DE1118176B

DE1118176B - Device for the continuous production of dehydrated sodium hydroxide

Info

Publication number: DE1118176B
Application number: DEZ7414A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Bohumil Balajka
Original assignee: ZD Y VITEZNEHO UNORA FA
Current assignee: ZD Y VITEZNEHO UNORA FA
Priority date: 1958-07-14
Filing date: 1959-07-10
Publication date: 1961-11-30

Description

Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von entwässertem Natriumhydroxyd Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von entwässertem Natriumhydroxyd aus seinen Lösungen, durch welche die ursprüngliche Konzentration von 50 bis 70 % auf 99,5 ()/o erhöht wird.Device for the continuous production of dehydrated sodium hydroxide The invention relates to a device for the continuous production of dehydrated Sodium hydroxide from its solutions, by which the original concentration is increased from 50 to 70% to 99.5 () / o.

Die bisher in der Regel für diesen Zweck verwendeten Vorrichtungen bestehen aus einer Reihe dickwandiger Gußeisenkessel von beträchtlichen Dimensionen, die kaskadenartig in eine gemauerte Feuerung eingebaut sind. Das Eindicken geht 'bei atmosphärischen Druck vor sich unter Erhitzung der Füllung bis 500° C. Die Wärmewirtschaft dieser bekannten Anlage ist sehr unvorteilhaft. Die Betriebsverhältnisse machen diese bekannten Einrichtungen sehr störanfällig. Das Material der Kessel wird nämlich spröde, und die Kessel springen oftmals infolge nicht vermeidbarer ungleichmäßiger Erwärmung und sogar Überhitzung einiger Stellen. Die Betriebsdauer der Kessel beträgt oft kaum 100 Betriebstage. Zur Behebung einer solchen Störung muß der geborstene Kessel gegen einen neuen ausgewechselt werden. Dieses Auswechseln bereitet bei dem erheblichen Gewicht der Kessel beträchtliche Schwierigkeiten und erfordert einen nicht unerheblichen Zeitaufwand. Während dieses Auswechselns ist die Vorrichtung außer Betrieb. Dadurch entstehen beträchtliche Wirtschaftliche Verluste.The devices that have hitherto generally been used for this purpose consist of a series of thick-walled cast iron kettles of considerable dimensions, which are built into a masonry furnace like a cascade. Thickening goes 'At atmospheric pressure in front of you with heating of the filling to 500 ° C. The Heat management of this known system is very unfavorable. The operating conditions make these known devices very prone to failure. The material of the boiler namely becomes brittle, and the kettles often jump as a result of unavoidable conditions uneven heating and even overheating of some places. The operating time the boiler is often barely 100 operating days. To remedy such a fault the broken boiler must be replaced with a new one. This replacement causes considerable difficulties with the considerable weight of the boiler requires a not inconsiderable amount of time. During this replacement is the device out of order. This results in considerable economic losses.

Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, welche aus einer in einer Feuerungsanlage eingebauten, von der einzudampfenden Hydroxydlösung durchflossenen Rohrschlange besteht, an deren Auslaßende sich ein beheizter Abscheider bzw. Vorratsbehälter für das geschmolzene, entwässerte Hydroxyd befindet. Abscheider und Vorratsbehälter sind hier in einem außerhalb der Feuerungsanlage aufgestellten flaschenähnlichen Gefäß vereinigt. Das aus der Rohrschlange kommende Gemisch tritt im oberen Teil des Gefäßes ein. Der sich vom entwässerten Hydroxyd trennende Dampf wird oben abgeleitet, während das entwässerte Hydroxyd sich am Boden ansammelt. Der abgezogene Dampf wird in einen Mantel des Gefäßes geleitet und dient zur Warmhaltung des Gefäßes, um das sich am Boden ansammelnde Hydroxyd auf entsprechender Temperatur zu halten. Die in der Feuerungsanlage untergebrachte Rohrschlange besteht aus einem Nickelrohr, das eventuell von einem Stahlrohr umgeben ist. Dieses Rohr hat einen mehrfach abgestuften Querschnitt, der sich nach dem Gesichtspunkt ändert, daß für die sich beim Durchlauf immer mehr erhitzende, aus Dampf und Lösung bestehende Mischung, die für den richtigen Verlauf der Konzentration geeignete Geschwindigkeit gewährleistet ist. Die Abscheidung des Dampfes im gleichen Gefäß, in welchem das entwässerte Hydroxyd gesammelt wird und die Aufstellung dieses Gefäßes abseits von der Feuerungsanlage, wodurch eine besondere gegen Wärmeverluste zu isolierende Leitung gelegt werden muß, ist wärmewirtschaftlich unvorteilhaft. Dabei kann das Gefäß, in welchem das entwässerte Hydroxyd gesammelt wird, durch den im gleichen Gefäß abgeschiedenen und in den Mantel geleiteten Dampf kaum auf der für das entwässerte Hydroxyd erforderlichen Temperatur gehalten werden. Durch die Verwendung einer Rohrschlange aus eventuell mit einem Stahlmantel umgebenem Nickel entstehen verhältnismäßig große Herstellungskosten.An apparatus is also known which consists of a furnace in a furnace built-in pipe coil through which the hydroxide solution to be evaporated flows exists, at the outlet end of which there is a heated separator or reservoir for the molten, dehydrated hydroxide. Separator and storage tank are here in a bottle-like set up outside the furnace Vessel united. The mixture coming from the coil enters the upper part of the vessel. The steam separating from the dehydrated hydroxide is diverted at the top, while the dehydrated hydroxide collects at the bottom. The withdrawn steam is passed into a jacket of the vessel and is used to keep the vessel warm, around the to keep the hydroxide that collects on the bottom at the appropriate temperature. the The pipe coil housed in the furnace consists of a nickel pipe, which is possibly surrounded by a steel tube. This tube has a multi-stepped Cross-section that changes according to the point of view that changes for the passage more and more heating, steam and solution mixture that is right for the right one Course of concentration suitable speed is guaranteed. The deposition of the steam in the same vessel in which the dehydrated hydroxide is collected and the installation of this vessel away from the combustion system, whereby a a special line to be insulated against heat loss is heat-efficient unfavorable. This can be the vessel in which the dehydrated hydroxide is collected by the steam separated in the same vessel and conducted into the jacket can hardly be kept at the temperature required for the dehydrated hydroxide. By using a pipe coil, possibly surrounded by a steel jacket Nickel incurs relatively high manufacturing costs.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung dieser Art wesentlich zu vereinfachen, auf kleineren Raum zu beschränken und wirksamer zu gestalten. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rohrschlange in zwei Teile unterteilt ist, zwischen die ein teilweise im Verbrennungsgaszug der Feuerungsanlage angeordneter Abscheider geschaltet, und daß der zweite Teil der Schlange zu einem weiteren, ebenfalls teilweise im Verbrennungsgaszug angeordneten Abscheider führt, dessen Auslaß über eine innerhalb der Fenerungsanlage verlaufende Leitung mit einer innerhalb der Feuerungsanlage angeordneten Vorlage verbunden ist. Vorteilhaft weist die Feuerungsanlage zwei vertikal nebeneinander verlaufende, am oberen Ende miteinander verbundene Verbrennungsgaszüge des Brenners auf, wobei in jedem Verbrennungsgaszug ein Teil der Rohrschlange verläuft und wobei die Abscheider am oberen Ende des Verbrennungsgaszuges und die Vorlage neben dem Brenner angeordnet sind. Bei dieser Anordnung sind Rohrschlange, Abscheider und Vorlage innerhalb der Feuerung vereinigt und somit auf engstem Raum untergebracht. Das in der Vorlage sich ansammelnde Hydroxyd wird durch die Temperatur im Verbrennungsgaszug immer auf günstiger Temperatur gehalten. Das vollkommene Abscheiden' des Dampfes vor dem Sammelbehälter für das entwässerte Hydroxyd sichert die Beibehaltung des erreichten hohen Konzentrationsgrades. Durch das ungefähr in der Mitte der Rohrschlange erfolgende erstmalige Abscheiden von Dampf aus der Mischung wird der zweite Teil der Rohrschlange entlastet, wodurch sich in. diesem eine besonders hohe Konzentration erzielen läßt.The invention aims to make a device of this type essential make it easier to confine to a smaller space and to make it more effective. These The object is achieved in that the coil is divided into two parts, between which a partially arranged in the combustion gas flue of the combustion system Separator switched, and that the second part of the queue to another, likewise Partially arranged in the combustion gas flue separator leads, its outlet over a pipe running inside the fenerungsanlage with a within the combustion system arranged template is connected. The combustion system advantageously has two combustion gas flues running vertically next to each other and connected at the top of the burner, with part of the pipe coil running in each flue gas and wherein the separator at the upper end of the combustion gas flue and the receiver are arranged next to the burner. In this arrangement there are coiled pipes, separators and template are combined within the furnace and thus housed in a very small space. The hydroxide that collects in the receiver is reduced by the temperature in the combustion gas flue always kept at a favorable temperature. The perfect separation of the vapor in front of the collecting tank for the dehydrated hydroxide ensures that the reached a high degree of concentration. Through that roughly in the middle of the pipe coil the first separation of steam from the mixture becomes the second part the pipe coil is relieved, as a result of which there is a particularly high concentration in this can be achieved.

Es ist nicht erforderlich, für die Rohrschlange Nickel zu verwenden. Zweckmäßig besteht sie aus übereinander in Reihen angeordneten und durch außerhalb der Verbrennungsgaszüge befindliche demontierbare Rohrbögen hintereinandergeschalteten, auswechselbaren Rohren aus Gußeisen. Wenn eines dieser Rohre undicht wird oder gar springt, so kann es schnell und ohne große Kosten nach Entfernen der an das betreffende Rohr angesetzten Rohrbogen ausgewechselt werden.It is not necessary to use nickel in the coil. Appropriately, it consists of one above the other in rows and through outside the flue gas flues located dismountable pipe bends one behind the other, exchangeable pipes made of cast iron. If one of these pipes is leaking or even leaking jumps so it can be done quickly and at no great expense after removing the one in question Pipe elbow attached to the pipe can be replaced.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt, Fig.2 einen Querschnitt durch die Feuerungsanlage mit der Rohrschlange, die aus einzelnen durch demontierbare Bögen auf der Außenwandung der Feuerung durchgängig verbundenen Rohren besteht.An embodiment of the device according to the invention is shown in FIG shown in the drawing. It shows Fig. 1 schematically a longitudinal section, Fig.2 a cross-section through the furnace with the pipe coil, which consists of individual Continuously connected by removable arches on the outer wall of the furnace Pipes.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besitzt die Vertikalfeuerungsanlage 11 im unteren Teil den Verbrennungsraum 12 für die Verbrennung eines gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes. Über dem Verbrennungsraum befindet sich der Verbrennungsgaszug 13, welcher in einen weiteren gegensätzlich gerichteten Verbrennungsgaszug 14 mündet, hinter welchem sich der Kaminabzug 15 anschließt. Im Verbrennungsraum 12 und in beiden Verbrennungsgaszügen 13 und 14 sind eine Rohrschlange bildende Systeme von Gußeisenrohren 16 und 17 eingebaut. In den Verbrennungsgaszug 13 sind im oberen Teil weiter Abscheider 18 und 19 eingebaut, .in welche die zu konzentrierende Lauge aus den Rohrsystemen 16 und 17 eingeführt wird. Das zu konzentrierende Hydroxyd sinkt nach Abscheiden von Wasserdampf aus dem Abscheider 18 durch die Rohrleitung 20 in das Rohrsystem 16, steigt in diesem wieder empor und sinkt aus dem Abscheider 19 nach abermaliger Abscheidung von Wasserdampf durch die Rohrleitung 21 in die Vorlage 22 für das Fertigprodukt, welche im Verbrennungsraum 12 angeordnet ist. An beide Abscheider 18 und 19 ist durch die Rohrleitung 23 ein barometrischer Kondensator 24 mit dem barometrischen Rohr 25 angeschlossen. Der Kondensator 24 ist sodann durch die Rohrleitung 26 mit einer Luftpumpe 27 verbunden. Wie aus dem Querschnitt durch die Verbrennungsgaszüge .der Fig.2 ersichtlich, werden die Rohrsysteme 16 und 17 durch eine große Zahl senkrecht zur Strömungsrichtung der Verbrennungsgase verlegter, an beiden Enden in den Seitenwänden der Feuerung durch demontierbare Rohrbögen 28 durchgängig verbundene Rohre gebildet. Der Zugang zu diesen Bögen 28 ist während des Betriebes durch abnehmbare Deckel29 geschützt, welche mit einer Wärmeisolation 30 versehen sind. Die Rohre und Rohrbögen bestehen zweckmäßig aus Gußeisen.As can be seen from Fig. 1, the vertical combustion system 11 has in the lower part the combustion chamber 12 for the combustion of a gaseous or liquid fuel. The combustion gas flue 13 is located above the combustion chamber and opens into a further oppositely directed combustion gas flue 14, behind which the chimney flue 15 is connected. In the combustion chamber 12 and in both combustion gas flues 13 and 14 , systems of cast iron pipes 16 and 17 which form a coil are installed. In the upper part of the combustion gas flue 13, further separators 18 and 19 are installed, into which the liquor to be concentrated from the pipe systems 16 and 17 is introduced. The hydroxide to be concentrated sinks after the separation of water vapor from the separator 18 through the pipeline 20 into the pipe system 16, rises in this again and sinks out of the separator 19 after further separation of water vapor through the pipe 21 into the receiver 22 for the finished product, which is arranged in the combustion chamber 12. A barometric condenser 24 with the barometric pipe 25 is connected to both separators 18 and 19 through the pipeline 23. The condenser 24 is then connected to an air pump 27 by the pipe 26. As can be seen from the cross-section through the combustion gas flues .der Fig.2, the pipe systems 16 and 17 are formed by a large number of pipes laid perpendicular to the direction of flow of the combustion gases, continuously connected at both ends in the side walls of the furnace by removable pipe bends 28. Access to these arches 28 is protected during operation by removable covers 29 which are provided with thermal insulation 30. The pipes and pipe bends are expediently made of cast iron.

Die durch die Verbrennung des Brennstoffes im Verbrennungsraum 12 entstehenden Verbrennungsgase steigen aufwärts in den Rauchzug 13, von wo sie sodann durch den Rauchzug 14 nach unten in den Kaminzug 15 strömen. Die einzudampfende Hydroxydlösung wird zuerst dem Rohrsystem 17 zugeführt, aus dem die erwärmte Lauge und ein Teil des verdampften Wassers in den Abscheider 18 gelangen, aus welchem der Wasserdampf durch die Rohrleitung 23 in den barometrischen Kondensator 24 abgesaugt wird, während die teilweise auf etwa 70 bis 75 % konzentrierte Lösung durch die Rohrleitung 20 in das zweite Rohrsystem 16 abfließt. Durch dieses System steigt die .erwärmte Lösung unter gleichzeitiger Verdampfung in den Abscheider 19, aus welchem der Wasserdampf gleichfalls durch die Rohrleitung 23 in den barometrischen Kondensator 24 abgesaugt wird. Die wasserfreie Lauge fließt durch die Rohrleitung 21 in die unmittelbar neben den Verbrennungsraum 12 befindliche Vorlage 22 ab, aus welcher sie in stählerne Transportfässer gefüllt wird.The combustion gases resulting from the combustion of the fuel in the combustion chamber 12 rise up into the flue 13, from where they then flow through the flue 14 down into the flue 15. The hydroxide solution to be evaporated is first fed to the pipe system 17 , from which the heated liquor and part of the evaporated water get into the separator 18 , from which the water vapor is sucked through the pipe 23 into the barometric condenser 24 , while the partially to about 70 to 75% concentrated solution flows through the pipe 20 into the second pipe system 16. Through this system, the heated solution rises with simultaneous evaporation into the separator 19, from which the water vapor is also sucked through the pipe 23 into the barometric condenser 24. The anhydrous liquor flows through the pipeline 21 into the template 22 located immediately next to the combustion chamber 12, from which it is filled into steel transport barrels.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Apparatus for the continuous production of dehydrated sodium hydroxide from its solutions, consisting of a pipe coil built into a furnace, through which the hydroxide solution to be evaporated flows, at the outlet end of which there is a heated separator or storage container for the melted dehydrated hydroxide, characterized in that, that the pipe coil is divided into two parts (16, 17), between which a separator (18) partially arranged in the combustion gas flue (13) of the combustion system (11) is connected, and that the second part (16) of the coil is connected to a further, also partially in the combustion gas flue (13) arranged separator (19), the outlet of which is connected via a line (21) running inside the furnace to a receiver (22) arranged inside the furnace.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the combustion system is two vertically side by side, at the top with each other connected combustion gas flues (13, 14) of the burner (12), wherein in each Combustion gas flue runs through part of the coil, and with the separator (18, 19) at the upper end of the combustion gas flue (13) and the template (22) next to it the burner are arranged.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that that the separators (18, 19) are above the template (22) at a barometric height.

4th Device according to Claims 1 to 3, characterized in that the pipe coil from one above the other in rows and through outside the combustion gas flues (13, 14) located removable pipe bends (28) interchangeable interchangeable Pipes. Considered publications: German Patent Specifications No. 567 897, 955 493.