DE3123365A1 - "verfahren und vorrichtung zum konzentrieren von alkalilauge" - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrishtiing zum Konzentrieren von AlkaLilauge

der Brfinäung ist ein Verfahren zum Konzentrieren

von ^!kalilauge, bei welchem die Lauge bei Atmosphärendruok in Fon eines beheizten Fallfilms zu praktisch wasserfreier Schmelze koassatrlert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens»

!©H-Saaugen fallen z.B. bei der (^bierherstellung durch

als 11 ~ 5O$Lge Lösung an· Bs 1st bekannt, l$msng&®. la Fallfilmverdampfern zu praktisch wasserfreier

arafsukonsentrieren und die Schmelze anschliessend in zu giesse» βάβτ zu Schuppen oder Prills weiter zu verarils besonders wirtschaftlieh im Hinblick auf die Energie- imt gich das Arbeiten unter Atmosphärendruck erwiesen, im diesem Fall «!!«Entstehenden Brüden ohne Verdichtung direkt Vorkonzentrleren der Laug© verwendet werden kann, was eine Energieeinsparung bedeutet.

Es Itatand mb®r bisher eine Schwierigkeit, solche Hochkonzen-'unter Atmospharendruck zu betreiben, weil NaOH- und smr hohe Siedetemperaturen bei Atmosphärendruok tmd gleichzeitig sehr korrosiv sind, so dass die ver

K©nstruktl©nsmateriallen äusserst grossen thermischen

Belastungen ausgesetzt

Zusemmeshfingen heraus war ®s bisher in der Praxis kaum MkaLIgelmelze-'Hoohkonzentriervorriohtungen zu betrei-

wurden sie unter Vakuum betrieben und es konnte Geisse BMkQ®wli\mm& der Brüdenwlrme stattfinden, oder aber

AtmoepMlrendruok betrieben - bei gleichzeitiger Brüdenwärme - mit dem Ifachtoil, dass dl® Behoch Iag6n₉ dass die Dauerhaftigkeit der war»

I C

Es ist nun das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein das Fallfilmprinzip anwendendes Verfahren mit entsprechender Vorrichtung zum Konzentrieren von Alkalilauge vorzusehen» welches die oben geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist«

Zu diesem Zweck ist das orfindungsgemässe Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die vom Filmträger ablaufende Alkalischmelze getrennt von den Brüden aufgefangen und weiter geleitet wird«

Die ebenfalls erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dbsei Verfahrens» die mindestens ein mit einem Heizmantel versehenes§ als Fallfilmträger dienendes zylindrisches Verdampferrohr aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der unteren Rohrkante eine an eine Ablaufleitung angeschlossene, ringförmige Auffangrinne für die Schmelze zugeordnet ist, während der Xnntnraum des Rohres durch die Ringöffnung der Auffangrinne hinduroh mit einem Brüdensammelkanal in Verbindung steht«

Dieses getrennte Auffangen und Wegführen von Schmelze und Brüden verhindert, dass sich die konzentrierte Schmelze und die Brüden nach dem Austritt aus den Verdampferrohren wieder vermischen· Dies würde nämlich den Wassergehalt der konzentrierten Schmelze wieder beträchtlich erhöhen, da die Brüdenc-ärspfe, wenn sie das Verdampferrohr verlassen, mit der Schmelze nicht im Siedegleichgewicht stehen, d.h. eine !Temperatur aufweisen, welche unter der Siedetemperatur der Schmelze liegen. Dies rührt daher, dass im Oberteil des Verdampferrohres ausgedampfte Brüden auf dem Wege bis zur Rohrunterkante längst nicht auf Siedetemperatur der konzentrierten Schmelze aufgeheizt werden«

Die erfindungsgemässe sofortige Trennung von Schmelze und Lrüde.. an der Rohrunterkante ist nun insofern von wirtschaftlicher Bedeutung, als bereits bei relativ gesehen niedrigen Betriebstemperaturen die verlangten hohen Endkonzentrationen erreicht werden können, und zwar auch bei Betrieb unter Atmosphärendruck· E* können also zwei Ziele erreicht werden, nämlich die Wiederverwendung der Brüdenwärme als Folge des Betriebs bei Atmosphärendruck und gleiol zeitig dia relativ gesehen niedrige Betriebsteajperatur und die

BAD ORIGSNAL

«äaniit msam®ishflsg<jnde längere Lebensdauer der Konzentriervorriohtumg*

erfol^t bei üblichen Verdfiiapf er systemen, welche nicht mit ©Imer Aufiangrliane für die konzentrierte Schmelze ausgerüstet Blnd_s im Sassmelkanal* d«h. im Brüdenabscheider₍ eine Durchmischung äe¹ k©nsentrierten Schmelze und der Brüden und somit eine beträcht-· 3,1 ;he Veräünntmg dor konzentrierten Schmelze, bis diese und die Brisen wieder im Toaaperaturgleichgewicht sind. Es wurde beobachtet $ dass unter diesen Bedingungen die Konzentration der Schmelz· «leder- im nahezu ein halbes Prozent abnehmen kann; was zu einer nngeraigenäOU Konzentration führt₉ \mim die Schmelze zn Schuppen @d©r Prills verarbeitet werden soll.

von den offensichtlichen verfahrenstechnischen Vorteilen bringt das von den Brüden getrennte Auffangen und Ableiten der kon-

Schmel.se noch den Vorteil, dass die hochkorrosive mi©ht mit dem ganzen Abscheidarsystea für Schmelze und BriMea im. BertUurang kommt, sondern nur dessen Schmelze führenden i_s mLehe eina relativ geringe Menge an hochwertigem Konstruk-

erfordern und leicht ausgewechselt werden können, während der voluminöse Teil des Abscheidersystems, nämlich der Brudeimfes^gkaiial» aus sehr dünnem Material bestehen kann, da er nicht mofas? in Kontakt mit der korrosiven Schmelze steht und damit keinen IC®r3?®si®ns®3trag erleidet«

lie Bfflstaög ist Lm folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung vBtoae erläutert. In der Zeichnung zeigtJ

go 1 setaiatisuh im Yertikal schnitt eine Konzentriervorrichnach der Erfindung mit mehreren Fillfilmverdampfer-

Fig«, Z la gr@60er6!a Massstab yjad ist Jxlaieehnitt die untere

©iaes Verdampferrohres mit Auffangrimie für die

BAD ORIGINAL

In der Zeichnung alnd mit 1 zylindrische Verdempferrohre bezeichnet, die je von einem relativ engen Heizmantel 2 umschlossen sind Auf dem oberen Saide jedes Verdampferrohres 1 ist ein Verteilkopf 3 angeordnet; diese Verteilköpfe 3 sind an eine Lsugen-Zuftihrleitung 4 angeschlossen. Der innerhalb des Verteilkopfes 3 liegende, obere Rand 5 des Rohres 1 ist als gezackter tfeberlaufrand aus· gebildet« Die Heizmäntel 2 sind unten an eine Zuführleitung 6 für eine Wäncaträgerflüesigkeit, z#B, eine anorganische Salzschmelze» und unten an eine Sammelleitung 7 zur Rückführung der Wärmetrügerflüssigkeit zu einer nicht gezeichneten Aufhciizvorrichtvng angeschlossen· Am unteren Ende Jedes Verdampf errolire» 1 ist ,ja eine der Rohrkante zugeordnete ringförmige Atiffangrinne 8 vorgesehen; alle Auffangrinnen 8 sind Über Auslassrohre Sb on eine gemeinsame Ablaufleitung 9 angeschlossen, die zu einem nicht gezeichneten Sammelbehälter führt* Durch die Ringöffnung 8a der Ablaufrinne ι 8 hinduroh steht der Innenraum jedes Verdampfen-ohres 1 isit einem Brüdenkanal 10 in Verbindung, dessen Auslass mit einem Tropfenabsoheidor 11 vergehen ist·

Eine bee iders vorteilhafte Ausführungsfona der unteren Rohrpartie mit . offangrinne int in Fig. 2 dargestellt» Die Innenwand der mit hoch; ezogener und uinwärtsgebogener Außenwand am Verdaacpferrohr 1 ar-liegenden Auf.fangrinne 8 endet »it ihr^r oberen Stirnrandfläche 12 in geringem Abstand unter der untaren Stimrandfläche IZ des Verdampferrohres 1 und besitzt eitlen geringfügig grösseren InnendurohmBsser als das Rohr 1« Sowohl die Stirnrandfläche IT' des Rohres 1 als auch die Stirnrandfliche 12 der Innenwand der Auffangrinne 3 sind unter Bildung einer scharfen ussen- bzw. Innenkante spitzwinklig konisch nach auesen abgeschrägt· Der Kantenwiiikel kann zwischen 16° und 45°gewählt ε ein, wobei ich ein Wink 1 von etwa 27° als besonders vorteilhaft erwiesen iiat» Die Anor nung ist dabei zweckmässig so getroffen, dass die scharfen Endk inten der beidan Stirnrandflächen 12_f 13 etwa in der glei chen Ebene liegen.

Beim beispielsweisen Betrieb der beschriebenen Sonzentriervorrichtung wird die Wärmeträgerflüssigkeit mit einer Temperatur von 450⁰C üt ?r die gecieinsaae Zuführleitung 6 zu der Verdampfervor-

BAD ORIGINAl

rie&fcung rind, von dort zu den einzelne:,! WörmetrSgerraSnteln 2 geleitet und verlässt die Vorrichtung ü!>er die Sammelleitung 7 "mit eimer Temperatur von 390⁰C, 50%lgo HaOE-Lösung wird mit einer von 4O⁰C durch die Leitung 4 in die Verdampferrohre

Ib welchen die in Form olnee zusammenhängenden Films nach unten fliesst. Im obersten Teil stück der Rohre 1 wird öle IfaOH-Iiöswng zunächst auf eine Siedetemperatur ν m 140°C auf-

und anschXleesend im Verlaufe der weiteren lohrdurohströ-Ma auf eine Konzentration von 99#3 % aufkonzr itriert* Der aus konzentrierter ßohmelze wird lait einer Sei »eratur von in den Auff xngrinnen 8 aufgefangen· Dabei fliosst der

der konischen Stis?nrandflache 1; der Rohre

1 nach aussent fällt von der Rohrkante nach unten auf die Stirnyanifläöfae Xz der Äwffangrinne 8 und gelangt von dort sicher in diese Rinne» Es hat sieh gezeigt_f dass sich im Verdampferrohr 1 @ell»st_f hauptsächlich in dessen unteren Teil, bereits eine ausgeprägte fre:mung zwischen Flüssigkeitsfilm (Schmelze) und ¥aeserdaagäf ßtro23 (Brüden) ausbildet und dies© Trennung wird vollständig, -wenta aa unteren Rohrende wie erwähnt, der Schmelsenfilm naot -mms&& fliesst und in die Auffangrinne 3 gelangt, während dl® im Rohr 1 naoh unten ziehenden Brüden durch die Ringöffnung <·' a des¹ Anffaagrinnen β hindurch in den BrUdenkanaL 11 gelangen· l^Ts 1st. bener^enswertf dass.·^ an dieser Stelle die Briidenteraperatur fflap 33O⁰C beträgt· Dies entspricht einer Miachcenisperatur c'©r swtaebeB 2,40 und 430⁰C ausdaispfenden Wassermenge.

Die- latssteiebeiie feennung von Schmelz.0 und Brüden gewShrleistet "die am Röhrende erreichte höhe Alltalikonzentration auch erhalten bleibt«

£a vwst^ht sieh} dass das untere Ende des Terdaiapferrohres 1 sts&t MBlsch angssehrägt auch entsprechend konisch ausgeweitet B©im lcannl v-easntlioh ist nur, dass die unter@ Ablaufkante des Hotels raiiel eusserhal'b der Oberkante der Innenwand der Auffangriime S Hegt, wobei der Innendurchmesser dieser Innenwand höohstemis gleich aom Sisaendurchmessor de» Rohres 1 sein sollte, am

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zu verhindern, dass die im Rohr 1 relativ wandn&h nach untea strömenden Brüden durch die Innenv/and der Auffaixgririne ebenfalls naoh aussen abgelenkt worden· Es ist anderseits auch möglich, die Innenv/and der Auffangrinne mit einer wandnah in das Ende de ο Verdampf errohres 1 hineinragenden Schällsaate zu versehen* die schon unmittelbar vor den Rohrende eine !trennung von film und Brüdenstrom bewirkt*

BAD ORIGINAL

Leerseite

Claims (5)

Verfahren und Vorrichtung zum Konzentrieren von Alk?»lilauge Patentansprüche

1. Verfahren zum Konzentrieren von Alkalilauge, bei welchem die Lauge bei Atmosphärendruck in Form eines beheizten Fallfilms zu praktisch wasserfreier Schmelze konzentriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Filmträger ablaufende Alkalischmelze getrennt von den Brüden aufgefangen und weitergeleitet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die mindestens ein mit einem Heizmantel (2) versehenes, als Fallfilmträger dienendes zylindrisches Verdampferrohr (l) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der unteren Rohrkante eine an eine Ablaufleitung angeschlossene, ringförmige Auffangrinne für die Schmelze zugeordnet ist, während der Innenraum des Rohres durch die Ringöffnung der Auffangrinno hindurch mit einem BrUdensammelkanal in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stirnrandfläche (12) der Innenwand der Auffangrinne (8) nach aussen hin konisch abgeschrägt ist, wobei Rohrwand und Innenwand der Auffangrinne etwa in vertikaler Flucht miteinander angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch die untere Stirnrandfläche (13) des Verdampferrohres (1) unter dem gleichen Winkel wie die Stirnrandfläche (12) der Rinnen-Innenwand nach aussen hin scharfkantig konisch abgeschrägt

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ist, wobei der Kantenwinkel beider Flächen (12, 13) zwischen 16° und 45° liegt und vorteilhaft 27° betragt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des Verdampferrohrss unter einem zwischen 16° und 45° liegenden Winkel konisch erweitert ist·

ORIGINAL INSPECTED