DE4304510A1 - Verfahren zur Rückgewinnung von Schwefelkohlenstoff aus einem Wasserdampf-Schwefelkohlenstoff-Gemisch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Schwefelkohlenstoff aus einem Wasserdampf-Schwefelkohlenstoff- Gemisch der Zellwollfabrikation, welches bei der Behandlung des Abwassers der Spinnfaserkabelschneidmaschinen und des Auf­ schwemmwassers mit Dampf entsteht.

Das Abwasser aus den Schneidmaschinen des Spinnfaserkabels und das Aufschwemmwasser, welches bei der Zellwollfabrikation an­ fällt, wird in einen Trog geleitet und dort gesammelt. In die­ sem Sammeltrog erfolgt eine Behandlung dieser Abwässer mit Dampf, wobei die Temperaturen bei ungefähr 98°C liegen. Das bei dieser Dampfbehandlung entstehende Wasserdampf-CS₂-Gemisch wird abgesaugt.

Zur Gewinnung des Schwefelkohlenstoffes aus diesem Wasser­ dampfgemisch ist es bekannt, durch Wärmeaustausch den Wasser­ dampf zu kondensieren und durch nachträgliches Abkühlen zur Kondensation den im Wasserdampf enthaltenen Schwefelkohlen­ stoff zu gewinnen.

Bei den bekannten Verfahren ist es üblich, das Gasgemisch mit einer Temperatur von 98°C mit Wasser oder einem anderen ge­ eigneten Kühlmittel im Gleichstrom anzusaugen und weiter­ zuleiten. Dabei kondensiert ein Teil des Wasserdampfes und das restliche Gasgemisch wird einem Schwefelkohlenstoffkondensator oder einer Aktivkohle-Absorptionsanlage zugeführt.

Das Kühlmittel, das gleichzeitig als Fördermittel dient, wird durch die hohe Temperatur des Gasgemisches auf Temperaturen von 50 bis 70°C erwärmt. Die Temperaturerhöhung des Kühl­ mittels ist abhängig vom Druckverlust im System, da in Abhän­ gigkeit vom Druckverlust unterschiedliche Mengen Kühlmittel zugeführt werden müssen.

Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß das Fördermittel gleichzeitig als Kühlmittel ist, demzufolge muß eine sehr große Flüssigkeitsmenge, die ja durch den Gastransport erwärmt wird, zur Kondensation abgekühlt werden. Das Abkühlen einer derart großen Flüssigkeitsmenge ist mit erheblichem Energie­ aufwand verbunden. Ein weiterer Nachteil an diesem bekannten Verfahren ist, daß relativ große Flüssigkeitsmengen benötigt und bewegt werden müssen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches Schwefelkohlenstoff aus einem Wasserdampf-Schwefelkohlenstoff Gemisch wesentlich wirtschaftlicher zurückgewinnt. Mit anderen Worten, ein Verfahren zur Rückgewinnung von Schwefelkohlen­ stoff aus einem Wasserdampf-Schwefelkohlenstoff-Gemisch, bei dem wesentlich geringere Flüssigkeitsmengen kondensiert werden müssen und welches von seiner Energiebilanz her wesentlich wirtschaftlicher ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß der Lehre des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung ist, daß der Brüden aus dem Sammelbehälter für Aufschwemmwasser und das Abwasser der Spinnfaserkabelschneidmaschinen im Gegenstrom mit einer Flüs­ sigkeit, insbesondere Wasser, gekühlt wird. Die Kühlung des Brüdens erfolgt dabei durch Berieseln des Gasgemisches mit der Kühlflüssigkeit.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Kühlflüssigkeit und Gasgemisch im Gegenstrom zueinander ge­ führt. Das gekühlte Gasgemisch wird aus dem Brüdenkondensator abgesaugt und in einem Flüssigkeitsstrahlapparat, insbesondere in einem Kaltwasserstrahlapparat kondensiert. Schwefelwasser­ stoff und der Wasserdampf kondensieren dabei zu über 99%. Das Kondensat mit dem verflüssigten Schwefelkohlenstoff läuft über einen Abscheider in einen Separator. Im Abscheider werden die unkondensierten Gase aus der Flüssigkeit abgeführt. Die ablau­ fende Flüssigkeit führt den verflüssigten Schwefelkohlenstoff mit, der sich in einem Separator sammelt. Der Schwefelkohlen­ stoff setzt sich im unteren Teil des Gefäßes ab und wird peri­ odisch und kontinuierlich abgezogen wird. Die restliche Flüs­ sigkeitsmenge wird abgesaugt und nach Rückkühlung in einem Wärmetauscher erneut dem Kühlkreislauf zugeführt.

Die Rieselflüssigkeit für den Wärmetauscher, insbesondere einen Brüdenkondensator, zum Kühlen des Brüdens aus den Sam­ melbehältern wird über einen Wärmetauscher zugeführt und in diesem durch Rückgewinnung von Wärmeenergie, aus der aus dem Brüdenkondensator austretenden Kühlflüssigkeit, vorgewärmt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll die Kühlflüssigkeit so weit vorgewärmt werden, daß sie mit einer Temperatur in den Brüdenkondensator eintritt, die so hoch ist wie der Siedepunkt des Schwefelkohlenstoffs entsprechend sei­ nem Teildruck im Gasgemisch. Diese Temperaturwahl ist ent­ scheidend dafür, daß im Brüdenkondensator noch keine Schwefel­ kohlenstoffkondensation eintritt, die die Verwendungsmöglich­ keiten des aus dem Brüdenkondensator austretenden Heißwassers, durch Anteile von gelöstem Schwefelwasserstoff, einschränken könnten. Die Vielfalt der Wiederverwendungsmöglichkeiten wäre begrenzt, wenn gelöster Schwefelkohlenstoff in diesem Heißwas­ ser enthalten wäre. Ein weitere Vorteil dieser Verfahrensfüh­ rung ist die Rückgewinnung der Wärmeenergie aus der Kühlflüs­ sigkeit des Brüdens, was eine erhebliche Energieeinsparung in diesem Verfahrensschritt mit sich bringt.

Das Gasgemisch wird durch einen Kaltwasserstrahlapparat aus dem Gegenstrom-Wärmetauscher angesaugt. Das Kaltwasser zum Be­ treiben des Strahlapparates dient in dieser Verfahrensstufe als Förderorgan für das angesaugte Gas und zur Kondensation des im angesaugten Gas enthaltenen Schwefelkohlenstoffs. Der im Gas enthaltene Schwefelkohlenstoff wird zu etwa 99% kon­ densiert.

Die Wassermenge zum Betreiben des Kaltwasserstrahlapparates ist dabei so bemessen, daß der Widerstand aller Apparate und Anlagen, die durchströmt werden, überwunden wird.

Durch die Kondensation des Schwefelwasserstoffgases im Kalt­ wasserstrahlapparat erfolgt eine Erwärmung des Kaltwassers, das mit einer Temperatur von 5°C oder mehr zugeführt wird, um 2 bis 3°C.

Nach der Kondensation des Schwefelkohlenstoffes im Flüssigkeitsstrahlapparat wird das Kaltwasser, auch Betriebs­ wasser genannt, in einen Behälter geleitet. Nach einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung ist dies ein Abscheider, in dem die im Betriebswasser noch enthaltenen Gase aus der Flüssigkeit abgetrennt und abgeführt werden. Das Betriebswas­ ser, welches nunmehr frei von Gasen ist, wird einem weiteren Behälter, insbesondere einem Separator zugeführt, um den An­ teil an gelöstem, flüssigen Schwefelkohlenstoff aus der Flüs­ sigkeit abzutrennen. Der abgetrennte Schwefelkohlenstoff wird aus diesem Behälter abgeführt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Restwasser des Betriebswassers wiederum in den Kalt- oder Be­ triebswasserkreislauf eingespeist und vor Zuführung in den Flüssigkeitsstrahlapparat rückgekühlt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt dabei ein Blockschaltbild der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rück­ gewinnung von Schwefelkohlenstoff aus einem Wasserdampf-Schwe­ felkohlenstoff-Gemisch, welches entsteht, wenn das Abwasser der Spinnfaserkabel-Schneidmaschinen und das Aufschwemmwasser für die Faserkabel mit Dampf behandelt werden.

Die Rückgewinnung des Schwefelkohlenstoffs aus diesem Wasser­ dampf-Schwefelkohlenstoff-Gemisch erfolgt dabei durch Abkühlen des Gemisches sowie anschließende Kondensation des Brüdens und nachfolgende Abtrennung der kondensierten und unkondensierten Bestandteile.

Über die Rohrleitung 1 wird der Brüden aus dem Sammelbehälter für das Abwasser der Spinnkabel-Schneidmaschinen und das Auf­ schwemmwasser des Spinnkabels mit einer Temperatur von ca. 100 °C einem Brüdenkondensator 2 zugeführt und mit Wasser, welches durch die Leitung 3 eingeleitet wird, im Gegenstrom berieselt und dabei abgekühlt.

Die Wasserzufuhr erfolgt über ein Ventil 9 und eine Leitung 7, die das Wasser in einen Wärmetauscher 5 einspeisen, in welchem dieses durch aus dem Brüdenkondensator 2 über die Leitung 4 austretende erwärmte Riesel- oder Waschwasser aufgeheizt wird. Das mit Tagestemperatur über die Leitung 7 zugeführte Wasser wird im Wärmetauscher 5 auf eine Temperatur von ca. 35 bis 40 °C vorgewärmt. Das so vorgewärmte Wasser gelangt über die Rohrleitung 3 in den Brüdenkondensator 2 und berieselt und kühlt im Gegenstrom den durch Rohrleitung 1 eingeblasenen Brü­ den. Das Riesel- oder Waschwasser erwärmt sich so, wie sich im Gegenstrom der Brüden abkühlt und dabei eine Temperatur von ca. 90°C. Über die Rohrleitung 4 wird das erwärmte Wasser aus dem Brüdenkondensator 2 abgeführt und in den Wärmetauscher 5 eingeleitet. Hier gibt dieses Wasser einen Teil seiner Wärme an das über die Steuerung 9 der Leitung 7 zugeführten Riesel- oder Waschwasser ab und wird über die Rohrleitung 6 einer wei­ teren Verwendung zugeführt.

Ein Wasserstrahlapparat 10 saugt über die Rohrleitung 8 den abgekühlten Brüden als Gasgemisch aus dem Brüdenkondensator 2 ab.

Der Wasserstrahlapparat wird mit einer Kaltwassertemperatur von höchstens 10°C betrieben und kondensiert das angesaugte Gasgemisch im Wasser so, daß über 99% des Schwefelkohlenstof­ fes verflüssigt werden.

Aus dem Wasserstrahlapparat 10 wird das Gas-Wassergemisch über die Leitung 11 in den Abscheider 12 eingeleitet. In diesem Ab­ scheider 12 werden die unkondensierbaren Gase aus dem Kalt­ wasser abgeschieden und über die Rohrleitung 13 an die Atmo­ sphäre abgegeben. Das Kaltwasser mit dem verflüssigten Schwe­ felkohlenstoff läuft aus dem Abscheider 12 über die Rohr­ leitung 14 ab und wird einem Schwefelkohlenstoffseparator 15 zugeleitet. Im unteren Teil des Separators 15 sammelt sich der Schwefelkohlenstoff und wird über die Rohrleitung 16 peri­ odisch oder kontinuierlich abgeführt. Der Separator 15 besitzt einen Überlauf, über welchen das Restwasser in die Rohrleitung 17 gelangt und kontinuierlich von der Pumpe 18 angesaugt und über die Rohrleitung 19 dem Wärmetauscher 20 zugeführt wird. Über die Rohrleitungen 22, 23 wird dieser Wärmetauscher 20 mit Kältemittel oder Kältesole beaufschlagt, so daß das Restwasser beim Durchlaufen des Wärmetauschers 20 auf mindestens 10°C abgekühlt wird. Das abgekühlte Restwasser wird über die Lei­ tung 21 erneut dem Wasserstrahlapparat 10 zugeführt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Schwefelkohlenstoff aus einem Wasserdampf-CS₂-Gemisch der Zellwollfabrikation, welches bei der Behandlung des Abwassers der Spinnfaserkabelschneidmaschinen und des Aufschwemmwasser mit Dampf entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Brüden mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in einem Wärmetauscher berieselt und abgekühlt wird, das verbleibende Gas durch einen Flüssigkeitsstrahlapparat abgesaugt und kondensiert wird, die unkondensierbaren Gase von der Flüssigkeit getrennt und abgeführt werden und der verflüssigte Schwefelkohlenstoff in einem Separator von der Flüssigkeit separiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Berieseln des Brüdens zugeführte Flüssigkeit durch rückgewonnene Wärmeenergie aus der Brüdenkühlung vorgewärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Brüden und Kühlflüssigkeit im Gegenstrom geführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsmenge zur Kondensation des Gasgemisches im Kreislauf geführt und rückgekühlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unkondensierbaren Gasbestandteile über einen Abscheider aus der Flüssigkeit abgeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Abscheider ablaufende Flüssigkeit zur Separierung des Schwefelkohlenstoffes einem Separator zugeführt wird und das Restwasser wieder in den Flüssigkeitskreislauf eingespeist wird.