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Verfahren zum Eindampfen von gegorener Sulfitablauge und zur Alkoholgewinnung
daraus Im Zusammenhang mit Mehrstufeneindampfung von gegorener Sulfitablauge, wobei
der Alkoholgehalt der Ablauge von dieser auf das während des Eindampfens gebildete
Ablaugendampfkondensat übergeht, dessen Alkoholgehalt nochmals mittels Dampf oder
Abtriebdampf abgetrieben wird, wurde schon vorgeschlagen, diesen alkoholhaltigen
Dampf als Heizdampf in einer der einzelnen Stufen des Eindampfers zu kondensieren
und von dieser Stufe das hierbei gebildete Kondensat oder das »zweite« Kondensat
zur weiteren Behandlung in der Alkoholfabrik abzuleiten. Unter der Annahme, daß
die einzudampfende Ablauge z. B. einen Alkoholgehalt von 10/, besitzt, wird
ein Ablaugendampfkondensat oder »erstes« Kondensat mit einem Alkoholgehalt von etwa
1,25 °/a und ein Abtriebdampfkondensat oder »zweites« Kondensat mit einem Alkoholgehalt
von etwa 5,5 °/o erhalten.
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Zweck der Erfindung ist bei einem solchen kombinierten Verfahren zum
Eindampfen unter gleichzeitiger Alkoholgewinnung im Abtriebdampfkondensat einen
noch größeren Alkoholgehalt zu erzielen, bevor das Kondensat zur Rektifikation abgeleitet
wird. Der höhere Alkoholgehalt ist vorteilhaft, weil das Verstärken des abgehenden
Kondensats um so leichter und wirtschaftlicher durchgeführt werden kann, je höher
der Alkoholgehalt dieses Kondensats ist.
Gemäß der Erfindung wird
das Kondensat des Heizdampfes nur zum Teil zur Rektifikation abgeleitet, ein größerer
oder kleinerer Teil demgegenüber aber zu den Kondensaten der übrigen Eindampfer
zurückgeführt, wodurch deren Alkoholkonzentration steigt. In der Zeichnung ist die
Erfindung erläutert.
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Fig. i bis 4 zeigen vier verschiedene Ausführungsformen, wobei in
allen Figuren gleiche Teile immer mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Jede Figur zeigt einen Eindampfer mit vier einzelnen Eindampfungskörpern
i, 2, 3 und 4, in denen die Flüssigkeit in folgender Weise geleitet wird: Gegorene
schwache Ablauge wird über die Leitung 5 dem Körper 4 der Anlage zugeführt, und
die Flüssigkeit durchströmt die Körper in der Reihenfolge 4, 3, 2, i über die Leitungen
6 und 7 mit. der Pumpe 8, die Leitungen 9 und io mit der Pumpe ii und die Leitungen
12 und 13 mit der Pumpe 14. Aus dem Körper i wird die konzentrierte Ablauge über
die Leitung 15 abgeführt.
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In Fig. i sind die vier Eindampfungskörper in vier Eindampfungsstufen
geschaltet mit fallendem Druck i, 2, 3 und 4. Frischdampf wird dem System über die
Leitung 16 zugeführt. Der Dampf tritt in die Destillationskolonne 17 ein und gelangt
über diese und eine Leitung 18 zum Heizraum des Eindampfungskörpers i der ersten
Stufe. Ablaugendampf strömt von Stufe zu Stufe über die Leitungen i9, 2o und 2i.
Von der letzten Stufe wird der Ablaugendampf über eine Leitung 22 zu einem Oberflächenkondensator
23 geleitet. Während des Eindampfungsverlaufes bildet sich alkoholhaltiges Kondensat-
in den Heizräumen der Eindampfungskörper 2, 3, 4 sowie im Oberflächenkondensator
23. Dieses Kondensat wird hier als »erstes« Kondensat bezeichnet und wird teils
aus den einzelnen Eindampfungskörpern 2, 3 und 4 durch Abscheider 24, 25 und 26
und eine Hauptleitung 27 und teils aus dem Oberflächenkondensator 23 über eine Leitung
28 dem Behälter 29 zugeführt, wo es gesammelt wird. Vom Behälter 29 wird das-Kondensat
mittels einer Pumpe 30, einer Leitung 3i, einem Vorwärmer 32 und einer Leitung 33
zur Destillationskolonne 17 gefördert, wo sein Alkoholgehalt durch den diese Kolonne
in Berührung mit dem Kondensat durchströmenden Frischdampf abgetrieben und absorbiert
wird. Das Kondensat verläßt dann die Kolonne und das gesamte System über den Vorwärmer
32. Der Alkoholgehalt des gesammelten »ersten« Kondensats ist also in erheblich
höherer Konzentration in dem durch den alkoholhaltigen Frischdampf oder Abtreibungsdampf
im Eindampfungsköfper i gebildeten »zweiten« Kondensat vorhanden. Dieses »zweite«
Kondensat wird gemäß den früheren Methoden über den Abscheider 34 und ein Ventil
35 aus--dem System vollständig weggeleitet, um z. B. einem Rektifikationsverfahren
unterworfen zu werden.
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Gemäß der Erfindung wird jedoch ein größerer oder kleinerer Teil des.>.>zweiten«
Kondensats über ein Ventil 36 und die Leitung 27 zum Behälter 29 geleitet und nur
der rückbleibende Teil in der obengenannten Weise abgeführt. Im Behälter 29 befindet
sich somit eine Mischung des .»ersten« und »zweiten« Kondensats mit höherer Alkoholkonzentration
als im »ersten« Kondensat allein. Wenn nun diese Mischung, und nicht wie früher
nur das »erste« Kondensat, in der Kolonne 17 behandelt wird, wird der Abtriebdampf
und dessen im Eindampfungskörper = gebildetes und aus dem System teilweise abgeführtes
Kondensat Alkohol zu einem größeren Prozentsatz enthalten, als dies ohne die obengenannte
erfindungsgemäße Behandlung der Fall sein würde. Auf diese Weise kann die Alkoholkonzentration
des aus dem Prozeß abgeführten Kondensats in Abhängigkeit von dem gewählten Verhältnis
zwischen den Mengen je Zeiteinheit behandelten und abgeführten Kondensats beliebig
hochgetrieben werden. Dieses System kann im Rahmen der Erfindung in verschiedener
Weise abgeändert werden. So kann das »erste« und das :zweite« Kondensat auf getrennten
Wegen der Kolonne 17 zugeführt oder jedes Kondensat kann einer von zwei getrennten
Kolonnen zugeführt werden, um getrennten Alkoholdestillationsverfahren unterworfen
zu werden, deren Abtriebdämpfe zwecks Kondensation dem Eindampfer getrennt oder
miteinander gemischt zugeleitet werden.
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In Fig. 2 sind die vier Eindampfungskörper derart miteinander verbunden,
daß drei Stufen gebildet werden, wobei die Körper i (2 und 3) und 4 die erste, zweite
und dritte Stufe bilden. Frischdampf wird dem System zugeführt, und Ablaugendampf
wird von der letzten Stufe in der gleichen Weise wie gemäß Fig. i abgeleitet. Ablaugendampf
wird von Stufe zu Stufe über die Leitungen i9 und 21 geleitet. Die Eindampfungskörper
2 und 3 sind auf der Sekundärseite mittels einer Leitung 37 parallel geschaltet.
Das » erste « Kondensat aus den Körpern 2 und 4 wird in derselben Weise wie gemäß
Fig. i geleitet und behandelt. Das »zweite« Kondensat wird aus dem Körper i einem
Dampfseparator 38 zugeleitet, von dem es über das Schwimmerventil 39 zur Hauptleitung
27 entweicht, worauf es in derselben Weise wie gemäß Fig. i behandelt wird. Der
von der Kolonne 17 durch die Leitung 18 strömende Abtriebdampf wird in anderer Weise
behandelt, indem nur ein Teil dieses Dampfes im Körper i kondensiert und das hierbei
gebildete »zweite« Kondensat, wie oben erwähnt, zur Kolonne geleitet wird. Der verbleibende,
nicht kondensierte Dampf wird von diesem Kondensat im Abscheider 38 getrennt und
von dort über die Leitung 40 als Heizmittel zum Körper 3 der zweiten Stufe geleitet,
um dort zu kondensieren. Der Vorteil dieser Anordnung ergibt sich daraus, daß während
der teilweisen Kondensation des Dampfes im Körper i der dort verbleibende nicht
kondensierte Dampf mit Alkohol konzentriert wird, so daß der zum Körper 3 strömende
Dampf zu einem größeren Prozentsatz Alkohol enthält und Kondensat mit größerem Alkoholprozent
ergibt als die gesamte Dampfmenge der Kolonne. Vom Körper 3 kann somit ein »drittes«
Kondensat mit viel höherer Alkoholkonzentration als der des ,zweiten«, im Körper
i gebildeten Kondensats über den Abscheider 25 vom System abgeführt werden.
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In Fig. 3 sind die vier Eindampfungskörper derart geschaltet, daß
drei Stufen gebildet werden, wobei die Körper (i und 2), 3 und 4 die erste, zweite
und dritte Stufe bilden. Das System enthält zwei Abtriebkolonnen
i7a
und 17b. Frischdampf wird dem System über die Leitung 16 zugeführt, zu der die zwei
Kolonnen parallel geschaltet sind. Von den Kolonnen wird dieser Dampf über die Leitungen
18 a und 18 b den Körpern i und 2 zugeführt, die auf ihrer Sekundärseite
über die Leitung 41 parallel geschaltet sind. Ablaugendampf strömt über die Leitung
2o und 21 von Stufe zu Stufe. Der von der letzten Stufe abgeleitete Dampf wird in
derselben Weise wie in den anderen Ausführungsbeispielen behandelt.
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Bei diesem Strömungsschema bildet sich »erstes« Kondensat nicht nur
im Kondensator 23, sondern auch in den Eindampfungskörpern 3 und 4 und wird wie
in den früheren Beispielen im Behälter 29 gesammelt. Von diesem wird es über die
Pumpe 30, die Leitung 31b, den Vorwärmer 32b und die Leitung 33
b
zur Abtriebkolonne i7b geleitet, in der sein Alkoholgehalt abgetrieben wird.
Der Abtriebdampf dieses Prozesses, der im folgenden als aperster« Abtriebdampf bezeichnet
wird, wird über die Leitung 18b zum Eindampfungskörper 2 geleitet, in dem er zu
»zweitem« Kondensat kondensiert. Dieses »zweite« Kondensat wird seinerseits über
den Abscheider 24, die Pumpe 42, die Leitung 31 a, den Vorwärmer 32 a und die Leitung
33a zur Abtriebkolonne 17a geleitet, in der sein Alkoholgehalt abgetrieben wird.
Der Abtriebdampf dieses Abtriebprozesses, der im folgenden als -zweiter« Abtriebdampf
bezeichnet wird, wird über die Leitung 18a zum Eindampfungskörper i geleitet, in
dem er zu einem . dritten« Kondensat mit höherem Alkoholprozentsatz als dem des
»zweiten« Kondensats kondensiert. Das .,>dritte« Kondensat wird über den Abscheider
34 aus dem System abgeleitet, um einer weiteren Behandlung, z. B. durch ein Rektifikationsverfahren,
unterworfen zu werden.
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In Fig. 4 sind die vier Eindampfungskörper in vier Stufen geschaltet,
wobei die Körper 1, 2, 3 und 4 die erste, zweite, dritte und vierte Stufe bilden.
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Im übrigen ist das System das gleiche wie gemäß Fig. 3, doch mit dem
wesentlichen Unterschied, daß Frischdampf nur der Abtriebkolonne 17a zugeführt wird,
während die Abtriebkolonne 17b ihren Dampf in Form von Sekundärdampf vom Eindampfungskörper
i über die Leitung 43 erhält. Daraus folgt entweder der Vorteil, daß man das gleiche
Ergebnis wie beim System gemäß Fig. 3 erhält, d. h. ein ,drittes« Kondensat, ohne
daß eine Eindampfungsstufe verdoppelt zu werden braucht, oder daß man bei einer
gegebenen Anzahl Eindampfungskörper eine Stufe gewinnt.
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Der durch die Systeme gemäß Fig. 3 und 4 erzielte Effekt, und zwar
daß Abtriebdampfkondensat mit verschiedenen Alkoholkonzentrationen sich in verschiedenen
Eindampfungskörpern bildet, kann in günstiger Weise in Verbindung mit Eindampfung
gemäß dem sogenannten Kanalwechselverfahren ausgenutzt werden, bei dem die Strömungswege
der Ablauge einerseits und des Heizdampfes und dessen Kondensats andererseits periodisch
gegenseitig gewechselt werden, so daß das Kondensat während jeder Periode Gelegenheit
erhält, die auf den während der vorhergehenden Periode von der Ablauge überströmten
Flächen bebildeten Verkrustungen aufzulösen und wegzuführen. Die Anwesenheit von
Alkohol stärkerer Konzentration im Kondensat verringert je-
doch dessen Fähigkeit,
Verkrustungen aufzulösen.
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Bei der praktischen Ausführung der Erfindung in Verbindung mit der
Kanalwechselmethode kondensiert man daher zweckmäßig Dampf, der ein Kondensat mit
einer so hohen Alkoholkonzentration ergibt, daß die Fähigkeit des Kondensats zur
Auflösung von Verkrustungen erheblich herabgesetzt wird, wobei diese Kondensierung
soweit wie möglich in einem Eindampfungskörper erfolgt, in dem die Neigung zur Bildung.
von Verkrustungen verhältnismäßig gering ist, z. B. in dem die Ablauge eine verhältnismäßig
hohe Konzentration erreicht hat und/oder bei verhältnismäßig niedriger Temperatur
eingedampft wird. Mit der in den Figuren dargestellten Strömungsbahn der Ablauge
erhält sie ihre höchste Konzentration im Körper i und ihre nächsthöchste Konzentration
im Körper?. Da der Abtriebdampf aus der Kolonne 17a mit der höchsten Alkoholkonzentration
im Körper i kondensiert, in dem die Neigung zur Bildung von Verkrustungen verhältnismäßig
gering ist und der Abtriebdampf mit niedrigerer Alkoholkonzentration im Körper 2
kondensiert, in dem die Neigung zur Bildung von Verkrustungen etwas stärker ist,
sind die Systeme gemäß den Fig. 3 und 4 dazu geeignet, in Verbindung mit Eindampfung
gemäß der Kanalwechselmethode zu arbeiten.
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Abänderungen gegenüber den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen
im Rahmen der Erfindung sind denkbar.