DE3320743C2

DE3320743C2 -

Info

Publication number: DE3320743C2
Application number: DE19833320743
Authority: DE
Inventors: Rolf 6525 Westhofen De Schnitzler
Original assignee: Hermann Strassburger & Co KG Filter- Ufilterschichtenfabrik 6525 Westhofen De GmbH
Current assignee: Hermann Strassburger & Co KG Filter- Ufilterschichtenfabrik 6525 Westhofen De GmbH
Priority date: 1983-06-09
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1991-02-28
Also published as: DE3320743A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Regenerie rung eines Inertgases einer Entschwefelungsanlage von Süßreserven nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Süßreserve wird dem Wein vor dem Abfüllen zur Harmonisie rung des Geschmacks zugesetzt. Der für die Süßreserve verwendete Most muß daher im Herbst steril eingelagert werden, um bei Abfüllen des Weines unvergoren und in ursprünglicher Qualität zur Verfügung zu stehen. Üblicher weise wird der Most mit Schwefeldioxid geschwefelt. Dieses Schwefeldioxid muß dann direkt vor dem Abfüllen wieder entfernt werden. Hierzu wird ein physikalisches Verfahren verwendet, bei dem die schweflige Säure als Schwefeldioxid bei erhöhter Temperatur kontinuierlich aus dem Most ausge trieben und von einem hindurchgeleiteten Inertgasstrom aufgenommen wird. Der erforderliche innige Kontakt zwi schen dem Most und dem Inertgas erfolgt in einer Desorp tionskolonne, die üblicherweise von beiden Stoffen im Gegenstrom durchströmt wird. Als Inertgas, das das ausge triebene SO₂ aufnimmt, dient üblicherweise Stickstoff.

Das mit dem Inertgasstrom abgeführte SO₂ wird in einer nachgeschalteten Neutralisationsstufe chemisch an Kalk milch gebunden, wonach das vom SO₂ befreite Inertgas in einem geschlossenen Kreislauf wieder der Desorptionskolon ne zuströmt.

Bei einem aus der Offenlegungsschrift FR 22 79 342 bekann ten Verfahren wird der das SO₂ tragende Inertgasstrom unten in einen Kalkmilchbehälter geleitet, um dann auf grund des geringeren spezifischen Gewichtes in der Kalk milch aufzusteigen, wobei sich das SO₂ chemisch mit der Kalkmilch verbindet. Das sich oberhalb der Kalkmilch sam melnde Gas wird dann wieder abgepumpt und neuerlich der Desorptionskolonne zugeführt. Sobald dann die Kalkmilch gesättigt ist, wird sie gegen frische Kalkmilch mittels einer Pumpe ausgetauscht. Der Gastransport zwischen Kalk milchbehälter und Desorptionskolonne erfolgt mittels einer Vakuumpumpe.

Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß aufgrund mangelnder Vermischungsintensität zwischen Inertgas und Kalkmilch ein nicht unwesentlicher Teil des Schwefeldio xids innerhalb der Gasblasen, die in der Kalkmilch aufstei gen, verbleibt, so daß nur ein Teil des Schwefeldioxids von der Kalkmilch gebunden wird. Entsprechend ist die Aufnahmekapazität des Inertgases für die Aufnahme von neuem SO₂ in der Desorptionskolonne eingeschränkt bzw. die Entschwefelungsqualität der Süßreserve verringert.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens ist die als Zellenpumpe ausgeführt Vakuumpumpe den Säuren ausgesetzt, die im Inertgas verblei ben, so daß hier eine erhebliche Korrossion vorhanden ist.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regenerierung des Inertgases sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu entwickeln, bei denen eine vollständigere Bindung des in dem Inertgas enthaltenen SO₂ durch die Kalkmilch erfolgt unter Verwen dung von möglichst korrossions- und störunanfälligen Appa raten.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Verfah rens durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 genann ten Merkmale gelöst. Bezüglich der Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens sind es die Merkmale des Anspruchs 3.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß auf grund des Spritzkegels die Kalkmilchoberfläche, die mit dem Inertgas in Berührung gelangt, wesentlich vergrößert wird. Es findet somit eine intensive Durchmischung von Kalkmilchsprühteilen und Inertgas statt. Aufgrund des Spritzkegels entsteht zudem ein dynamischer Vorgang, der eine besonders gute Durchmischung gewährleistet. Der zur Erzeugung des Spritzkegels erforderliche Förderdruck wird durch die ohnehin vorhandene Kalkmilchpumpe erzeugt. Das Inertgas löst sich aus der Kalkmilch auf natürliche Weise, nämlich aufgrund des unterschiedlichen spezifischen Ge wichts, nachdem diese das Schwefeldioxid gebunden hat.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient die Bewegungsenergie des Spritzkegels zum Antrieb der Inertgasförderung. Hierdurch wird die bei der bekannten Anlage verwendete Vakuumpumpe eingespart, wodurch außer Material- und Energiekosten auch mögliche Störausfälle eingespart werden.

Ein ganz wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß aufgrund des Verfahrensablaufes das System geschlossen werden kann. D.h., der Schwefel muß nicht an die Luft abgegeben werden, sondern wird gebunden entfernt.

Die in Anspruch 3 beanspruchte Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens nach Anspruch 2, gemäß der zur Spritzkegelerzeugung eine Wasserstrahlpumpe verwendet wird, die dann gleichzeitig zum Antrieb der Inertgasförde rung dient, hat den Vortzeil, daß ein in anderen Anwendun gen erprobter Apparat verwendet wird, der zudem keine beweglichen Teile aufweist und somit nicht störanfällig ist. Aufgrund der mit einer Wasserstrahlpumpe erzeugbaren erheblichen Unterdrücke ist ein hervorragendes Pumpmittel für das Inertgas gegeben. Aufgrund der in dieser Wasser strahlpumpe sich ergebenden dynamischen Bedingungen wird die Kalkmilch besonders fein zerstäubt und mit dem Inert gas aufgrund der Unterdruckverhältnisse gut gemischt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist stromab der Wasserstrahlpumpe ein Kalkmilchbehälter angeordnet, ober halb dessen Flüssigkeitsspiegel der Kalkmilch sich ein Gasraum für das Inertgas bildet, das dann von dort wieder zur Desorptionskolonne abgesogen wird. Da durch die Wasser strahlpumpe lediglich ein gutes Gemisch, aber keine Homogenisierung zwischen Inertgas und Kalkmilch entsteht, separiert sich im Kalkmilchbehälter Inertgas und Kalkmilch verhältnismäßig einfach und schnell.

Eine Flüssigkeitspumpe fördert dabei die als Fördermittel der Wasserstrahlpumpe dienende Kalkmilch aus dem Kalkmilch behälter zur Wasserstrahlpumpe. Für den Fall, daß in dem zur Desorptionskolonne führenden Vorlauf mit dem Inertgas noch Kalkmilchtröpfchen mitgerissen werden, ist in diesem Vorlauf erfindungsgemäß ein Tröpfchenabscheider vorgese hen.

Um diese Gefahr jedoch zu verringern, ist ebenfalls erfin dungsgemäß die Mündung des Ausgangsrohrs der Wassertrahlpumpe in die Kalkmilch, also unter den Flüssig keitsspiegel geführt. Hierdurch werden jegliche vom Gas getragene Tröpfchen der Kalkmilch in der großen Flüssig keitsmenge gebunden.

Erfindungsgemäß kann, um eine gute Entgasung der Kalkmilch zu erzielen, in dieser ein Rührwerk angeordnet sein, wel ches die Separierung von Gas und Milch fördert.

Da es sich bei der Anlage um ein geschlossenes System handelt, kann mit einem höheren Druck gefahren werden, wodurch die physikalischen und chemischen Reaktionen wesentlich beschleunigbar sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Arbeitstemperatur niedriger sein kann als bei den bekannten Anlagen, da aufgrund der günstigen dynamischen Verhältnisse und des höher einstellbaren Systemdrucks bei etwa 80 bis 85 Grad Cel sius eine Reaktion besteht, wie bei den bekannten Anlagen bei ca. 100 Grad Celsius. Hierdurch wird die Süßreserve besonders schonend behandelt, wodurch keine Aromaverluste auftreten - die Qualität der Süßreserve bleibt somit voll erhalten. Hierbei wirkt sich auch die geschlossene Arbeits weise des Verfahrens aus, da ohne Luftzutritt auch quali tätsverschlechternde Oxydationen nicht auftreten können.

Erfindungsgemäß sind gezielte Aufheizungen von Kalkmilch und Inertgas vorgesehen, nämlich einerseits im Kalkmilchbe hälter selbst und andererseits im Vorlauf für das gereinig te Inertgas zwischen Kalkmilchbehälter und Entschwefelungs anlage.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist vereinfacht in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: Es zeigen

Fig. 1 den Aufbau der Gesamtanlage mit Desorptions kolonne und Regenerierungsanlage als Schema und

Fig. 2 den Aufbau einer Regenerierungsanlage.

Beschreibung des Erfindungsbeispiels

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Schema einer Gesamtanlage zur Entschwefelung von Süßreserven ist links im Schema eine Desorptionskolonne 1 dargestellt, die mit einer rechts in der Figur dargestellten Regene rierungsanlage 2 zusammenwirkt. In der Desorptions kolonne wird die Süßreserve über ein Inertgas ent schwefelt und in der Regenerierungsanlage 2 wird wiederum das Inertgas zur Wiederverwendung rege neriert, indem ihm der Schwefel wieder abgenommen wird.

Die geschwefelte Süßreserve wird über eine Pumpe 3 und einen Wärmetauscher 4 durch eine Leitung 5 von oben in die Desorptionskolonne 1 eingeführt, die sie im Gegenstrom zu einem unten bei 8 in die Kolonne zugeführten Abgasstrom durchströmt. Hierbei gibt sie das Schwefeldioxid in dem gewünschten Maße an das Inertgas ab, um dann im unteren Teil der Kolonne, dem Kolonnensumpf 7, als entschwefelte Süßreserve vorzuliegen. Diese aufgewärmte Süßreserve strömt dann aus diesem Kolonnensumpf 7 über die Abflußleitung 8 und den Wärmetauscher 4 sowie einem Kühler 9 zum Verbraucher. Im Wärmetauscher 4 wird die zuströmende Süßreserve regenerativ von der ablaufenden entschwefel ten und stark erwärmten Süßreserve vorgewärmt.

Die Regenerierungsanlage 2 arbeitet mit einer dynami schen Pumpe 10, bei der aufgrund der durch mindestens einen Flüssigkeitsspritzkegel erzeugten Bewegungsenergie das Inertgas über eine Saugleitung 11 angesaugt, mit der Flüssigkeit stark vermischt und über ein Ausgangs rohr 12 einem Kalkmilchbehälter 13 zugeführt wird. Als Flüssigkeit für den Spritzkegel dient Kalkmilch, die über eine Abflußleitung 14 unten dem Kalkmilchbehälter 13 entnommen wird und über eine Pumpe 15 und Druck leitung 16 der Düse für den Sprizkegel in der dynami schen Pumpe 10 zugeführt wird. In der Druckleitung 16 ist eine Heizvorrichtung 17 zur Aufwärmung der Kalkmilch angeordnet. Im Kalkmilchbehälter 13 ist ebenfalls eine Heizvorrichtung 18 angeordnet, um die für die physika lisch chemischen Reaktionen erforderliche Temperatur zu erhalten. Die thermostatisch gesteuerte Heizung 17 in der Druckleitung 16 ist lediglich als Ergänzungs heizung gedacht, beispielsweise für das Anlaufen der Anlage, um in der Leitung befindliche kalte Kalkmilch zu erwärmen oder die im Kalkmilchbehälter vorhandene Kalkmilch auf die günstige Arbeitstemperatur aufzuheizen, bevor sie in die dynamische Pumpe 10 eintritt.

Der Kalkmilchbehälter 13 ist bis zu einem Flüssigkeits spiegel 19 mit Kalkmilch gefüllt, welche dadurch einen Gasraum 20 für das Inertgas begrenzt. In diesem Kalk milchbehälter 13 separiert sich das Inertgas von der Kalkmilch insbesondere bei bestimmten Temperaturen, wobei aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Gewichte sich das Gas in dem Gasraum 20 sammelt. Aus diesem Gas raum strömt dann das regenerierte Inertgas, also von SO₂ getrennte Gas, über einen Vorlauf 21 zur Stelle 8 in der Desorptionskolonne 1, um dort wieder SO₂ aus der ent gegenströmenden Süßreserve aufzunehmen. Im Vorlauf 21 ist eine thermostatisch geregelte Heizung 22 angeordnet, die dem Inertgas eine Temperatur eingibt, die leicht un ter der Temperatur der Kalkmilch im Kalkmilchbehälter 13 liegt.

Der Gasraum 20 im Kalkmilchbehälter 13 ist über eine Gaszufuhrleitung 23 mit einer Inertgasquelle 24 ver bunden, wobei über ein Druckregelventil 25 der System druck einstellbar ist.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Regenerierungs anlage im Aufbau dargestellt. Über das im Schema der Fig. 2 bereits Dargestellte hinaus ist bei diesem Beispiel im Kalkmilchbehälter 13 ein Rührwerk 26 an geordnet, das durch einen Motor 27 angetrieben mit einem Quirl 28 in der Kalkmilch arbeitet. Durch die ses Rührwerk wird einerseits eine gute Temperaturver teilung der gesamten Kalkmilch erzielt, zum anderen eine gewisse Bewegung innerhalb der Kalkmilch, die das Separieren von Inertgas aus der Kalkmilch in den Gasraum 20 hin beschleunigt.

Als Kalkmilchpumpe dient bei diesem Beispiel eine Kanalpumpe 29.

Als dynamische Pumpe ist hier eine Wasserstrahlpumpe 30 eingesetzt, in deren Unterdruckraum 31 die von der De sorptionskolonne herführende Inertgassaugleitung 11 mün det. Die Druckleitung 16 der Kalkmilchpumpe 29 endet in einer Düse 32, die den spritzkegelförmigen Strahl 33 erzeugt. Der Kalkmilchstrahl 33 wird dann angereichert mit Inertgas in das Ausgangsrohr 34 geleitet, das sich zum Kalkmilchbehälter 13 hin konisch erweitert. Inner halb des Kalkmilchbehälters 13 kann dieses Rohr 34 mit einem Abschnitt 35 bis unterhalb des Flüssigkeitsspie gels 19 gezogen sein, um damit zu erreichen, daß das Kalkmilch-Inertgas-Gemisch in jedem Fall durch die Kalk milch strömen muß. Im Vorlauf 21 des Inertgases ist ein Tröpfchenabscheider 36 vorgesehen, um möglicherweise mit dem Inertgas in den Vorlauf 21 gelangende Tröpfchen teile vor Eintritt in die Desorptionskolonne auszuschei den.

Natürlich kann das erfinderische Verfahren auch in einer anderen konstruktiven Ausgestaltung verwirklicht sein, beispielsweise indem das Inertgas in eine Kalkmilch-Regen anlage geleitet wird und dadurch eine intensive Ver mischung erfolgt, oder indem beispielsweise Kalkmilch und Inertgas im Gegenstromverfahren vermischt werden, indem Inertgas achsgleich in den Spritzkegel eingeleitet wird.

Claims

1. Verfahren zur Regenerierung eines Inertgases einer Entschwefelungsanlage von Süßreserven durch Neutrali sieren des im Inertgas aufgenommenen SO₂ (Schwefeldio xid) mittels das SO₂ chemisch bindender Kalkmilch, dadurch gekennzeichnet, daß das SO₂ tragende Inertgas in mindestens einen aus der Kalkmilch gebildeten Spritzkegel (33) geleitet und nach Bindung des SO₂ an die Kalkmilch von dieser separiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsenergie des Spritzkegels (33) zum Antrieb der Inertgasförderung dient.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 2, mit einem Kalkmilchbehälter (13), der eine durch einen Flüssigkeitsspiegel (19) der Kalkmilch bestimmten Gasraum (20) aufweist, in dem sich das regenerierte Inertgas sammelt, um zur neuerlichen Verwendung über einen Vorlauf (21) in die Entschwefe lungsanlage (1) geleitet zu werden, gekennzeichnet durch eine Wasserstrahlpumpe (30), die einen vom Kalk milchstrahl durchsetzten zylindrischen Raum (31) auf weist, in den eine von der Entschwefelungsanlage (1) führende Saugleitung (11) für das Inertgas mündet und an den sich ein in den Kalkmilchbehälter (13) münden des Ausgangsrohr (34) anschließt, in das der Kalkmilch strahl (33) leitbar ist, und durch eine Flüssigkeits pumpe (15), die die als Fördermittel der Wasserstrahlpumpe dienende Kalkmilch aus dem Kalkmilch behälter zur Wasserstrahlpumpe (30) fördert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Ausgangsrohres in den Flüssigkeits spiegel (19) taucht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß sich das Ausgangsrohr (34) mindestens abschnittsweise in Richtung Kalkmilchbehälter (13) erweitert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsdruck der Anlage über den Gasdruck im Gasraum (20) einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (19) der Kalkmilch eine vorzugsweise thermostatisch geregelte Heizvorrichtung (18) für die Kalkmilch an geordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Kalkmilchbehälter (13) ein Rührwerk (26, 27, 28) für die Kalkmilch angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorlauf (21) für das entschwe felte Inertgas zwischen Kalkmilchbehälter (13) und Entschwefelungsanlage (1) eine vorzugsweise thermosta tisch geregelte Heizvorrichtung (22) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorlauf (21) für das gereinigte Inertgas durch Kalkmilchbehälter (13) und Entschwefe lungsanlage (1) ein Tröpfchenabscheider (36) für vom Inertgas mitgerissene Kalkmilch vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeitspumpe eine Kanal radpumpe (29) dient.