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Verfahren zur Aufbereitung schwefelsaurer Beizflüssigkeiten Gegenstand
der vorliegenden Erfindung :ist ein Verfahren zur Aufbereitung schwefelsaurer Beizflüssi
gkeiten. Dabei versteht man unter Aufbereitung sowohl die Entfernung .des gelösten
Eisensulfats aus der verbrauchten Beizflüssigkeit als auch das Einstellen der Beizkonzentrationdurch
Zugabe von Schwefelsäure und Wasser und das Anwärmen der Beizm.isch.ung vor der
Wiederverwendung auf die zum Beizen erforderliche Temperatur. Verfahrensgemäß soll
das Anwärmen ausschließlich mit Hilfe der ananfallenden Abhitze durchgeführt werden.
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Es ist bekannt, Eisensulfat aus verbrauchten Beizsäuren durch Verdampfung
ihres Wasseranteils auszufällen. Matt hat bereits die Beizflüssigkeit zur Durchführung
der Verdampfung mit einem Heißgasstroin von d00° C in Berührung gebracht und die
heißen Abgase zur Vorwärmung der Beizflüssigkeit unmittelbar in die Bei.zbäder geleitet,
wo sie durch Kondensation ihre Wärme an diese abgeben. Es hat sich jedoch gezeigt,
daß bei sehr heißen Beizbädern keine ausreichende Kondensation stattfindet, da der
Taupunkt der Abgase vielfach unter der Temperatur der Bei.zbäder liegt. Das Verfahren
ist insofern unwirtschaftlich, als die zur Verdampfung erforderliche Wärmemenge
im Abgas verlorengeht und wegen der niedrigen Abgastemperatur nicht wiedergewonnen
werden kann.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, auch bei sehr heißen Beizbädern
die in den Abgasen enthaltene Wärme zur Vorwärmung auszunutzen. Gleichzeitig sollen
verfahrensmäßig .diese Abgase gereinigt und die in ihnen enthaltene Schwefelsäure
zurückgewonnen werden.
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Bei einem Verfahren zur Aufbereitung schwefelsaurer Beizflüssigkeiten
durch Verdampfung ihres Wasseranteils mittels eines Heißgasstromes von 100° C und
anschließender Absch.eidung des Eisens als Ferrosulfat-Monohydrat durch Zusatz frischer
Säure besteht die Erfindung darin, daß das Heißgas mit Temperaturen über 1200° C
in den Verdampfer eingeführt wird. Anschließend wird das Heißgas in unmittelbarem
Wärmeaustausch mit der nach Zugabe frischer Säure von den abgeschiedenen Kristallen
getrennten Mutterlauge gebracht, darauf mittelbar gekühlt und das dabei anfallende
Kondensat der Mutterlauge beigegeben. Das Restgas wird alsdann durch Berieselung
mit der noch für .das Neuansetzen der Beizlösung erforderlichen Wassermenge von
dem verbleibenden Schwefelsäuregehalt befreit. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
.erfolgt die mittelbare Kühlung des Heißgases mit Frischwasser, welches darauf dem
Behälter zur Heißspülung des gebeizten Gutes zugeführt wird.
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Bei dem bekannten Verfahren zur Aufbereitung schwefelsaurer Beizflüssigkeiten
wird deren Wasseranteil mittels eines Heiß;gasstromes von 1100° C verdampft und
anschließend das Eisen .durch Zusatz frischer Säure als Ferrosulfat-Monohydrat abgeschieden.
Hierbei wird verbrauchte Beizlösung zu einem Verdampfer geleitet und mit dein Heißgasstrom
in Berührung gebracht, der sich dabei von 1100° C auf etwa 100° C abkühlt. Bei diesem
Verfahren wird die zu verdampfende Flüssigkeit zusammen mit der fünffachen Menge
einer von der Kristall.isationsvorrichtung kommenden sogenannten Rücklaufflüssigkeit
verdampft. Die Rücklaufflüssigkeit soll das Absetzen der Kristalle begünstigen.
Während bei der vorliegenden Erfindung Beizflüss.igkeit nur insoweit zur Verdampfung
kommt, als sie regeneriert werden muß, macht bei dem bekannten Verfahren die eigentlich
zu behandelnde Flüssigkeit nur einen verhältnismäßig geringen Teil der gesamten
verdampften Menge aus. Der erhebliche Mehranfall an Flüssigkeit bedingt den erwähnten
starken Temperaturabfall der Gase im Verdampfer, so daß die Gase weitgehend abgekühlt
aus diesem austreten. Dadurch ist eine weitere Wärmeausnutzung nicht möglich. Im
Gegensatz dazu ist der Temperaturabfall bei dem Verdampfungsvorgang im Falleder
vorliegenden Erfindung verhältnismäßig gering, und die Gase verlassen die Verdampfungsapparatur
noch hoch erhitzt.
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Bei dem bekannten Verfahren wird die aus .dem Verdampfer kommende
konzentrierte Flüssigkeit in einer Schleudervorrichtung von den Gasen getrennt und
in einem Kristallisator das Eisensulfat auskristallisiert. Die regenerierte Säurelösung
wird von dem Monohydrat abgetrennt und einem Verdünnungsbehälter zugeführt. Eine
Ausnutzung der aus dem Verdarnpfer
entweichenden Gase ist bei dem
bekannten Verfwhren nicht vorgesehen. Es bezieht sich demnach lediglich auf den
Kristallisationsvorgang und die Behandlung der Lauge selbst.
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Dagegen liegt der Schwerpunkt des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung in der Entfernung des Eisensulfats aus .der verbrauchten Beizflüssigkeit
in Verbindung mit dem Anwärmender regenerierten Beize und der Vorwärmung des Spülwassers.
Ferner Söllen die Abgase gereinigt und die darin enthaltene Schwefelsäure rückgewonnen
werden, wobei das gesamte Verfahren ohne Wärmezusatz unter Ausnutzung -der anfallenden
Abhitze durchgeführt werden soll.
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Die Durchführung des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung sei im
folgenden an Hand .der Abbildung erläutert: Mit 11 a, 11 b und 11 c sind
drei mit Beizflüssigkeit gefüllte kommunizierende Behälter bezeichnet. Die zu beizenden
Bänder durchlaufen in Richtung des Pfeiles 12 die Anlage und werden anschließend
im Behälter 13 gespült. Die Beizflüsssgkeit wird zwecks Erneuerung, z. B. an der
mit 14 bezeichneten Stelle, aus der Anlageentnommen und fließt zum Verdampfer 15.
Dort wird ihr Wasseranteil mittels eines bei 16 zugeführten Heißgasstromes verdampft.
Die Abgase treten bei 10 aus dem Verdampfer aus, die eingedampfte Beizflüssigkeit
sammelt sich ,im unteren Teil desselben. Sie fließt in einen Behälter 17, wo sie
je nach Bedarf mit frischer Schwefelsäure aus dem Behälter 18 versetzt werden kann.
Verfahrensgemäß wird in der mit 19 bezeichneten Vorrichtung, die z. B. ein Filter
od. dgl. sein kann, das kristallisierte Eisensulfat aus der Schwefelsäure ausgeschieden.
Der danebenliegende Stapelplatz 20 dient zum Trocknen des ausgeschiedenen Essensulfates.
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Inas Verfahren wird im wesentlichen .in einem neben dem Verdampfer
15 angeordneten Kondensationsturm 21 fortgesetzt, in .dessen unterem Drittel
bei 22 .die vom Eisensulfat getrennte Beizflüssigkeit, nachdem sie dem Sumpf 23
entnommen wurde, eingeführt und derart versprüht wird, daßeine innige .Berührung
mit den aufsteigenden, bei 24 zugeführten heißen Abgasen des Verdampfers stattfindet.
Dabei wird von den Abgasen Wärme auf die Beizflüssigkeit übertragen und ein Teil
der in den Abgasen enthaltenen Dämpfe kondensiert Eine weitere Kondensation der
in den Abgasen mitgeführten, schwefelsäurehaltigen Dämpfe findet im Mittelteil ides
Kondensationsturmes durch mittelbare Kühlung mittels eines durch Kühlrohre 26 fließenden
Kühlwasserstromes statt. Dieser erwärmt sich dabei auf eine Temperatur, die ihn
zur Verwendung als Spülwasser geeignet macht. Durch die Leitung 27 wird das Kühlmittel
dem Behälter 13 zugeführt.
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Nach Durchlaufen des mittelbaren Kühlers gelangen die -schön weitgehend
,gekühlten Gase in den Raum 25. In diesem wird Frischwasser versprüht. Dadurch sind
die Gase, wenn sie bei 28 austreten, genügend von Säureresten befreit.
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Der Ablauf des Raumes 25 fließt zusammen mit dem bei .der Kühlung
im Mittelteil entstandenen Kondensat und der im unteren Drittel versprühten Beizflüssigkeit
durch die Leitung 29 in einen Sammelbehälter 30 ab. Es hat sich gezeigt, daß sich
durch die Zugabe des bei 32 in, den Raum 25 eingeführten Frischwassers gerade die
für das Beizen geeignete Konzentration ergibt. Die Mischung der verschiedenen Abläufe
hat beim Zulauf .in den Sammelbehälter 30 eine Temperatur von 90 bis 95° C und kann
ohne besondere Vorwärmung durch die Leitung 31 der Bei.zanlage zugeführt werden.