DE963328C - Verfahren und Vorrichtung zum Eindicken einer Loesung - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Eindicken einer Lösung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Eindicken einer Lösung, die nach Erhitzung die Gefäße eines Mehrstufenverdampfers durchströmt und in jedem Gefäß eine Druckminderung in der Weise erfährt, daß die Lösung mit von Gefäß zu Gefäß sinkender Temperatur Dampf abgibt.
• Es ist hierbei bekannt, aus jedem Entspannungsgefäß, außer dem letzten, den von der Lösung abgegebenen Dampf als Erhitzungsmittel je einem einer Reihe von Vorwärmern oder Vorwärmergruppen zuzuführen und die aus dem letzten Entspannungsgefäß abfließende Lösung durch alle Vorwärmer zurückzuleiten, so daß ein gewöhnlicher Kreislauf entsteht. Auf diese Weise wird eine Wärmeersparnis erzielt.
• Die Erfindung bezweckt, die innerhalb einer solchen Anlage vorhandenen, ausnutzbaren Wärmemengen für das Eindicken der Lösung noch besser zu erfassen, damit die Wärmerückgewinnung möglichst vollkommen wird.
• Erreicht wird dies gemäß der Erfindung dadurch, daß eine Teilmenge der Lösung durch sämtliche Vorwärmer oder Wiedererhitzungsstufen strömt, während eine oder mehrere Teilmengen nach Durchströmen einer kleineren, für jede Teilmenge verschiedenen Anzahl Stufen des Systems vorher abgezapft werden, wobei die erstgenannte Teilmenge in eines der dem ersten folgenden Entspannungsgefäße zurückgeführt wird und die übrigen Teilmengen je in eines der folgenden Entspannungsgefäße zurückgeführt werden, und zwar in der gleichen Reihenfolge, in der die Teilmengen vorher durch die Mehrzahl der Wiedererhitzungsstufen geströmt sind.
• Bei diesem Verfahren mit Abzweigung von Teilmengen der Lösung wird mit einer dreistufigen Anlage eine etwa I6°/oige Steigerung der Verdampfungsmenge gegenüber dem bekannten reinen Kreislaufverfahren erhalten, indem die Flüssigkeitswärme innerhalb der Anlage in vollkommener Weise ausgenutzt wird.
• Zweckmäßig geht man mit der Temperatur der letzten Eindickungsstufe durch Anwendung von Vakuum so weit als möglich herunter. Das Vakuum wird dabei so erzeugt, daß die Brüden des letzten Entspannungsgefäßes nach einem für die Vakuumbildung geeigneten Kondensator geleitet werden, der außerdem als Wärmeaustauscher für beliebige Zwecke benutzt werden kann.
• Zur völligen Ausnutzung der Flüssigkeitswärme wird das Verfahren zweckmäßig derart ausgebildet, daß das gesamte Dampfkondensat von allen Wärmeaustauschern am Temperaturniveau der vorletzten Entspannungsstufe vereinigt wird und in einem besonderen Wärmeaustauscher zur Erwärmung von nur durch diesen hin und zurück zur nächsten Entspannungsstufe umlaufender Lösung ausgenutzt wird. Falls eine stärkere Eindickung gewünscht wird, als sie durch Ausnutzung der Flüssigkieitswärme allein erreichbar ist, kann dies in einfachster Weise dadurch erreicht werden, daß Frischdampf oder Abdampf von einem anderen Prozeß auf der Dampfseite der Wärmeaustauscherreihe an einer oder mehreren beliebigen Stellen zugeführt wird.
• Zum gleichen Zweck kann rauch eine besondere Vorwärmung der einzudickenden Lösung vorgenommen werden, bevor sie dem Eindickungssyst,em zugeführt wird, oder es kann die Entspannungseindickung entsprechend der Erfindung mit einem dampfbetriebenen Eindickungssystem bekannter Art kombiniert werden.
• Die einzudickende Lösung kann beim Verfahren nach der Erfindung eine beliebige Temperatur unter oder über I00° C besitzen oder auf diese vorgewärmt werden.
• Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich besonders für die Fälle, in denen die einzudickende Lösung bereits für einen anderen Zweck zuvor eine Druckerhitzung erfahren hat und aus diesem Prozeß mit verhältnismäßig hoher Temperatur abgeht, wie dies z. B. bei Ablaugen des Zellulosekochens der Fall ist.
• Beim Sulfitzellulosekochen beispielsweise kann die Ablauge vorteilhaft ohne die bisher übliche Abgasung bei der Höchsttemperatur einer Druckzisterne entnommen werden, um darauf entsprechend der Erfindung eingedickt zu werden.
• Hierdurch kann sie z. B. ohne besondere Wärmezufuhr auf die höchste Konzentration gebracht werden, die bei der nachfolgenden Alkoholgewinnung zulässig ist, die dann mit erheblicher Ersparnis an Betriebs- und Anlagekosten durchgeführt werden kann. Ein Voreindicken gemäß der Erfindung kann auch vorgenommen werden, wenn unmittelbare Eindickung auf noch höhere Konzentration oder Trockenheit zur Herstellung eines als Brennstoff geeigneten Produktes gewünscht wird. da in diesem Fall für die endgültige Eindickung nur eine verhältnismäßig kleine Anlage erforderlich ist und die gesamten Anlagekosten erheblich verringert werden.
• Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung ist in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellt.
• Die Anlage des Ausführungsbeispiels besitzt die mit fallendem Druck arbeitenden Entspannungsgefäße E1, E2, E3, E4 und E5, die durch die Leitungen li bis 15 miteinander verbunden sind und der Reihe nach von der einzudickenden Lösung durchströmt werden. Die durch die allmähliche Entspannung der Lösung in den verschiedenen Gefäßen gebildeten Dämpfe gehen von den entsprechenden Entspannungsgefäßen durch die Leitungen g1 bis g5 an allen Entspannungsstufen mit Ausnahme der letzten nach dem entsprechenden Wärmeaustauscher V1 bis V4 ab, um dort zur Erwärmung von umlaufender Lösung der letzten Entspannungsstufe E5 ausgenutzt zu werden, wobei der Umlauf der Lösung durch die Leitung 15 mit der Pumpe P sowie die Leitungen r4 bis r1 der Reihe nach über die Wärmeaustauscher V4, V3, V2 und Vt erfolgt, die dadurch in Reihe geschaltet werden. Hierbei kann eine bestimmte Teilmenge der Lösung durch sämtliche Wärmeaustauscher strömen, die vom Wärmeaustauscher V1 der ersten Entspannungsstufe durch die Leitung ru entnommen wird, um zum dritten Entspannungsgefäß E3 zurückgeführt zu werden (oder gegebenenfalls über den mit gestrichelten Linien angedeuteten Verbindungsweg bereits zu einem anderen Entspannungsgefäß). Eine andere Teilmenge der umlaufenden Lösung wird bereits dem Wärmeaustauscher V3 der dritten Entspannungsstufe über die Rückleitung rsa entnommen und nach dem vierten Entspannungsgefäß E4 geführt, während ein dritter Umlaufkreis unmittelbar vom Wärmeaustauscher V4 der ersten Erwärmungsstufe über die Rückführleitung r4a unmittelbar zurück zum Entspannungsgefäß E5 abgeleitet wird. Das Kondensat der verschiedenen Wärmeaustauscher wird zweckmäßig über Kondensatableiter gesammelt und mittels Leitungen K1 bis K4 in eine gemeinsame Ablaufhauptleitung R geleitet, die das Kondensat zu einem Wärmeaustauscher V5 führt, wo es zur Erwärmung eines von dem letzten Entspannungsgefäß E5 im Kreisells-1s-rs-Vs-rsa -r4a-Es unmittelbar zurückströmenden Flüssigkeitsstromes dient.
• Wie aus der mit gestrichelten Linien angedeuteten Schaltungsweis e hervorgeht, können hierbei gegebenenfalls die Wärmeaustauscher V4 und V3 der beiden ersten Erwärmungsstufen auf z. B. drei (V4a, V4b, V4c) bzw. zwei (V3a, V3b) Einheiten aufgeteilt werden, um die Verwendung von Einheiten gleicher Größe zu ermöglichen, da diesen Erwärmungsstufen infolge des Flüssigkeitsumlaufes größere Dampfmengen zugeführt werden als den Wärmeaustauschern der vorhergehenden, ohne Umlaufflüssigkeit arbeitenden Entspannungsstufen, und sie daher anderenfalls größere Wärmeaustauscher benötigen würden, was aus betrieblichen Gründen unerwünscht ist. Gemäß dieser abweichenden Ausführung werden die Wärmeaustauscher V4a, V4i>, V4C der letzten Erwärmungsstüfe mit dem Umlaufstrom mittels der Abzweigungl5a von der Leitung, parallel geschaltet, wobei der Austauscher V4a mit sämtlichen folgenden Erwärmungsstufen die Reihe V4a, V3an V2, Vr bildet, während der Wärmeanstauscher V4b durch die Verbindung r4a nur in Reihe mit dem Wärmteaus tauscher Veb der nächstfolgenden Stufe liegt, die durch die Ablaufverbindung rsb die Flüssigkeit nach der Rückführleitung ria leitet, und die Einheit V4c völlig getrennt mit der Ablaufverbine dung r4b zur Rücltführlieitung r4a arbeitet.
• Der Abdampf des letzten Entspannungsgefäßes wird im Strahlkon,densator S kondensiert, wodurch alle Entspannungsgefäße auch unter Vakuum gesetzt werden, während konzentrierte Flüssigkeit durch das Ventil X zur weiteren Verwendung abgezapft wird.
• Wird das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise zur Behandlung von Sulfitlauge benutzt, so ergibt sich der weitere Vorteil, daß gleichzeitig eine ungewöhnlich wirksame S02-Entgasung erzielt wird.
• PATENTANSPP6ÜCHE I. Verfahren zum Eindicken einer mit hoher Temperatur anfallenden Lösung, z. B. einer Abfallösung, die die Gefäße eines Mehrstufenverdampfers durchströmt und in jedem Gefäß eine Druckminderung in der Weise erfährt, daß die Lösung mit von Gefäß zu Gefäß sinkender Temperatur Dampf abgibt, wobei von jedem Entspannungsgefäß, außer dem letzten, der von der Lösung abgegebene Dampf als Erhitzungsmittel je einem von einer Reihe von Vorwärmern oder Vorwärmergruppen zugeführt wird, und daß die aus dem letzten Entspannungsgefäß abfließende Lösung die genannten Vorwärmer in der gleichen Reihenfolge, wie diese den Erhitzungsdampf von immer höherer Temperatur erhalten, durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge der Lösung durch sämtliche Vorwärmer oder -Wiedererbitzungsstufen strömt, während eine oder mehrere Teilmengen nach Durchströmen einer kleineren, für jede Teilmenge verschiedenen Anzahl Stufen des Systems vorher abgezapft werden, wobei die erstgenannte Teilmenge in eines der dem ersten folgenden Entspannungsgefäße zurückgeführt wird und die übrigen Teilmengen je in eines der folgenden Entspannungsgefäße zurückgeführt werden, und zwar in der gleichen Reihenfolge, in der die Teilmengen vorher durch die Mehlzahl der Wiedererhitzungsstufen geströmt sind.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brüden des letzten Entspannungsgefäßes nach einem vorzugsweise für Vakuumbildung geeigneten Kondensator -geleitet werden, der ebenfalls als Wärmeaustauscher für beliebige Zwecke benutzbar ist.

   3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Dampfkondensat von sämtlichen Wärmeaustauschern der Entspannungsgefäßreihe beim Temperatur niveau der vorletzten Entspannungsstufe verliegt und in einem besonderen Wärmeaustauscher zur Erwärmung von nur durch diesen von der letzten Entspannungsstufe und zurück zu ihr umlaufender Lösung ausgenutzt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Frischdampf oder Abdampf von einem anderen Prozeß auf der Dampfseite der Wärmeaustauscheerreihe an einer oder mehreren beliebigen Stellen zugeführt wird.

   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in Mehrkörperverdampfern, deren Gefäße durch Leitungen für die einzudickendte Flüssigkeit in Reihe verbunden sind und in denen in der Förderrichtung von einem Entspannungsgefäß zum anderen fallender Druck aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Entspannungsgefäß (Et bis E4), ausgenommen das letzte (E5), einen Abzug (gt bis g4) für Dampf besitzt, der jeweils an den Dampfraum seines Vorwärmers (V bis V4) zur mittelbaren Dampferhitzung von Flüssigkeit angeschlossen ist, wobei diese Vorwärmer untereinander durch Flüssigkeitsleitungen (r4, r3, r2) zwischen ihren Flüssigkeitsräumen entgegengesetzt zur Anschlußreihenfolge der mit den betreffenden Vorwärmern in Dampfverbindung stehenden Entspannungsgefäßen verbunden sind, und daß der in der Vorwärmerreibe letzte Vorwärmer nebst einem oder mehreren vorangehenden Vorwärmern durch ihre Flüssigkeitsräume der Reihe nach mit je einem der aufeinanderfolgenden Entspannungsgefäße in Verbindung steht, das sich nach demjenigen Entspannungsgefäß befindet, mit dem der betreffende Vorwärmer in Dampfverbindung steht, und daß eine mit Pumpe (P) ausgerüstete Verbindungsleitung (I,) vom Flüssigkeitsablauf des letzten Entspannungsgefäßes (E5) in der Entspannungsgefäßreihe an dem Zulauf des Flüssigkeitsraumes des ersten Vorwärmers (V4) der Vorwärmerreihe angeschlossen ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere der in Reihe geschalteten Vorwärmer (V4 bis V) aus zwei oder mehreren Einheiten (z. B. Vda, V4b, V4c) zusammengesetzt sind, deren Dampf- und Flüssigkeitsräume sowohl an der Zulauf- als auch der Ablaufseite parallel geschaltet sind, vorzugsweise derart, daß die Anzahl der zusammengesetzten Einheiten vom letzten Vorwärmer (V1) der Reihe aus zunimmt.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfabzug der letzten Entspannungsstufe (E5) zur Herabsetzung der Arbeitstemperatur an einen Strahlkondensator (S) für kräftige Vakuumbildung angeschlossen ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungen (K1 bis K4) des in den Wärmeaustauschern (Vt bis V4) gebildeten Kondensats unmittelbar an eine Sammelleitung (R) angeschlossen oder in geeigneter Weise mit ihr verbunden sind. wobei ein besonderer Wärmeaustauscher (175) sowohl in der Sammelleitung (R) als auch in einem das letzte Entspannungsgefäß (E5) und dessen Abflußleitung (Iß) einschließenden Umlaufkreis liegt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. I 799478.