DE1035461B - Verfahren zum Eindampfen von Sulfitablauge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Eindampfen von Sulfitablauge und bezweckt, die Lauge in der Weise vorzubehandeln, daß die Bildung voti Krusten auf den Wärmeflächen der Eindatnpfer so weit wie möglich verhindert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Eindampfen von Sulfitablauge, wobei die Lauge, gegebenenfalls nach ihrer Eindampfung in einer oder mehreren Stufen, zwecks Ausfällens der krustenbildenden Stoffe erhitzt wird, besteht im wesentlichen darin, daß die Erhitzung so erfolgt, daß die einzudampfende Lauge in Lauge eingeführt wird, die in einem Kreislauf zirkuliert, in dem sie unter Druck auf einer solchen Temperatur gehalten wird, daß krustenbildende Bestandteile der eingeführten Lauge ganz oder teilweise ausgefällt werden, und daß dem Kreislauf eine der eingeführten Laugemenge entsprechende Laugemenge entnommen wird, die man in einer oder mehreren Stufen eindampft.

Es ist schon bekannt, zur Verhütung der Verkrustung von Heizflächen beim Eindampfen von Sulfitablauge die Krustenbildner durch mittelbare Erhitzung mit einem Heizmittel oder durch unmittelbare Erhitzung mittels Dampf in einem Druckgefäß vor der Einführung der Lauge in die Verdampferanlage abzuscheiden. Bei unmittelbarer Erhitzung mittels Dampf wird jedoch die Lauge mit Kondensat des Dampfes verdünnt. Dies bringt seinerseits mit sich, daß die in der Verdampferanlage abzutreibende Flüssigkeitsmenge vermehrt und außerdem die Konzentration der Krustenbildner in der Lauge herabgesetzt wird, weshalb die Menge der Krustenbildner, die ausgefällt wird, vermindert wird. Bei mittelbarer Erhitzung entsteht der Nachteil, daß auf den Heizflächen des Apparates, wo die Erhitzung erfolgt, Verkrustungen gebildet werden, so daß diese Heizflächen in gewissen Zeitabständen gereinigt werden müssen. Gemäß der Erfindung erfolgt die mittelbare Erhitzung dadurch, daß die Lauge in zirkulierende Lauge, die auf der erforderlichen Temperatur gehalten wird und aus der die Krustenbildner schon ausgefällt sind, eingeführt wird, wodurch die in der neu zugeführten Lauge befindlichen Krustenbildner direkt beim Eintritt in die zirkulierende Lauge ausgefällt werden. Das Risiko, daß sie sich auf den Heizflächen absetzen, ist dadurch herabgesetzt. Das Volumen der zirkulierenden Lauge kann im Verhältnis zum eingeführten Laugenvolumen groß gehalten werden, so daß die eingeführte Lauge schnell auf die erforderliche Temperatur für das Ausfällen, der Krustenbildner erhitzt wird, wodurch das Risiko einer Verkrustung auf den Heizflächen weiter herabgesetzt wird.

Es ist auch schon bekannt, beim Eindampfen von Sulfitablauge den aus der konzentrierten Lauge abge-Verfahren zum Eindampfen
von Sulfitablauge

Anmelder:
Torsten Ramen, Stockholm

Vertreter: Dipl.-Ing. F. W. Clodius, Patentanwalt,
Hamburg-Rahlstedt, Grubes Allee 26

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 14. April 1953

Torsten Ramen, Stockholm,
ist als Erfinder genannt worden

schiedenen Gipsschlamm in die einzudampfende Lauge einzumischen, nachdem diese unter Druck erhitzt worden ist und bevor sie in die Entspannungsgefäße, wo die Verdampfung erfolgt, eingeführt wird. Dabei wird auch ein Teil der vom Gips befreiten konzentrierten Lauge mit der einzudampfenden Lauge gemischt, bevor diese unter Druck erhitzt wird. Ein Teil der Lauge geht also in einem Kreislauf durch die Verdampferanlage. Hierdurch wird indessen die Flüssigkeitsmenge in der Verdampferanlage erhöht, weshalb diese größer gemacht und eine größere Menge Heizmittel, z. B. Dampf, zugeführt werden müssen, was als ein erheblicher Nachteil anzusehen ist.

Es ist endlich auch bekannt, beim Eindampfen von Sulfitablauge zwei oder mehrere Stufen einer Mehrstufenverdanipferanlage, die zweckmäßig mit Flüssigkeitszirkulationssystemen versehen sind, von außen mit der einzudickenden Sulfitablauge in Parallelschaltung zu speisen. Hierdurch soll der Trockensubstanzgehalt der Flüssigkeit in den durch Verkrustungen sonst allzu stark mitgenommenen Stufen auf einem Wert gehalten werden, der für die Einschränkung der Verkrustungsbildung am günstigsten ist. Auf diese Weise kann die Verkrustung jedoch nicht vollständig verhindert, sondern eben nur eingeschränkt werden. Außerdem wird die Verdampferanlage unnötig kompliziert.

Das Verfahren nach der Erfindung ist an Hand der Zeichnung nachstehend näher beschrieben; es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Eindampfungsanlage für Sulfitablauge, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt,

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Fig. 2 ein Diagramm über die Löslichkeit von rende Lauge eintritt, die im Wärmeaustauscher auf Kalziumsulfat in Sulfitablauge. eine so¹ hohe Temperatur erwärmt wird, daß die Lös-

Die Anlage gemäß Fig. 1 umfaßt fünf Eindampfer 1 lichkeit der krustenbildenden Substanzen sehr gering bis 5 mit zugehörigen Wärmeaustauschern 6 bis 10, wird und diese in der eingeführten Lauge zum größdurch die die Lauge mit Hilfe von Pumpen 11 bis 15 5 ten Teil sehr feinkörnig ausgefällt werden. Diese Aus- und zugehörigen Leitungen zum Umlauf gebracht fällung kann in bekannter Weise ohne Krustenbilwird. Die Lauge wird durch eine Leitung 16 in den dungsgefahr der Lauge durch die Eindampfer 1 und 2 Eindampfer 3 eingeführt und gelangt dann durch Lei- mitfolgen. In der Leitung 21 erfolgt zwar eine gewisse tungen 17 und 18 zum Eindampfer 5. Ihm wird sie Wiederauflösung des ausgefällten Stoffes, aber wenn durch eine Leitung 19 entnommen und mittels einer io die Flüssigkeit sehr schnell strömt, ist dieses ohne Pumpe 20 in einen von zwei Kreislauf apparaten ein- Bedeutung.

geführt, in denen die erfindungsgemäße Vorbehand- Wenn beispielsweise die eingeführte Lauge einen

lung in der nachstehend näher beschriebenen Weise Kalziumsulfatgeha.lt von etwa 0,22% hat, und wenn durchgeführt wird. Danach gelangt die Lauge durch die zirkulierende Lauge im Wärmeaustauscher auf eine Leitung 21 in den Eindampfer 1 und aus ihm 15 etwa 170° C erwärmt wird, wobei sie in der Leitung durch eine Leitung 22 in den Eindampfer 2, dem die 42 eine Temperatur von etwa 160° C haben kann, so fertig eingedampfte Lauge durch eine Leitung 23 wird, wie aus dem Diagramm der Fig. 2 hervorgeht, entnommen wird. dabei eine Kalziumsulfatmenge ausgefällt, die dem

Die Leitungen 24 bis 29 sind Dampfleitungen, die senkrechten Abstand zwischen den Punkten A (eingedazu dienen, Frischdampf in den Wärmeaustauscher 6 ao führte Lauge) und B (umlaufende Lauge) entspricht, bzw. die beim Eindampfen entwickelten Dämpfe zum d. h., der Gehalt an gelöstem Kalziumsulfat wird auf Wärmeaustauscher der nächsten Eindampfungsstufe etwa 0,11% gesenkt. Bei der nachfolgenden Eindampzu leiten und sie aus der letzten Stufe auszuscheiden. fung im Eindampfer 1, der beispielsweise bei 100° C Die Leitungen 30 bis 34 sind dazu bestimmt, das Kon- arbeiten kann, kann die Lauge daher eingedampft densat aus den Wärmeaustauschern abzuführen. Das 25 werden, bis die Lösung mit Kalziumsulfat bei dieser Kondensat des Frischdampfes im Wärmeaustauscher 6 Temperatur gesättigt ist. W^rie aus dem Diagramm wird für sich abgeführt, während die übrigen Kon- hervorgeht, entspricht dies 0.23%. weswegen eine Abdensate gemeinsam in einem geeigneten Behälter 35 treibung von ungefähr der halben Flüssigkeitsmenge gesammelt werden. in diesem Fall ohne Krustenbildung im Eindampfer

Die erfindungsgemäße Vorbehandlung wird, wie 30 möglich ist.

oben angeführt, zwischen den Eindampfern 5 und 1 Wünscht man indessen die Eindampfung noch

durchgeführt, und der hierfür bestimmte Kreislauf- weiter zu treiben, so kann dieses gemäß einer besonapparat besteht aus einem Wärmeaustauscher, einer deren Ausführungsform ohne Temperaturerhöhung im Umlaufpumpe und zugehörigen Leitungen, so· daß eine Wärmeaustauscher 36 oder 36' dadurch geschehen, Lauge zur Zirkulation durch den Wärmeaustauscher 35 daß man dem Eindampfer 1 eine ausreichende Menge gebracht werden kann. In diesem Kreislauf wird die Lauge entnimmt und sie erneut der Behandlung in der Lauge auf hohe Temperatur erwärmt und unter Druck Vorbehandlungsstufe zwecks Ausfällung einer weitegehalten, so daß in bekannter Weise Kalziumsulfat ren Menge krustenbildender Stoffe unterwirft sowie ausgefällt wird und kein Dampf abgetrieben wird danach diese Laugenmenge zusammen mit der neu zu- und die Konzentration dadurch konstant bleibt. Im 40 geführten Lauge wieder einführt, so daß eine gewisse Ausführungsbeispiel sind, wie oben angegeben, zwei Laugenmenge zwischen dem Eindampfer und dem Kreislauf apparate dieser Art vorhanden, die parallel Kreislaufapparat dauernd zirkuliert. Zu diesem Zweck geschaltet sind, so daß die Lauge in den einen oder geht vom Eindampfer 1 eine Leitung 49 zu einer anderen Apparat eingeführt werden kann. Pumpe 50, mit deren Hilfe die Lauge durch Leitun-

Die Wärmeaustauscher, die mit 36 und 36' bezeich- 45 gen 51 und 51' mit Ventil 52 bzw. 52' in die Leitung net sind, sind mit Hilfe von Leitungen 37, 37' mit 45 bzw. 45' eingeführt werden kann.
Ventilen 38, 38' an eine Dampfzufuhrleitung 39 ange- Als Beispiel kann genannt werden, daß man, wenn

schlossen. Weiter sind Leitungen 40 und 40' mit Ven- die Laugenmenge 25 t pro Stunde mit dem angegebetilen 41 und 41' zwecks Ableitung des gebildeten nen Gehalt von 0,22% Kalziumsulfat beträgt, gemäß Kondensats vorhanden. 50 den obigen Ausführungen im Eindampfer 1 etwa

Von der Flüssigkeitsseite jedes Wärmeaustauschers 121 Lauge pro Stunde abtreiben kann. Wünscht man geht eine Leitung 42 bzw. 42' zu einer Umlaufpumpe statt dessen z. B. 17 t pro Stunde abzutreiben, so kann 43 bzw. 43' ab, von der eine Leitung 44 bzw. 44' zum dieses dadurch geschehen, daß man 8 t Lauge pro Wärmeaustauscher zurückführt, so daß die Lauge im Stunde oder etwas mehr zwischen dem Eindampfer Umlauf durch den Wärmeaustauscher gehalten wird. 55 und dem Kreislaufapparat zirkulieren läßt. Hierdurch Die Druckseite der Pumpe 20 ist durch eine Leitung wird die Menge an gelöstem Kalziumsulfat im Ein-45 und eine Zweigleitung 45' mit Ventil 46 bzw. 46' dämpfer unter dem Sättigungswert 0,23% gehalten, mit der Leitung 42 bzw. 42' verbunden. Die Leitungen Die Leitungen 42 und 44 bzw. 42' und 44' sollen

45 und 45' sollen in die Leitungen 42 und 42' so nahe so bamessen sein, daß die Lauge sich ausreichend wie möglich an deren Anschluß an die Wärmeaustau- 60 lange im Kreislauf aufhält, damit die Ausfällung so scher einmünden. Zwischen den Wärmeaustauschern vollständig wie möglich wird. Gewöhnlich ist die zir- und den Laugenzuflußleitungen 45, 45' sind an diese kulierende Laugenmenge im Verhältnis zur eingeführ-Ausl aß leitungen 47 und 47' angeschlossen, die mit ge- ten Laugenmenge sehr groß, und in dem angegebenen wichtsbelasteten Ventilen 48 und 48' versehen sind Beispiel, in dem die zugeführte Laugenmenge 25 t pro und in die Leitung 21 einmünden. 65 Stunde beträgt, kann die zirkulierende Menge bei-

Sind die Ventile 38', 41', 46' und 48' geschlossen spielsweise 180 t pro Stunde sein.

und die Ventile 38, 41, 46 und 48 offen, so wird die Indessen wird der Wärmeaustauscher 36 allmählich

Lauge von der Pumpe 20 in die Leitung 42 gepumpt, verkrustet, und aus diesem Grunde werden zweckin der sie in die durch den Wärmeaustauscher 36, die mäßig zwei Kreislauf apparate vorgesehen. Hierdurch Leitung 42, die Pumpe 43 und die Leitung 44 zirkulie- 70 wird es nämlich möglich, den Wärmeaustauscher aus-

zuschalten und ihn zwecks Auflösung der Krusten zu durchspülen. Soll dieses geschehen, so werden die Ventile 38, 41, 46 und 48 geschlossen und gleichzeitig die Ventile 38', 41', 46' und 48' geöffnet, so daß der Kreislauf statt dessen im Wärmeaustauscher 38' und seiner Zirkulationsleitung stattfindet.

Zur Durchspülen des Wärmeaustauschers kann eine Krusten lösende Flüssigkeit eingeführt werden. Zweckmäßig benutzt man hierfür in bekannter Weise das Kondensat der in der Eindampfanlage gebildeten Dämpfe. Zu diesem Zweck wird ein Ventil 53 in einer an die Leitung 45 angeschlossenen Leitung 54 und ein Ventil in einer an die Leitung 47 angeschlossenen Leitung 56 geöffnet, und darauf wird das Kondensat aus dem Behälter 35 durch eine Leitung 57 mittels einer Pumpe 58 der Leitung 54 und dem Wärmeaustauscher 36 mit zugehörenden Zirkulationsanordnungen zugeführt, wonach man schließlich das Kondensat der Leitung 56 entnimmt.

Ist der Wärmeaustauscher 36' verkrustet, so werden in gleicher Weise die Ventile 38', 41', 46' und 48' geschlossen und die Ventile 38, 41, 46 und 48 von neuem geöffnet. Gleichzeitig werden die Ventile 53 und 55 geschlossen. Zwecks Durchspülens des Wärmeaustauschers 36' werden dann die Ventile 53' und 55' in den Leitungen 54 und 56 entsprechenden Leitungen 54' und 56' geöffnet.

Wenn die genannte Zirkulation der Lauge zwischen dem Eindampfer 1 und dem Kreislaufapparat benutzt wird, werden natürlich die Ventile 52 und 52' gleichzeitig mit den Ventilen 46 und 46' geöffnet.

Durch die beschriebene Umkehr des Laugenstroms mit ausreichend kurzen Zeitintervall en kann die Krustenschicht in den Wärmeaustauschern immer unter einer bestimmten Dicke gehalten werden.

Sollte es sich zeigen, daß die in dieser Weise zur Verfügung stehende Spülzeit zur Auflösung der Krusten nicht ausreicht, so können drei parallel geschaltete Kreislaufapparate vorgesehen werden, von denen zwei durchspült werden, wahrend der dritte in Betrieb ist. Hierdurch wird die Spülzeit verdoppelt.

Es hat sich gezeigt, daß Krusten leicht in den Leitungen 47 und 47' auftreten. Dieses läßt sich indessen in einfacher Weise vermeiden, wenn man um diese Leitungen Kühlmäntel, wie bei 57 bzw. 57' angedeutet ist, anordnet, so daß die beiden genannten Leitungen auf SO' niedriger Tanperatur gehalten werden, daß in ihnen eine Ausfällung nicht stattfindet. Diese Kühlmäntel sollen sich bis zu den Ventilen 48 und 48' erstrecken.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Eindampfen von Sulfitablauge, wobei die Lauge, gegebenenfalls nach ihrer Eindampfung in einer oder mehreren Stufen, zwecks Ausfällung der krustenbildenden Stoffe erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung so erfolgt, daß die einzudampfende Lauge in Lauge eingeführt wird, die in einem Kreislauf zirkuliert, in dem sie unter Druck auf einer solchen Temperatur gehalten wird, daß krustenbildende Bestandteile der eingeführten Lauge ganz oder teilweise ausgefällt werden, und daß dem Kreislauf eine der eingeführten Laugenmenge entsprechende Laugenmenge entnommen wird, die in einer oder mehreren Stufen eingedampft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zirkulierende Lauge auf konstanter Konzentration gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgefällten Stoffe nicht vor der darauffolgenden Verdampfung abgeschieden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauge so lange im Kreislauf gehalten wird, bis die Ausfällung praktisch vollständig abgeschlossen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der auf die Vorbehandlung folgenden Verdampfungsstufen Lauge entnommen wird, die man in den Kreislauf zusammen mit der neu zugeführten Lauge wieder einführt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch- gekennzeichnet, daß die Lauge abwechselnd in einen von zwei oder mehreren parallel geschalteten Kreisläufen eingeführt wird, wobei man Kondensat der in den Verdampfungsstufen abgetriebenen Dämpfe in die übrigen Kreisläufe einführt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 632 403, 851 900,
539.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 579/164 7.