DE3041564C2

DE3041564C2 - Verfahren zum Eindampfen wäßriger Lösungen

Info

Publication number: DE3041564C2
Application number: DE19803041564
Authority: DE
Inventors: Karl Ebner; Stefan 6370 Oberursel Ebner
Original assignee: Ebner & Co KG Anlagen und Apparate 6419 Eiterfeld De; Ebner & Co KG Anlagen und Apparate 6419 Eiterfeld
Current assignee: Ebner & Co KG Anlagen und Apparate 6419 Eiterfeld
Priority date: 1980-11-04
Filing date: 1980-11-04
Publication date: 1986-10-02
Also published as: AT388311B; DE3041564A1; ATA387681A; CH654752A5

Description

Spannung entstehende, die flüchtigen Bestandteile Das eingangs genannte Verfahren ist bereits aus der

enthaltende Wasserdampf in einem nachgeschalte- DE-AS 11 11 149 bekannt Dieses bekannte Verfahren ten Kondensator niedergeschlagen wird, und wobei weist jedoch den Nachteil auf, daß die Eindampfung der die bei der Eindampfung entstehenden Brüden, nach 15 Spinnbadlösungen unter Vakuumbedingungen stattrinderen Kompression, zur Beheizung der Lösung im det und dadurch dem Verdampfer ein entsprechend hohes Dampfvolumen zugeführt werden muß, was beim vorliegenden Verfahren nur mit entsprechend großen Thermokompressoren realisiert ist. Weiterhin ist es bei 20 diesem bekannten Verfahren von Nachteil, daß die im Entspannungsbrüden vorhandene Wärmeenergie nicht genutzt wird, so daß dem Eindampfer eine erhöhte Menge von externen Heizdampf zugeführt werden muß.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zum Eindampfen wäßriger Lösungen zu schaffen, das einen wirtschaftlicheren Betrieb und den Einsatz wesentlich kleinerer und preiswerterer Thermokompiessoren ermöglicht.

Diese Aufgabe wird in Übereinstimmung mit dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Der Kern der Erfindung besteht also darin, daß die Eindampfung der wäßrigen Lösung unter almosphäri-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 35 schem Umgebungsdruck stattfindet, so daß der verwendadurch gekennzeichnet, daß dem mit dem Entspan- dete Thermokompressor gerade im Vergleich mit dem

Stand der Technik wesentlich kleiner und damit kostengünstiger ausgelegt werden kann. Zur günstigen Energiebilanz trägt beim erfindungsgemäßen Verfahren aber auch bei, daß die Wärmeenergie des F.ntspan-

nungsbrüdens zur Erzeugung von Wasserdampf genutzt wird, der dem Eindampferkreislauf vor der Kompression des Eindampferbrüdens zugeführt wird. Eine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindampfen Zuführung von außerhalb der Gesamtanlagc erzeugtem wäßriger Lösungen der im Oberbegriff des Patentan- 45 Wasserdampf kann also im Vergleich zum Stand der Spruchs 1 genannten Art. Technik entfallen, was zu einer erheblichen Encrgiecin-

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren sparung führt.

zum Eindampfen von Spinnbadlösungen, speziell Vorzugsweise wird die einzudampfende wäßrige Lö-

schwefelsauren Spinnbadlösungen, die Schwefelwasser- sung auf eine um 15°C, vorzugsweise 20"C über der stoff und/oder Schwefelkohlenstoff enthalten. Diese 50 Eindampfertemperatur von 104 bis 106"C liegende flüchtigen Bestandteile müssen zumindest im wesentli- Temperatur erwärmt. Die anfängliche zusätzliche Hrhöchen aus der einzudampfenden Spinnbadlösung entfernt hung der Temperatur der Lösung um 15 bis 20"C erfolgt werden, wenn verhindert werden soll, daß sich während vorzugsweise unter Einsatz von Frischdampf. Dabei des Eindampfens der Lösungen Ablagerungen an Aus- entspricht die für die Erwärmung der wäßrigen Lösung tauschflächen, beispielsweise an den Heizrohren des 55 über die Eindampfternperatur erforderliche Heizdampf-Eindampfers bilden, was zu einer Verschlechterung des menge zumindest im wesentlichen gerade der Dampf-Wärmeübergangs und damit zu einer Verschlechterung menge, die der Gesamtanlage zugeführt werden muß, der Energiebilanz führen würde. Solche Ablagerungen um das Wärmegleichgewicht aufrechtzuerhalten, sind im Fall der Spinnbadlösungen insbesondere Schwe- Die auf eine über der Eindampftemperatur liegende

felverbindungen, speziell Zinksulfid. Die Bildung solcher 60 höhere Temperatur erwärmte einzudampfende Lösung Ablagerungen und Verkrustungen wird beim gainings- wird vorzugsweise in zwei hintereinandergcsclialleien gemäßen Verfahren dadurch verhindert, daß die Lösung Entspannern abgekühlt.

vor dem Eindampfen entspannt wird und der bei der Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung

Entspannung entstehende, die flüchtigen Bestandteile sind in den Unteransprüchen angegeben, enthaltende Wasserdampf in einem nachgeschalteten 65 Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Au.sfiih-Kondensator niedergeschlagen wird. rungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher

Das gattungsgemäße Verfahren sieht die Verwen- erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur, nämlich die dung eines Thermokompressors vor, um die Entspan- Fig. 1 das Fließschema einer Anlage zur Durchfüh-

Eindampfer dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Lösung vor dem Entspannen so weit über die zum Eindampfen erforderliche Temperatur erhöht wird, daß nach anschließender Entspannung bei Atmosphärendruck eingedampft werden kann, und daß als Kondensator ein Austauscherverdampfer verwendet wird, in welchem sekundärseitig reiner Wasserdampf erzeugt wird, der den Eindampferbrüden vor deren Kornpression zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung auf eine um 10 bis 15⁰C über der Eindampftemperatur liegende Temperatur erwärmt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspannungsbrüden in einem dem Heizkörper des Verdampfers nachgeschalteten Kühler nachkondensiert wird,

nungsbrüden betriebenen Verdampfer das Kondensat des Heizdampfes zugeführt wird, mit dem die einzudampfende Lösung aufgeheizt wird.

rung des Verfahrens der Erfindung.

Die in der F i g. 1 gezeigte Anlage dient dem Eindampfen einer schwefelsauren Spinnbadlösung, die Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff enthält Die Spinnbadlösung wird im Eindampfer 1 »angedampft Der Eindampfer 1 wird über einen außenliegenden Heizkörper 4 beheizt der mit dem Eindampfer über Kreishiufleilungen 2 und 3 verbunden ist Der im Eindampfer 1 entstehende Wasserdampf wird über einen Tropfenabscheider 5 und eine anschließende Leitung 6 in einen Wäscher 7 überführt Im Wäschei 7 wird der Eindampferbrüden mit einer im Kreislauf gehaltenen Waschflüssigkeit berieselt in der noch im Brüden enthaltene Schwefelsäure, Zinksulfat Natriumsulfat und gegebenenfalls enthaltenes Magnesiumsulfat absorbiert werden. Die Waschflüssigkeit wird über die Umwälzpumpe 8 und die Rohrleitungen 9 und 10 im Umlauf gehalten.

Der nunmehr gereinigte Eindampferbrüden wird nach der Wäsche über eine Leitung 11 von einem Thermokompressor 12 angesaugt und auf den erforderlichen Heizdampfdruck komprimiert. Der auf Heizdampfdruck komprimierte Eindampferbrüden wird dann über eine Rohrleitung 13 dem Heizkörper 4 des Eindampfers 1 zugeführt. Das aus dem Heizkörper 4 ablaufende Kondensat wird über eine Leitung 20 zunächst einem Wärmeaustauscher 19 und anschließend über eine Leitung 21 einem zweiten Wärmeaustauscher 15 zugeführt und schließlich über eine Leitung 22 aus der Anlage abgezogen.

Die aus dem Eindampfer 1 ablaufende eingedampfte Spinnbadlösung wird über eine Rohrleitung 23, einen als Vorwärmer dienenden Wärmeaustauscher 17 und schließlich eine Ausgangsleitung 24 wieder dem Spinnbadkreislauf zugeführt.

Die dem Spinnbadkreislauf entnommene einzudampfende Spinnbadlösung wird der Eindampferanlage über eine Zulauflcitung 14 zugeführt. Die einzudampfende Spinnbadlösung durchströmt zunächst den Wärmeaustauscher 15, in dem sie durch das aus dem Heizkörper 4 ablaufende Kondensat vorgewärmt wird.

Anschließend gelangt die vorgewärmte Spinnbadlösung über eine Leitung 16 in einen zweiten Wärmeaustauscher, nämlich den Wärmeaustauscher 17, in dem sie durch die aus dem Eindampfer 1 über die Leitung 23 ablaufende eingedampfte Spinnbadlösung weiter vorgewärmt wird.

Über eine Leitung 18 gelangt die nun bereits zweimal vorgewärmte zulaufende und einzudampfende Spinnbadlösung in einen dritten Wärmeaustauscher 19, in dem sie durch das unmittelbar aus dem Heizkörper 4 ablaufende Kondensat weiter erwärmt wird.

Die den dritten Wärmeaustauscher 19 verlassende relativ hoch vorgewärmte Spinnbadlösung gelangt dann in einen Erhitzer 25, in dem sie auf eine Temperatur erwärmt wird, die um ca. 10 bis 15° über der Temperatur der Spinnbadlösung im Eindampfer 1 liegt. Der Erhitzer 25 wird über eine Speiseleitung 26 mit Heizdampf beheizt. Der über die Leitung 26 zugeführte Heizdampf verläßt den Erhitzer 25 über eine Leitung 27 als Kondensat

Die im Erhitzer 25 aufgeheizte Spinnbadlösung wird über eine Rohrleitung 34 einem aus zwei Stufen 35, 36 bestehenden Entspanner zugeführt. In diesem Entspanner wird die Spinnbadlösung stufenweise entspannt und abgekühlt, wobei der bei der Entspannung freiwerdende Wasserdampf den in der Spinnbadlösung enthaltenen Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff bis auf geringe Spuren aufnimmt und mitnimmt, die noch in der Lösung verbleiben. Die in diesen beiden Entspannern praktisch vollständig entgaste, d. h. von den flüchtigen Bestandteilen befreite Spinnbadlösung wird dann über eine Leitung 29 dem Eindampfer 1 mit Eindampftemperatur zugeführt und dort unter Atmosphärendruck eingedampft.

Der im Entspanner 35, 36 freiwerdende Brüden, einGemisch aus Wasserdampf, Schwefelkohlenstoff und Schwefelwasserstoff, wobei die beiden letzten Komponenten dampfförmig vorliegen, wird über eine Leitung 30 einem Austauscherverdampfer 31 zugeleitet.

Sekundärseitig wird dem Austauschverdampfer 31 das aus dem Erhitzer 25 ablaufende Heizdampfkondensat über die Leitung 27 zugeführt Unter Kondensation des über die Leitung 30 zugeführten Entspannerbrüden wird das über die Leitung 27 zugeführte Erhitzerkondensat, das ein reines Heizdampfkondensat ist, im Verdampfer 31 fast restlos wieder verdampft Der dadurch im Austauscherverdampfer 31 sekundärseitig entstehende reine Wasserdampf wird über die Leitung 32 dem aus dem Eindampfer 1 abgezogenen und im Wäscher 7 gereinigten Brüden zugesetzt, und zwar entweder vor dem Thermokompressor 12 oder nach dem Thermokompressor 12, hier in der in F i g. 1 gezeigten Anlage vor dem Thermokompressor 12.

Nach der Kondensation des über die Leitung 30 dem Verdampfer 31 zugeführten Entspannungsbrüden werden der Schwefelwasserstoff und der Schwefelkohlenstoff mit der praktisch noch seiner Sättigung entsprechenden Wasserdampfmenge bei Atmosphärenspannung der Weiterverwertung über eine Leitung 33 zugeführt.

Um die Konzentration des im abziehenden Brüden enthaltenen Schwefelwasserstoffs bzw. Schwefelkohlenstoffs noch zu erhöhen, kann das abgezogene Gemisch in einem nachgeschalteten Kühler nachgekühlt werden, um dadurch noch zusätzliche Wasserdampfmengen aus dem der Verwertung zuzuführenden Produktgemisch auszuscheiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Eindampfen wäßriger Losungen, die flüchtige Bestandteile enthalten, in einem Eindampfer, unter Verwendung eines Thermokompressors, insbesondere zum Eindampfen von Spinnbadlösungen, die Schwefelwasserstoff und/oder Schwefelkohlenstoff enthalten, wobei die Lösung d id

nungseindampfanlage zumindest dort, wo elektrische Energie preiswert zur Verfügung steht, wirtschaftlicher betreiben zu können. Aus Gründen der Energiccinsparung werden dabei die bei der Eindampfung entstehcnden Brüden zur Beheizung der einzudampfenden Lösung im Eindampfer verwendet, und zwar nach vorausgehender Kompression im Thermokompressor. Vor der Kompression des Eindampferbrüdens, muß dieser gewaschen und neutralisiert werden, um eine Kruslcnbil-

vor dem Eindampfen zum Abziehen der flüchtigen 10 dung und Korrosion im Thermokompressor zu verhin-Bestandteile entspannt wird und der bei der Ent- dern.