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Verfahren und Vorrichtung zum Auskristallisieren von in Wasser gelösten
Salzen Es ist bekannt, Salze aus gesättigten Salzlösungen dadurch auszufällen, daß
man die Lösung auf tiefere Temperatur abkühlt. Je nach der Neigung der Sättigungskurve
wird dann eine größere oder geringere Menge des Salzes abgeschieden.
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Diese Abkühlung erfolgt zweckmäßig von der Oberfläche aus, und es
ist auch bereits bekannt, daß sie durch Verdampfung im Vakuum bewirkt wird. Es ist
ferner bekannt, den erzeugten Wasserdampf durch ein Dampfstrahlgebläse auf eine
so hohe Druck-und Temperaturstufe zu heben, daß er durch Kühlwasser niedergeschlagen
werden kann. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil eines hohen Dampfverbrauches.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den erzeugten Wasserdampf
unter Verwendung eines Dampfstrahlapparates oder auch ohne diesen an kalten Flächen
niederzuschlagen. Hierbei handelt es sich aber um Flächen, die im normalen Temperaturbereich
durch Luft oder Kühlwasser gekühlt waren.
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Bei Verwendung aller dieser bekannten Verfähren ist die Ausbeute der
Lauge keine erschöpfende.
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Es wurde nun erkannt, daß beim Auskristallisieren von in Wasser gelösten
Salzen durch Kältewirkung, die durch Verdampfung des Wassers im Vakuum hervorgerufen
wird, dadurch besonders günstige Resultate gezeitigt werden können, daß der entstehende
Wasserdampf durch Niederschlag an künstlich gekühlten Flächen im Dampfraum beseitigt
wird. Unter künstlich gekühlten Flächen sind hierbei solche zu verstehen, die beispielsweise
mit künstlich gekühlter Sole auf Temperaturen gebracht werden, die unterhalb des
normalen Temperaturbereiches des vorhandenen Kühlwassers bzw. der Kühlluft liegen.
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Die Verdampferfläche bedeckt sich nun während des Betriebes mit Eis
und muß öfter abgetaut werden. Dies kann dadurch vermieden werden, daß die Verdampferrohre
im Vakuum mit Sole berieselt werden, die nach Bedarf umgepumpt wird. Vielfach wird
hierzu die Restlauge Verwendung finden können, soweit sie nach entsprechender Verdünnung
eine tiefere Abkühlung ohne weitere Abscheidung erlaubt. Die Verdünnung erfolgt
von selbst durch die Kondensation des Wasserdampfes in der Sole. Die geeignete Konzentration
wird durch fortlaufende Entnahme eines Teiles der verdünnten Sole und Zuführung
einer entsprechenden Menge der Restlauge aufrechterhalten. Die Anordnung kann auch
so getroffen werden, daß nur die gekühlte und verdünnte Sole durch die Rieselvorrichtung
im Vakuum zirkuliert, die Kühlung dieser Sole aber außerhalb des eigentlichen Vakuumraumes
durch den Verdampfer der Kältemaschine erfolgt.
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Ist die verdünnte Restlauge wegen fortgesetzter Ausscheidungen nicht
geeignet, so lassen sich natürlich auch andere Salzlösungen verwenden, wie Chlornatrium-
oder Chlormagnesiumlösung.
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In beiden Fällen kann die vom Verdampfer abfließende, mit Wasser angereicherte
Salzlösung bzw. die Restlauge, auch wenn sie
nicht durch den Verdampfer
geht, zur Verringerung des Arbeitsbedarfes noch dadurch beitragen, daß sie zur Kühlung
des Kondensators der Kältemaschine herangezogen wird.
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Um das auf dem Boden abgelagerte Salz ohne Unterbrechung des Vakuums
im kontinuierlichen Betrieb entnehmen zu können, wird der Vakuumbehälter zweckmäßigerweise
in solcher Höhe ausgeführt; .daß die Flüssigkeitssäule in ihm dem Luftdruck das
Gleichgewicht hält. Dann kann der Behälter unten offen sein und in eine Salzlösung
eintauchen, deren freie Oberfläche unter Atmosphärendruck steht. Das ausgeschiedene
Salz kann in bekannter Weise aus diesem Behälter fortlaufend entnommen werden.
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Wenn der Betrieb kontinuierlich sein soll, muß die Lauge durch den
Behälter zirkulieren. Dies kann dadurch erreicht werden, daß .der Zufluß oben angeordnet
wird. Die Sole wird in diesem Falle durch das Vakuum in den Behälter hineingesaugt
und sinkt :dann nach der Abkühlung in den tieferen Behälter hinab. Auch wenn die
Sole durch mehrere Vakuumbehälter nacheinander strömen soll, um das Arbeiten mit
verschiedenen Verdampfertemperaturen zu ermöglichen, ist diese Anordnung vorteilhaft
und trägt zur Verringerung des Arbeitsaufwandes bei. Das Vakuum wird durch geeignete
Luftpumpen in bekannter Weise aufrechterhalten.
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Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine Einrichtung zur Durchführung
des Verfahrens schematisch senkrecht geschnitten dargestellt.
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Es bezeichnet hierbei a einen Vakuumbehälter, der mit seinem rohrförmigen
Ansatz al in einen mit Salzlösung gefüllten Behälter c taucht und der unmittelbar
mit einem Kondensator e verbunden ist. In diesem Kondensator liegt die Rohrschlange
des Verdampfers einer Kompressions- oder Absorptionskältemaschine. Im nach oben
offenen Behälter c ist eine Förderschnecke d angeordnet, die das ausgeschiedene
Salz austrägt. Durch einen Überlauf steht der Behälter c mit einem zweiten Behälter
& in Verbindung. Aus diesem Behälter c" pumpt eine Pumpe g die Sole in den Kondensator
e, aus dem sie wieder in den Behälter c1 zurückläuft, nachdem sie im Kondensator
die Verdampferrohre berieselt hat.
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Ein am Kondensator e vorgesehener Strahlapparat f hält das notwendige
Vakuum in der Apparatur aufrecht.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende: Die Sole, aus
der die Salze auskristallisiert werden sollen, gelangt bei b in die Apparatur, in
welcher vermittels des Strahlapparates ,f das notwendige Vakuum erhalten wird. Die
sich entwickelnden Dämpfe treten in den Kondensator e und schlagen sich an der Rohrschlange
des Verdampfers nieder, während das durch die Abkühlung sich ausscheidende Salz
im Behälter a bzw. im Rohransatz ai herab in den Solebehälter c gelangt, aus dem
es mit Hilfe der Schnecke d ausgetragen wird.
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Die ,dargestellte und beschriebene Apparatur soll nur rein schematisch
andeuten, auf welche Weise sich der Erfindungsgedanke durchführen läßt, während
sie auf konstruktive Durchbildung keinen Anspruch erhebt. Infolgedessen können gerade
in dieser Beziehung die verschiedensten Abänderungen getroffen werden, ohne dadurch
außerhalb des Rahmens der Erfindung zu fallen, zumal auch beispielsweise die ohne
weiteres im Rahmen der Erfindung liegende und erwähnte Verwendung mehrerer Vakuumbehälter
gerade in konstruktiver Beziehung besondere Anforderungen stellt.