ablaufleitung der nicht kondensierbaren Gase vor dem Gebläse 10 eingesetzt werden. Der Regulator wird dann eine gleichbleibende Temperatur der ausscheidende, gekühlten und nicht kondensierten Gase aufrechterhalten, was öfters von grösster Bedeutung ist. Vorausgesetzt, dass der Nachkühler 9 genügend reichlich bemessen ist, besteht keine Schwierigkeit, die betreffende Temperatur binnen weiten Grenzen zu regulieren und nichtsdestoweniger eine Höchsttemperatur des von dem Strahlkondensator 1 kommenden heissen Kondensats aufrechtzuerhalten.
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Sollte aber das Mischungsverhältnis zwischen Dampf und nicht kondensiertem Gas allzu stark schwanken, wird zweckmässig das Drosselventil 18 durch ein selbsttätig reguliertes Ventil mit Betätigung von der Ablaufleitung zum Gebläse 10 ersetzt.
Es kommt bisweilen beim Entlaugen von Sulfitkochern vor, dass die Lauge bei einer Temperatur von 1200 bis 1250 C ausscheidet und dabei Schwefeldioxyd enthält, das um so leichter entfernt werden kann ; je höherer Saugwirkung die Lauge ausgesetzt wird. Durch geeignete Wahl der Strahldüsen des Kondensators 1 und dementsprechende Anpassung der Menge Kühlflüssigkeit kann die erwünschte Saugwirkung in dem geschlossenen Behälter 3 erhalten werden. Dieser Behälter, der gemäss der Zeichnung die ganze Laugenmenge enthalten kann, kann zweckmässig in ein kleines, geschlossenes Entgasurigsgefäss und danach einen offenen Behälter geteilt werden. Letzterer kann dabei wesentlich billiger hergestellt werden.
Nach dem Entgasen wird die abfliessende Lauge zweckmässig mittels einer Pumpe 19 durch einen Wärmeaustauscher 20 geleitet, falls sie nicht in ihrem erwärmten Zustand direkt bei der Fabrikation ausgenutzt werden kann.
Die dem Strahlkondensator 1 zugeführte Kühlflüssigkeit wird am zweckmässigsten durch Umleiten in einem geschlossenen Kreislauf wieder als Kühlmittel ausgenutzt, wie in der Zeichnung ersichtlich. Demgemäss wird die von dem Kondensator 1 gelieferte heisse Flüssigkeitsmischung nach deren Abkühlen im Wärmeaustauscher 13 durch die Leitung 23 dem Kondensator 1 in erforderlichen Mengen wieder zugeführt. Wenn bei verminderter Belastung oder Leerlauf nur ein beschränkter Teil der verfügbaren Umlaufflüssigkeit bzw. gar keine solche Flüssigkeit als Kühlmittel gebraucht wird, dann wirkt die dargestellte Vorrichtung derart, dass der ganze Überschuss dieser Flüssigkeit vorläufig im unteren Teil des Behälters 8 gespeichert wird, und umgekehrt wird bei Höchstbelastung ein Zusatz von Flüssigkeit aus diesem Bodenraum zum Kondensator gefördert.
Hiezu dient eine Zweigleitung, die vorzugsweise unter einer Platte 21 mündet, um die Geschwindigkeit der eintretenden Flüssigkeit zu vermindern, wenn diese in dem Behälter 8 emporsteigt. Während des Betriebes befindet sich also im Bodenteil dieses Behälters ein mehr oder wenig grosser Vorrat von abgekühlter Flüssigkeit und über
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abgegrenzte Schicht von immer wechselnder Tiefe bildet, was in der Zeichnung durch eine vollgezogene Linie angedeutet wird. Mittels eines Randauslasses 24 wird ein bestimmter Flüssigkeitsstand im Behälter beibehalten sowie erreicht, dass ein infolge des Kondensierens von Dampf entstehender Flüssigkeit- überschuss selbsttätig abgeleitet wird.
Häufig ist es möglich, auch diesen Überschuss weiter auszunutzen, u. zu. in einer vorhergehenden Stufe desselben Fabrikationsvorganges, bei der die wertvollen Bestandteile erzeugt werden. In dieser Weise kann bei passenden, auch schweren Betriebsverhältnissen ein einziger Speicherbehälter genügen, der niemals einen toten Raum aufweist, so dass eine grosse Ersparnis erzielt-wird.
Überdies hat das beschriebene Kreislaufverfahren den grossen Vorteil, dass etwaige Verluste an Wärme oder wertvollen Bestandteilen auf einfache Weise auf ein Mindestmass gebracht werden, weil dabei offenbar wenigstens mit der Flüssigkeit aus dem Vorgang nichts entweichen kann. Wohl werden anfänglich solche wertvolle Bestandteile in der Flüssigkeit gelöst, aber infolge des Umlaufens kommt sehr bald eine Sättigung zustande, und danach scheiden sich alle zusätzlich beigemischten Bestandteile vollständig aus.
Selbstverständlich konnte man auch dem Strahlkondensator stetig eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise kaltes Frischwasser, von aussen zuführen. Solch ein offenes Verfahren bewährt sich jedoch kaum in der Praxis, denn eine genügende Gesamtleistung bedingt, dass die erzeugte Flüssigkeitmischung nach Durchgehen durch den Wärmeaustauscher gemäss dem erwähnten Vorschlag an der einen oder andern Vorbereitungsstufe ausgenutzt wird. Dies dürfte in den meisten Fällen unausführbar sein, weil die derart zu verbrauchende Flüssigkeitsmengen fast immer viel grösser als erwünscht sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Ausbeuten der wertvollen, leichtflüchtigen oder gasförmigen Bestandteile der Abdämpfe bzw. Ablaugen von Zellstoffkoehern unter Wärmezurückgewinnung aus diesen Abfallprodukten, bei welchem die Dämpfe durch direktes Einspritzen von Kühlflüssigkeit zwecks Erzeugung einer heissen Flüssigkeit kondensiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeitsmenge im Verhältnis zur verfügbaren Dampfmenge mittels einer an sich bekannten Regelvorrichtung in Abhängigkeit von der Ablauftemperatur der Mischung derart geregelt wird, dass eine gewisse Dampfmenge zusammen mit der Flüssigkeit entweicht, wodurch die auszubeutenden, flüchtigen Stoffe mitgerissen werden, welche Stoffe dann vor Weiterverwendung der Flüssigkeit abgeschieden und angereichert werden.