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Ununterbrochen arbeitende Vakuumkühlanlage In der Kaliindustrie bedient
man sich zum Abkühlen der heißen Salzlösungen zwecks Ausscheidung der zu gewinnenden
Salze im allgemeinen eine oder mehrstufiger Vakuumkühlanlagen. Infolge der auftretenden
Übersättigung der Salzlösungen scheiden sich an den Wandungen der Verdampfkörper,
insbesondere aber in den Verbindungsrohrleitungen zwischen den einzelnen Stufen
und an den Ausmündungen dieser Leitungen in die nächste Stufe, Salzkrusten aus,
die den Durchfluß hemmen und die Apparatur zum Stillstand bringen können. Zur Vermeidung
dieses tibelstandes sind scllon verschiedene Vorschläge gemacht worden. Man hat
bei spielsweise in den einzelnen Verdampfern Umwälzvorrichtungen eingebaut, die
durch ständige Zufuhr bereits ausgeschiedener Salzteilchen in die Verdampfzonen
das Auftreten von Übersättigungen und damit Krustenbildungen vermeiden oder wenigstens
verringern sollen. Man hat die Umwälzung auch durch außerhalb der Verdampfkörper
angeordnete Rohrleitungen bewerkstelligt, und zwar sonvehl bei beheizten als auch
bei unbeheizten Verdampflvörpern, und es ist auch bekannt, einen derartigen Kreislauf
anzuzapfen und einen Teil der Flüssigkeit zur nächsten Stufe übertreten zu lassen.
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Nach den praktischen Erfahrungen läßt sich trotz Umwälzung des Verdampferinhaltes
eine Übersättigung der abzukühlenden Salzlösung und damit die Neigung zur Krustenbildung
nie ganz vermeiden. Besonders gefährdet ist stets die Ausmündung der Verbindungsleitung
in den nächsten Verdampfkörper mit dem höheren Vakuum, weil durch die hier stattindende
plötzliche Verdampfung besonders leicht Verstopfungen durch Krustenbildung auftreten.
Auch durch die Abführung der Salze getrennt von der abgekühlten Lösung durch besondere
Fallrohre, die einzeln in Fallgefäße münden können oder ihr Salz in eine gemeinsame
Leitung abgeben, kann das Zukristallisieren der Verdampfkörperwandungen und der
Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Verdampfkörpern nicht behoben werden.
Man kaml diesen Übelstand mildern, wenn man die Verbindungsrohrleitung tief genug
unter dem Laugen spiegel in den betreffenden Verdampfkörper einmünden läßt, wobei
man jedoch mit in Kauf nehmen muß, daß die eingeführte Flüssigkeit nur unvollkommen
der Einwirkung des Vakuums ausgesetzt wird. Es besteht die Gefahr, daß ein Teil
der zugeführten Flüssigkeit unverdampft in die Verbindungsleitung zum nächsten Verdampfkörper
gelangt Dieser trbelstand läßt sich sicher vermeiden, wenn man die zu kühlende Salzlösung
durch eine Düse oberhalb des Laugenspiegels in die Verdampfkörper einführt. Die
bisher bekannt gewordenen Anordnungen gewährleisten
keinen einwandfreien
Dauerbetrieb der gesamten Anlage beim Auftreten von Einzelstörungen, insbesondere
beim Verkrusten der Verbindungsrohre zwischen den einzelnen Verdampfkörpern und
ihrer Ausmündungen.
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Die auftretenden Verstopfungen können nicht nur den FlüssiglieitsSpiegel
in den einzelnen Verdampfern unzulässig verschieben, sondern sie zwingen in manchen
Fällen zur Außerbetriebnahme und Reinigung der ganzen Apparatur.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung soll diese bisher aufgetretenen
Übelstände vermeiden, und zwar durch Anordnung der verschiedenen, in gleicher Höhe
vorgesehenen Verdampfkörper über einer Sammelleitung, die das Eintrittsgefäß für
die heiße, abzukühlende Lösung mit dem Austriftsgefäß für die gekühlte Lösung verbindet.
Das Austrittsfallrohr jedes Verdampfkörpers mündet unmittelbar in die Sammelleitung,
während die zu verdampfende Lösung für jeden Verdampfkörper aus der gleichen Sammelleitung
unter Verwendung einer Pumpe oder eines Schraubenschauflers vor dem eben erwähnten
Fallrohr entnommen und vermittels einer Rohrleitung oberhalb oder unterhalb des
Laugenspiegeis in den Verdampfkörper eingeführt wird. Eine derartige Vorrichtung
hat folgende Vorteile, die sich bei keiner der bisher bekannten Schaltungen vereinigt
finden I. Bei Verstopfungen eines Verdampfers oder der zugehörigen Rohrleitung oder
beim Ausfall einer Umwälzpumpe kann der betreffende Verdampfer abgetrennt und nötigenfalls
gereinigt werden, ohne e daß der Betrieb der übrigen Verdampfkörper gestört wird.
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2. -Die Laugenspiegel der beiden Sammelgefäße und der Verdampfkörper
sind durch den Überlauf des Austrittsgefäßes festgelegt und werden nicht durch etwaige
ATerkrustungen der Umwälzleitungen oder der Düsen beeinflußt. Durch die kräftige
Umwälzung wird die Übersättigung der Lösung niedrig gehalten und damit die Ausscheidungsgefahr
von Salzkrusten vermindert, und zwar gleichmäßig in allen Verdampdkörpern.
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3. Die Durchsatzmenge der Anlage kann sich in weiten Grenzen ändern,
ohne daß das Arbeiten der einzelnen Stufen hierdurch be= einflußt wird.
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4. Die kräftige Umwälzung übt einen günstigen Einfluß auf die Größe
der sich bildenden Kristalle aus, der in vielen Fällen erwünscht ist.
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5. Die vorgeschlagene Schaltung ermöglicht weitestgehende Kiihlung
der Lösung durch Einführung der umgewälzten Flüssigkeit oberhalb des Laugenspiegels
in die Verdampfer. Die Gefahr, daß sich die hierbei benötigten Düsen verstopfen,
ist erheblich herabgesetzt, weil bei einem etwaigen Zuwachsen der volle Pumpendruck
zur Auswirkung kommt und die gebildeten Salzkrusten fortdrücken kann, während die
im normalen Betrieb zur Umwälzung benötigte Energie sehr gering ist.
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Zur näheren Beschreibung der Anordnung wird auf die beiliegenden
schematisch aufgezeichneten Ausführungsbeispiele (Fig. I und 2) verwiesen, in denen
der Weg der abzukiihlenden Lösung durch strichpunktierte Linien gekennzeichnet ist.
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Die im allgemeinen gesättigte Lösung gelangt zuerst in den Sammelbehälter
I, der mit dem Austrittsgefäß 2 durch eine Sammelleitung 3 verbunden ist. An diese
Sammelleitung sind nacheinander mehrere, beispielsweise drei Verdampfkörper angeschlossen,
4, 5 und 6, die durch die Fallrohre 7, 8 und g mit der Sammelleitung in Verbindung
stehen.
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Zu jedem Verdampfkörper gehört eine Pumpe oder ein Schraubenschaufler,
der die zu verdampfende Lösung der Sammelleitung vor der Falleitung entnimmt, IO,
II und I2.
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Die umzuwälzende Lösung wird durch die Rohrleitung 13, 14 und 15 vermittels
der Düsen I6, I7 und I8 in die Verdampfkörper eingeführt, und zwar in Fig. I oberhalb
des Laugenspiegels und in Fig. 2 dagegen unterhalb des Laugenspiegels.
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Die in den Verdampfkörpern entwickelten Brüden werden in bekannter
Weise in Misch-oder Oberflächenkondensatoren niedergeschlagen, und zwar im allgemeinen
durch im Gegenstrom fließende kalte Mutterlauge, in einigen Fällen aber auch durch
Wasser oder beliebig andere Kühlflüssigkeiten. Die gekühlte Lösung verläßt die Apparatur
durch das mit Überlauf versehene Austrittsgefäß 19.
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Wenn auch die zum Umwälzen benötigte Energie, wie schon erwähnt,
sehr gering ist, so werden die Pumpen doch vorteilhaft so kräftig bemessen, daß
sie bei Störungsfällen in der Lage sind, durch den erzeugten Überdruck die verstopften
Düsen freizuspülen.
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Man erkennt ferner aus der Zeichnung, daß die Höhenunterschiede der
Flüssigkeitspiegel im Ein- und Austrittsbehälter sehr gering sind, da sie nur von
dem Druckverlust in der Sammelleitung abhängen.