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Verfahren zum Entwässern von kristallwasserhaltigen Salzen in einer mehrstufigen Eindampfanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von reinen und verunreinigten kristallwasserhaltigen Salzen, wie Glaubersalz, Kupfervitrol od. dgl. durch Schmelzen des im Gemisch mit einer Mutterlauge vorliegenden kristallwasserhaltigen Salzes und Eindampfen der Mutterlauge in einer mehrstufigen Eindampfanlage.
Das Entwässern von kristallwasserhaltigem Salz, z. B. Glaubersalz, Kupfervitrol oder andern Salzen ähnlichen Löslichkeitsverhaltens geschieht bisher in Schmelzkesseln, die von aussen beheizt werden. Hiebei werden die kristallwasserhaltigen Salze zum Schmelzen gebracht und es kristallisiert aus der übersättigten Schmelze ein Teil der Salze in wasserfreier Form aus. Die verbleibende Mutterlauge, von der das ausgefallene Salz z. B. durch Zentrifugieren abgetrennt wird, wird sodann einer Vakuumkühlung unterworfen, wobei hydrathaltiges Salz kristallisiert und sodann zum Schmelzkessel zurückgeführt wird.
Diese übliche Verfahrensweise hat den Nachteil, dass die Heizflächen des Schmelzgefässes weitgehend verkrusten, wodurch die Wirksamkeit der Beheizung leidet.
Um diese und andere Schwierigkeiten zu vermeiden und um die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu erhöhen, wurde beispielsweise vorgeschlagen, zum Schmelzen des Salzes und zum Verdampfen des Kristallwassers aufgeheizte Mutterlauge mit einem Teil des Abdampfes der Eindampfung der Mutterlauge, die unter Überdruck durchgeführt wird, zu verwenden und der Mutterlauge vor dem Aufheizen Abdampf der unter Druck betriebenen Eindampfung zuzusetzen. Nach andern Vorschlägen soll die zum Schmelzen des Salzes benötigte Wärme der aus der Eindampfung dem Schmelzkessel zufliessenden heissen Mutterlauge entzogen und über einen Heizkörper wieder in die Eindampfung eingebracht werden. Diese Verfahrensweisen haben gegenüber der erstangeführten den wirtschaftlichen Vorteil einer bedeutenden Energieeinsparung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit der Verfahren zur Entwässerung von kristallwasserhaltigen Salzen durch Schmelzen des Salzes und Eindampfen der Mutterlauge in einer mehrstufigen Eindampfanlage durch beachtliche Energieeinsparung weiter zu verbessern und hiebei sicherzustellen, dass die Heizflächen des zum Schmelzbehälter gehörenden Wärmeaustauschers nicht verkrusten.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die zum Schmelzen des Salzes erforderliche Wärmemenge im wesentlichen den Brüden der letzten Stufe der Eindampfanlage entnommen und dem zwischen dem Schmelzbehälter und dem zugehörigen Wärmeaustauscher umgewälzten Gemisch im indirekten Wärmeaustausch zugeführt wird und dass die Temperaturdifferenz zwischen dem Eintritt und dem Austritt des Gemisches aus dem Wärmeaustauscher durch eine entsprechend grosse Umwälzmenge an Gemisch so gering gehalten wird, dass keine Krustenbildung im Wärmeaustauscher eintritt, vorzugsweise unter 20C.
Wie hieraus hervorgeht, wird das Verkrusten des zum Schmelzbehälter zugehörigen Wärmeaustauschers dabei dadurch verhindert, dass die Temperaturdifferenz zwischen dem Eintritt und dem Austritt der Lösung aus dem Wärmeaustauscher durch eine entsprechend gross gewählte Umwälzmenge an Mutterlauge so gering gehalten wird, dass sich keine selbsttätigen Kristallteile bilden können, sondern die Übersättigung der Lösung an den bereits
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vorhandenen Kristallen abgebaut wird. Zur Verdeutlichung des durch die Erfindung herbeigeführten Erfolges wird anschliessend an die im folgenden beschriebene Eindampfanlage ein Vergleichsbeispiel geschildert werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zweistufigen Eindampfanlage mit Rückwärtsspeisung zum Ausüben des Verfahrens nach der Erfindung schematisch dargestellt.
Es bezeichnen die Bezugszeichen--11 und 21-- die Ausdampfgefässe, mit deren zugehörigen Wärmeaustauschern --12 und 22--, das Bezugszeichen --31-- den Schmelzbehälter mit seinem zugehörigen Wärmeaustauscher --32--, --51-- einen Voreindicker, --53-- einen Abscheider für das kristallwasserfreie Salz, z. B. eine Zentrifuge,--41--den Eingabebehälter für das zu schmelzende
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benötigten Heizdampfes,-B--die Eingabe des zu schmelzenden kristallwasserfreien Salzes, --C-die Abführung des erzeugten kristallwasserfreien Salzes und--A--den bei der Verarbeitung verunreinigter kristallwasserhaltiger Salze erforderlichen Abstoss.
Bei dieser Anlage wird das zu schmelzende kristallwasserhaltige Salz in den Eingabebehälter
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-41-- eingesetzt,Wärmeaustauscher --22-- und dem Ausdampfgefäss --21-- umgewälzt und durch die Brüden der ersten Stufe, die über die Leitung--80--dem Wärmeaustauscher--22--zugeführt werden, beheizt wird. Nach Abzug des dabei anfallenden Salzes über die Leitung --66-- zum Eingabebehälter --41-- wird die Mutterlauge über die Leitung --64-- in das Eindampfgefäss --11-- überführt, dort durch Zugabe von Frischdampf gemäss-D-in dem zugehörigen Wärmeaustauscher-12- eingedampft, wobei wieder das dabei anfallende Salz über die Leitung --65-- dem Eingabebehälter --41-- zugeführt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren, welches in der beschriebenen zweistufigen Eindampfanlage gemäss obigem Beispiel ausgeführt werden kann, hat im wesentlichen die Vorteile der Vermeidung einer Verkrustung sowie der Energieersparnis. Dies geht aus folgendem Vergleich hervor :
Es wurde zunächst nach dem bekannten, auf Seite 1 der Beschreibung wiedergegebenen Verfahren gearbeitet. Es wurde Glaubersalz entwässert. Der Zustand des Frischdampfes in der Heizschlange ist durch einen Druck von 2 atü und 1330C umrissen ; die Temperatur der Suspension betrug 60 C. Hiebei ergab sich ein Reinigungsturnus der von aussen verkrusteten Heizschlange nach dreitägigem Dauerbetrieb unter Aufwendung einer Reinigungszeit von 8 h.
Es wurde das gleiche Glaubersalz nach dem erfindungsgemässen Verfahren entwässert, wobei die Beheizung des Wärmeaustauschers des Schmelzbehälters mit Brüdendampf von 0, 2 atü bei einer Temperatur von 600C erfolgte. Die Temperatur der Suspension im Schmelzer betrug 55 C ; die Strömungsgeschwindigkeit der Suspension in den Wärmeaustauscherrohren war zirka 2 m/sec. Das Gemisch wird aus dem Schmelzbehälter-31-über die Leitung --72-- mit einer Temperatur von 540C in den Wärmeaustauscher --32-- eingeführt und verlässt diesen mit der Temperatur von 55 C.
Demzufolge hat bei dem durchgeführten Versuch die Temperaturdifferenz 10C betragen. Es ergab sich ein Reinigungsturnus nach dreiwöchigem Dauerbetrieb unter Aufwendung von 4 h Reinigungszeit.