DE241282C

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Publication number: DE241282C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVl 241282 KLASSE 53 g·. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Juni 1910 ab.

Die Ablaugen der Sulfitzellstoffgewinnung enthalten unter anderen neben Kalziumsulfit oder Kalziumbisulfit organische schwefelhaltige Verbindungen. In den letzteren ist die schweflige Säure teils fest, teils weniger fest gebunden. Bei der Verwertung der Ablaugen kommt es darauf an, aus denselben sowohl den Kalk als auch die schweflige Säure zu entfernen. Andernfalls würde der Säuregehalt

ίο der Rohlaugen das Eisenmaterial der Verdampfer angreifen, und der Kalkgehalt würde die Heizflächen inkrustieren und ihre Wärmeleitung stark herabziehen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kombinationsverfahren zur Verwertung der Sulfitzellstoffablaugen durch bekannte Reinigung und Eindampfung dieser Laugen und durch Trennung der schwefligen Säure von den Abdämpfen, wobei der Rohlauge in bekannter Weise zunächst schwefelsaures Natron (Glaubersalz) zugesetzt und dadurch Kalk in Form von Sulfat ausgefällt wird. Die dann noch in der Lauge verbleibenden schwefligsauren Verbindungen werden daraus in der Weise ausgetrieben, daß die Lauge einer bekannten Auftriebsverdampfung unter hohem Vakuum aus ermäßigter Standhöhe und dünner Mantelschicht in außen beheizten Rohren unterworfen wird. Der dabei an der Heiz-

jo fläche entwickelte Abdampf nimmt die noch in der Lauge befindliche, vermöge ihrer niedrigen Siedetemperatur durch Wärmezufuhr leicht verdampfbare schweflige Säure auf, durchbricht die Lauge, reißt anhaftende Teile derselben mit hoch, bildet im Innern der Rohre einen durch fortgesetzte Dampfentwicklung stetig erneuten Dampfkern, dessen Fliehkraft die mitgerissenen spezifisch schwereren Laugenteilchen an die Rohrwandungen schleudert und dort in kaum meßbar dünner Mantelschicht absetzt, so daß das Gemisch von Wasserdampf und Säuredämpfen der an der Rohrwandung verzögert emporgetriebenen Lauge vorauseilt und von dieser getrennt aus den oberen Rohrmündungen ausströmt. Die mechanische Einwirkung des Abdampfes auf die leicht siedende schweflige Säure treibt bei dem Durchtritt durch die Lauge auch die letzten Reste der Säure aus der Lauge aus. Das Gemisch von Dampf und Säure, welches aus den oberen Rohrmündungen in den oberen Teil des Verdampfers gelangt, wird von dort durch ein Äbsorptionsgefäß (z. B. Kalkturm) über Kalk oder andere Alkalien geleitet, an welche gebunden die Säure dort zurückgehalten wird. Der dadurch von der Säure ganz oder doch größtenteils befreite Wasserdampf wird in einem Kondensator kondensiert; sein Gehalt an Luft und anderen Gasen wird von einer Luftpumpe oder anderen Saugevorrichtung nach dem Kondensator abgesaugt und nach Erfordern fortgeleitet. Die von Säure befreite Lauge wird zur weiteren Eindampfung und Verwendung abgeleitet.

Die hierbei angewandte bekannte Gegenstromverdampfung gewährt den Vorteil, daß die Dicklauge mit der höchsten Siedetem-

(2. Auflage, ausgegeben am 5/. Juli igi4J

peratur der Verdampfanlage, also im Zustande größter Leichtflüssigkeit und leichtester Wärmeübertragung eingedampft wird, wobei das Teilgefälle entsprechend kleiner und die spezifische Wärmeübertragung größer wird. Je nach den örtlichen Verhältnissen und Verwendungszwecken wird man bei der Eindampfung der Lauge die Wärme nur einfach oder so vielfach wieder benutzen, wie die Ersparnis an Heizmitteln den Mehraufwand an Anlagekosten noch lohnt.

Zur weiteren Erläuterung ist in der beilie-

. genden Zeichnung eine Ausführungsform einer Vierstufenverdampfung schematisch dargestellt.

Die Körper I bis IV stellen vier Verdampfer mit stehend angeordneten Heizrohren dar. V ist ein Absorptionsapparat. VI ist ein Gegenstromkondensator, VII eine Luftpumpe.

VIII ist ein Apparat zur Ausfällung des Kalkes aus der Rohlauge mittels Glaubersalz.

IX ist ein Behälter für die in VIII entkalkte Lauge. X ist ein Sammelbehälter zur Aufnahme der aus V abfließenden doppeltschwefligsauren Kalklösung. XI ist ein Überlaüfkasten für das Fallwasser des Kondensators V-I.

Die Rohlauge wird im Behälter VIII mit Glaubersalz behandelt. Der dabei ausgefällte schwefelsaure Kalk wird bei 30 abgezogen, die entkalkte Lauge fließt in den Behälter IX ab und wird von hier durch das Rohr 31 in den Verdampfer IV, der unter Vakuum steht, nach Erfordern übergesaugt; sie steigt in den Rohren 33 bis zur Standhöhe 33 und wird darüber hinaus durch den eignen Abdampf in solcher Menge hochgerissen und an den Wandungen der Rohre in_x dünner Mantelschicht abgesetzt und über den oberen Rohrboden nach Maßgabe der Dampfentwicklung

Ao eingedickt hochgehoben, fließt durch Rohr 11

Es betrage die Siedetemperatur

in den Verdampfer III und aus diesem weiter eingedickt durch Rohr 12 nach Verdampfer II, aus II durch Rohr 13 nach Verdampfer I und aus diesem als Dicklauge durch Rohr 34 zur weiteren Verwendung ab. Der bei der Eindampfung entwickelte Abdampf yon I wird durch Rohr 15 zur Heizkammer von Verdampfer II übergeleitet. In gleicher Weise wird der Abdampf von II durch Rohr 16 nach III, der Abdampf von III durch Rohr 17 nach IV übergeleitet; aus IV, in welchem Verdampfer der Abdampf die schwefligsauren Dämpfe und Gase aus der Lauge ausgetrieben und in sich aufgenommen hat, wird dieses Dampfgemisch durch Rohr 18 in den mit Kalk gefüllten- Absorber V geleitet, in welchem bei einer Temperatur von 50 bis 60 ° der größere Teil der schwefligen Säure an Kalk unter Bildung von schwefligsaurem und doppeltschwefligsaurem Kalk gebunden wird; der nur noch schweflige Säure enthaltende Restdampf wird durch Rohr 19 in den Kondensator VI geleitet, in welchem er niedergeschlagen wird. Das Gemisch von Kondensat und Kühlwasser fließt durch Rohr 23 zum Fallwasserkasten XI und aus diesem weiter ab. Die in dem Kondensator nicht kondensierte Luft und andere Gase werden durch Rohr 21 zur Luftpumpe geleitet und von dieser aus dem Kondensator unter Vakuum von etwa 80 bis 90 Prozent abgesaugt.

Natürlich kann an Stelle des Einspritzkondensators VI auch ein Oberflächenkondensator benutzt werden.

Erweist sich gegebenenfalls die vierstufige Verdampfung vorteilhaft, dann ergibt die Gegenstromanordnung annähernd Temperatur- und Druckmittelwerte, welche in dem Folgenden beispielsweise hier zusammengestellt sind: .

und die des Abdampfes in den Verdampfern

des Heizdampfes in der Heizkammer des I. Körpers

der Temperaturunterschied.

der absolute Druck in Atm

der Druckunterschied in Atm

und der Druckunterschied in Metern Wassersäule..

dann würde im letzten (IV.) Körper die Rohrlänge mit ι m schon reichlich bemessen sein, um den Überdruck zum III. Körper durch die hydraulische Druckhöhe der Lauge im Überleitungsrohr zu überwinden, während für den I. Körper dann eine Rohrlänge von 3 m zu geben wäre. Bei der relativ großen Länge der Heizfläche der Rohre, über welche die Lauge in kaum meßbar dünner Schicht im Zustande des Siedens bewegt wird, findet der aus der Lauge entwickelte Abdampf reichlich 1,1

I	II	III	IV
8o°	67°	D/	49°
23°	13°	10°	8°
o,5	. 0,25	O,l6	0,1
0,6'	0,25	O,O9	0,06
6	2,5	o,9	0,6

Gelegenheit, die in der Lauge des IV. Körpers befindliche Säure restlos mit sich fortzureißen.

Will man die thermodynamisch^ Austreibung der Säure aus der Lauge durch den Abdampf noch durch weitere Wärmewirkung unterstützen, so erwärmt man die dünne Lauge vor ihrer Einleitung in den Verdampfer über die dort bestehende Siedetemperatur, wodurch gleich bei dem Eintritt der Lauge in die Heizrohre eine Momentan verdampfung

nach Maßgabe der zuvor aufgenommenen, die Siedetemperatur in den Verdampfern über- I steigende Wärme erfolgt und die Säureaus- { trejbung aus der Lauge noch beschleunigt wird.

Für das vorstehende Verfahren ist zur Austreibung der Säure durch Wärme und Dampf zweckmäßig der letzte, unter niedrigstem Druck stehende Verdampfer gewählt, wodurch

ίο unter anderem erreicht wird, daß nur dieser eine Verdampfapparat in seinen von Lauge tind Abdampf berührten Teilen aus säurefestem Material, herzustellen nötig ist und die bedeutenden Mehrkosten für die Herstellung der ganzen Anlage aus säurefestem Material erspart werden. Natürlich kann man auch einen beliebigen anderen Körper der Reihe nach bei Gleichströmung, wie auch nur einfache Wärmewirkung, z. B. einen Einkörper-

20' apparat mit Auftriebs- oder Abtriebsrieselver-. dampfung anwenden, wenn man auf die vorstehend angegebenen Vorteile verzichtet.

Für . die Verwendung der konzentrierten Sulfitlauge zu Futter-, Dünge- und anderen gewerblichen Verwertungszwecken bietet das vorstehend beschriebene Kombinationsverfahren für die Sulfitlaugen' als Futtermittel den besonderen Vorteil, daß dabei zur Herstellung transportfähiger Dicklaugen und fester Rückstände dasjenige Eindampfverfahren gewählt ist, welches gleichzeitig die Austreibung der schwefligen Säure aus der Lauge nahezu derart vollständig bewirkt, daß sich Behandlungen der Lauge mit z. B. Formalin, Ammoniak und anderen Säure bindenden, relativ kostspieligen Chemikalien erübrigen, weil die bei dem vorstehenden Verfahren in den Laugen etwa noch verbleibenden kleinen Reste oder Spuren von schwefliger Säure dem tierisehen Organismus nicht mehr schädlich sind. Das gleiche gilt für die meisten anderen technischen Verwendungszwecke.

Hiernach ist das vorstehend beschriebene Verfahren eine Kombination an sich zwar bekannter Einzelvorgänge in neuer Reihenfolge | mit neuer technisch und wirtschaftlich vorgeschrittener Gesamtwirkung.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung und Eindampfung von zur Herstellung von Futteroder Düngemitteln dienenden Su'lfitzellstoffablaugen, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise durch Zusatz von schwefelsaurem Natron von Kalk befreite dünne Lauge zuerst in dem letzten Körper einer Verdampfstation, also unter hohem Vakuum, der bekannten mehrstufigen Gegenstrom-Auftriebs verdampfung in der Weise unterworfen wird, daß der dabei entstehende Abdampf die Säure aus der Lauge austreibt und, mit Saure beladen, durch oder über Kalk geleitet wird, welcher die Säure bindet und zurückhält, so daß einerseits nur der von Säure befreite Abdampf in den Kondensator gelangt, während anderseits die so von Säure befreite und dabei zugleich etwas eingedampfte Lauge in den übrigen Verdampfkörpern der mehrstufigen Gegenstrpmverdampfung ohne Anwendung mechanischer Druck- oder Fördermittel unterworfen wird.

2. Ausführungsform des.Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austreibung der schwefligen Säure bei gleichzeitiger Eindampfung der Sulfitzellstofflauge bis zur gewollten Konzentration in einem Vorgang mit einfacher Wärmewirkung erfolgt, sei es durch Auftriebsoder Abtriebsrieseleindampfung.

3. Ausführungsform des Verfahrens nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Rohlauge vor ihrer Einführung in den Verdampfapparat über den nach Maßgabe des Vakuums bestehenden Siedepunkt hinaus vorgewärmt wird zum Zwecke der Beschleunigung der durch die Beheizung der Lauge in dem Verdampfapparat ohnedies bewirkten Verdampfung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.