DE1015763B

DE1015763B - Process for the evaporation of sulphite waste liquor od

Info

Publication number: DE1015763B
Application number: DEJ9981A
Authority: DE
Inventors: Sven-Erik Gustav Joensson
Original assignee: SVEN ERIK GUSTAV JOENSSON
Current assignee: SVEN ERIK GUSTAV JOENSSON
Priority date: 1954-04-27
Filing date: 1955-03-21
Publication date: 1957-09-19

Description

Verfahren zum Eindampfen von Sulfitablauge od. dgl. und gleichzeitigen Gewinnen von Alkohol Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindampfen von Sulfitablauge od. dgl. und zum gleichzeitigen Gewinnen von Alkohol. Process for the evaporation of sulphite waste liquor od. Like. And simultaneous Recovery of alcohol The invention relates to a method for evaporating sulphite waste liquor or the like and for the simultaneous production of alcohol.

Es ist bekannt, gegorene Lauge oder eine andere alkoholhaltige Lösung mit Dampf in mehreren Stufen indirekt einzudampfen, so daß der Alkoholgehalt der Lauge dabei in das Kondensat des Eindampfprozesses übergeführt wird, worauf das so gebildete alkoholhaltige Kondensat einem Abtriebprozeß mit Dampf unterworfen wird, der dann dephlegmiert wird. Das beim Dephlegmieren gebildete alkoholhaltige Kondensat wird dann einem Rektifikationsprozeß zugeführt. Dabei wird der gesamte I)ampfbedarf sowohl für das Eindampfverfahren wie für das Abtriebverfahren von außen her zugeführt. It is known to use fermented lye or some other alcoholic solution evaporate indirectly with steam in several stages, so that the alcohol content of the Lye is transferred into the condensate of the evaporation process, whereupon the alcohol-containing condensate formed in this way is subjected to a stripping process with steam who is then dephlegmated. The alcohol-containing one formed during dephlegmation Condensate is then fed to a rectification process. In doing so, the entire I) Vaccination requirement both for the evaporation process and for the stripping process from the outside fed here.

Die Erfindung bezweckt, durch Thermokompression die Eindampf-, Abtrieb- und Dephlegmierungsprozesse in Kombination bei einem möglichstgeringenZusatz von von außen zugeführtemDampf durchzuführen. The invention aims, by thermocompression, the evaporation, stripping and dephlegmation processes in combination with the least possible addition of externally supplied steam.

Die Erfindung besteht deshalb im wesentlichen in einer Kombination mehrerer Maßnahmen, derart, daß die gegorene Lauge dem Eindampfprozeß in einer anderen Stufe desselben als der letzten Stufe zugeführt und so eingedampft wird, daß der Alkoholgehalt von im wesentlichen der gesamten Lauge in den Laugendampf übergeht, bevor die Lauge der letzten Stufe zugeführt wird, daß von dem dabei gebildeten Laugendampfkondensat nur alkoholhaltiges Kondensat dem Abtriebprozeß zugeleitet wird, daß der von dem Abtriehprozeß kommende alkoholhaltige Dampf einer der Stufen zugeführt wird, in denen dieser Dampf getrennt von dem dieser Stufe zugeführten anderen Heizdampf als weiterer Heizdampf zum Eindampfen der Lauge ausgenutzt und dabei dephlegmiert wird, und daß der von der letzten Stufe kommende Laugendampf in einem Thermokompressor komprimiert und dann teils als Heizdampf zur ersten Stufe und teils als Abtriebsdampf dem Abtriebprozeß zugeleitet wird. The invention therefore essentially consists in a combination several measures, so that the fermented liquor the evaporation process in another Stage of the same as the last stage and evaporated so that the Alcohol content of essentially all of the lye is converted into the lye vapor, before the liquor is fed to the last stage, that of the liquor vapor condensate formed in the process only alcohol-containing condensate is fed to the stripping process that of the Stripping process coming alcohol-containing steam is fed to one of the stages in which this steam is separated from the heating steam other than that supplied to this stage further heating steam is used to evaporate the lye and is dephlegmated in the process, and that the liquor steam coming from the last stage in a thermocompressor compressed and then partly as heating steam to the first stage and partly as stripping steam is fed to the output process.

Bei einem Verfahren zum Eindampfen von gegorener Sulfitablauge od. dgl. und gleichzeitigen Gewinnen von Alkohol, in dem die Lauge indirekt und stufenweise in einem dampfbeheizten Mehrstufenverdampfer eingedampft wird, der primär mit von der letzten Verdampferstufe abziehenden und danach komprimiertem Brüdendampf beheizt wird, wobei das bei dem Eindampfen anfallende alkoholhaltige Brüdendampfkondensat einem Abtriebverfahren mit Dampf in einer Destillierkolonne unterworfen wird, besteht die Erfindung in einer Verfahrenskombination, bei welcher der komprimierte Dampf in zwei Wege geteilt und geleitet wird, von denen der eine Weg Dampf als Erhitzungsdampf für die Lauge in die erste Stufe zum Dampfraum dieser Stufe bringt und der andere Weg Dampf als Abtriebdampf durch die Destillierkolonne und von dort in alkoholhaltigem Zustand als Erhitzungsdampf für die Lauge in der letzten Stufe zu einem Dampfraum dieser Stufe, der von dem Dampfraum derselben Stufe für den Brüdendampf aus der nächstvorhergehenden Stufe getrennt ist, wobei die Lauge derart stufenweise eingedampft und geführt ist, daß sie zumindest annähernd alkoholfrei in die letzte Stufe gelangt. In a method for evaporation of fermented sulphite liquor od. Like. And simultaneous recovery of alcohol, in which the liquor indirectly and gradually is evaporated in a steam-heated multi-stage evaporator, which is primarily with von from the last evaporator stage and then heated the compressed vapor the alcohol-containing vapor condensate resulting from the evaporation is subjected to a stripping process with steam in a distillation column the invention in a process combination in which the compressed steam is divided and directed into two ways, one of which is steam as heating steam for the lye in the first stage to the steam space of this stage and the other Away steam as stripping steam through the distillation column and from there in alcohol-containing Condition as heating steam for the lye in the last stage to a steam room this stage, from the vapor space of the same stage for the exhaust steam from the next previous stage is separated, the liquor so gradually evaporated and it is done that it reaches the last stage at least approximately alcohol-free.

Das Eindampfen kann in nur zwei Stufen erfolgen. Evaporation can be done in just two stages.

Das Verfahren kann auch so durchgeführt werden, daß das Eindampfen wenigstens in derjenigen Stufe, in welcher die Lauge dem Eindampfprozeß zugeführt wird, allmählich in einer Anzahl, vorzugsweise drei Wärmekörpern erfolgt, durch welche die Lauge der Reihe nach hindurchgeführt wird. The process can also be carried out so that evaporation at least in that stage in which the liquor is fed to the evaporation process is carried out gradually in a number, preferably three, heat bodies which the lye is passed through in sequence.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben, die ein Beispiel für die Durchführung des Verfahrens veranschaulicht. The invention is explained in detail below with reference to the drawing which illustrates an example of the implementation of the method.

Zur klareren Darstellung sind in der Zeichnung unwichtige Einzelheiten, wie Regelventile, Kondensatableiter, Flüssigkeitsverschlüsse, Pumpen usw.. die nicht Gegenstand der Erfindung und jedem Fachmann auf dem Gebiet des Eindampfens und der Alkoholherstellung bekannt sind, nicht gezeichnet. For a clearer representation, unimportant details are in the drawing, like control valves, condensate drains, liquid traps, pumps etc .. which are not Subject of the invention and to any person skilled in the art of evaporation and of Alcohol production are known, not drawn.

Nach der Zeichnung besteht das Eindampfsystem aus einer ersten Stufe aus drei Wärmekörpern 1 a, 1 b und 1 c, von denen jeder mit einem Dampf- und Flüssigkeitsabscheider 3 a, 3 b bzw. 3 c versehen ist, sowie aus einer zweiten Stufe aus zwei Wännekörpern 2 2a und 2 b mit einem gemeinsamen Dampf-und Flüssigkeitsabscheider 4. Mit 5 ist eine Destillierkolonne und mit 6 ein Dainpfkompressor bezeidinet, der von einer Kraftmaschine 7, im vorliegenden Fall einem Elektromotor, angetrieben wird. Mit 8 ist ein Wärmeaustauscher bezeichnet. According to the drawing, the evaporation system consists of a first stage from three heat bodies 1 a, 1 b and 1 c, each of which with a steam and Liquid separator 3 a, 3 b and 3 c is provided, as well as from a second stage of two heat sink bodies 2 2a and 2b with a common vapor and liquid separator 4. With 5 is a distillation column and with 6 a steam compressor bezeidinet, from one Engine 7, in the present case an electric motor, is driven. With 8 denotes a heat exchanger.

Das System arbeitet in folgender Weise: Der Kompressor 6, der mit dem Laugendampf der anderen Stufe durch eine Leitung 9 gespeist wird, fördert diesen Dampf komprimiert auf einen geeigneten Druck und eine geeignete Temperatur teils zuil: Dampfraum der drei Wärmekörper 1 a, 1 b und 1 c der ersten Stufe über eine Sammelleitung 10 und Zweigleitungen iia, 11b bzw. llc, teils zur Destillierkolonne 5 über eine Leitung 12. Die gegorene Lauge wird dem System im Laugenraum des Wärmekörpers 1 la der ersten Stufe über eine Leitung 13 und den Wärmeaustauscher 8 zugeführt. Von dort strömt die Lauge durch die erste Stufe und deren Abscheider 3 3a sowie durch eine Leitung 14a zum Laugenraum des Wärmekörpers 1 b, weiter durch den Abscheider 3b und eine Leitung 14 b zum Laugenramii des Wärmekörpers 1 c und schließlich durch den Abscheider 3 c und eine Leitung 14 c zum Laugenraum der Wärmekörper 2 cl und 2 b der anderen Stufe, die miteinander über eine Leitung 14 in Verbindung stehen. Die Lauge wird dabei eingedampft. Während dieser Eindampfung geht zumindest annähernd der gesamte Alkoholgehalt der Lauge allmählich von Wärmekörper zu Wärmekörper in die gebildeten Laugendämpfe über, die von Abzweigleitungen 15 cm, 15 b und 15c über eine Sammelleitung 16 als Heizdampf zum Dampfraum des Wärmekörpers 2 2a geleitet werden, in dem sie unter Wärmeaustausch mit der von der ersten Stufe kommenden Lauge kondensieren und ein alkoholhaltiges Kondensat zurücklassen. Dieses Kondensat wird durch eine Leitung 17 zur Destillierkolonne 5 geleitet, in welcher der Alkoholgehalt des Kondensats von dem durch die Leitung 12 vom Kompressor 6 zugeführten Dampf aufgenommen wird, der, stark alkuholhaltig, von der Destillierkolonne durch eine Leitung 18 zum Dampfraum des Wärmekörpers 2 b der zweiten Stufe geleitet wird, wo der Dampf unter Eindampfen der diesem Wännekörper zugeführten Lauge dephlegmiert wird. Das von dem Dephlegmierungsprozeß stammende alkoholhaltige Kondensat wird über eine Leitung 19 zur weiteren Behandlung in der Alkoholfabril; vom System weggeleitet. Vom Abscheider 4 der zweiten Stufe wird die eingedampfte Lauge durch eine Lei tung 20 sowie Laugendampf, wie bereits erwähnt, durch eine Leitung 9 zum Kompressor geleitet. Dieser Laugendampf ist alkoholfrei, d-a die Lauge der andere ren Stufe alkoholfrei ist. Der Kompressor liefert also alkoholfreien Dampf sowohl für das Eindampfen wie für den Abtrieb. Von der ersten Stufe wird das demnach alkoholfreie Kondensat des Meizdampfes durch Leitungen 21 cd, 21 b bzw. 21 c und eine Sammelleitung 22 abgeleitet, um sich in einer Leitung 23 mit dem in der Destillierkolonne 5 von Alkohol befreiten Kondensat der zweiten Stufe zu vereinigen und zusammen mit diesem Kondensat unter Vorwärmung der in den Wärmeaustauscher 8 eintretenden Lauge in abgekühltem Zustand aus dem System abgeleitet zu werden. The system works in the following way: The compressor 6, with the liquor steam of the other stage is fed through a line 9, promotes this Steam partially compresses to a suitable pressure and temperature zuil: vapor space of the three heat bodies 1 a, 1 b and 1 c of the first stage over one Collecting line 10 and branch lines iia, 11b and 11c, partly to the distillation column 5 via a line 12. The fermented liquor is the system in the liquor space of the heating body 1 la of the first stage via a line 13 and the heat exchanger 8 is supplied. From there, the liquor flows through the first stage and its separator 3 3a as well through a line 14a to the lye space of the heating body 1b, further through the separator 3b and a line 14b to the Laugenramii of the heat body 1c and finally through the separator 3 c and a line 14 c to the liquor space of the heat bodies 2 cl and 2 b of the other stage, which are connected to one another via a line 14. The lye is evaporated in the process. During this evaporation goes at least approximately the total alcohol content of the lye gradually moves from heat body to heat body in the caustic vapors formed over, those of branch lines 15 cm, 15 b and 15 c over a collecting line 16 is passed as heating steam to the steam space of the heat body 2 2a by exchanging heat with the lye coming from the first stage condense and leave a condensate containing alcohol. This condensate will passed through a line 17 to the distillation column 5, in which the alcohol content of the condensate is taken up by the steam supplied through the line 12 from the compressor 6 is, the, strongly alcoholic, from the distillation column through a line 18 is passed to the steam space of the heat body 2 b of the second stage, where the steam is dephlegmated with evaporation of the lye supplied to this heat sink. That from the dephlegmation process originating alcohol-containing condensate is a Line 19 for further treatment in the alcohol factory; diverted away from the system. From the separator 4 of the second stage, the evaporated liquor is processed through a Lei 20 and lye steam, as already mentioned, passed through a line 9 to the compressor. This lye steam is alcohol-free, i.e. the lye of the other stage is alcohol-free is. The compressor delivers alcohol-free steam both for evaporation and for the output. From the first stage, the alcohol-free condensate is des Meizdampfes discharged through lines 21 cd, 21 b or 21 c and a collecting line 22, to be freed of alcohol in a line 23 with that in the distillation column 5 To unite condensate of the second stage and together with this condensate under Preheating of the liquor entering the heat exchanger 8 in the cooled state to be derived from the system.

Es ist ersichtlich, daß- dieses System keine Dampfzufuhr von außen für andere Zwecke erfordert als für den Ersatz der unvermeidlichen Wärmeverluste in Form von Strahlungsverlusten und Verlusten durch den Wärmeinhalt der Abzugsflüssigkeit. Der Ersatzdampf für diese Verluste kann durch eine Leitung 24 zugeführt werden. Die erforderliche Menge Ersatzdampf kann jedoch unter Ausnutzung der in der Eindampf- und Destilliertechnik bekannten Mittel zur Herabsetzung dieser Verluste im Verhältnis zu der durch den Kompressor im Kreislauf strömenden Dampfmenge so gering werden, daß man von einem Betrieb des Systems so gut wie ausschließlich durch Thermokompression sprechen kann. It can be seen that this system does not have any external steam supply Required for purposes other than to replace the inevitable heat losses in Form of radiation losses and losses due to the heat content of the drainage liquid. The substitute steam for these losses can be supplied through a line 24. However, the required amount of substitute steam can be achieved using the and means known to the art of distillation to reduce these losses in proportion to the amount of steam flowing through the compressor in the circuit are so small that that one can expect the system to operate almost entirely through thermocompression can speak.

Eine durch die Erfindung erfüllte Hauptvoraussetzung dafür, daß ein Kompressorbetrieb geeignet ist, besteht darin, daß der Kompressor mit mindestens praktisch alkoholfreiem Dampf gespeist wird, da Explosionsgefahr im Kompressor besteht, wenn der Dampf einen höheren Alkoholgehalt aufweist, und da die dampfverbrauchenden Apparate möglichst alkoholfreien Dampf zugeführt erhalten sollen. In der ersten Stufe würde Alkohol im Heizdampf vom Kompressor eine Verschlechterung der Wärmeübergangszahl auf der Dampfseite und somit eine Verschlechterung der Eindampfkapazität mit sich bringen und würde weiterhin zur Folge haben, daß das Kondensat dieser Stufe Alkohol enthalten würde, wodurch ein bedeutender, weiter unten angegebener Vorteil verlorengehen würde, der durch das System erzielt werden kann. Daß die andere Stufe in diesem Fall mit alkoholhaltigem Dampf erwärmt wird, ist unvermeidlich. Im Wärmekörper 2 b ist der Alkoholgehalt sogar sehr hoch. Dies wird jedoch dadurch kompensiert, daß der diesem Heizkörper zugeführte Dampf, der in die Destillierkolonne unter gleichem Druck und gleicher Temperatur wie der der ersten Stufe zugeführte Heizdampf eintritt, die Destillierkolonne mit einer Temperatur verläßt, die immer noch so hoch ist, daß die Temperaturdifferenz im Wärmekörper 2 b erheblich höher wird als in irgendeinem der anderen Wärmekörper des Systems. A main requirement met by the invention for a Compressor operation is suitable, is that the compressor with at least practically alcohol-free steam is fed, as there is a risk of explosion in the compressor, if the steam has a higher alcohol content, and since the steam consuming Apparatus should be supplied with alcohol-free steam as far as possible. In the first Level, alcohol in the heating steam from the compressor would worsen the heat transfer coefficient on the steam side and thus a deterioration in the evaporation capacity bring and would continue to result in the condensate of this stage alcohol would contain, thereby losing an important advantage indicated below that can be achieved through the system. That the other stage in this If heated with alcohol-containing steam is inevitable. In the heat body 2 b the alcohol content is very high. However, this is compensated for in that the steam fed to this radiator that enters the distillation column under the same Pressure and the same temperature as the heating steam supplied to the first stage, leaves the distillation column at a temperature that is still so high that the temperature difference in the heat body 2 b is significantly higher than in any the other heat bodies in the system.

Durch Aufteilung der ersten Stufe in mehrere Stufen, beim Ausführungsbeispiel in drei Eindampfstufen, kann man einen vollständigen Abtrieb des Laugenalkohols in die Laugendämpfe bereits in dieser einzigen Stufe erreichen. Dies hat zur Folge, daß man nur eine weitere Stufe benötigt, um alkoholfreien Laugendampf für den Kompressor zu erhalten, so daß der erforderliche Kompressionsgrad der geringstmögliche wird, da der Kompressor Dampf vom Abzugsdampfdruck der letzten Stufe auf den Einlaßdampfdruck der ersten Stufe komprimieren soll. Dies hat außerdem zur Folge, daß der Alkohol nur auf die Hälfte des beim Eindampfen gebildeten Kondensats konzentriert werden kann, da das Kondensat der ersten Stufe aus dem nach dem Vorhergesagten alkoholfreien Heizdampf alkoholfrei anfällt, was für die weitere Alkoholgewinnung sehr vorteilhaft ist. By dividing the first stage into several stages, in the exemplary embodiment in three evaporation stages, you can completely expel the lye alcohol to reach the caustic vapors in this single stage. As a consequence, that you only need one more stage to generate alcohol-free lye steam for the compressor so that the required degree of compression is the lowest possible, as the compressor steams from the last stage exhaust steam pressure to the inlet steam pressure the first stage should compress. This also has the consequence that the alcohol only be concentrated to half of the condensate formed during evaporation can, since the condensate of the first stage from the alcohol-free after the foregoing Alcohol-free heating steam is obtained, which is very advantageous for further alcohol production is.

Im Rahmen der Erfindung sind natürlich verschiedene Anderungen möglich. Würde man z. B. eine größere Anzahl Stufen einführen und so verfahren, daß der Laugenalkohol bereits in der ersten Stufe extrahiert wird, so würde der Alkohol natürlich auf einen noch geringeren Teil des Kondensats konzentriert werden können. Wenn man außerdem so verfährt, daß das Dephlegmieren weiterhin in der letzten Stufe erfolgt, so würde auch die Temperaturdifferenz in dem als Dephlegmator arbeitenden Heizkörper sich erhöhen, was vorteilhaft wäre. Dagegen würde aber auch der erforderliche Kompressionsgrad größer werden, was zu einem die gewonnenen Vorteile übersteigenden Nachteil werden kann. Eine Abänderung, die noch nicht einmal als die geeignetste im Rahmen der Erfindung erscheint, kann trotzdem große Vorteile in bezug auf die vorbekannten Systeme mit sich bringen. Das Dephlegmieren kann unter Verzicht auf die Forderung nach größtmöglicher Temperaturdifferenz alternativ auch in irgendeiner anderen Stufe als der letzten Stufe vorgenommen werden, wenn man einen besonderen Wärmekörper fiir das Dephlegmieren in dieser anderen Stufe vorsieht. Die gegorene Lauge braucht bei Anwendung von mehr als zwei Eingangsstufen dem Eindampfprozeß auch nicht unbedingt in der ersten Stufe, sondern sie kann in jeder beliebigen anderen Stufe, ausgenommen der letzten Stufe, zugeführt und dann von Stufe zu Stufe in beliebiger Reihenfolge geführt werden, wenn man nur so verfährt, daß die Lauge dabei der letzten Stufe in wenigstens annähernd alkoholfreiem Zustand zugebracht wird. Various changes are of course possible within the scope of the invention. Would you z. B. introduce a larger number of stages and proceed so that the lye alcohol is extracted already in the first stage, so the alcohol would naturally arise an even smaller part of the condensate can be concentrated. If you also so proceeded that the dephlegmation continues to take place in the last stage, so would also the temperature difference in the radiator working as a dephlegmator increase, which would be beneficial. However, this would also be countered by the required degree of compression become larger, which becomes a disadvantage in excess of the advantages gained can. An amendment, not even considered the most suitable appears within the scope of the invention, can still have great advantages in terms of bring already known systems with them. The dephlegmation can be done without the requirement for the greatest possible temperature difference alternatively also in any one other stage than the last stage can be made when one special Provides heat body for the dephlegmation in this other stage. The fermented When using more than two input stages, lye needs the evaporation process not necessarily in the first stage either, but can be in any other Stage, with the exception of the last stage, fed and then from stage to stage in any Sequence, if you only proceed in such a way that the lye is the last Stage is spent in at least approximately alcohol-free state.

Unter die möglichen Abänderungen im Rahmen der Erfindung fallen auch die in dem Beispiel nicht besonders dargestellten, bei einem Eindampfalkoholgewinnungsverfahren üblichen Maßnahmen, die Anlage unter größtmöglicher Dampfwirtschaftlichkeit arbeiten zu lassen, z.B. durch Wärmeaustausch und Ausnutzung von Wärme aus den durch die eintretende Expansion der verschiedenen heißen Flüssigkeiten frei werdenden Dämpfe. The possible modifications within the scope of the invention also include those not specifically shown in the example, in an evaporation alcohol recovery process usual measures to operate the system with the greatest possible steam economy to let, e.g. through heat exchange and utilization of heat from the through the Occurring expansion of the various hot liquids released vapors.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for evaporation of sulphite waste liquor or. Like. And simultaneous recovery of alcohol, in which the liquor indirectly and gradually is evaporated in a steam-heated multi-stage evaporator, which is primarily with von the the final evaporator stage and then heated the compressed vapor the alcohol-containing vapor condensate resulting from the evaporation is subjected to a stripping process with steam in a distillation column by a combination of processes in which the compressed steam goes in two ways is shared and directed, one of which is steam as heating steam for brings the lye in the first stage to the steam room of this stage and the other way Steam as stripping steam through the distillation column and from there in alcohol-containing Condition as heating steam for the lye in the last stage to a steam room this stage, from the vapor space of the same stage for the exhaust steam from the next previous stage is separated, the liquor so gradually evaporated and is supplied that it reaches the last stage at least approximately free of alcohol.

2. The method according to claim 1, characterized in that the evaporation only takes place in two stages.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the evaporation at least in that stage in which the liquor undergoes the evaporation process is supplied, takes place gradually in a number, preferably three heat bodies, through which the liquor is passed in sequence.

Considered publications: German Patent Specifications No. 430 076, 564 876, 582 609; Austrian patent specification No. 127 766.