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Verfahren zum Kochen von gasabscheidenden Lösungen.
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Bei vielen Rochprozessen, bei denen mit direktem Dampf gekocht wird,
der durch seine Kondensation die Flüssigkeit erwärmt, entwickeln sich aus der Flüssigkeit
Gase.
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Diese Gase sammeln sich zusammen mit dem nicht kondensierten Wasserdampf
oberhalb Flüssigkeit an und erhöhen den Druck im Kocher vorzeitig.
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Es ist bekannt, zur Vermeidung dieses sogenannten »kalten« Druckes
die schädlichen (;ase durch ein im obersten Teile des Behälters befindliches Rohr
abzuleiten. Dabei ergibt sich jedoch der Mangel, daß gleichzeitig mit den schädlichen
Gasen auch der NN asserdampf abzieht und dadurch ein Teil der für die Kochung bestimmten
Verdampfungswärme verlorengeht.
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Gemäß der Erfindung soll der Druck im Kocher möglichst nahe dem der
Temperatur der Flüssigkeit entsprechenden Sättigungsdruck gehalten werden dadurch,-
daß die druckerhöhenden Gase in geregelter Weise abgeführt werden, jedoch soll die
gleichzeitige Abführung von Wasserdampf hierbei möglichst vermieden. werden. Dies
wird dadurch erreicht, daß die Entgasungsleitung nur so lange geöffnet bleibt, als
die Temperatur der Lösung noch unter der Sättigungstemperatur bei dem entsprechenden
Druck liegt, während bei weiterer Temperaturerhöhung die Entgasungsleitung abgeschlossen
ist, um ein unerwünschtes Entweichen von Wasserdampf zu vermeiden.
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Ferner haben bei vielen Kochprozessen die sich entwickelnden Gase
ein höheres spezifisches Gewicht als der Wasserdampf, so daß im Innern der Kocher
sich der Wasserdampf oben und die ausgetriebenen Gase darunter befinden werden.
Die Entgasungsleitung wird deshalb vorteilhaft nicht an der höchsten Stelle des
Kochers angebracht, sondern mögiichst dicht über der Oberfläche der Lösung,
um
ein unnützes Abblasen von Wasserdampf zu verhindern. Bei Sulfit-Zellulose-Kochern
beispielsweise ist das den Druck hervorrufende Gas schweflige Säure, die ein spezifisches
Gewicht von 2,6 kg/cbm gegenüber einem spezifischen Gewicht des Wasserdampfes von
0,739 kg/cbm aufweist. Es wird also die schweflige Säure nach unten sinken, während
der nicht kondensierte Wasserdampf aufwärts steigen wird.
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Die Schließung der Entgasungsleitung soll gemäß der Erfindung in
Abhängigkeit von der im Innern des Kochers herrschenden Temperatur durch ein Ventil
erfolgen, das von einem Thermostaten selbsttätig gesteuert werden kann.
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Bei Temperaturen, die einem Sättigungsdruck über Atmosphärendruck
entsprechen, muß auch innerhalb des Kochers ein höherer Druck gehalten werden. Die
genaue Regelung des Druckes im Innern läßt sich dadurch erreichen, daß der Dampfdruck
einer nicht das Gas abscheidenden Flüssigkeit benutzt wird, um das Auslaßventil
der Entgasungsleitung zu steuern. Dies kann dadurch geschehen, daß der Druck im
Kocher, dem Dampfdruck der Steuerflüssigkeit entgegen, das Entgasungsventil zu öffnen
sucht, während der Druck der Flüssigkeit auf der anderen Seite ein Schließen herbeiführt.
Übersteigt nun der eine Druck den anderen, so erfolgt, je nachdem, ein Öffnen oder
Schließen des Ventils. Um zur Sicherheit im Innern des Kochers einen etwas über
Sättigungsdruck liegenden Druck zu halten, kann die Schließung des Ventils durch
eine Feder oder dadurch, daß eine Steuerflüssigkeit mit niedrigerem Siedepunkt und
bei gleicher Temperatur höherem Druck die Regelung besorgt, begünstigt werden.
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In der Zeichnung g sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. 1 einen Kocher mit tiefgeführter Entgasungsleitung und ein vom
Dampfdruck geregeltes Entgasungsventil, Abb. 2 einen Kocher mit Entgasungsleitung
deren Mündung auf dem Wasserspiegel schwimmt, und mit einfacher Thermostatenregelung.
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In Abb. I ist I der mit einer Flüssigkeit 2 gefüllte Kocher.
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Die Entgasungsleitung 3 ist in den mit Gas- und Wasserdampf gefüllten
Dampfraum 4 bis dicht über die Oberfläche der Flüssigkeit geführt.
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Die Leitung 3 ist durch ein Ventil 5 absperrbar, das einerseits vom
Druck im Innern des Kochers beeinflußt wird, anderseits von dem Dampfdruck durch
die Leitung 6, die mit einer Drucküb ertragungsflüssigkeit 7 gefüllt ist.
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Diese überträgt den im Behälter 8 durch die Regelungsflüssigkeit
9 bei bestimmter Temperatur ansteigendem Dampfdruck derart auf einen im Ventil befindlichen
Kolben, daß eine Erhöhung des Druckes über den im Kocher herrschenden Druck ein
Schließen des Ventils herbeiführt.
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Die Dampfzuführung zum Kocher erfolgt durch die Leitung 10 und die
Verteilungsdüsen I I.
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In Abb. 2 mündet die Entgasungsleitung 3 in einem Schwimmer 12, der
sich auf der Oberfläche der Lauge unabhängig vom Wasserstand befindet. Das Überströmen
der Gase erfolgt durch die Bohrung 13 und den Schlauch oder beweglichen Hebel I
4. Das Abschlußventil 15 ist in diesem Falle nur von der Temperatur der Kocherlauge
abhängig gemacht, die durch den Thermostaten I6 und die Leitung 17 das Ventil beeinflußt.
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Die Dampfzuführung erfolgt durch eine Anwärmdüse I8, die wieder aus
der Dampfleitung IO gespeist wird.
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PATENT-ANSPRÜCIIE : I. Verfahren zum Kochen von gasabscheidenden
Lösungen mittels Zuführung von direktem Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck
im Kocher durch Abführung von druckerhöhenden Gasen unter möglichster Vermeidung
der Abführung von Wasserdampf dem der Temperatur der Flüssigkeit entsprechenden
Sättigungsdruck dadurch nahegehalten wird, daß der Abfluß des Gases in Abhängigkeit
von der Temperatur der Flüssigkeit geregelt wird.