DE2704116A1

DE2704116A1 - Verfahren und vorrichtung zum sammeln und ausscheiden von feststoffen aus schlamm-massen

Info

Publication number: DE2704116A1
Application number: DE19772704116
Authority: DE
Inventors: Jun Frank Bella; Richard C Bennett
Original assignee: Whiting Corp
Current assignee: Whiting Corp
Priority date: 1976-08-05
Filing date: 1977-02-01
Publication date: 1978-02-09
Also published as: JPS5320653A; DE2704116C2; FR2360329A1; FR2360329B1; GB1588194A; CH618098A5; JPS5922561B2; US4113552A; CA1080114A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Wi: ιοκμλνν, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Veickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

SAHA 8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860820 MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

WHITING CORPORATION, 15651 Lathrop Avenue, Harvey, Illinois,

V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Sammeln und Ausscheiden von Peststoffen aus Schlamm-Massen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sammeln und Ausscheiden von Feststoffen aus einer Schlamm-Masee unter Rühren. Sie bezweckt insbesondere eine verbesserte Schlämmvorrichtung und ein Verfahren, die besonders für Verdampfer und Kristallisationssysteme geeignet sind, und bei denen die Übertragung der Rührkräfte von einem Hauptkessel auf einen unmittelbar daran angeschlossenen Schlämmstutzen wirksam auf ein Minimum zurückgeführt ist, so daß eine in dem Kessel vorhandene Schlamm-Masse einer starken inneren Zirkulation und Durchrührung ausgesetzt werden kann, ohne daß die Bildung und Aufrechterhaltung eines Pließbettes in dem Schlämmstutzen unterbrochen oder eingeschränkt wird.

Schlämmstutzen oder -säulen sind gewöhnlich von langgestreckter, zylindrischer Konstruktion und stehen an ihrem offenen Oberende in unmittelbarer Verbindung mit einer in einem Hauptkessel oder einer Verdampfungskammer enthaltenen Schlamm-Maase. An ihrem Unterende sind sie normalerweise geschlossen und mit einem gekrumpelten Boden oder Konus versehen. Der Zulauf oder die Waschflüssigkeit wird in das Unterende des Stutzens oder durch ein Verteilersystem eingeleitet, um eine gleichmässige Aufwärtsströmung zu erhalten, und wandert durch den Stut-

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zen nach oben. Gleichzeitig wird Schlamm durch die Schwerkraft in das Oberende des Schlämmstutzens geleitet und wandert im Gegenstrom zu der Waschflüssigkeit durch den Stutzen nach unten, um aus dem Stutzen an einer Stelle nahe dessen Unterende abgeführt zu werden. Die Aufwärts strömung der V/aschflüssigkeit dient dazu, den abwärts gerichteten Feststoff-Fluß zu fluidisieren.

Schlämmstutzen oder -säulen dienen verschiedenen Anwendungszwecken, doch sind sie besonders nützlich in Verdampfer- und Kristallisationssystemen, die einen Hauptkessel haben, der eine Schlamm-Masse enthält, die verdampft oder gekühlt wird, wobei sich Salzkristalle bilden, die dann in dem Schlämmstutzen, der unmittelbar an den Hauptkessel von diesem herabhängend angeschlossen ist, gesammelt und ausgebracht werden. In solchen Verdampfer- und Kristallisationssystemen hat die Bildung eines wirksamen Fließbettes in dem Schlämmstutzen den Vorteil, daß der ausgestoßene Schlamm verdickt wird und daß die Salzkristalle gewaschen und klassiert werden.

Die Bildung eines verdickten, schweren Salzaustrages ist wichtig, da dadurch maximale Mengen von Salzkristallen mit kleinsten Flüssigkeitsmengen ausgebracht werden können. Entsprechend ist es wichtig, das Salz wirksam zu waschen, weil dabei flüssigkeit der Schlamm-Masse zusammen mit der Waschflüssigkeit beseitigt wird. Normalerweise ist die Waschflüssigkeit ärmer an gelösten Verunreinigungen als die Schlammflüssigkeit; daher wird durch die Abziehung dieser Schlammflüssigkeit von den Kristallen zusammen mit der Waschflüssigkeit ein besseres Kristallprodukt erzeugt. Die Fähigkeit eines gut funktionierenden Schlämmstutzens zum Klassieren bietet sowohl den Vorzug, größere Kristalle aus dem Stutzen zu entlassen, als auch die Möglichkeit, verschiedene Salzarten, die in einem vorliegenden System vorhanden sind, zu klassieren. So können beispielsweise in einem gut funktionierenden, an einen Salzverdampfer angeschlossenen Schlämmstutzen Kalziumsulfatkristalle effektiv von

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Natriumchloridkristallen getrennt werden, mit dem Resultat, daß die feineren Kalziumsulfatkristalle zusammen mit der Strömung der Waschflüssigkeit in die Schlamm-Masse im Hauptkesael zurückgeführt werden.

Die Durchrührung in dem Verdampfer- oder Kristallisator-Hauptkessel _f wie sie beispielsweise durch eine erzwungene Zirkulation mittels einer Pumpe oder eines Rührwerks sowie durch natürliche Zirkulation hervorgerufen wird, ist wichtig, um in der Füllung des Hauptkessels günstige Betriebsbedingungen zu schaffen. Eine Übertragung solcher Rührkräfte auf den Schlämmstutzen ruft jedoch eine Unterbrechung und/oder Einschränkung in der Ausbildung und Aufrechterhaltung eines Fließbettes hervor und reduziert dadurch die Wirksamkeit des Schlämmstutzens drastisch.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, bei denen die Übertragung von Rührkräften, die in einer Schlamm-Masse in einem Hauptkessel vorhanden sind, auf einen unmittelbar an den Hauptkessel angeschlossenen Schlämmstutzen weitgehend unterbunden wird, so daß die Leistung eines solchen Stutzens wesentlich verbessert wird und in dem Stutzen ein Fließbett ausgebildet und aufrechterhalten wird.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist ein Schlämmstutzen in seinem oberen Teil mit einer neuartigen Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung versehen, die die Übertragung von Rührkräften aus dem Hauptkessel auf den Schlämmstutzen wirksam vermindert und daher auch als Beruhigungseinrichtung bezeichnet werden kann. Diese Vorrichtung weist ein Richtelement für den Sohlammfluß (vorzugsweise ein vertikal angeordnetes Teil mit konischer rohrförmiger oder zylindrischer Form) auf, das den Schlammfluß aus einem direkt angeschlossenen Hauptkessel aufnimmt und diesen Fluß in eine nach abwärts gerichtete Bahn von gegenüber dem Querschnitt des Schlämmstutzens vermindertem Querschnitt zu einer Prallplatte lenkt, die unter dem

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Richtelement angebracht ist. Die Prallplatte ist vorzugsweise ein tellerförmiges, horizontal angeordnetes Teil, dessen Punktion es ist, den Abwärtsfluß von Schlamm in eine Richtung radial nach außen umzulenken, um die konzentrierte abwärts gerichtete Kraft des Schlamms merklich zu vermindern, da diese sonst die effiziente Arbeit des Schlämmstutzens stören würde. Über der Prallplatte ist eine Flüssigkeitsführung angebracht, durch die Flüssigkeit, die relativ frei von Feststoffen ist, zum Durchtritt in den Hauptkessel gelenkt wird. Nach Wunsch kann ein Wirbelbrecher vorgesehen sein, um die dem Schlamm in dem Hauptkessel erteilten Rotationskräfte zu zerstreuen. In einem besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispiel ist der Flüssigkeitsführung ein geeignetes Leitblech zugeordnet, das dazu dient, einen Schlammrückfluß durch die Flüssigkeitsführung zu verhindern oder wenigstens auf ein Minimum zu reduzieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Sammeln und Beseitigen von Feststoffen aus Schlamm-Massen, die durchrührt werden, zu schaffen. Sie will eine verbesserte Schlämmvorrichtung und ein Schlämmverfahren vorsehen, die sich durch eine höhere Effizienz im Betrieb auszeichnen. In der erfindungsgemäßen Schlämmvorrichtung soll die Übertragung von in einer Schlamm-Masse in einem Hauptkessel vorhandenen Rührkräften auf einen direkt an den Hauptkessel angeschlossenen Schlämmstutzen wirksam herabgesetzt werden, so daß eine Schlammfüllung in einem solchen Kessel einer starken inneren Zirkulation und Durchrührung unterworfen werden kann, ohne daß die Ausbildung und Aufrechterhaltung eines Fließbettes in dem Schlämmstutzen unterbrochen oder eingeschränkt wird.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung und gemäß dem Verfahren der Erfindung werden die abwärtsgerichteten Kräfte des Schlammflusses nächst dem Oberende eines Schlämmstutzens radial nach außen umgelenkt, wodurch die Kräfte im wesentlichen zerstreut werden, die sonst die Bildung und Aufrechterhaltung eines

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Fließbettes in dem Schlämmstutzen beeinträchtigen würden. Ferner ist eine Flüssigkeitsführung für den Übertritt von Waschflüssigkeit aus dem Schlämmstutzen in die in dem Hauptkessel vorhandene Schlamm-Masse vorgesehen, die derart ausgerüstet ist, daß sie einen Rückfluß des Schlammes aus dem Kessel in den Schlämmstutzen zumindest weitgehend einschränkt.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig.1 eine Seitenansicht, teilweise mit gestrichelten Linien dargestellt, einer Verdampferanlage, die mit einem Schlämmstutzen ausgerüstet ist, der an seinem oberen Ende mit einer Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung versehen ist, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt;

Fig.2 eine vergrößerte, fragmentarische perspektivische Ansicht, teilweise gebrochen, die die in Figei gezeigte Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung des Schlämmstutzens veranschaulicht;

Fig.3 eine fragmentarische Draufsicht der in den Fig.1 und 2 gezeigten Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung nach der Linie 3-3 der Fig.1;

Fig.4 eine vertikale Schnittansicht der in den Fig.1, 2 und gezeigten Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung;

Fig.5 eine Seitenansicht, teilweise gestrichelt gezeigt, einer Kristallisatoranlage mit einem Schlämmstutzen, der an seinem Oberende mit einer anderen Ausführung einer erfindungsgemäßen Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung ausgestattet ist;

Fig.6 eine vergrößerte, fragmentarische perspektivische Ansicht, teilweise gebrochen, der in Fig.5 gezeigten

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Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung des Schlammstutzens;

Pig.7 eine fragmentarische Draufsicht der in den Fig.5 und 6 dargestellten Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung nach der Linie 7-7 der Fig.5;

Fig.8 eine vergrößerte fragmentarische perspektivische Ansicht eines Schlämmstutzens, der an seinem Oberende mit einer Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist;

Fig.9 eine fragmentarische Draufsicht der in Fig.8 gezeigten Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung;

Fig.10 eine teilweise gebrochene, fragmentarische perspektivische Ansicht eines Schlämmstutzens, der an seinem Oberende mit noch einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung ausgerüstet ist;

Fig.11 eine fragmentarische Draufsicht der in Fig.10 gezeigten Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung.

In den Fig.1-4 ist mit 20 ein einfachwirkender Verdampfer insgesamt bezeichnet, der eine Verdampfungskammer 21, eine Umlauf-Abfuhr leitung 22, eine Umwälzpumpe 23, einen Wärmetauscher 24, eine Umlauf-Zuführleitung 25 und einen Schlämmstutzen 26 aufweist. Erfindungsgemäß ist der Schlämmstutzen 26 an seinem Oberende mit einer Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung 27 ausgerüstet, die am besten in den Fig.2-4 zu sehen ist.

Wie am deutlichsten aus Fig.1 ersichtlich, weist die Verdampfungskammer 21 einen in der Mitte liegenden, länglichen, zylindrischen Hauptgehäuseteil 28 auf, der an seinem oberen Ende in einen Dom 29 von Kegel stumpfform übergeht, der seinerseits in einen Dampfauslaß 30 hineinreicht, der an einen Ver-

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flüssiger oder eine andere geeignete Vakuum- oder Unterdruckquelle angeschlossen ist. Das untere Ende des zylindrischen Hauptgehäuseteils 28 geht entsprechend in einen kegelstumpfförmigen Teil 31 über, der seinerseits direkt mit dem Schlämmstutzen 26 verbunden ist. Die Zulauf- oder Waschflüssigkeit wird durch einen Einlaß 32 in den Schlämmstutzen 26 eingeleitet und wandert durch den Stutzen nach oben. Gleichzeitig wird Schlamm durch die Schwerkraft in das Oberende des Schlämmstutzens 26 eingeführt und wandert im Gegenstrom zu der Waschflüssigkeit durch den Stutzen nach unten, um an einen Auslaß aus dem Stutzen abgeführt zu werden. Zusätzlich kann, wie in Fig.1 gezeigt, noch ein Ablaufauslaß 33a vorgesehen sein. Die Aufwärtsströmung einer Waschflüssigkeit in einem richtig funktionierenden Bett fluidisiert den abwärts gerichteten Fluß von Feststoffen in dem Stutzen.

In dem in den Fig*1-4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung 27 allgemein eine äußere kegelstumpffö'rmige Hülse auf, die an ihrem Oberende mit ihrer Außenseite fluiddicht gegen die Innenfläche des Oberendes des Schlämmstutzens abgedichtet ist. Wie ersichtlich, steht das weitere offene Ende der kegelstumpfförmigen Hülse 34 in direkter Verbindung mit dem Inneren der Verdampfungskammer 21, um aus der Verdampfungskammer 21 den durch die Schwerkraft hervorgerufenen Schlammfluß in Empfang zu nehmen. Die Hülse 34 läuft nach unten und innen zusammen, und bildet ein offenes Unterende 35, das gegenüber der Querschnittefläche des Schlämmstutzens einen merklich reduzierten Querschnitt hat.

Eine Prallplatte 36 ist in einem Abstand vom offenen Unterende 35 der Hülse 34 in Ausrichtung mit dem Schlammfluß angebracht, um den abwärtsgerichteten Schlammfluß aus der Hülse radial nach außen umzulenken und dadurch die konzentrierten Abwärtskräfte des Schlammes, die sonst die effiziente Funktion des Schlämmstutzens stören würden, zu zerstreuen. Wie

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dargestellt, kann die Prallplatte 36 eine im wesentlichen tellerförmige oder flache Form haben. Sie ist mittels mehrererHaltestangen 37 am unteren Ende der kegelstumpfförmigen Hülse 34 befestigt.

Das Oberende der kegelstumpfförmigen Hülse 34 ist mit einer Flüssigkeitsführung versehen, die in dem Beispiel der Fig.1-4 als eine Vielzahl von längs einem Umfang angeordneten Löchern

38 ausgebildet ist, durch die Flüssigkeit tritt, um in die Verdampfungskammer 21 zu gelangen. Ein Kurzschluß von Schlamm aus dem Innenraum der Verdampfungskammer durch die Löcher 36 wird wirksam durch ein inneres leitblech 39 verhindert, das näohst den Löchern 38, aber in einem Abstand von diesen befestigt ist. Wie am besten aus Fig.4 ersichtlich, weist das Leitblech 39 einen radialen Flansch 39a auf, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel am Oberende der kegelstumpfförmigen Hülse 34 festgeschweißt ist, und einen nach unten stehenden Rand 39b, der sich in einem Abstand von den Löchern 38 nach unten erstreckt. Dabei ist zu beachten, daß der Rand 39b des Leitbleches

39 auf einer Höhe unter dem Niveau der Löcher 38 endigt. Demnach tritt die durch den Stutzen 26 nach oben fließende Waschflüssigkeit in den zwischen der Außenfläche der Hülse 34 und der Innenwand des Schlämmstutzens 26 gebildeten Ringkanal ein, fließt weiter durch die nächst dem Oberende der Hülse 34 angebrachten Löcher 38 und um das untere Ende des Leitblechrandes 39b, um in den Innenraum der Verdampfungskammer 21 zu gelangen.

Nach V/unsch kann im Inneren der kegelstumpfförmigen Hülse 34 ein Wirbelbrecher 40 vorgesehen sein, um Rotationskräfte zu zerstreuen, die dem Schlamm, der aus der Verdampfungskammer 21 in den Schlämmstutzen 26 eintritt, erteilt sind. In dem dargestellten Beispiel hat der Wirbelbreoher 40 die Form eines kreuzartigen Elementes, dessen Außenteile an der Innenwand der Hülse 34 befestigt sind. Der Wirbelbrecher 40 kann jedoch auch an anderen Stellen in der Vorrichtung angebracht sein, beispielsweise im Inneren der Verdampfungskammer 31 unmittelbar über

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der Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung 27 oder sonstwo.

Im Betrieb wird eine Schlamm-Masse, die verdampft oder gekühlt werden soll, Rührkräften ausgesetzt, die durch eine Zwangszirkulation durch den Umlaufkreis und auch durch Sieden verursacht werden. Der Schlammfluß, der durch die Schwerkraft in den Schlämmstutzen 26 ausgestoßen wird, wird zunächst in der Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung 27 aufgenommen und passiert die konische Hülse 34, in der sein Strömungsweg auf einen kleineren Querschnitt bezüglich der Querschnittsflache des Schlämmstutzens selbst eingeengt wird. Dieser abwärts gerichtete Schlammfluß wird dann auf die horizontal angeordnete, ebene tellerförmige Prallplatte 36 entlassen, die den Schlammfluß radial nach außen umlenkt, um so die konzentrierten, abwärts gerichteten Kräfte des Schlamms, die sonst die effiziente Funktion des Schlämmstutzens stören würden, auf ein Minimum herabzusetzen. Gleichzeitig wandert Waschflüssigkeit, die durch den Waschflüssigkeitseinlaß 32 in den Schlämmstutzen 26 eingespeist worden ist, in dem Schlämmstutzen 26 nach oben und dient dazu, den Abwärtsfluß von Feststoffen in dem Stutzen zu fluidisieren. Beim Passieren des in dem Schlämmstutzen 26 enthaltenen Fließbettes werden die Salzkristalle mit der eingeleiteten Waschflüssigkeit gewaschen, wodurch Schlammflüseigkeit zusammen mit der Waschflüssigkeit, die ärmer an gelösten Verunreinigungen ist als die Schlammflüssigkeit, von ihnen beseitigt wird. Die praktisch von Feststoffen freie Waschflüssigkeit betritt den zwischen der Außenfläche der Hülse 34 und der Innenwand der benachbarten Teile des Schlämmstutzens gebildeten Ringkanal, von wo sie durch die Löcher 38 und weiter durch den Ringraum zwischen der Innenfläche des oberen Teils der Hülse 34 und der Außenfläche des Leitblechrandes 39b, rund um das Unterende des Leitblechrandes 39b und in den Innenraum der Verdampf ungekammer 21 fließt. Auf diese Weise wird eine Übertragung von Rührkräften aus dem Hauptkessel oder der Verdampfungskammer 21 in den Schlämmetutzen 26 wirksam auf ein Minimum her-

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abgesetzt, wodurch sich eine bessere Leistung des Schlämmstutzens Im Betrieb und eine verbesserte Fähigkeit des Stutzens zum Eindicken des Salzes, zum Waschen und Klassleren ergeben.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig.5-7, auf die im weiteren Bezug genommen wird, ist mit 45 allgemein ein Kristallisationsgefäß mit Saugrohr und Baffle bezeichnet, das mit einer modifizierten Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung 46 im Schlämmstutzen versehen ist. Die allgemeine Konstruktion und Funktion dieses Kristallisators ist im Detail in der US-PS 3 071 447 beschrieben, auf die hiermit verwiesen wird. Wie darin ausgeführt, weist der Kristallisator 45 ein Hauptgefäß 47 auf, das in seiner Mitte zylindrische Form hat, an die oben und unten je ein konischer Teil 48 bzw. 49 angeschlossen ist. Von dem Oberende des oberen konischen Teils 48 erstreckt sich ein zylindrischer Dom 50 nach oben, der über einen an seinem Oberende angebrachten Dampfauslaß 52 mit einem Fallwasser-Verflüssiger 51 oder einer anderen geeigneten Unterdruckquelle in Verbindung steht. Auf dem Oberende des Domes 50 sitzt ein kombiniertes Motor- und Propeller-Antriebssystem 53» das mit einem im Inneren angeordneten Propeller (nicht dargestellt) verbunden ist, der dazu dient, in der im Kristallisator 45 enthaltenen Schlamm-Masse einen Zwangsumlauf zu erzeugen.

Der untere konische Teil 49 ragt in einen Schlämmstutzen 54 hinein, der unmittelbar an den konischen Teil angeschlossen ist und von diesem nach unten hängt. Der Schlämmstutzen 54 ist an seinem unteren Ende mit einem Einlaß 55 für die Wasch- oder Zulaufflüssigkeit, einem Auslaß 56 für die Ableitung des Schlamms und einem Ablauf 56a versehen, die in Konstruktion und Funktion dem Waschflüssigkeits-Einlaß 32, dem Schlamm-Auslaß 33 und dem Ablauf 33a des vorherigen Ausfuhrungsbeispiels entsprechen können.

Ferner ist ein Auslaß 57 für kristallines Pulver vorgesehen, um selektiv kristallines Pulver aus dem Hauptgefäß 47 zu ent-

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fernen, damit es zu einem geeigneten Vernichtungssystem oder einer anderen Verarbeitungseinheit gebracht werden kann. In einem typischen Fall wird das durch den Auslaß 57 abgezogene Pulver zu einer nicht dargestellten Heizeinrichtung geschickt, in der es lösbar gemacht wird, um dann durch einen Einlaß 58 erneut in das Hauptgefäß zurückgeleitet zu werden.

Wie am besten aus den Fig.6 und 7 ersichtlich, weist die Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung 46 einen Ring 59 auf, dessen Außenrand 59a fluiddicht an der Innenwand des Schlämmstutzens 54 anliegt und dessen Innenrand 59b einen mittig angeordneten Durchlaß für den Schlammfluß bildet, der über einer ebenen tellerförmigen Prallplatte 60 liegt. Wie ersichtlich, ist die Prallplatte 60 in einem Abstand von dem Ring 59 angebracht und wird von diesem mittels mehrerer Stangen 61 getragen.

Rund um den Durchlaß für den Schlammfluß, der von dem Innenrand 59b begrenzt wird, sind mehrere Löcher 62 vorgesehen, durch die Waschflüssigkeit tritt, um in das Innere des unteren konischen Teils 49 zu gelangen. Nach Wunsch kann unmittelbar auf der Oberseite des Rings 59 ein Wirbelbrecher 63 befestigt sein, der beispielshaft als ein kreuzförmiges Element dargestellt ist.

Die Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung 46 arbeitet praktisch in der gleichen Weise wie die Vorrichtung 27 in dem vorangehenden Beispiel, weshalb auf eine genaue Besohreibung ihrer Funktion verzichtet werden kann. Allgemein sei jedoch erwähnt, daß Schlamm aus dem Innenraum des Kristallisationsgefäßes 45 durch die Schwerkraft in den Schlämmstutzen entlassen wird, in dem der Schlamm in einem nach abwärts gehenden Fluß durch den Durchlaß in dem Ring 59 auf die im wesentlichen plane Oberfläche der Prallplatte 60 trifft, wodurch die nach unten gerichteten Kräfte des Schlamms radial nach außen umgelenkt werden. Gleichzeitig strömt Waschflüssigkeit durch

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die Löcher 62 in dem Ring 59, um in das Innere des Kristallisationsgefäßes auszutreten. Auf diese Weise werden die in der Schlamm-Hasse im Kristallisationsgefäß hervorgerufenen Rührkräfte wirksam auf ein Minimum reduziert; dadurch wird es möglich, die Schlamm-Masse in dem Kristallisationsgefäß einer starken inneren Zirkulation und Durchwirbelung auszusetzen, ohne daß die Bildung und Aufrechterhaltung eines Fließbettes in dem Schlämmstutzen 54 unterbrochen oder gestört wird.

Fig.8 und 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das, wie auch die vorausgegangenen Beispiele, in einem Schlämmstutzen verwendet werden kann, um eine wesentlich bessere Leistung zu erzielen dadurch, daß die in einer unmittelbar über dem Schlämmetutζen vorhandenen Schlamm-Masse erzeugten Rührkräfte wirksam eliminiert werden. Die Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung 65 dieses Beispiels ist an dem oberen inneren Teil eines Schlämmstutzens 66 angebracht und weist einen Ring 67 auf, der mit seinem Außenrand 67a fluiddicht an der Innenwand des Stutzens 66 befestigt ist. Der Innenrand 67b des Rings 67 begrenzt einen Durchlaß für den Schlammfluß. Mit diesem Innenrand ist unmittelbar ein zylindrisches Rohr 68 verbunden, das an seinem unteren Ende offen ist und den Schlamm direkt auf eine tellerförmige Prallplatte 69 entläßt, die in einem Abstand von dem offenen Unterende des Rohres 68 mittels mehrerer Haltearme 70 in Fluchtung mit dem Schlammfluß befestigt ist. In der Fig. ist ein Wirbelbrecher als kreuzförmiges Element 71 gezeigt, das auf dem Ring 67 in dem unteren Ende des Gefäßes 72 angebracht ist, an das der Schlammstutζen nach unten hängend angeschlossen ist.

Der Ring 67 ist mit mehreren Löchern 75 für die Flüssigkeit versehen, die auf einem Umfang um den Durchlaß für den Schlammfluß, der von dem Innenrand 67b des Ringes 67 begrenzt wird, angebracht sind. In Übereinstimmung mit der Funktion des vorher beschriebenen Beispiels wird Schlamm aus dem Hauptgefäß 72 durch den von der Ringinnenkante 67b begrenzten Durchlaß

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entlassen, um auf die Prallplatte 69 aufzutreffen. Dabei wird der SchlammfluQ radial nach außen umgelenkt, wodurch die konzentrierten, nach unten gerichteten Kräfte, die sonst die effiziente Punktion des Schlämmstutzens stören können, wesentlich reduziert werden. Gleichzeitig tritt Flüssigkeit durch die Löcher 73 in das Innere des Hauptgefäßes 72 über.

In dem Ausführungsbeispiel der Pig.10 und 11 ist eine Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung 75 gezeigt, die an dem Oberende eines Schlammstutzena 76 angebracht ist, der an das Unterende eines Hauptgefäßes 77 angeschlossen ist, in welchem eine Schlamm-Masse, die wiederzugewinnende Feststoffe enthält, eingeschlossen ist. Die Vorrichtung 75 weist ein im wesentlichen zylindrisches Rohr 78 auf, das an dem Oberende des Schlämmstutzens 76 mittels mehrerer radialer Arme 79 befestigt ist. Das offene Oberende des Rohres 70 reicht in einen Ring 80 hinein, der in einem nach oben und radial außen stehenden, sich erweiternden Rand 80a endigt, dessen Außenwand einen Abstand von der Innenseite der nach außen sich erweiternden Wände des Hauptgefäßes 77 hat, so daß dazwischen ein Ringkanal 81 gebil det ist. Um einen Kurzschluß für den Schlamm vom Innenraum des Hauptgefäßes 77 durch den Ringkanal 81 auszuschalten, ist ein ringförmiges leitblech 82 vorgesehen, das in einem Abstand nahe dem Kanal 81 angebracht ist. Wie ersichtlich, weist das Leitblech 82 einen radialen Flansch 83 auf, der fluiddicht mit der Innenwand des Hauptgefäßes 77 verbunden ist und den Ringkanal 81 überdeckt. Der radiale Flansch 83 des Leitbleches 82 geht in einen nach unten stehenden Rand 84 über, der den nach außen sich erweiternden Rand 80a des Ringes 80 im Inneren umgibt und mit seinem Unterende unter der Oberkante des Randes 80a endigt.

Das untere Ende des zylindrischen Rohres 78 ist mit mehreren Haltearmen 85 versehen, an denen eine im wesentlichen plane, tellerförmige Prallplatte 86 befestigt ist. Auf diese Weise wird der in den Schlämmstutzen entlassene Schlamm in dem zylindrischen Rohr 78 aufgenommen und durch das Rohr nach unten

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auf die Prallplatte 86 gelenkt, wobei die in dem Schlamm enthaltenen Abwärtskräfte radial nach außen gerichtet werden. Die Betriebsweise der in den Fig.10 und 11 gezeigten Schlammeinlaß- und Flüssigkeitsauslaß-Vorrichtung ist die gleiche wie diejenige der vorerwähnten Beispiele.

Gegenüber den beschriebenen AusfUhrungsbeispielen können im Rahmen der Erfindung, der durch die Ansprüche gegeben ist, Abänderungen vorgenommen werden.

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L e e r s e ι t o

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Verbessern der Effizienz eines Schlämmstutzens, der von einer Schlamm-Masse, die in einem unmittelbar mit dem Schlämmstutzen verbundenen Hauptgefäß vorhanden ist, mit Schlamm gespeist wird, wobei in der Schlamm-Masse, die durch Verdampfung gekühlt und Rührkräften unterworfen wird, sich kristalline Feststoffe bilden, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Hauptgefäß in den Schlammstutζen an dessen Oberende ein Schlammfluß gelenkt wird auf einer nach abwärts gerichteten Schlammbahn, die einen gegenüber dem Querschnitt des Schlämmstutzens eingeengten Querschnitt hat, daß der abwärts gerichtete Schlammfluß radial nach außen umgelenkt wird und daß eine Flüssigkeit, die relativ frei von Feststoffen ist, in einen ringförmigen Strömungsweg geführt wird, der im wesentlichen über der abwärtsgerichteten Schlammbahn und radial außerhalb derselben verläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm-Masse in dem Hauptgefäß Rotationskräfte erteilt werden und daß diese Kräfte in der nach unten gerichteten Schlammbahn im wesentlichen zerstreut werden.

3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Hauptgefäß, in dem eine Schlamm-Masse, die wiederzugewinnende Feststoffe enthält, Rührkräften unterworfen wird, wobei die Feststoffe als Teil eines Schlammflusses durch die Schwerkraft in einen Schlämmstutzen entlassen werden, der unmittelbar an dem Hauptgefäß befestigt ist, gekennzeichnet durch eine Beruhigungseinrichtung (27, 46, 65, 75), um die Übertragung der Rührkräfte von dem Hauptgefäß (21, 45, 72, 77) auf den Schlämmstutzen (26, 54, 66, 76) zu verhindern, die folgende Teile umfaßt:

einen Schlammflußlenker (34, 59» 67, 68, 78-80), der nächst dem Oberende des Schlammstutzens angebracht und derart konstruiert ist, daß er den Sohlammfluß aus dem Hauptgefäß in

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ORIGINAL INSPBCTiD

einer nach unten gerichteten Schlammbahn, die einen gegenüber dem Querschnitt des Schlämmstutzens reduzierten Querschnitt hat, lenkt,

ein Prallelement (36, 60, 69, 86), das unter dem Schlammflußlenker angeordnet und derart konstruiert ist, daß es den von dem Schlammflußlenker kommenden, nach unten gerichteten Schlammfluß radial nach außen umlenkt, und eine Flüssigkeitsführung (67, 73; 38, 39, 39a, 39b; 59, 62; 80-84), die über dem Prallelement angeordnet ist und durch die Flüssigkeit, die relativ frei von Feststoffen ist, für den Übertritt in das Hauptgefäß geleitet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Wirbelbrecher (40, 63, 71) zum Zerstreuen von Rotationskräften in dem in den Schlämmstutzen eingeführten Schlamm aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsführung mehrere Löcher (38, 62, 73) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsführung einen ringförmigen Kanal (81) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Hauptgefäß zugekehrten Seite der Flüssigkeitsführung ein Rückflußhemmer (39, 82) vorgesehen ist, der den Schlammfluß aus dem Hauptgefäß durch die Flüssigkeit sfuhrung in den Schlämmstutzen wenigstens auf ein Minimum herabsetzt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammflußlenker eine an den Enden offene Hülse ist.

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9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Enden offene Hülse (68, 78) rohrförmig ist und auf ihrer ganzen Länge einen gleichbleibenden Innendurchmesser hat. (Fig.8-11)

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Enden offene Hülse (34) kegelstumpfförmig ist, mit ihrem weiteren offenen Ende an dem Oberende des Schlämmstutzens (26) angeordnet ist und sich von dort nach unten und innen zu ihrem engeren offenen Ende (35) verjüngt, aus dem Schlamm austritt, um auf das Prallelement (36) aufzutreffen. (Pig.1-4)

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (73) der Plüssigkeitsführung in einem Ring (67) angeordnet sind, der das Oberende der Hülse (68) umgibt. (Fig.8 u. 9)

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (38) der Plüssigkeitsführung in dem oberen Ende der kegelstumpfförmigen Hülse (34) vorgesehen sind. (Fig.1-4)

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Löcher (38) in einem Abstand von diesen ein inneres Leitblech (39) angebracht ist, das einen an dem Hauptgefäß befestigten Plansch (39a) und eine Randleiste (39b) umfaßt, die in einem Abstand von den Löchern (38) nach unten ragt und unter der Höhe der Löcher endigt. (Pig.1-4)

14. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kanal (81) teilweise von einem nach oben und radial nach außen sich erweiternden Teil (80a), das an der offenendigen Hülse (78) nächst deren Oberende angeordnet ist, begrenzt wird und daß ein inneres Leit-

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blech (82) vorgesehen ist, das in einem kleinen Abstand von dem Kanal angeordnet ist und einen radialen Flansch (83) hat, der an dem Hauptgefäß befestigt ist und den Kanal (81) überdeckt, sowie einen Rand (84), der in einem Abstand von dem sich erweiternden Teil (80a) nach unten ragt und unter dem Oberende des sich erweiternden Teils endigt. (Fig.10 u. 11)

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsführung einen im wesentlichen ringförmigen Kanal aufweist, der teilweise von einem nach oben und radial nach außen sich erstreckenden konischen Teil an der offenendigen kegelstumpfförmigen Hülse (34) nächst deren oberem Ende begrenzt ist, und daß ein inneres Leitblech (39) vorgesehen ist, das in einem Abstand nahe dem Kanal angeordnet ist und einen an dem Hauptgefäß befestigten radialen Flansch, der den Kanal überdeckt, sowie eine Randleiste umfaßt, die in einem Abstand von dem konischen Teil nach unten ragt und unter dem Oberende des konischen Teils endigt.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (36, 60, 69,

86) eine horizontal angeordnete Platte ist, die die konzentrierten Abwärtskräfte des Schlammflusses, die sonst den effizienten Betrieb des Schlämmstutzens stören könnten, auf ein Minimum reduziert.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbrecher (40, 63, 71) unmittelbar über dem Schlammflußlenker im Inneren des Hauptgefäßes angebracht ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbrecher (40) unmittelbar an der Beruhigungseinrichtung (27) befestigt ist.

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19· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sohlammflußlenker eine an den Enden offene Hülse (34) aufweist, deren Außenfläche zusammen mit der Innenseite der Außenwand des Schlämmstutzens (26) einen Kanal für die Flüssigkeitsströmung bildet, der in direkter Verbindung mit dar Flüssigkeitsführung (38, 39) steht.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-19« dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Kühlen der Schlamm-Masse vorgesehen ist·

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-20, dadurch gekennzeichnet, daß die wiederzugewinnenden Stoffe kristalline Feststoffe sind, die in dem Hauptgefäß durch Verdampfung oder Kühlung gebildet und als Teil des Schlammflusses in den Schlämmstutzen entlassen werden, der von dem Hauptgefäß nach unten hängend angeordnet ist.

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