DE554004C

DE554004C - Process for the thermal connection of drying systems with vacuum cooling systems operated in stages

Info

Publication number: DE554004C
Application number: DE1930554004D
Authority: DE
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1930-10-30
Filing date: 1930-10-30
Publication date: 1932-07-04

Description

Verfahren zur wärmetechnischen Verbindung von Trockenanlagen mit stufenweis betriebenen Vakuumkühlanlagen Die Abwärme von Trocknerbrüden wurde schon zur Erzeugung von Niederdruckdampf nutzbar gemacht. Zu diesem Zweck wurden im Kreislauf geführte Wassermengen in einem Wärmeaustauscher mit den Trocknerbrüden in innige Berührung gebracht. Das Wasser erwärmte sich dabei durch die Kondensation eines Teils des in den Trocknerbrüden enthaltenen Wasserdampfes. Es gelangte aus dem Wärmeaustauscher in einen Niederdruckverdampfer, in dem es die aufgenommene Wärme zur Dampferzeugung wieder abgab. Um einen bestimmten Betrag abgekühlt, wurde es dann in den Wärmeaustauscher zurückgeführt, um den Kreislauf aufs neue zu beginnen. Enthielten die Brüden Staub, so wurde dieser größtenteils mit dem Kreislaufwasser niedergeschlagen. Damit die Staubanreicherung im Kreislaufwasser einen bestimmten Betrag nicht überstieg, wurden aus dem Kreislaufwasser geringe Wassermengen abgezweigt und z. B. einer Kläranlage o. dgl. zugeführt. Der im Niederdruckverdampfer erzeugte Dampf hatte natürlich eine geringere Sattdampfspannung, als die dem Druck von I Atmosphäre entsprechende. Demgemäß war seine Verwertung schwierig, wenn er zu anderen als Trocken- oder Vorwärmzwecken verwendet werden sollte. Wollte man z. B. mit dem Dampf elektrische oder mechanische Energie gewinnen, so waren verhältnismäßig große Turbinen- und Kondensationsanlagen erforderlich, so daß die erzeugte Energie entsprechend teuer wurde.Process for the thermal connection of drying systems with step-by-step operated vacuum cooling systems The waste heat from dryer vapors has already been used to generate harnessed by low pressure steam. For this purpose were circulated Quantities of water in a heat exchanger come into close contact with the dryer vapors brought. The water was heated by the condensation of part of the water vapor contained in the dryer vapors. It came out of the heat exchanger in a low-pressure evaporator, in which the absorbed heat is used to generate steam returned. Cooled down by a certain amount, it was then put into the heat exchanger returned to start the cycle again. If the vapors contained dust, so this was mostly knocked down with the circulating water. So that Dust accumulation in the circulating water did not exceed a certain amount branched off small amounts of water from the circuit water and z. B. a sewage treatment plant or the like. Supplied. The steam generated in the low pressure evaporator, of course, had one lower saturated steam tension than that corresponding to the pressure of 1 atmosphere. Accordingly its recovery was difficult if it was used for purposes other than drying or preheating should be used. If you wanted to z. B. with the steam electrical or mechanical Generate energy, so were relatively large turbine and condensation plants required, so that the energy generated was correspondingly expensive.

Es wurde nun gefunden, daß sich diese Nachteile der Verwertung von aus Brüdenabwärme erzeugtem Niederdruckdampf dadurch beseitigen lassen, daß er als Treibmittel für solche Strahlapparate benutzt wird, mit denen Niederdruckdampf von noch geringerer Sattdampftemperatur, insbesondere der in den Verdampfern von Vakuumkühlanlagen erzeugte, den Kondensatoren zugeführt wird. It has now been found that these disadvantages of the recovery of can eliminate low-pressure steam generated from exhaust waste heat that it as Propellant is used for such jet devices with which low pressure steam from even lower saturated steam temperature, especially that in the evaporators of vacuum cooling systems generated, is fed to the capacitors.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung bei Salzgewinnungsanlagen, in denen aus Lösungen Salze durch Kühlung abgeschieden und in Trocknern weiterbehandelt werden. In den Salzgewinnungsanlagen von Kaliwerken z. B. erfolgt die Abscheidung von Kalisalzen aus heißen Lösungen durch Abkühlung der Lösungen in mehrstufigen Vakuumkühlanlagen. Es sind eine Reihe von Verdampfergefäßen vorgesehen, die die heiße Lösung nacheinander durchläuft. In jedem Gefäß wird ein Teil des als Lösungsmittel dienenden Wassers verdampft, um in dem zugehörigen Kondensator niedergeschlagen zu werden. Damit die Temperatur, auf die die Lösung gekühlt werden kann, nicht von der Temperatur des zur Verfügung stehenden Kondensatorkühlmittels abhängig ist, wird vielfach aus der letzten oder mehreren der letzten Stufen der Kühlanlage der aus der Lösung erzeugte Dampf durch Strahlapparate in den Kondensator gefördert. Die Strahl apparate arbeiten gegen Kondensatorvakuum, das durch die Kühlwassertemperatur begrenzt ist, und schaffen auf ihrer Saugseite einen entsprechenden Unterdruck, so daß je nach Leistung der Strahlapparate in dem betreffenden Verdampfergefäß ein beliebig hohes Vakuum erzeugt werden kann. Es gelingt also auf diese Weise, die dem betreffenden hohen Vakuum entsprechende niedrige Temperatur durch teilweise Verdampfung der Lösung zu erzielen. The application of the invention is particularly advantageous in salt extraction plants, in which salts are separated from solutions by cooling and further treated in dryers will. In the salt production plants of potash works z. B. the deposition takes place of potash salts from hot solutions by cooling the solutions in multi-stage Vacuum cooling systems. A number of evaporation vessels are provided that support the running through the hot solution one after the other. In each vessel some of the is used as a solvent serving water evaporates to be deposited in the associated condenser to become. So that the temperature to which the solution can be cooled does not depend on the temperature of the available standing condenser coolant is dependent, is often from the last or several of the last stages of the Cooling system the steam generated from the solution by jet devices into the condenser promoted. The jet devices work against the condenser vacuum created by the cooling water temperature is limited, and create a corresponding negative pressure on their suction side, so that depending on the power of the jet devices in the relevant evaporator vessel any high vacuum can be generated. So it succeeds in this way the high vacuum in question corresponding low temperature by partially Achieve evaporation of the solution.

Die aus der Lauge abgeschiedenen Salze werden einer Trockentrommel zugeführt und in dieser gewöhnlich unmittelbar mit Rauchgasen getrocknet. Erfindungsgemäß wird nun aus den Rauchgasen in an sich bekannter Weise Niederdruckdampf erzeugt und dieser Niederdruckdampf zum Betrieb der Strahlapparate der letzten Stufen der Vakuumkühlanlage benutzt. The salts separated from the lye are put into a drying drum supplied and dried in this usually immediately with flue gases. According to the invention low-pressure steam is now generated from the flue gases in a manner known per se and this low-pressure steam to operate the jet equipment of the last stages of the Vacuum cooling system used.

Abgesehen davon, daß durch die Erfindung die Wärmewirtschaft der Salzgewinnungsanlage einheitlicher und in sich geschlossener gestaltet wird, hat das neue Verfahren den Vorteil, daß der Betrieb der Strahlapparate wesentlich billiger wird, als wenn diese mit Frischdampf betrieben werden. In den Düsen des Strahlapparats erlangt nämlich der erfindungsgemäß als Treibmittel verwendete Siederdruckdampf bei weitem nicht die hohe Geschwindigkeit, mit der Frischdampf aus den Düsen austreten würde. Demgemäß ist erfindungsgemäß auch der Energieverlust wesentlich geringer als bei der bekannten Arbeitsweise der Strahlapparate, und es wird durch die Erfindung der an sich schon schlechte Wirkungsgrad der Strahlapparate wesentlich verbessert. Apart from the fact that the invention, the heat economy Salt production plant is designed to be more uniform and self-contained the new method has the advantage that the operation of the blasting machines is much cheaper as if these are operated with live steam. In the nozzles of the blasting machine This is because the boiling pressure steam used as blowing agent according to the invention is obtained Far from the high speed with which live steam emerges from the nozzles would. Accordingly, according to the invention, the energy loss is also significantly lower than in the known mode of operation of the jet apparatus, and it is made possible by the invention the already poor efficiency of the blasting devices is significantly improved.

An Hand des in der Zeichnung dargestellten Schaltungsschemas sei die Erfindung des näheren erläutert. On the basis of the circuit diagram shown in the drawing the invention explained in more detail.

I ist eine Trommel, in der das gewonnene Salz getrocknet wird. Zwecks Beheizung werden durch die Trommel Feuergase oder auch überhitzter Dampf geleitet. Die Rauchgase o. dgl. werden, gemischt mit dem bei der Trocknung erzeugten Wasserdampf, an der Austragsseite der Trommel in der Vorrichtung 2 aufgefangen, die z. B. schlot- oder schachtartig ausgebildet sein kann, damit durch sie die Trommelgase ins Freie entweichen können, wenn durch Offnen des Absperrorgans I8 die'nachgeschaltete Brüdenverwertungsanlage außer Betrieb gesetzt wird. I is a drum in which the extracted salt is dried. For the purpose of Fire gases or superheated steam are passed through the drum for heating. The flue gases or the like are mixed with the water vapor generated during drying, caught on the discharge side of the drum in the device 2, the z. B. chimney or can be designed like a shaft so that the drum gases are released through them can escape if the downstream vapor recovery system is opened by opening the shut-off device I8 is taken out of service.

Bei geschlossenem Absperrorgan I8 gehen die Trocknerabgase aus dem Raum 2 in eine z. B. als Zyklon ausgebildete Entstaubungseinrichtung 3, in der der von den Gasen mitgeführte Salzstaub zum größten Teil abgeschieden wird. Aus dem Zvklon gelangen die Trocknerabgase durch die Leitung 4 in den Wärmeaustauscher 5. Durch den Wärmeaustauscher 5 und einen Niederdruckverdampfer 8 wird Wasser im Kreislauf geführt. Dem fein zerteilten Wasser strömen die Trocknerabgase im Wärmeaustauscher 5 entgegen, so daß sich das Wasser durch Kondensation von Wasserdampf aus den Trocknerabgasen erwärmt.When the shut-off element I8 is closed, the dryer exhaust gases go out of the Room 2 in a z. B. designed as a cyclone dust collector 3, in which the Most of the salt dust carried along by the gases is deposited. From the Zvklon, the dryer exhaust gases pass through line 4 into heat exchanger 5. Through the heat exchanger 5 and a low-pressure evaporator 8, water is circulated guided. The dryer exhaust gases flow through the finely divided water in the heat exchanger 5 against, so that the water by condensation of water vapor from the dryer exhaust gases warmed up.

Das erwärmte Wasser fließt durch die Leitung 7 in den Verdampfer 8. Hier verdampft ein kleiner Teil des WasseIs. Die Verdampfungswärme wird dem Kreislaufwasser entnommen, das sich entsprechend abkühlt. Die Sattdampftemperatur des so erzeugten Dampfes richtet sich nach der Temperatur, mit der das Kreislaufwasser durch die Pumpe g und die Leitung 6 wieder in den Wärmeaustauscher 5 zurückgeführt wird. Die Brüdenverwertungsanlage kann natürlich mit allen weiteren für diese Anlagen sonst üblichen Mitteln ausgestattet sein.The heated water flows through the line 7 into the evaporator 8. A small part of the water evaporates here. The heat of evaporation is added to the circulating water removed, which cools down accordingly. The saturated steam temperature of the so produced Steam depends on the temperature at which the circulating water passes through the Pump g and line 6 is returned to the heat exchanger 5. the Vapor recovery plant can of course with all other for these plants be equipped with the usual resources.

Der im Niederdruckverdampfer erzeugte Dampf wird z. B. durch die Leitung den Strahlapparaten II einer Vakuumkühlanlage zugeführt.. Er dient hier als Treibmittel, um die in den Verdampfergefäßen der Vakuumkühlanlage entstehenden Dämpfe in die zugehörigen Kondensatoren zu drücken. Gelingt es z. B. in einer mehrstufigen Vakuumkühlanlage, im vorletzten Verdampfergefäß I4 mit dem vorhandenen Kühlwasser eine Abkühlung der Salzlösung bis auf 350 C zu erzielen, so kann in einem nachgeschalteten Gefäß 12, dem die Salzlösung aus dem Gefäß 14 durch die Leitung I3 zugeführt wird, durch an sich bekannte weitere teilweise Verdampfung und Kompression der erzeugten Dämpfe mittels erfindungsgemäß betriebenen Strahlapparats II die Lösung bis auf 250 oder I50 C abgekühlt werden. Aus dem Gefäß 12 kann sie nötigenfalls zwecks weiterer Kühlung durch die Leitung 15 noch einer ähnlich eingerichteten weiteren Kühlstufe zugeführt werden. The steam generated in the low pressure evaporator is z. B. by the Line fed to the blasting apparatus II of a vacuum cooling system. It is used here as a propellant to avoid the formation in the evaporation vessels of the vacuum cooling system Forcing vapors into the associated condensers. If it succeeds z. B. in a multi-stage Vacuum cooling system, in the penultimate evaporator vessel I4 with the existing cooling water To achieve a cooling of the salt solution down to 350 C, so can in a downstream Vessel 12, to which the saline solution is fed from vessel 14 through line I3, by known further partial evaporation and compression of the generated Vapors by means of jet apparatus II operated according to the invention the solution up to 250 or 150 C. From the vessel 12 it can if necessary for the purpose of further Cooling through the line 15 still another similarly set up further cooling stage are fed.

Dadurch, daß der im Verdampfergefäß 12 aus der Lösung erzeugte Dampf mittels Strahlapparats II komprimiert wird, wird es bekanntlich möglich, für die Stufe 12 der Kühlanlage denselben Kondensator I6 zu verwenden, dem der Dampf aus der vorhergehenden Stufe 14 durch die Leitung I7 zugeführt wird. Natürlich kann auch der mit Niederdruckdampf nach dem Verfahren gemäß der Erfindung betriebene Strahlapparat I I den im Gefäß I2 erzeugten Dampf ohne weiteres auf die Sattdampftemperatur komprimieren, die dem mittels des zur Verfügung stehenden Kühlwassers im Kondensator 16 erzeugten Vakuum entspricht, da der Niederdruckdampf, der im Strahlapparat als Treibmittel verwendet wird, in der Regel mit einer Sattdampftemperatur über 700 C zur Verfügung steht. Because the vapor generated in the evaporator vessel 12 from the solution is compressed by means of jet apparatus II, it is known to be possible for the Stage 12 of the cooling system to use the same condenser I6 that the steam is coming out of to the preceding stage 14 through line I7. Of course you can also that operated with low pressure steam according to the method according to the invention Jet apparatus I I easily bring the steam generated in the vessel I2 to the saturated steam temperature compress that by means of the available cooling water in the condenser 16 generated Vacuum, since the low pressure steam that is in the Jet apparatus is used as a propellant, usually with a saturated steam temperature over 700 C is available.

Die Erfindung hat noch den weiteren Vorteil, daß in dem Wärmeaustauscher 5 die Verunreinigungen der Salztrocknerbrüden restlos niedergeschlagen werden. Während die Abgase der z. B. auf Kaliwerken bisher benutzten Trockner restlos mehr oder weniger ungereinigt ins Freie entwichen, so daß sie zu erheblichen Flurschäden infolge ihres Salzsäure- und Salzgehaltes Anlaß gaben, werden erfindungsgemäß diese Bestandteile aus den Trocknerabgasen entfernt und wiedergewonnen. Ferner werden erfindungsgemäß aus den Salztrocknerbrüden erhebliche Mengen Wärme in Form von Niederdruckdampf zurückgewonnen, und es wird dieser Niederdruckdampf im Betrieb selbst an Stelle von Frischdampf verwertet, der bisher für den Betrieb der Strahlapparate der Vakuumkühlanlagen notwendig war. Die Wirtschaftlichkeit der Salzgewinnungsanlage wird somit wesentlich verbessert. The invention has the further advantage that in the heat exchanger 5 the contamination of the salt dryer vapors is completely precipitated. While the exhaust gases from z. B. on potash plants previously used dryers completely more or less uncleaned escaped into the open, so that they lead to considerable damage to the fields their hydrochloric acid and salt content gave rise to, these constituents are according to the invention removed from the dryer off-gases and recovered. Furthermore, according to the invention considerable amounts of heat in the form of low-pressure steam from the salt dryer vapors recovered, and it is this low-pressure steam in the company itself in place recovered from live steam, which was previously used for the operation of the blasting devices of the vacuum cooling systems was necessary. The profitability of the salt production plant is therefore essential improved.

Claims

PATENT APPLICATION: Process for the thermal connection of drying systems, especially those in which salts are dried, with stepwise operated Vacuum cooling systems, especially those in which these salts are deposited from solutions are, characterized in that produced from the dryer vapors in a known manner Low-pressure steam as the propellant of those vacuum-increasing conveying devices, z. B. jet devices, is used, which by partial evaporation of the to cooling liquid generated especially in the last stages of the vacuum cooling system Press steam into the associated condensers.