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Verfahren und Vorrichtung für das Abführen von Salz aus Verdampfern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abführen von Salz aus mehrstufigen,
mit Fallrohren ausgerüsteten Verdampfern (Vakuumkühlern), besonders für Kreiskristallisationsprozesse.
Um das Salz aus Verdampfräumen, in deren unterem Teile oder anschließendem Fallrohre
es sich sammelt, zu entfernen, ist es bekannt, es periodisch mittels einer Pumpe
herauszuschaffen oder mit der Lauge ununterbrochen oder mit Unterbrechungen nach
unten, beispielsweise in eine offene Rinne, abzuführen, in der das Salz mit bekannten
Mitteln, beispielsweise mit einer Schnecke, weiterbefördert wird.
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Die bekannte periodische Abführung hat den Nachteil, daß die Abführung
des Salzes dauernd überwacht werden muß und daß sich in der Abfuhrungsleitung ein
verhältnismäßig dicker, zu Verstopfungen neigender Salzbrei befindet, wenn nicht
gleichzeitig in unerwünschter Weise aus dem Verdampfraum zu viel Lauge mit herausgefördert
werden soll. Die zweite Art der Abführung ist nur möglich, wenn gleichzeitig auch
die ganze oder ein großer Teil der Lauge, die in den Verdampfraum einströmt, mit
dem Salz wieder herausgefördert wird.
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Dadurch wird im allgemeinen eine unerwünschte Absenkung des Flüssigkeitsspiegels
in dem Verdampfraume eintreten. Außerdem ist dies letztere Verfahren bei einer Verdampfanlage,
bei welcher mehrere Verdampfräume von der abzudampfenden Flüssigkeit nacheinander
durchflossen werden, nur bei dem von der Flüssigkeit zuletzt durchströmten Verdampfraume
möglich.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, wird nach der Erfindung das in den
Verdampfräumen niedersinkende Salz in geschlossener Rohrleitung, die mit den Fallrohren
der Verdampfer in unmittelbarer Verbindung steht, von einem quer zur Sinkbewegung
des Salzes unter den Verdampfern hindurchgeführten Strome von Endlauge fortgeschwemmt.
Dabei ist unter Endlauge diejenige Lauge zu verstehen, welche die Verdampfanlage
verläßt. Durch dies Verfahren der Erfindung wird erreicht, daß das Salz immer mit
viel Lauge vermischt gefördert wird, wodurch Verstopfungen vermieden werden, ohne
daß den Verdampfräumen nennenswerte Laugenmengen entzogen werden.
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Wichtig ist dabei, daß in einer geschlossenen Rohrleitung gespült
wird, die mit den Flüssigkeitsräumen der Verdampfer wenigstens an einer Stelle in
unmittelbarer Verbindung steht.
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Dadurch wird erreicht, daß die Spannungen an der Stelle, an welcher
das Salz in den Spüllaugenstrom hineinfällt, im Fallrohr und im Spüllaugenrohr fast
genau gleich sind. Lediglich durch die Rohrreibung kommen geringfügige Unterschiede
hinein. Hierdurch wird es möglich, auf mechanische Fördermittel, beispielsweise
auf Schnecken, verzichten zu können.
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In den Abb. I und 2 der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungen
von Vorrichtungen
für das Verfahren dargestellt, während Abb. 3
eine Einzelheit der Vorrichtungen in größerem Maßstabe zeigt.
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Bei der Vorrichtung nach Abb. I sind die Verdampfräume, die nacheinander
von der abzudampfenden Flüssigkeit durchflossen werden, mit Fallrohren a, b, c versehen,
in denen das Salz niedersinkt. Die Fußenden dieser Fallrohre münden in eine quer
unter den Fallrohren hindurchgeführte Mutterlaugenspülleitung d, und zwar unmittelbar
oder unter Zwischenschaltung eines Ventilverschlusses. Diese Mutterlaugenspülleitung
d wird gespeist aus der Druckleitung e der Pumpe f, welche die abgedampfte Lauge
aus der Verdampfanlage abführt. Um diese zum Spülen benutzte Mutterlauge von etwa
darin enthaltener Luft zu befreien, ist in die Leitung d, ehe sie das Fallrohr a
erreicht, ein Luftabscheider g eingeschaltet.
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Dies ist zweckmäßig, um zu verhindern, daß aus der Leitung d Luftblasen
in den Fallrohren a, b und c aufsteigen.
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Damit durch die Fallrohre a und b nicht außer dem Salz auch erhebliche
Mengen Lauge abgeführt werden, muß die Spannung in der Leitung d ebenso hoch oder
ein wenig höher sein als im Fallrohre. Das ist ohne weiteres dadurch zu erreichen,
daß die Strömungsgeschwindigkeit im Rohre d höher gewählt wird als in den Leitungen
h, durch welche die Lauge von einem Verdampfraume zum anderen überströmt.
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Die Flüssigkeit, welche das Rohr d durchströmt, tritt, mit Salz beladen,
in den unteren Teil des Behälters i, dessen oberer Teil durch das Standrohr K mit
der Außenluft in Verbindung steht, ein und schwemmt das Salz, vermehrt um dasjenige,
welches in der Leitung c niederfällt, durch das Rohr m in die Pumpe f, die im übrigen
die restliche Flüssigkeit durch das Rohr X aus dem Behälter i empfängt. Durch die
Höhe, in welcher dies Rohr n an den Behälter i angeschlossen ist, ist der Flüssigkeitsspiegel
in dem Behälter i festgelegt. Da die Flüssigkeitsführung durch die unter Unterdruck
stehenden Verdampfräume wie eine Heberleitung wirkt, so ist durch den Flüssigkeitsspiegel
im Behälter i auch der Flüssigkeitsspiegel im Ansaugegefäß o festgelegt, denn dieser
wird nur um so viel höher stehen als der Flüssigkeitsspiegel im Behälter, wie der
Strömungswiderstand bedingt, der beim Durchfluß der Lauge vom Gefäß o durch die
Verdampfkörper zum Behälter i entsteht. Bei genügend breiten Rohrquerschnitten und
bei völlig geöffnetem Absperrorgan p wird dieser Strömungswiderstand sehr gering
sein.
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Derjenige Teil der von der Pumpe f geförderten Flüssigkeitsmenge,
der nicht durch das Rohr d der Pumpe wieder zugeführt wird, setzt durch das Rohr
e mit dem in der Flüssigkeit enthaltenen Salz seinen Weg fort, um irgendeiner bekannten
Vorrichtung, durch die Salz und Lauge getrennt werden, zugeführt zuwerden.
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Um auch während des Betriebes nachprüfen zu können, ob sich an der
Einmündungsstelle der Fallrohre in die Leitung d keine Verstopfungen gebildet haben,
sind an den Fallrohren für das Salz von den Fußenden der Fallrohre im spitzen Winkel
zu diesen ausgehende, am freien oberen Ende zweckmäßig durch einen Deckel zu verschließende
Rohre q vorgesehen, die bis über die Höhe, in welcher die Spannung der Außenluft
herrscht, hinaufgeführt sind. In diesen Rohren q, die von demFallrohr abgezweigt
sind, befinden sich durch den Deckel r hindurchgeführte Stangen s, die zweckmäßig
aus Rohren bestehen. Mit Hilfe dieser Vorrichtung, die in Abb. 3 in größerem Maßstabe
dargestellt ist, können, wenn sich wirklich an der Einmündungsstelle der Fallrohre
in die Leitung d Verstopfungen zeigen sollten, diese während des Betriebes beseitigt
werden.
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Eine etwas abgeänderte Vorrichtung für das Verfahren zeigt die Abb.
2. In diesem Falle ist die Zuflußleitung zur Pumpe f, welche die Flüssigkeit, die
bereits ganz abgedampft ist, aus dem Behälter i abführt, zur Spülleitung d gemacht.
In diesem Falle ist an den Einmündungsstellen der Fallrohre in die Spülleitung d
die Spannung in den Fallrohren etwas höher als in der Spülleitung, da die Flüssigkeit
durch das Fallrohr auf kürzerem Wege in die Spülleitung d gelangen kann, als wenn
sie durch den Behälter i hindurch dorthin gelangt. Es sind daher Abschlußorgane
t vorgesehen, welche immer dann geöffnet werden, wenn das Salz aus den Fallrohren
abgeführt werden soll.
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In Abb. 4 ist ein einstufiger Vakuumkühler nach der Erfindung dargestellt.
Aus dem Ansaugegefäß o tritt die heiße, abzukühlende Lösung durch den Schieber p
in den Unterdruckraum des Vakuumkühlers ein, wo die Flüssigkeit abdampf und sich
abkühlt. Die abgekühlte Lösung mit dem ausgeschiedenen Salz fällt durch das Rohr
c in das Auffangegefäß i, aus welchem die abgekühlte Lösung durch das Rohr n in
die Pumpe f gelangt, die sie in das senkrecht ansteigende Rohr e fördert. ç Ein
Teil der geförderten Flüssigkeit gelangt durch das Rohr d in den Luftabscheider
g, die beide hinter den Gefäßen und i liegen, und von hier weiter zum unteren Teile
des Auffangegefäßes i, aus dem das Salz, welches sich im unteren Teile ablagert,
durch diesen Spülstrom in den Austrittsstutzen m gespült wird, von wo das Gemisch
von Salz und Flüssigkeit ebenfalls in die Pumpe f gelangt. Die Leistung der Pumpe
f ist dabei größer gewählt als die Summe der Flüssigkeitsmengen, die durch das Fallrohr
c in das Aufnahmegefäßi gelangen und durch den Kreis strom zum Zwecke der Spülung
durch den unteren Teil des Gefäßes i hindurchgeführt
werden. Bei
einer solchen Förderleistung der Pumpe f wird erreicht, daß der Spiegel im Aufnahmegefäß
i immer in der Nähe des Anschlusses des Rohres an das Gefäß i steht.
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Infolgedessen stellt sich auch der Flüssigkeitsspiegel im Gefäß o
auf diese Höhe ein, da die Flüssigkeitsführung zwischen dem Ansaugegefäß o und dem
Aufnahmegefäßi, welches seinerseits durch das Rohr k mit der Atmosphäre in Verbindung
steht, eine Heberleitung bildet.
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Bei der Anwendung des Verfahrens der Erfindung auf eine einstufige
Anlage wird also der Vorteil erreicht, daß das Salz aus dem unteren Teile des Auffangegefäßes
i abgeführt wird, und zwar mit einer reichlichen Laugenmenge vermischt, ohne daß
die Gefahr des Leerpumpens des Gefäßes i und damit die Möglichkeit, daß Luft von
unten in das Fallrohr c eintritt, entstehen kann. Durch einen solchen Lufteintritt
würde das Vakuum im Verdampfraume vernichtet werden, wodurch der Betrieb der ganzen
Vakuumkühlanlage bzw. des Verdampfers gestört werden würde.