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Verfahren zur Rückgewinnung der Chemikalien aus Ablaugen der Zellstoffherstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung der Chemikalien aus Ablaugen
der Zellstoffherstellung, bei dem die Ablauge verbrannt und die hierbei entstehende
Verbrennungswärme zur Trocknung zerstäubter, in die Verbrennungszone einzuführender
Ablauge benutzt wird. , Es ist bekannt, bei der Rückgewinnung von Chemikalien aus
Zellstoffablaugen diese in dem oberen Teil eines Ofens zu zerstäuben und die organischen
Bestandteile des Trockenproduktes im unteren Teil des Ofens unter Luftzuführung
zu verbrennen. Bei diesen bekannten Verfahren wird die Flüssigkeit in zerstäubtem
Zustande während der Trocknung einer so starken Erwärmung unterworfen, daß die in
der Flüssigkeit enthaltenen Chemikalien zu einem großen Teil zersetzt werden, bevor
sie den unteren Teil des Ofens erreichen, dabei von den Verbrennungsgasen in den
Abzugskanal mitgerissen werden und damit für den Rückgewinnungsprozeß verloren sind.
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Hier bringt nun das Verfahren gemäß der Erfindung einen Fortschritt,
indem es ermöglicht, die in der Ablauge enthaltenen Chemikalien praktisch ohne Verlust
wiederzugewinnen, und zwar wird der Erfindung gemäß so gearbeitet, daß die Ablauge
quer durch den oberen Teil einer senkrecht angeordneten Kammer derart hindurchgestäubt
wird, daß die Laugeteilchen unter Vermeidung einer Zersetzung der in ihr enthaltenen
Stoffe-beim Auftreffen auf die gegenüberliegende' Kammerwand von dem in der Lauge
enthaltenen Wasser zum größten Teil befreit sind und zu schwanlniförmigen Gebilden
zusammenbacken, die nach weiterer Trocknung in die Verbrennungszone hinabfallen.
Dadurch wird eine Überhitzung der zerstäubten Lauge und infolgedessen eine vorzeitige
Zersetzung der in ihr enthaltenen Chemikalien vermieden, so daß diese den Boden
der Ofenkammer in Form von größeren Klumpen erreichen und von den Verbrennungsgasen
in den Abzugskanal nicht mitgerissen werden können. Die zerstäubte Lauge wird hierbei
in der Trockenzone .nur so weit erhitzt, wie es für eine genügend schnelle Verdampfung
des in der Lauge enthaltenen Wassers notwendig ist. , Bekannt ist ferner ein Verfahren,
Ablauge zur Entziehung des Wassers in ,einer Kammer in Pulver übeiuführen und dieses
Pulver gemischt mit Natriumsulfat in einer anderen Kammer reduzierend zu erhitzen.
Hierbei wird das Natriumsulfat geschmolzen, in Sulfit übergeführt und die Schmelze
dann abgeleitet. Dieses Verfahren ist jedoch wärmewirtschaftlich mangelhaft im Gegensatz
zu dem Verfahren gemäß der Erfindung, bei dem die Trocknung und die Verbrennung
in ein und demselben Raum erfolgen, die Verbrennung sich also unmittelbar. an die
Trocknung anschließt. Dadurch wird naturgemäß die nutzbare Wärme unmittelbar für
die Trocknung ausgewertet und deshalb auch eine Verwertung der Abgase zur Heizung
von wärmeverbrauchenden Vorrichtungen, z. B. Dampfkesseln,
in einer
praktisch zufriedenstellenden Weise ermöglicht: Bei der Durchführung der .Trocknung
und Verbrennung in einem einzigen Raum läßt sich eine Zersetzung der Chemikalien
bei der Trocknung nicht ohne weiteres vermeiden, wie bei einem Verfahren, bei dem
Trocknung und Verbrennung in getrennten Räumen durchgeführt werden. Die Erfindung
bringt nun eine Lösung, die einerseits die durch die Trennung von Trocknung und
Verbrennung gegebenen Nachteile beseitigt, andererseits aber auch die durch die
Vereinigung in einem gemeinsamen Raum bedingten Schwierigkeiten überwindet.
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Der Vollständigkeit halber ist auch noch ein weiteres bekanntes Verfahren
zu erwähnen, nach dem in dem oberen Teil einer Verbrennungskammer mit einem geneigten
Boden konzentrierte Ablauge in Gegenwart von freiem Schwefel eingespritzt und gleichzeitig
im oberen Teil der Kammer durch Einführung von Luft eine oxydierende, im unteren
Teil der Kammer aber eine reduzierende Atmosphäre erzeugt wird. Das sich auf der
geneigten Ofensohle anhäufende Gut wird geschmolzen und fließt dann ab. Die hohen
Temperaturen haben auch hier eine Zersetzung im oberen Kammerteil zur Folge, so
daB feine Zersetzungsprodukte von den abziehenden Gasen mitgenommen werden und verloren
sind.
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Schließlich hat man auch schon Ablauge waagerecht in eine Feuerung
eingespritzt, ohne aber die Ablauge an einer der Einführungsstelle gegenüberliegenden
Wand der Kammer auftreffen und zu schwammförmigen Gebilden zusammenbacken zu lassen,
die erst nach weiterer Trocknung in die Verbrennungszone stückweise hinabfallen.
Auch nach diesem bekannten Verfahren können naturgemäß die gemäß der Erfindung erzielten
Vorteile nicht erreicht werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung.
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Die Rückgewinnungskammer oder Feuerung ist in ihrer Gesamtheit mit.i
i bezeichnet. Der untere Teil ist mit einer Mauerung 12 versehen und bildet eine
Schmelzkammer 13. Der Boden 14 der Schmelzkammer ist gegen einen Ablaß 15 hin nach
unten geneigt, der zu einer Ablaufrinne 16 führt, durch die die aus den rückgewonnenen
Chemikalien bestehende Schmelze in einen nicht gezeigten Behälter abgezapft wird.
Der obere Teil 17 der Feuerung über der Schmelzkammer 13 ist ebenfalls mit einem
Mauerwerk i8 aus feuerfestem Material versehen. Der obere Teil der Feuerung oder
Rückgewinnungskammer wird in der Hauptsache vom Rohrsatz eines Wasserrohrkessels
ausgefüllt. Die vorderen und hinteren Wasserkammern des Wasserrohrkessels sind mit
i9 und 2o bezeichnet, die dieselben verbindenden Rohre mit 22 und der Dampfsammler
mit 23. Dieser letztere ist durch Leitungen 24 mit den Wasserkammern i9 und 2o verbunden
und ist bei der hinteren Ecke der Feuerung gestützt. Die hintere Wandkonstruktion
besteht aus zwei Teilwänden 25 und 26, die gegeneinander sowohl in waagerechter
wie lotrechter Richtung verschoben sind und miteinander durch einen waagerechten
Wandteil 27 verbunden sind. Die lotrechte Wand 25 ragt über die waagerechte Wand
27 hinaus und bildet einen Schirm 28, der in gewissem Abstand vor dem unteren Teil
der lotrechten Wand 26 steht. Von der Oberseite des Schirmes erstreckt sich ein
anderer Schirm 29 schräg nach oben, durch den die Wasserrohre 22 des Dampfkessels
hindurchgeführt sind. Wenn die Feuerung im Betrieb ist, werden die vom oberen Teil
17 der Feuerung ausgehenden Verbrennungsgase nach oben zwischen der Vorderwand 3o
der Feuerung und den Schirmen 28 und 29 zwangsläufig geleitet, wobei ein Wärmeaustausch
zwischen den Verbrennungsgasen und dem vorderen Teil des Wasserrohrsatzes z2 stattfindet.
Die Verbrennungsgase strömen danach nach hinten über den Schirm 28 und an der .oberen
Feuerungswand 3 i vorbei in den Ablaßkana132 und durch das RIO'hr 33.
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Die zu behandelnde -Ablauge wird in den oberen Teil 17 der Feuerung
durch eine Zerstäubungsdüse 34 eingeführt, die in einer Öffnung in der vorderen
Feuerüngswand 30 eingebaut ist. Die Lauge verläßt die Düse in Form eines
breiten Strahlenbündels, das gegen die Seitenwand 28 gerichtet ist. Die Teilchen
backen auf dieser Wand zu einem mit A bezeichneten schwammförmigen Gebilde zusammen.
Nach noch etwas weiter fortgeschrittener Trocknung löst sich dieses von der Wand
in Form von porösen, lockeren Stücken 36. Alle oder fast alle der ursprünglich in
der Lauge vorhandenen organischen Stoffe sind in diesen Stücken vorhanden und werden
dem Feuerherde in trockenem und annäherungsweise unverbranntem Zustande zugeführt.
Die Verbrennung der organischen Stoffe geschieht praktisch genommen augenblicklich
bei ihrer Ankunft im Feuerherde und ist durch eine rasche Erzeugung oder Entwicklung
von Kohle oder Kohlenstoffverbindüngen gekennzeichnet, die wegen ihrer außerordentlich
großen Affinität zu Sauerstoff bewirken, daß die Reduktion äußerst rasch verläuft.
Diese rasche Verbrennung einer großen Menge organischer Stoffe in der Reduktionszone
bringt die günstigsten Reduktionsverhältnisse
zustande, indem,
wie erwähnt, die Reduktion äußerst rasch verläuft, so daß praktisch keine Möglichkeit
vorhanden ist, daß sich die Sulfide zwischen dem Augenblick ihrer Bildung und dem
ihrer Entfernung aus der Kammer zersetzen.
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Die ganze auf dem von der Bodenwand 14 gebildeten Herde erzeugte Verbrennungswärme
wird dazu gezwungen, die Verdampfungszone auf ihrem Wege zum Auslaßkanal 33 zu durchströmen,
und die auf dem Herde erzeugte Wärme ist so groß; daß die für die Dampferzeugung
zur Verfügung stehende Überschußwärme nach der Abdunstung der eintretenden Flüssigkeit
sehr groß ist. Es soll immerhin hervorgehoben werden, daß die Temperatur im oberen
Teil der Feuerung gegenüber der Temperatur im unteren Teil verhältnismäßig gering
ist, indem eine gewisse Wärmemenge direkt von dem eintretenden Flüssigkeitsstrahle
und vom Dampfkessel aufgenommen wird. DieseTemperatursenkung im oberen Teil der
Feuerung ist vorteilhaft, indem das feuerfeste Mauerwerk dank dieser nicht so oft
ausgetauscht zu werden braucht wie in den älteren Typen von Rückgewinnungskammern,
in denen äußerst hohe Temperaturen in dem oberen Teil- der Kammet herrschten. Trotzdem
haben die gegen die Wand geschleuderten, verhältnismäßig kalten Teilchen die Neigung,
ein Ausbuchten der Mauer hervorzurufen. Um dieses zu vermeiden, wird in bekannter
Weise eine äußere Kühlung des Feuerungsmauerteiles 17 mittels Kühlwasser oder einer
anderen geeigneten Kühlflüssigkeit, die mit der Mauer in Berührung steht, angeordnet.
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Auf der Zeichnung ist nur eine Düse 3.4. dargestellt, aber selbstverständlich
kann die Anzahl und die Anordnung der verwendeten Düsen praktisch in weiten Grenzen
verändert werden. Zweckmäßig werden zwei Düsen in geeignetem Winkel angebracht,
so daß die Flüssigkeit auch gegen die beiden Seitenwände 35 gespritzt werden kann.
Die Anzahl und Anordnung der Düsen kann auch derart sein, daß die Flüssigkeitsstrahlen
sowohl gegen die Vorder- und Hinterwände wie gegen die Seitenwände gerichtet werden.
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Es hat sich ferner erwiesen, daß die Menge des mit der Ablauge in
die Feuerung einzuführenden Natriumsulfates im Vergleich mit den bisher gebräuchlichen
Mengen mit Rücksicht darauf wesentlich erhöht werden kann, daß in der reduzierenden
Zone ein Überschuß an reduzierenden, kohlenstoffhaitigen Stoffen vorhanden ist.
Eine befriedigende Verbrennung und Reduktion wird nun im unteren Teil der Rückgewinnungskammer
dadurch erhalten, daß in bekannter Weise Luft in zweclemäßigen Mengen durch Lufteinlässe
37 und 38 eingeführt wird, von denen die letztgenannten unmittelbar über dem Herd
14 liegen, während die erstgenannten derart geneigt sind, dala die aus ihnen austretende
Luft nach unten gegzii den Herd gerichtet ist.