DE2506971C2 - Process for the concentration of highly viscous pulp waste liquors - Google Patents
Process for the concentration of highly viscous pulp waste liquorsInfo
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- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/10—Concentrating spent liquor by evaporation
- D21C11/103—Evaporation by direct contact with gases, e.g. hot flue gases
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konzentrierung hochviskoser Zellstoffablaugen, wie Ablaugen aus dem alkalischen Aufschluß von Bagasse, durch direkten Wärmeaustausch bei höherer Temperatur.The invention relates to a method for concentrating highly viscous pulp waste liquors, such as waste liquors from the alkaline digestion of bagasse, through direct heat exchange at higher temperatures.
In der Zellstoffindustrie stellt man die Forderung, daß Zellstoffablaugen, ehe sie in den Kessel zur Verbrennung gegeben werden, auf eine Konzentration von über 55% gebracht werden müssen, um Explosionen zu vermeiden. Bei Holz-, Schilfablaugen oder dergleichen ist dies völlig unproblematisch, man geht sogar auf über 65% (Chem. Eng. Progr.64 (1968), No. 9, Seiten 66 bis 77).In the pulp industry there is a requirement that pulp waste liquors before they are in the boiler for incineration must be brought to a concentration of over 55% in order to cause explosions avoid. With wood, reed waste liquor or the like, this is completely unproblematic, one even goes over to 65% (Chem. Eng. Progr. 64 (1968) No. 9, pages 66 to 77).
Die am häufigsten hierzu verwendeten Verfahren sind Konzentrieren in der Eindampfanlage auf Endkonzentration oder Durchführung der Endkonzentrierung mittels der Restwärme aus den Rauchgasen aus dem Kessel mit Hilfe einer direkten oder indirekten Kaskadeneindampfung eines Zykloneindampfers oder eines Venturi-Wäschers (Preparation & Treatment of Wood Pulp, McGraw-Hill Book Comp., Ina, 1 (1950), S.572-581; Chem. Eng. Progr.64 (1968) No. 9, ίο S. 66-77 undTappi 55 (1972),No. 8,S. 1180-1184).The most frequently used methods for this are concentration in the evaporation plant to the final concentration or carrying out the final concentration by means of the residual heat from the flue gases from the Boiler with the help of a direct or indirect cascade evaporation of a cyclone evaporator or of a Venturi washer (Preparation & Treatment of Wood Pulp, McGraw-Hill Book Comp., Ina, 1 (1950), P.572-581; Chem. Eng. Progr. 64 (1968) No. 9, p. 66-77 and Tappi 55 (1972), No. 8, p. 1180-1184).
Diese Verfahren stoßen aber auf Schwierigkeiten, wenn Bagasse-Ablaugen, bestimmte Hartholzablaugen oder Ablaugen mit ähnlichem Verhalten zu verarbeiten sind. Bei diesen Ablaugen nimmt die Zähigkeit mitHowever, these methods encounter difficulties when using bagasse liquors, certain hardwood liquors or waste caustic with similar behavior are to be processed. With these waste liquors, the toughness decreases
'5 zunehmender Konzentration sehr stark zu und erreicht bei 55% Feststoffgehalt bei Bagasse-Ablauge von 70° ca. 1500 bis 500OcP (der weite Bereich ergibt sich aus dem strukturviskosen Verhalten).'5 increasing concentration very sharply and achieved at 55% solids content with bagasse waste liquor of 70 ° approx. 1500 to 500OcP (the wide range results from the structurally viscous behavior).
In den üblicherweise verwendeten Eindampfanlagen ist eine Konzentrierung bei den hohen Zähigkeitswerten, die bei hochkonzentrierten Bagasse-Ablaugen und dergleichen auftreten, nicht mehr mit vertretbarem Aufwand durchzuführen. Spezialverdampfer wie z. B. Dünnschichtverdampfer, sollten theoretisch einsetzbar sein, sie sind aber wegen der viel zu hohen Kosten nicht erprobt. Eine große Filmdicke infolge der hohen Zähigkeit würde auch beim Kaskadeneindampfer hohen Aufwand erfordern.In the commonly used evaporation plants, a concentration at the high viscosity values, which occur with highly concentrated bagasse waste liquor and the like are no longer acceptable Effort to carry out. Special evaporators such as B. Thin film evaporator, should theoretically be used be, but they have not been tested because of the far too high costs. A large film thickness due to the high Toughness would also require a great deal of effort with the cascade evaporator.
Bei Zyüon- und Venturi-Eindampfem kommt es infolge der hohen Viskosität immer wieder zu Betriebsstörungen im Umwälzkreislauf. In Kreiselpumpen reißt die Strömung ab. Die marktüblichen Kolbenpumpen sind wenig geeignet, einerseits wegen des pulsierenden Betriebes und andererseits wegen der VerschleißanfälligkeitIt happens with Zyüon and Venturi evaporators Due to the high viscosity, it repeatedly leads to malfunctions in the circulation system. In centrifugal pumps breaks the current. The piston pumps available on the market are not very suitable, on the one hand because of the pulsating operation and on the other hand because of the susceptibility to wear
Hinter den Abhitzekesseln fällt ein Rauchgas mit ca. 250 bis 350°C in genügender Menge an, so daß es nahe liegt, die Wärme dieses Abgases zur Endkonzentrierung auszunutzen. Bei allen bekannten Verfahren mit direktem Wärmeaustausch wird diese Wärme ausgenutzt, um die Endkonzentrierung durchzuführen.Behind the waste heat boiler falls a flue gas with approx. 250 to 350 ° C in sufficient quantity so that it is close is to use the heat of this exhaust gas for final concentration. In all known procedures with direct heat exchange, this heat is used to carry out the final concentration.
Der Wasserdampfgehalt der Kesselabgase liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 24 bis 28 Vol.-%. Wegen der niedrigen Temperaturen von nur 250—35O0C, die die Abgase beim Austritt aus dem Abhitzekessel (Dampferzeuger) haben, ist die je Volumeneinheit noch ausnutzbare Wärmemenge relativ gering, wegen der verhältnismäßig großen Gasmengen ist die Gesamtwärmemenge, die noch abgegeben werden kann, ausreichend für die Endkonzentrierung.The water vapor content of the boiler exhaust gases is generally of the order of 24 to 28% by volume. Because of the low temperatures of only 250-35O 0 C that the flue gases have when they exit the waste heat boiler (steam generator), the amount of heat that can still be used per unit volume is relatively small, because of the relatively large amounts of gas, the total amount of heat that can still be given off is sufficient for the final concentration.
Beim direkten Wärmeaustausch zwischen der zu konzentrierenden Ablauge und dem Abgas verdampft Wasser aus der Ablauge, wodurch der Wassergehalt des Abgases erhöht wird. Da diese Wassermengen aber im Vergleich zu den Gasmengen klein sind, steigt der Wassergehalt im Abgas nur ganz unwesentlich. Dadurch ergibt sich ein entsprechend geringer Taupunkt, der noch niedriger ist, wenn Unterdruck — beispielsweise beim Venturi-Wäscher — herrscht. Unter Taupunkt wird hier stets der Wassertaupunkt verstanden.In the case of direct heat exchange between the waste liquor to be concentrated and the waste gas, it evaporates Water from the waste liquor, which increases the water content of the waste gas. Since these amounts of water are in Compared to the gas quantities are small, the water content in the exhaust gas increases only insignificantly. Through this the result is a correspondingly lower dew point, which is even lower when negative pressure - for example at the venturi washer - prevails. The dew point is always understood here to be the water dew point.
Beim direkten Wärmeaustausch stellt sich in der konzentrierten Ablauge eine Temperatur ein, die etwa um die Siedepunkterhöhung über dem Taupunkt liegt, den die Rauchgase nach dem Wärmeaustausch haben.In the case of direct heat exchange, a temperature is set in the concentrated waste liquor that is approximately by the increase in boiling point above the dew point that the flue gases have after the heat exchange.
Die sich auf diese Weise automatisch einstellende Temperatur läßt sich auch durch ein Wärmeüberangebot nicht erhöhen, sondern die Konzentration der Ablauge würde ansteigen. Diese Temperatur ist soThe temperature that is automatically set in this way can also be reduced by an excess of heat not increase, but the concentration of the waste liquor would increase. This temperature is like that
niedrig, daß die Zähigkeit bei Bagasse-Ablauge und ähnlichen Ablaugen so hoch wird, daß der Umgang mit der derart viskosen Flüssigkeit recht schwierig ist.low that the toughness of bagasse liquor and similar waste liquors becomes so high that handling such a viscous liquid is quite difficult.
In Zellstoffablaugen aus dem alkalischen Aufschluß befinden sich Na2S, Methylmerkaptan, Methylsulfide usw. Das Na2S reagiert beim direkten Wärmeaustausch mit dem CO2 aus den Rauchgasen und es entsteht das übelriechende H2S. Um die starke Gcruchsbelästigung durch die genannten Verunreinigungen zu vermeiden, ist es üblich, der Ablauge Luft oder Sauerstoff zuzugeben, um die Schadstoffe zu oxidieren, wodurch diese in weniger übelriechende Verbindungen überführt werden bzw. H?S entsteht erst gar nicht (Chem. Eng. Progr. 64(1968) No. 9. S. 66 bis 77;Tappi 55 (1972) No. 8, S. 1180 bis 1184).In cellulose waste liquors from the alkaline digestion there are Na 2 S, methyl mercaptan, methyl sulfide, etc. The Na 2 S reacts during direct heat exchange with the CO2 from the flue gases and the foul-smelling H 2 S is produced , it is customary to add air or oxygen to the waste liquor in order to oxidize the pollutants, whereby these are converted into less malodorous compounds or H? S does not arise in the first place (Chem. Eng. Progr. 64 (1968) No. 9. Pp. 66 to 77; Tappi 55 (1972) No. 8, pp. 1180 to 1184).
Eine besondere Variante dieses Verfahren stellt die im indirekten Wärmeaustausch arbeitende Kaskadeneindampfung dar, bei der Luft als Wärmeträger verwendet wird.A special variant of this process is cascade evaporation, which works in indirect heat exchange where air is used as a heat transfer medium.
Das Oxidieren der Ablauge hat jedoch einen unerwünschten Nebeneffekt, der besonders bei an sich schon zähen Laugen sehr nachteilig ist. Die Viskosität wird durch die Oxidation noch weiter gesteigert, so daß Ablaugen, die zur Vermeidung von Geruchsbelästigungen mit Luft oder Sauerstoff behandelt worden sind, sehr zäh werden. Der Umgang mit an sich schon zähen Ablaugen würde dadurch so außerordentlich schwierig, daß man diese Ablaugen nicht in dieser Weise behandeln kann (Pulp and Paper Magazine of Canada 72 (1971) No. 12, S. T 382).The oxidation of the waste liquor, however, has an undesirable side effect, which is particularly true in itself even tough lye is very disadvantageous. The viscosity is increased even further by the oxidation, so that Waste caustic which has been treated with air or oxygen to avoid unpleasant odors, become very tough. Dealing with already viscous waste liquors would be extremely difficult as a result, that this waste liquor cannot be treated in this way (Pulp and Paper Magazine of Canada 72 (1971) No. 12, p. T 382).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese Nachteile zu vermeiden und den Umgang mit hochviskosen Zellstoffablaugen, wie Bagasse-Ablauge, problemlos zu gestalten und eine Geruchsbelästigung der Umwelt zu vermeiden. Das Verfahren soll einfach durchzuführen und wirtschaftlich sein.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages and dealing with highly viscous pulp waste liquor, such as bagasse waste liquor, can be designed without any problems and an odor nuisance the environment to avoid. The method should be easy to carry out and economical.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man als Wärmeträger für die zur Konzentrierung erforderliche V/ärmemenge ein Gas einsetzt, dessen Wasserdampfanteil nach dem Wärmeaustausch mind. 50% beträgt.According to the invention, this object is achieved by using the heat transfer medium for the concentration required amount of heat uses a gas whose water vapor content after the heat exchange is at least. 50%.
Vorzugsweise beträgt die Temperatur des als Wärmeträger benutzten Gases vor Eintritt in den direkten Wärmeaustauscher mindestens 350° C, bevorzugt über 400° C.The temperature of the gas used as the heat carrier is preferably before entry into the direct heat exchanger at least 350 ° C, preferably above 400 ° C.
Das Abgas aus dem Wärmetauscher führt man mit Vorteil in den Kessel und/oder im Kreislauf. Nach einer Weiterbildung der Erfindung erzeugt man das als Wärmeträger eingesetzte Gas aus einem Teilstrom des Abgases aus dem Kessel unter Zugabe von Dampf und/oder Wasser.The exhaust gas from the heat exchanger is advantageously fed into the boiler and / or in the circuit. After a Further development of the invention, the gas used as the heat carrier is generated from a partial flow of the Exhaust gas from the boiler with the addition of steam and / or water.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß man für das als Wärmeträger eingesetzte Gas Rauchgas, dem Dampf und/oder Wasser zugesetzt wird, verwendet. Es ist aber auch erfindungsgemäß möglich, daß man das Rauchgas in einem separaten Brenner, vorzugsweise unter geringem Überdruck, erzeugt.Another embodiment of the invention is that one for the gas used as a heat carrier Flue gas to which steam and / or water is added is used. But it is also possible according to the invention that the flue gas is generated in a separate burner, preferably under a slight excess pressure.
Vorzugsweise erzeugt man den Dampf aus der Abwärme der teilgekühlten Abgase aus dem Kessel.The steam is preferably generated from the waste heat of the partially cooled exhaust gases from the boiler.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erzeugt man den Dampf aus einem Teilstrom des aus dem direkten Wärmeaustauscher austretenden Abgases. According to a further embodiment of the invention, the steam is generated from a partial flow of the exhaust gas exiting the direct heat exchanger.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß man als Wärmeträger Dampf verwendet. Erfindungsgemäß kann der Dampf oder ein Teil des Dampfes kondensiert werden, ehe man das die Geruchsstoffe enthaltende Abgas in den Kessel führt.Another embodiment of the invention is that steam is used as the heat carrier. According to the invention the steam or part of the steam can be condensed before the odorous substances containing exhaust gas leads into the boiler.
Die mit der Erfindung erzieLten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es gelingt, hochviskose Zellstoffablaugen, wie Bagasse-Ablauge, problemlos zu handhaben und eine Geruchsbelästigung der Umwelt zu vermeiden. Dies wird erreicht, indem man die Kesselrauchgase mit niedriger Temperatur, welche zweckmäßigerweise anderweitig verwendet werden, nicht zur Endkonzentrierung benutzt, sondern einen Wärmeträger mit höherem abgebbaren Energiegehalt und sehr hohem Wasseranteil einsetzt Die dafür erforderlichen Gasvolumenströme sind so klein, daß überraschenderweise nur ein sehr geringer Aufwand nötig ist, damit das Abgas nach dem direkten Wärmeaustausch den Wärmeaustauscher mit mindestens 50% Wasseranteil verläßt.The advantages achieved with the invention exist in particular that it is possible to produce highly viscous pulp waste liquor, such as bagasse waste liquor, without any problems handle and avoid unpleasant odors in the environment. This is achieved by using the Boiler flue gases with low temperature, which are expediently used elsewhere, not used for final concentration, but a heat transfer medium with a higher energy content that can be given off and a very high proportion of water. The gas volume flows required for this are so small that Surprisingly, only a very little effort is necessary so that the exhaust gas after the direct Heat exchange leaves the heat exchanger with at least 50% water.
Dadurch wird der Taupunkt und damit die Temperatur der Lauge angehoben und somit die Viskosität verringertThis increases the dew point and thus the temperature of the lye and thus the viscosity decreased
Die geringen Gasmengen erlauben es auch ohne weiteres, daß man sie dem Kessel zuführt, wo eine Oxidation der Geruchsstoffe stattfindet, weiche sich in dem Abgas befinden.The small amounts of gas also make it easy to feed them to the boiler where a Oxidation of the odorous substances takes place, which are found in the exhaust gas.
Das erfindungs^emäße Verfahren hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß man durch Zugabe von Dampf und/oder Wasser zum Wärmeträger die Viskosität der Ablauge über den Taupunkt sehr einfach regeln kann.The process according to the invention also has the advantage that, by adding steam and / or water to the heat carrier can very easily regulate the viscosity of the waste liquor via the dew point.
Voraussetzung für das wirtschaftliche Arbeiten mit diesem Verfahren ist tllerdings, daß auf diese Weise nur die Endkonzentrierung vorgenommen wird. Da bei geringen Konzentrationen auch die Zähigkeit entsprechend gering ist, sollte zum Vorkonzentrieren eines der bekannten Verfahren verwendet werden, vorzugsweise die indirekte Eindampfung. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ablauge nur noch um wenige Prozente höher konzentriert, um die erforderliche Endkonzentration zu erreichen.A prerequisite for working economically with this process is, however, that in this way only the final concentration is made. Since at low concentrations the toughness also corresponds accordingly is low, one of the known methods should be used for pre-concentrating, preferably indirect evaporation. By means of the method according to the invention, the waste liquor is reduced by only a few Percent more concentrated to achieve the required final concentration.
Die Erzeugung stark dampfhaltigen Abgases kann auf mehrfache Art erfolgen.The generation of exhaust gas with a high content of steam can occur be done multiple ways.
Vorzugsweise wird man einen kleinen Teilstrom von über 4000C heißem Abgas aus dem Kessel verwenden oder in einem separaten Brenner Gas mit hohem spezifischen Wärmeinhalt erzeugen durch Verbrennen von Brennstoff mit Luft. Würde man etwa Gas von über 8000C mit der Ablauge in direkten Wärmeaustausch bringen, so würde es infolge seines hohen spezifischen Wärmeinhaltes den Wärmeaustauscher mit hohem Dampfgehalt verlassen.A small partial flow of exhaust gas from the boiler at a temperature of over 400 ° C. will preferably be used or gas with a high specific heat content will be generated in a separate burner by burning fuel with air. If, for example, gas of over 800 ° C. were to be brought into direct heat exchange with the waste liquor, it would leave the heat exchanger with a high steam content due to its high specific heat content.
Zur Schonung der Ablauge muß jedoch je nach Art der Ablauge mit niedrigeren Temperaturen gefahren werden. Hierzu gibt man zu dem als Wärmeträger fungierenden Gas Wasser und/oder Dampf abhängig von den örtlichen Gegebenheiten. Bei Kleinanlagen oder bei Vorhandensein von billigem oder kostenlosen Brennstoff (z. B. Fackeln) wird man Wasser zugeben. In der Regel wird man Niederdruckdampf verwenden, und zwar entweder billigen Abdampf oder man wird die Kesselabwärme zur Erzeugung von Niederdruckdampf verwenden, der auch überhitzt werden kann.To protect the waste liquor, however, depending on the type of waste liquor, lower temperatures must be used will. For this purpose, water and / or steam are added depending on the gas functioning as a heat transfer medium of the local conditions. In the case of small systems or in the presence of cheap or free ones Fuel (e.g. torches) will be added to water. As a rule, you will use low pressure steam, and Although either cheap exhaust steam or the boiler waste heat is used to generate low-pressure steam which can also be overheated.
Man kann auch den Abdampf mittels der Kesselwärme überhitzen. Auch das bereits stark wasserdampfhaltige Abgas aus dem direkten Wärmeaustauscher eignet sich zur Anreicherung des Dampfgehaltes, zu diesem Zweck führt man einen Teilstrom des Abgases im Kreislauf. Dampf kann auch selbst als Wärmeträger (Hochdruckdampf oder überhitzter Dampf) verwendet werden. Dampf kann dem Abgas aber auch auf indirekte Weise zugeführt werden, z. B. dadurch, daß der Dampf zunächst zur Aufwärmung einer Flüssigkeit verwendetThe exhaust steam can also be superheated using the boiler heat. Even the one that already contains a lot of water vapor Exhaust gas from the direct heat exchanger is suitable for enriching the steam content The purpose is to circulate a partial flow of the exhaust gas. Steam can also act as a heat carrier itself (High pressure steam or superheated steam) can be used. Steam can also affect the exhaust gas indirectly Way to be supplied, e.g. B. in that the steam is first used to heat a liquid
und durch Entspannung wiedergewonnen wird oder dergleichen.and is recovered by relaxation or the like.
Wenn das stark wasserdampfhaltige Gas auf andere Weise erzeugt wird, so wird auch dadurch die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht verhindert.If the gas, which contains a lot of water vapor, is produced in some other way, this also results in the Feasibility of the method according to the invention is not prevented.
Das Abgas muß dem Kessel unter Überdruck zugeführt werden. Zweckmäßigerweise bringt man es schon vor Eintritt in den Wärmeaustauscher auf Überdruck, weil dadurch der Taupunkt weiter ansteigt.The exhaust gas must be fed to the boiler under excess pressure. Appropriately, you bring it to overpressure even before entering the heat exchanger, because this causes the dew point to rise further.
Der direkte Wärmeaustauscher kann in jeder bekannten oder sonst dafür geeigneten Vorrichtung erfolgen.The direct heat exchanger can be in any known or otherwise suitable device take place.
Die einfache Vorrichtung dafür ist der Zykloneneindampfer. The simple device for this is the cyclone evaporator.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtThe invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings and is explained below described in more detail. It shows
F i g. 1 ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines Zykloneneindampfers, F i g. 1 is a flow diagram of the method according to the invention using a cyclone evaporator,
F i g. 2 eine Anordnung für besonders zähe Ablaugen mit Temperaturen über 100° C.F i g. 2 an arrangement for particularly viscous waste liquors with temperatures above 100 ° C.
Es bedeuten:It means:
1 Brenner, 2 Kühler, 3 Zyklonverdampfer, 4 Überhitzer, 5 Verdampfer, 6 Elektrofilter, 7 Verdichter, 8 Pumpe, 9 Verdichter, 10 Brennstoffleitung, 11 Luftleitung, 12 Leitung für Wasser, 13 Dampfleitung, 14 Leitung für vorkonzentrierte Ablauge, 15 Leitung für Ablauge, 16 Leitung für konzentrierte Ablauge, 17 Leitung für Ablauge, 18 Gasleitung, 19 Leitung für Abgase aus dem Kessel, 20 Leitung für gekühlte Gase, 21 Dampfleitung, 22 Leitung für überhitzten Dampf, 23 Leitung für Wasser, 24 Leitung für gekühlte Abgase, 25 Leitung für verdichtete Abgase, 26 Leitung für gesättigten Dampf, 27 Leitung vom Überhitzer in den Zyklon, 28 Verdichter.1 burner, 2 coolers, 3 cyclone evaporators, 4 superheaters, 5 evaporators, 6 electrostatic precipitators, 7 compressors, 8 pumps, 9 Compressor, 10 fuel line, 11 air line, 12 line for water, 13 steam line, 14 line for preconcentrated waste liquor, 15 line for waste liquor, 16 line for concentrated waste liquor, 17 line for Waste liquor, 18 gas line, 19 line for exhaust gases from the boiler, 20 line for cooled gases, 21 steam line, 22 line for superheated steam, 23 line for water, 24 line for cooled exhaust gases, 25 line for compressed exhaust gases, 26 line for saturated steam, 27 line from superheater to cyclone, 28 Compressor.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet wie folgt:
Gemäß Fig. 1 wird dem Brenner 1 über Leitung 10 Brennstoff und über Leitung 11 mittels eines Verdichters
7, Luft zugeführt, um im Brenner Heißgas zu erzeugen. Die Abgase aus dem Kessel gelangten über
Leitung 19 in den Überhitzer, wo sie teilweise gekühlt werden und dann über Leitung 20 in den Verdampfer 5.
Diesem wird über Leitung 23 Wasser zugeführt, welches im Verdampfer verdampft und dadurch die Abgase
weiter kühlt. Die gekühlten Abgase gelangen über Leitung 24 in den Elektrofilter 6, wo sie entstaubt
werden. Mittels Verdichter 9 werden sie über Leitung 25 vom Elektrofilter abgesaugt und ins Freie gefördert.The method according to the invention works as follows:
According to FIG. 1, fuel is fed to burner 1 via line 10 and air via line 11 by means of a compressor 7 in order to generate hot gas in the burner. The exhaust gases from the boiler passed via line 19 into the superheater, where they are partially cooled and then via line 20 into the evaporator 5. This is fed via line 23 with water, which evaporates in the evaporator and thereby further cools the exhaust gases. The cooled exhaust gases reach the electrostatic precipitator 6 via line 24, where they are dedusted. By means of a compressor 9, they are sucked off by the electrostatic precipitator via line 25 and conveyed into the open air.
Der Dampf aus dem Verdampfer gelangt über Leitung 21 in den Überhitzer 4, wo er überhitzt wird und von hier über Leitung 22 in den Kühler 2. Hier wird er den heißen Gasen aus dem Brenner 1 zugemischt. Zur Regelung kann dem Gasstrom über Leitung 13 noch weiterer Dampf und/oder über Leitung 12 Wasser zugegeben werden. Das stark dampfhaltige Gas gelangt in den Zyklonverdampfer 3; hier wird die vorkonzentrierte Ablauge, welche über Leitung 14 von der Eindampfanlage kommt in das heiße Gas gesprüht und weiter konzentriert. Das Gas wird dabei gekühlt und im Zyklonverdampfer (Zyklonabscheider) 3 von Flüssigkeitströpfchen befreit Über Leitung 18 wird es dem Kessel zugeführt Zur Verbesserung des Eindampfeffektes wird die Ablauge im Kreislauf geführt Hierzu wird sie über Leitung 15 abgezogen und mittels der Pumpe 8 über Leitung 17 dem Zyklonverdampfer wieder zugeführt ein Teilstrom geht als konzentrierte Ablauge von über 55% Feststoffgehalt über Leitung 16 zur Verbrennung in den Kessel.The vapor from the evaporator reaches the superheater 4 via line 21, where it is superheated and from here via line 22 into the cooler 2. Here it becomes mixed with the hot gases from burner 1. The gas flow via line 13 can still be used for regulation further steam and / or water can be added via line 12. The gas, which contains a lot of steam, arrives in the cyclone evaporator 3; here is the pre-concentrated waste liquor, which via line 14 from the Evaporation plant is sprayed into the hot gas and further concentrated. The gas is cooled and in the Cyclone evaporator (cyclone separator) 3 freed from liquid droplets Via line 18 it is the Boiler fed To improve the evaporation effect, the waste liquor is circulated they are withdrawn via line 15 and returned to the cyclone evaporator by means of pump 8 via line 17 a substream is fed in as concentrated waste liquor with a solids content of more than 55% via line 16 Incineration in the boiler.
F i g. 2 zeigt eine Anordnung, die sich für besonders zähe Ablaugen eignet, da hierbei die Temperatur der Ablauge über 100°C beträgt, weil der Dampfgehalt des Abgases aus dem Wärmeaustauscher nahezu 100% beträgt.F i g. 2 shows an arrangement which is suitable for particularly viscous waste liquors, since here the temperature of the Waste liquor is above 100 ° C because the steam content of the waste gas from the heat exchanger is almost 100% amounts to.
Aus dem Kessel wird ein Teilstrom 19 mit einer Temperatur von über 4000C abgezogen, im Überhitzer 4 gibt dieser einen Teil seines Wärmeinhaltes im indirekten Wärmeaustausch im Gegenstrom an den Kreislaufdampf und kühlt sich dabei ab. Über Leitung 24 wird der Abgas-Teilstrom dem Elektrofilter 6 zur Reinigung zugeführt. Der Größere Teilstrom des Abgases, welcher den Abhitzekessel mit geringerer Temperatur verläßt, sowie die weitere Ausnutzung von dessen Wärmeinhalt und dessen Zuführung zum Elektrofilter ist nicht dargestellt. Das gereinigte Abgas wird mittels Verdichter 9 über Leitung 25 abgesaugt und ins Freie gefördert.A partial flow 19 with a temperature of over 400 ° C. is withdrawn from the boiler; in the superheater 4, it gives part of its heat content in an indirect heat exchange in countercurrent to the circulating steam and cools down in the process. The exhaust gas partial flow is fed via line 24 to the electrostatic precipitator 6 for cleaning. The larger partial flow of the exhaust gas, which leaves the waste heat boiler at a lower temperature, as well as the further utilization of its heat content and its supply to the electrostatic precipitator is not shown. The cleaned exhaust gas is sucked off by means of a compressor 9 via line 25 and conveyed into the open air.
Der überhitzte Dampf gelangt aus dem Überhitzer 4 über Leitung 27 in den Zykloneindampfer 3. Dieses wird über Leitung 14 die aufzukonzentrierende Ablauge zugeführt. Der überhitzte Dampf gibt im Zykloneindampfer seine Überhitzungswärme ab, wodurch die Ablauge aufkonzentriert wird. Zur Verbesserung des Wärmeaustauschers wird die Ablauge mittels Pumpe 8 über Leitung 15 und 17 im Kreislauf geführt Ein Teilstrom geht über Leitung 16 zum Kessel. Der gesättigte Dampf wird mittels Verdichter 28 abgesaugt und über Leitung 26 dem Überhitzer 4 zur erneuten Überhitzung zugeführt. Ein Teilstrom, der der Wasserverdampfung entspricht, wird über Leitung 18 weiterer Verwendung zugeführt, z. B. der Eindampfanlage, wenn der Kreislauf unter entsprechendem Druck gefahren wird.The superheated steam passes from the superheater 4 via line 27 into the cyclone evaporator 3. This is The waste liquor to be concentrated is supplied via line 14. The superheated steam is in the cyclone evaporator its overheating, whereby the waste liquor is concentrated. To improve the Heat exchanger, the waste liquor is circulated by means of pump 8 via lines 15 and 17 Partial flow goes via line 16 to the boiler. The saturated vapor is sucked off by means of a compressor 28 and fed via line 26 to the superheater 4 for renewed superheating. A partial flow that is the water evaporation corresponds, is fed to further use via line 18, for. B. the evaporation plant, if the circuit is operated under the appropriate pressure.
AusführungsbeispieleWorking examples
Das nachfolgende Beispiel zeigt ein Vergleichsbeispiel, bei dem nach dem Stande der Technik gearbeitet wird.The following example shows a comparative example which worked according to the prior art will.
VergleichsbeispielComparative example
Es sollte Bagasse-Ablauge mit 5200 kg/h Trockensubstanz auf 57% eingedickt werden. Aus der Eindampfanlage kamen 10 400 kg/h Ablauge mit 50% TS. Für die Endkonzentrierung stand Rauchgas mit 3500C zur Verfügung. Die Eindampfung wurde in einem Venturiwäscher mit Hilfe des genannten Rauchgases durchgeführt Es wurde ein Taupunkt von ca. 710C und eine Laugentemperatur von ca. 79°C gefunden. Der Betrieb der Anlage war nur zeitweilig aufrecht zu erhalten, weil im Ümwäizkreisiauf in den Pumpen iffiiTier wieder die Strömung abriß infolge der hohen Zähigkeit der konzentrierten Ablauge und dies, obwohl auf eine Oxidation zwecks Geruchsbeseitigung verzichtet worden war.Bagasse waste liquor with 5200 kg / h dry matter should be thickened to 57%. 10,400 kg / h of waste liquor with 50% TS came from the evaporation plant. Flue gas at 350 ° C. was available for the final concentration. Evaporation was in a venturi scrubber by means of said flue gas performed it a dew point of about 71 0 C and a liquor temperature of about 79 ° C was found. The operation of the plant could only be maintained temporarily because the flow in the overflow circuit in the pumps was interrupted again due to the high viscosity of the concentrated waste liquor, even though no oxidation was used to remove odors.
Zur Endkonzentrierung der gleichen Ablauge werden erfindungsgemäß ca. 7500 NmVh Rauchgas von 4200C verwendet welchem 1500 kg/h Dampf zugegeben wird Um jedoch die Abiaugentemperatur vor den Pumpen noch weiter zu erhöhen, wird der Dampf nicht direkt sondern in den Umwälzkreislauf in die Zulauf leitung zu den Pumpen (in aufsteigender Strömungsrichtung •zwecks Entgasung) eingeleitet Dabei kondensieren ca. 80% des Dampfes, der Rest geht über einenFor the final concentration of the same waste liquor, about 7500 NmVh flue gas of 420 0 C is used according to the invention, to which 1500 kg / h of steam is added to the pumps (in an ascending direction of flow • for the purpose of degassing). Approx. 80% of the steam condenses, the rest passes through one
Entlüftungsbehälter in den Brüdenraum hinter dem Venluri-Wäscher. Es werden ca. 100 mVh Lauge im Kreislauf geführt, welche sich um ca. 7°C durch die Dampfzugabe aufwärmt. Im Venturi-Wäscher entspannt sich die Umwälzflüssigkeit. Es wird ein Taupunkt von ca. 78°C erreicht, die Temperatur vor den Pumpen beträgt ca. 93°C. Das Umpumpen bereitet keinerlei Probleme. Etwas nachteilig ist, daß wegen der verhältnismäßig niederen Rauchgastemperatur von 4200C das Rauchgasvolumen noch ein wenig groß ist, es sei jedoch darauf hingewiesen, daß fast die fünffache Menge an Kesselabgas anfällt.Vent tank in the vapor space behind the Venluri scrubber. Approx. 100 mVh of lye are circulated, which heats up by approx. 7 ° C due to the addition of steam. The circulating liquid relaxes in the venturi washer. A dew point of approx. 78 ° C is reached, the temperature in front of the pumps is approx. 93 ° C. The pumping does not cause any problems. It is somewhat disadvantageous that because of the relatively low flue gas temperature of 420 ° C., the flue gas volume is still a little large, but it should be noted that almost five times the amount of boiler flue gas is produced.
24 000 kg/h Ablauge, die in einer Eindampfanlage vorkonzentriert worden ist mit 12 000 kg/h TS soll nach tier Erfindung auf eine Endkonzentration von 57% gebracht werden. Es soll möglichst viel Dampf erzeugt werden. Erdgas steht verhältnismäßig billig zur Verfügung. An die Reinheit der Abgase werden hohe Ansprüche gestellt.24,000 kg / h of waste liquor that has been pre-concentrated in an evaporation plant with 12,000 kg / h of dry matter should be added tier invention can be brought to a final concentration of 57%. It should generate as much steam as possible will. Natural gas is available relatively cheaply. The purity of the exhaust gases will be high Claims made.
Die 90 000 NmVh Kesselabgase fallen mit 205° C an. Eine weitere Ausnutzung wird in diesem Falle nicht vorgesehen, sie gehen direkt in das E-Filter zur Reinigung.The 90,000 NmVh boiler exhaust gases are produced at 205 ° C. In this case, there is no further utilization provided they go straight to the E-filter for cleaning.
In einem separaten Brenner wird ca. 250 NmVh Erdgas (ca. 75% CH4,24% C2H6) verbrannt. Ein Teil der aus dem direkten Wärmeaustauscher (Zykloneindampfer) austretenden Rauchgase, und zwar ca. 15 000NmVh, werden im Kreislauf geführt, d.h. sie werden den ca. 3700 NmVh Rauchgas aus dem Erdgasbrenner zugemischt. Die Temperatur des Gemisches liegt etwa bei 42O0C. Der Taupunkt liegt bei ca. 85°C, die Abiaugentemperatur bei 930C. Der Teilstrom der Rauchgase aus dem Zyklon-Eindampfer, der nicht im Kreilauf geführt wird (ca. 7350 NmVh) wird dem Kessel zugeführt.Approx. 250 NmVh natural gas (approx. 75% CH 4 , 24% C 2 H 6 ) is burned in a separate burner. Some of the flue gases emerging from the direct heat exchanger (cyclone evaporator), namely approx. 15,000 NmVh, are circulated, ie they are mixed with the approx. 3700 NmVh flue gas from the natural gas burner. The temperature of the mixture is around 42O 0 C. The dew point is approx. 85 ° C, the exhaust temperature at 93 0 C. The partial flow of the flue gases from the cyclone evaporator, which is not circulated (approx. 7350 NmVh) is fed to the boiler.
Im Beispiel 2 kann man anstelle des Gases aus dem separaten Erdgasbrenner einen Teilstrom von ca. 7500 NmVh Rauchgas aus dem Kessel mit 800-820°C abziehen und diesem Gasstrom ca. 9500 NmVh Kreislaufgas aus dem Zyklon-Eindampfer beimischen. Es muß in diesem Falle aber noch zusätzlich Niederdruckdampf zugemischt werden, wobei die Dampfzugabe in doppelter Weise wirksam wird, einmal direkt, zum anderen durch die Erhöhung des Wassergehaltes im Kreislaufgas. Bei Zugabe von ca. 220 kg/h Dampf erreicht man eine Abiaugentemperatur von ca. 890C. Für den Fall, daß mit besonders zähen Ablaugen gearbeitet wird, empfiehlt sich ähnlich wie bei Beispiel 2 eine etwas größere Dampfmenge indirekt zuzugeben. Durch diese Kombination wird erreicht, daß die dem Kessel zuzuführende Gasmenge relativ klein bleibt und die Vorteile gemäß Beispiel 2 erhalten bleiben.In example 2, instead of the gas from the separate natural gas burner, a partial flow of approx. 7500 NmVh flue gas can be withdrawn from the boiler at 800-820 ° C and approx. 9500 NmVh circulating gas from the cyclone evaporator can be added to this gas flow. In this case, however, additional low-pressure steam must be added, the steam addition being effective in two ways, on the one hand directly and on the other hand by increasing the water content in the circulating gas. With the addition of about 220 kg / h steam reaches to a Abiaugentemperatur of about 89 0 C. In the event that working with particularly tough liquors, recommended similar admit indirectly a slightly larger amount of steam in Example 2. FIG. This combination ensures that the amount of gas to be supplied to the boiler remains relatively small and the advantages of Example 2 are retained.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752506971 DE2506971C2 (en) | 1975-02-19 | 1975-02-19 | Process for the concentration of highly viscous pulp waste liquors |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19752506971 DE2506971C2 (en) | 1975-02-19 | 1975-02-19 | Process for the concentration of highly viscous pulp waste liquors |
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Families Citing this family (2)
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