DE2246568C3

DE2246568C3 - Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Natriumsulfat

Info

Publication number: DE2246568C3
Application number: DE19722246568
Authority: DE
Inventors: Karl 6370 Oberursel Ebner
Original assignee: Apparate- und Maschinenbau Ebner & Co 6419 Eiterfeld
Current assignee: Ebner & Co KG Anlagen und Apparate 6419 Eiterfeld
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1972-09-22
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2246568A1; AT327227B; ATA812673A; DE2246568B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Natriumsulfat dutch Eindampfen von Glaubersalzschmelzlaugen mit Brüdenkompression, bei dem Teilströme der Schmelzlauge den Stufen der Eindampfanlage zugeführt werden und die Brüden aus dem Verdampfer einer Stufe in den Erhitzer einer benachbarten Stul.. geleitet werden.

Ein Verfahren dieser Art ht aus c ,r DE-AS 11 50 368 bekannt. Das Glaubersalz wirr¹ zunächst bei 40 bis 50⁰C geschmolzen. Das Schmelzen erfolf in einem abgezweigten Teilstrom aus dem Verfampfer. Die erhaltene Schmelzlauge wird dann der Eindampfanlage zugeführt, in der das Wasser unter Brüdenkompression abgetrennt wird. Ein Teil der am Kopf des Verdampfers abgezogenen Brüden wird in einem Dampfstrahlapparat komprimiert, der mit frischem Treibdampf beaufschlagt wird. Die so erwärmten und komprimierten Brüden werden dann einem dem Verdampfer zugeordneten Erhitzer zugeführt

Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist sein noch immer relativ hoher Heizdampfverbrauch, die erhöhte Gefahr der Bildung von Salzablagerungen im Heizkörper und die Notwendigkeit, an größeren Anlagen mit größerem Durchsatz den Heizdampf nicht nur als Treibdampf, sondern auch an anderer Stelle zum Heizen der Schmelze zuführen zu müssen. Dadurch wird die Temperaturregelung in engen Intervallen erschwert. Außerdem führt die Speisung des Dampfstrahlers mit frischem Treibdampf zu größeren Temperaturdifferenzen, die häufig Anlaß zu unerwünschten Kristallisationen geben.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Verbesserung der Ausnutung des Frischdampfes ermöglicht und die Gefahr einer Verkrustung der Wärmeaustauscher vermindert

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Dampf, der in einer der Eindämpfanlage mit Brüdenkompression vorgeschalteten und bei Atmosphärendruck oder wenig erhöhtem Druck arbeitenden Endampfanlage entsteht, zum Betreiben des Dampfstrahlapparates der Briidenkompressionsstufe verwendet wird, wobei der vorgeschalteten Eindampfanlage 55 bis 65% der Gesamtschmelzlauge zugeführt werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die vorgeschaltete Eindampfanlage vorzugsweise bei einem geringen Überdruck von 0,2 bis 0,5 atm betrieben und auf einer Temperatur zwischen 108 und 114° C gehalten.

Beim Verfahren der Erfindung wird also nur e^:n Teil der Glaubersalzschmelzlauge einer Eindampfanlage mit Brüdenkompression zugeführt, während der andere, 55 bis 65% der Gesamtschmelzlauge betragene Teil einer bei Atmosphärendruck oder nur geringfügig erhöhtem Druck arbeitenden vorgeschalteten Eindampfvorrichtimg zugeführt wird. Der in dieser Stufe erzeugte Dampf dient dann als Treibdampf für die Dampfstrahlapparate in der Brüdenkompressionsstufe. Zum Treiben der Dampfstrahlapparate zum Verdichten der in den Eindampfanlagen mit Brüdenkompression entstehenden Brüden verwendete Treibdampf ist also kein Frischdampf, sondern ausschließlich aus der vorgeschalteten Eindampfanlage bei Atmosphärendruck oder wenig erhöhtem Druck erhaltener Brüdendampf.

Dieses Verfahren ermöglicht gegenüber dem bekannten Verfahren zur Herstellung von Thenardit aus Glaubersalzschmelzlaugen in Ringdampfanlagen mit Brüdenkompression eine Heizdampferspdrnis in Höhe von mindestens 35%, bezogen auf gleiche Mengen verdampften Wassers aus der Salzschmelzlauge. Außerdem ist durch dieses Verfahren gewährleistet, daß im Heizkörper der vorgeschalteten Eindampfstufe heizdampfseitig keine und schmelzseitig kaum Salzablagerungen auftreten. Der Wärmeübergang und die kalorische Ausnutzung des Heizdampfes sind in dieser Form und an dieser Stelle wesentlich günstiger als in einem Heizkörper, der einem mit Frischdampf betriebenen Dampfstrahlapparat nachgeschaltet ist.

Der Anteil der Schmelzlauge, der in die vorgeschaltete Eindampfanlage eingeleitet wild, ist so zu bemessen, daß die entstehenden Brüden ausreichen, um den Dampfstrahlapparat so zu betreiben, daß diese Brüden zusammen mit den Brüden der Brüdenkompressionsstufe ein zusätzliches Zuführen von Heizdampf zum Dampfstrahlapparat oder zum Heizkörper überflüssig werden lassen. Dieser Anteil beträgt 55 bis 65% der Gesamtschmelzlauge.

Als vorgeschaltete Eindampfanlage zum Betrieb bei Normaldruck oder geringem Überdruck von 0,2 bis 0,5 atm wird vorzugsweise ein Verdampfer mit außenliegendem Heizkörper verwendet.

Zur Durchführung des erfindunsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung, die im wesentlichen aus einem Sct.melzkessel 1, einer Eindampfanlage mit Brüdenkompression 5 und zugehörigem Dampfstrahlapparat 11, einer vorgeschalteten zweiten Eindampfanlage 6 und einem Wassermischkondensator 17 besteht

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung anhand der Zeichnung erläutert

In einem Schmelzkessel 1, der zweckmäßig mit einem Propeilerrührwerk 3 ausgestattet ist, wird durch eine Zuleitung 2 Glaubersalz eingetragen. Das Salz wird bei etwa 40 bis 45° C geschmolzen, wobei die erforderliche Schmelzwärme durch einen über die Eindampfapparate zirkulierenden Laugenkreislauf zugeführt wird,

Aus dem Schmelzkessel wird die Schmelzlauge zusammen mit den beim Schmelzen anfallenden Kristallen mittels einer Pumpe 4 über Rohrleitungen 7,8

und 9 Eindampfapparaten 5 und 6 aufgebeben.

Der Eindampfapparat 5 arbeitet mit Brüdenkompression, der beim Eindampfen entstehende Wasserdampf wird über eine Rohrleitung 10 von einem Dampfstrahlapparat 11 teilweise angesaugt, verdichtet und zum Betreiben eines Heizkörpers 12 verwendet Die einzudampfende Schmelzlauge zirkuliert hierbei über Rohrleitungen 13 bzw, 14, wobei zur besseren Umwälzung in die Rohrleitung 14 auch eine Umwälzpumpe 15- eingebaut werden kann.

Der restliche Brüden aus dem Eindampfapparat 5 wird durch Rohrleitung 16 in einen Wassermischkondensator 17 geleitet und darin durch Kühlwasser kondensiert Die Entlüftung der Anlage erfolgt über eine Vakuumpumpe 18.

Die über die Rohrleitung 8 in den Eindampfapparat 6 eingeführte Schmelzlauge wird dort bei Atmosphärendruck od?r leicht erhöhtem Druck eingedampft Die einzudampfende Lauge zirkuliert hierbei über Rohrleitungen 19,21 und Heizkörper 20.

Der Heizkörper 20 wird durch Heizdampf betrieben, dessen Zuführung über eine Leitung 22 erfolgt Dieser Heizdampf, der nach den bekannten Verfahren unmittelbar für den Dampfstrahlapparat 11 Verwendung findet kann gemäß der vorliegenden Erfindung zunächst eine Eindampfleistung vollbringen, wodurch eine Dampfersparnis von über 35% bei einer solchen Anlage erreicht wird.

Aus dem Eindampfapparat 5 bzw. 6 wird über die Leitungen 23 bzw. 24 ständig ein Teil der Schmelzlauge in den Schmelzkessel 1 zurückgeführt, so daß die erforderliche Schmelzwärme erhalten wird.

Das beim Eindampfen der Schmelzlauge anfallende Natriumsulfat kann z. B. aus dem Schmelzkessel 1 durch einen Stutzen 25 entnommen werden, in dem man eine bestimmte Schmelzlaugen-Menge über einen Salzabscheiderbzw, eine Filtriervorrichtung zirkulieren läßt

Beispiel

Der Versuch wird an einer Modellanlage durchgeführt, die aus einem vorgeschalteten bei nur geringem Überdruck arbeitenden Eindampfer und einem mit Brüdenkompression betriebenen Verdampfen besteht Der vorgeschaltete Verdampfer wird mit Heizdampf von 2 ata bei 1;20°C beaufschlagt Es wird bei 108⁰C eingedampft, so daß unter Berücksichtigung der Siedepunkterhölnung Brüden mit einer Temperatur von 104⁰C entsprechend einer Spannung von 1,2 ata erhalten werden. Unter diesen Bedingungen können mit 1 kg Heizdampf 0,95 kg Wasser verdampft werden, die dem Dampfstrahlapparat des nachgeschalteten mit Brüdenkompression betriebenen Verdampfers als Treibdampf zugeführt werden. In diesem mit Brüdenkompression arbeitenden Verdampfer wird bei 44° C eingedampft Die mit 40⁰C austretenden Brüden werden zum Teil durch den Dampfstrahlapparat angesaugt, zum Teil kondensiert Die angesaugten Brüden werden im Dampfstrahlapparat auf 54° C verdichtet Dabei konnten mit je 035 kg aus dem vorgeschalteten Verdampfer stammenden Treibdampf 1,15 kg Brüden angesaugt werden. Unter dieser Beaufschlagung konnten im Verdampfer mit Brüdenkompression 2 kg Wasser verdampft werden. Dabei wird hierzu kein Frischdampf zugeführt Bezogen auf beide Verdar ^,fer können also je i kg der vorgeschalteten Verdampfers: jfe zugeführten Heizdampf 2,95 kg Wasser aus der Schmelzlauge verdampft werden.

Zum Vergleich wurden nach dem Stand der Technik mit Heizdampf von 2 ata bei 120° C Brüden von 8O⁰C erzeugt die einer zweiten Verdampferstufe zugeführt werden, die bei 44⁰C Endstand betrieben wird. Im Dampfstrahlapparat einer nachgeschalteten Verdampferstufe werden dann diese Brüden von 40⁰C auf 54° C verdichtet Der Dampfstrahlapparat wurde mit Frischdampf betrieben, wobei für diese Verdichtung je 0.90 kg Brüden aus der Vorstufe 0,70 kg Treibdampf erforderlich waren. In dem so beaufschlagten Verdampfer konnten je 0,9 H- 0,7 kg Brüden + Frischdampf 1,52 kg Wasser verdampft werden. Mit insgesamt 1,7 kg Frischheizdampl' konnten also insgesamt 337 kg Wasser aus der Schmelzlauge verdampft werden, was einer auf 1 kg Frischheizdampf bezogenenen Wasserverdampfung von 2 kg entspricht. Die Frischdampfausbeute des Verfahrens der Erfindung liegt um 42% über diesem Wert bei sonst gleichen Verfahrensbedingungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Natriumsulfat durch Eindampfen von Glaubersalzschmeizlaugen mit Brüdenkompression, bei dem Teilströme der Schmelzlauge den Stufen der Eindampfanlage zugeführt werden und die Brüden aus dem Verdampfer einer Stufe in den Erhitzer einer benachbarten Stufe geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf, der in einer der Eindampfanlage mit Brüdenkompression vorgeschalteten und bei Atmosphärendruck oder wenig erhöhtem Druck arbeitenden Eindampfanlage entsteht, zum Betreiben des Dampfstrahlapparates der Brüdenkompressionsstufe verwendet wird, wobei der vorgeschalteten Eindampfanlage 55 bis 65% der Gesamtschmelzlauge zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschaltete Eindampfanlage hei einem Druck von 0,2 bis 0,5 atm betrieben und auf einer Temperslur von 108 bis 114° C gehalten wird.

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