DE25217C

DE25217C - Process and apparatus for the separation of salts by the gradual evaporation of salt solutions

Info

Publication number: DE25217C
Application number: DE188325217D
Authority: DE
Original assignee: H. FRASCH in Cleveland, Cnyahoga, Ohio, V. St. A
Priority date: 1883-05-08
Filing date: 1883-05-08
Publication date: 1884-01-04

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT^PATENT OFFICE ^

Die Erfindung bezieht sich auf das Verdunsten von Salzlösungen, insbesondere natürlicher, wie Salzsoolen, Brunnenwässern etc., behufs Gewinnung der darin enthaltenen Salze in fester Form. Hierzu wird die Salzlösung durch einen flachen, von einer mittleren Längsscheidewand in zwei Kammern getheilten Trog von grofser Länge so geführt, dafs sie durch die eine Kammer von vorn nach hinten, durch die zweite Kammer aber von hinten nach vorn zurückströmt, dann wieder in die erstere Kammer gelangt und ihren Umlauf von neuem vollführt. Einestheils zur Beförderung der Verdampfung und anderentheils zur Ermöglichung des Ueberganges der Flüssigkeit aus einer Kammer in die andere ist vorn am Verdunster ein tiefer, durch eine verticale, bis nahe zum Boden reichende Scheidewand in zwei Abtheilungen getheilter Bottich (der Vorwärmer) von U-förmiger, einem umgekehrten Syphon ähnlicher Gestalt angeordnet. Der eine Schenkel dieses Hebers communicirt mit dem Hinlauf, der andere mit dem Herlauf der Verdunstbahn. Der erstere Schenkel besitzt zum Anwärmen der Soole oder anderen Lösung in seinem oberen Theil ein System von Heizröhren oder Zügen, durch welche die Feuergase eines Ofens streichen. Sehr zweckmäfsig gehen diese Gase nochmals mittelst eines zweiten ähnlichen Rohrsystemes durch den unteren Schenkeltheil, namentlich um durch Vorwärmung der aus dem anderen Schenkel stark abgekühlt ankommenden Lösung das Absetzen von Krystallen an die eigentlichen oberen Heizröhren zu hintertreiben und ein Durchbrennen derselben seitens der Feuergase unmöglich zu machen. Wie aus dem Vorhergehenden leicht ersichtlich, geht eine selbsttätige Circulation aus dem Wärmeunterschied hervor, welcher zwischen den Flüssigkeiten der beiden Schenkel andauernd hervorgerufen wird. Um einestheils diese Strömung zu beschleunigen und anderentheils das Niederfallen der mit dem Strom treibenden Krystalle zu befördern, insbesondere aber der Bildung von Krystallhäutchen auf der Oberfläche der Flüssigkeit entgegenzutreten, stöfst die Flüssigkeit des Oefteren gegen Hindernisse, welche Wirbel- und Strudelbildungen veranlassen. Bei der Darstellung sehr feinkörniger Krystalle, zu welcher man der Lösung im Anwärmer zweckmäfsig eine Temperatur bis zu 114⁰ C. verleiht, ist eine lebhafte Bewegung der Flüssigkeit nöthig. Man erreicht dieselbe ebenso günstig wie einfach, wenn man Luft in dünnen Strahlen in dieselbe treibt, wobei man gleichzeitig den Querschnitt des Verdunsters am Ort des Eindringens solcher Strahlen verengert oder die wirbelbildenden Hindernisse ebenfalls an dieser Stelle anbringt. Um dem Verstopft- oder Inkrustirtwerden der Einspritzlöcher zu begegnen, mischt man die Luft vortheilhaft mit etwas Wasserdampf. Der Betrieb des Apparates kann intermittirend oder continuirlich geschehen, ersteres so, dafs man den Apparat füllt, anheizt und die Circulation so lange anhalten läfst, bis die Hauptmasse an Salz ausgefallen ist, worauf man die erschöpfte Lösung abzieht und frische auffüllt, letzteres in der Weise, dafs währendThe invention relates to the evaporation of salt solutions, in particular natural ones, such as salt pools, well water, etc., for the purpose of obtaining the salts contained therein in solid form. For this purpose, the saline solution is passed through a flat trough of great length, divided into two chambers by a central longitudinal partition, so that it flows through one chamber from front to back, but through the second chamber from back to front, and then back into the first Chamber arrives and completes its cycle again. On the one hand to promote the evaporation and on the other hand to enable the passage of the liquid from one chamber into the other, there is a deep U-shaped vat (the preheater) at the front of the evaporator, arranged in an inverted siphon of similar shape. One leg of this siphon communicates with the outward flow, the other with the forward flow of the evaporation path. The upper part of the first leg has a system of heating tubes or flues through which the fire gases of a furnace pass, for heating the brine or other solution. These gases pass through the lower part of the leg again very expediently by means of a second similar pipe system, namely in order to prevent the deposition of crystals on the actual upper heating tubes by preheating the solution arriving from the other leg, which has been greatly cooled, and to make it impossible for the fire gases to burn through them . As can be easily seen from the foregoing, an automatic circulation results from the difference in heat which is constantly produced between the fluids of the two legs. In order, on the one hand, to accelerate this current and, on the other hand, to promote the fall of the crystals floating with the current, but especially to counteract the formation of crystal membranes on the surface of the liquid, the liquid often collides with obstacles which cause eddies and eddies to form. In the illustration of very fine crystals, to which it confers a temperature of the solution in heaters zweckmäfsig up to 114 ⁰ C., a vigorous motion of the liquid is necessary. It can be achieved just as cheaply as easily if air is driven into it in thin jets, while at the same time narrowing the cross-section of the evaporator at the point where such jets penetrate or adding the vortex-forming obstacles at this point as well. In order to counteract the clogging or encrustation of the injection holes, the air is advantageously mixed with a little water vapor. The operation of the apparatus can be done intermittently or continuously, the former by filling the apparatus, heating it up, and allowing the circulation to stop until the bulk of the salt has precipitated, whereupon the exhausted solution is drawn off and fresh one is added, the latter in the same way , that while

der Circulation der ersten Füllung continuirlich frische und nicht vorgewärmte Lösung zugesetzt wird, so lange, bis die Flüssigkeit durch das Ansammeln der Verunreinigungen für weitere Verarbeitung untauglich geworden ist. Damit beim continuirlichen Betriebe etwaiger Gypsgehalt möglichst getrennt von den Salzen ausfalle, führt man die frische Flüssigkeit dicht hinter dem Vorwärmer in die circulirende Flüssigkeit ein, d. h. da, wo dieselbe am heifsesten ist. Zum Auffangen des ausfallenden Salzes sind besondere »Aufnehmer« vorgesehen. Dieselben liegen auf dem Boden des Verdunsters und sind oberhalb desselben an einem gemeinsamen Träger so aufgehängt, dafs sie aus der Flüssigkeit gehoben und transportirt werden können; sie bestehen ganz oder zum Theil aus CaneVas oder ähnlichem Stoffe, um beim Herausgezogenwerden genügend Gelegenheit zum Abtropfen der anhängenden Flüssigkeit zu geben.Fresh and not preheated solution was continuously added to the circulation of the first filling will continue until the liquid by collecting the impurities for further Processing has become unsuitable. This means any gypsum content in continuous operations If possible separated from the salts, the fresh liquid is brought close behind the preheater in the circulating liquid, d. H. where it is hottest. Special "pickups" are provided to collect the precipitating salt. The same lie on the bottom of the evaporator and are above it on a common Carriers hung up so that they can be lifted out of the liquid and transported; they consist wholly or in part of CaneVas or similar materials to be pulled out to give enough opportunity to drain the attached liquid.

Auf der beiliegenden Zeichnung zeigen die Fig. ι und ι a einen dieser Erfindung gemäfs contruirten Apparat in der Oberansicht als von einander gebrochen.On the accompanying drawing, FIGS. Ι and ιa show one according to this invention constructed apparatus seen from above as broken from one another.

Fig. 2 ist ein verticaler Längsschnitt durch den in Fig. ι veranschaulichten Theil.FIG. 2 is a vertical longitudinal section through the part illustrated in FIG.

Fig. 3 und 4 sind verticale Querschnitte nach x-x, Fig. 2, bezw. y-y. Fig. 3 and 4 are vertical cross-sections according to xx, Fig. 2, respectively. yy.

Fig. 5 ist ein Horizontalschnitt nach ζ - ζ, Fig. 2.FIG. 5 is a horizontal section along ζ - ζ, FIG. 2.

Fig. 6 giebt eine perspectivische Ansicht eines Krystallaufhehmers.Fig. 6 gives a perspective view of a crystal collector.

, Fig. 7, 8 und 9 zeigen eine Modification des Apparates 1 und 1 a in zwei Längsschnitten und der Oberansicht.7, 8 and 9 show a modification of the apparatus 1 and 1 a in two longitudinal sections and the top view.

Fig. 10 ist eine Oberansicht des in Fig. 7 als aus der Lösung gehoben dargestellten Aufnehmers in losem Zustande.Figure 10 is a top view of the transducer shown in Figure 7 as lifted out of solution in a loose state.

A ist der sich lang hin erstreckende, flacHe Verdunster, welchen eine bis nahe an die Hinterwand reichende mittlere Scheidewand B in zwei Kammern theilt: die eine s—>- für den Hinlauf, die andere -<—β für den Herlauf. Vorn schliefst sich an den Verdunster ein tiefer Trog C an, den eine senkrechte, bis nahe zum Boden gehende Scheidewand Β^Λ ebenfalls in zwei Abtheilungen trennt, so dafs er als ein U-förmiger Syphon betrachtet werden kann (der Anwärmer), dessen Schenkel von den beiden Abtheilungen gebildet werden. In dem mit dem Hinlauf des Verdunsters correspondirenden Schenkel liegen über einander die beiden Rohr- und Zugsysteme D und E. Erstere communiciren mit einer Verbrennungskammer F, deren Gase durch D nach dem Kanal G strömen, der dieselben in das rückwärts liegende System E übertreten läfst, aus dem sie ein Kanal H aufnimmt und nach dem unterhalb der Sohle des Troges Chinstreichenden Kanal_/ schickt, der mit der Esse K in Verbindung steht (s. Fig. 5, wo die gestrichelten Linien a-b die Lage des darüber befindlichen Troges C andeuten). Die mit den Zügen und Kanälen DE GHm. Contact tretende Lösung wird auf Grund ihrer Erwärmung ausgedehnt und specifisch leichter als jene im anderen Schenkel, steigt deshalb nach dem Verdunster über und durchströmt' denselben in Richtung der Pfeile. L bedeutet einen schmalen, in die hingehende Abtheilung von A eingesetzten Trog mit perforirtem Boden. In denselben tritt aus dem Rohr M frische und kalte Lösung, die sich durch die Perforationen hindurch mit der circulirenden Lösung also da mischt, wo sie am heifsesten ist, so dafs ihr etwaiger Gypsgehalt in dieser Region des Apparates zur Abscheidung gelangt. In passender Entfernung von einander sind in beiden Kammern des Verdunsters Stromhindernisse N angeordnet (der Zeichnung gemäfs¹ z. B. Querleisten) zur Hervorrufung von Wirbeln oder' Strudeln. Das erste dieser Hindernisse findet sich so weit von dem Quertrog L angeordnet, dafs das Absetzen des Gypses keine Störung erleidet. Hinter jedem solchen Hindernifs oder Strudel zeigt die Zeichnung, von einem Hauptrohr Q abgezweigt, ein perforirtes Rohr P quer durch die Verdunsterabtheilung geführt. Durch dieses Rohrsystem werden Strahlen von mit Dampf vermischter Luft in die Lösung mittelst des Injectors R getrieben. Fig. 1 zeigt das Hauptrohr Q auf beiden Seiten mit Stutzen zum Ansetzen von Rohren P versehen, um hierdurch die Art der Nebeneinanderanordnung mehrerer Apparate anzudeuten. Sämmtliche Rohre sind mit den zur Regulirung nöthigen Hähnen oder Ventilen versehen. Der Verdunster ist vortheilhaft 60 m lang bei 5 Y₂ m Breite. A is the long, flat evaporator, which is divided into two chambers by a central partition B , which reaches close to the rear wall: one s -> - for the outward flow, the other - <- β for the outward flow. Can be the front asleep at the Verdunster a deep trough C to the a vertical to near continuous to the bottom of septum ^Β Λ separates also in two divisions, it DAF regarded as a U-shaped siphon (the heaters), the legs of the two divisions. In the correspondirenden with the trace of the evaporator legs lie one above the other, the two pipe and train systems D and E. The former communiciren with a combustion chamber F, the gases flow through D according to the channel G, the same pass into the rearward lying System E läfst, from which it receives a canal H and sends it to the canal_ / which extends below the bottom of the trough C and which is connected to the forge K (see Fig. 5, where the dashed lines from indicate the position of the trough C above) . Those with the trains and canals DE GHm. The solution which comes into contact, because of its warming, is expanded and specifically lighter than that in the other limb, and therefore rises over the evaporator and flows through it in the direction of the arrows. L means a narrow trough with a perforated bottom inserted into the adjoining section of A. Fresh and cold solution emerges from the tube M and mixes through the perforations with the circulating solution where it is hotter, so that any gypsum content in this region of the apparatus is deposited. At a suitable distance from one another, flow obstacles N are arranged in both chambers of the evaporator (for example, transverse strips in the drawing according to FIG. ^{1) to produce eddies or eddies.} The first of these obstacles is found so far from the transverse trough L that the setting down of the gypsum is not disturbed. Behind every such obstacle or vortex, the drawing shows, branched off from a main pipe Q , a perforated pipe P led across the evaporator compartment. Jets of air mixed with steam are driven into the solution by means of the injector R through this pipe system. 1 shows the main pipe Q provided on both sides with nozzles for attaching pipes P , in order to thereby indicate the type of juxtaposition of several apparatuses. All the pipes are provided with the taps or valves necessary for regulation. The evaporator is advantageously 60 m long and 5 by ₂ m wide.

Fig. 6 giebt eine Vorrichtung S an zum Aufnehmen des ausgeschiedenen Salzes. Dieselbe besteht aus dem doppelten, mit Canevas e bespannten Kreuzrahmen c d. Dieselben liegen mit ihren Enden auf einander und sind daselbst passend befestigt; derjenige c dient zur Befestigung des Canevas, derjenige d zum Aufhängen an einer Rolle, welche sich auf einer über den Verdunster belegenen festen oder senkbaren Schiene bewegen kann. / in der Mitte der Canevasseite ist eine Schleife, an welcher der Aufnehmer mittelst Hakens oder sonstwie zum Entleeren umgestürzt werden kann. Wie in Fig. ι oben links angedeutet, nehmen diese Aufnehmer den Boden des Verdunsters ein.Fig. 6 gives a device S for receiving the precipitated salt. It consists of the double cross frame c d covered with canevas e. They lie with their ends on top of one another and are there appropriately fastened; The one c is used to attach the canevas, the one d to hang it on a roller, which can move on a fixed or lowerable rail over the evaporator. / In the middle of the caneva side there is a loop on which the pick-up can be overturned for emptying by means of a hook or in some other way. As indicated in Fig. Ι top left, these sensors occupy the bottom of the evaporator.

Der Betrieb des Apparates ist folgender:
. Nachdem der ganze Apparat, d. h. Anwärmer und Verdunster, mit auszusalzender Flüssigkeit gefüllt ist, wird in F F'euer gemacht. Die Feuer- und Verbrennungsgase nehmen ihren Weg durch DEG HJ und erwärmen dabei zunächst die Flüssigkeit im oberen Theile des betreffenden Schenkels und wärmen sodann vor die in den unteren Theil desselben eindringende Flüssigkeit, die nun nach oben steigt, einmal infolge ihrerThe operation of the device is as follows:
. After the whole apparatus, ie the heater and evaporator, has been filled with the liquid to be salted out, a fire is made in F. The fire and combustion gases make their way through DEG HJ , first of all warming the liquid in the upper part of the limb in question, and then warming the liquid which penetrates into the lower part of the same and which now rises, once as a result of it

Claims

Warming and due to the liquid penetrating from the other leg, and overflows into the evaporator, where it hits the obstacles, causes the formation of a vortex and is possibly whipped through by air currents. It is then cooled down again into the second leg, exits from this into the front leg, where it is warmed up again and lifted to the evaporator, etc., until it has become low in salt enough to be poured away. This is the simple operation. As already indicated, it can be varied in such a way that fresh and cool solution is introduced immediately behind the warmer. To achieve very fine-grained salt, a temperature of 970 C. is required in the preheater and, in particular, whipping the liquid with air jets is very useful. In general, the liquid should be 90 ° to 1050C when it leaves the preheater. own. The precipitating salt collects on the sensors .S. If these are completely occupied, they are pulled up by means of a cord on the roller U, transported on the track J to the unloading point and unloaded as indicated or in another way. The rails T could also be arranged so as to be vertically movable. The gypsum set is removed from the apparatus from time to time, e.g. B. by shoveling. 7, 8 and 9 show a modification of the apparatus described insofar as the parts L M and P have been omitted here and only one pipe system χ is present in the heater. The transducers S also consist of a simple quadrangular caneva flap, which is hung with its ends on the roller without frame support. Patenτ claims:

1. The method of making salts from salt solutions to be separated out by gradual evaporation in such a way that the solution comes from one heating vessel (heater) automatically into the open evaporation vessel (evaporator) crosses, this flows through, possibly with vortex formation by flow obstacles and Whipped by blown air jets, and cooled down again in the Warmers to automatically lift from here to the evaporator, etc., until it is exhausted.

2. The modification of the method, which consists in pouring the fresh solution into the preheated one Solution is introduced immediately after its exit from the heater.

3. The apparatus, consisting of the combination of tub A with partition B and transverse trough L and of tub C with partition B ¹ and pipe systems D and E or x, FIGS.

4. The combination of the evaporation tub A with the flow obstacles N and possibly also with the injector R and the pipeline PQ for driving air jets into the liquid.

5. The transducers .S from Canevas suspended from a roller T running on rails.

For this purpose ι sheet of drawings.