DE974997C

DE974997C - Method and device for evaporating sulphite waste liquor before fermentation and for preheating the fermented waste liquor

Info

Publication number: DE974997C
Application number: DEM15840A
Authority: DE
Inventors: Konrad Mattern
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1952-10-14
Filing date: 1952-10-14
Publication date: 1961-07-20

Description

AUSGEGEBEN AM 20. JULI 1961ISSUED JULY 20, 1961

M15840 IVafoVM15840 IVafoV

Sulfitablaugen zwecks anschließender Vergärung mit möglichst geringer Energiezufuhr einzudampfen, ist von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Es ist bekannt, die mit etwa 70⁰ aus dem Kocher kommende Ablauge mit Niederdruckdampf aufzuheizen und eine Mehrstufenverdampfung anzuschließen. In einem anderen Verfahren wird Luft über die in einer geeigneten Kolonne herabrieselnde warme Ablauge geleitet und damit das Aufnahmevermögen an Wasserdampf nicht gesättigter Luft für weiteren Wasserdampf zum Eindicken der Lauge ausgenutzt. In der kälteren Jahreszeit muß die Straichluft zusätzlich vorgewärmt werden. Für die Eindampfung von, Sulfitablauge auf die zur Vergärung nötige Konzentration hielt man allgemein eine Aufheizung der vom Kocher kommenden Lauge auf höhere Temperaturen (z. B. 90 bis ioo°) für erforderlich.Evaporating sulphite waste liquors for the purpose of subsequent fermentation with as little energy as possible is of great economic importance. It is known to heat the next with about 70 ⁰ from the digester liquor with low-pressure steam and to connect a multi-stage evaporation. In another process, air is passed over the warm waste liquor trickling down in a suitable column and the water vapor absorption capacity of unsaturated air is thus used for further water vapor to thicken the liquor. In the colder months of the year, the straich air must also be preheated. For the evaporation of sulphite waste liquor to the concentration required for fermentation, it was generally considered necessary to heat the liquor coming from the digester to higher temperatures (e.g. 90 to 100 °).

Die Erfindung bringt ein Verfahren zum Eindampfen von Sulfitablauge vor der Vergärung und zur Vorwärmung der vergorenen Ablauge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sulfitablauge mit der um yo° C betragenden Temperatur, mit der sie aus der Kocherei kommt, ohne vorherige Aufheizung oder Eindampfung und ohne vorherige Neutralisation sowie unter Dampfzufuhr in der erstenThe invention provides a method for evaporating sulphite liquor before fermentation and for preheating the fermented waste liquor, which is characterized in that the sulphite liquor with the temperature around yo ° C, with which it comes from the cooking, without prior heating or evaporation and without prior neutralization and with the supply of steam in the first

109 621/1109 621/1

Eindampfstufe bis zur Erreichung einer Temperatur von etwa 40⁰ C der mehrstufigen Umwälzeindampfung unterworfen und die so eingedickte Lauge durch Entspannung auf die etwa 30 bis 32⁰ C betragende Gärtemperatur gekühlt und die vergorene Lauge im Gegenstrom in einem an die Eindampf anlage angeschlossenen Vorwärmersystem stufenweise möglichst auf die zur Alkoholgewinnung erforderliche Temperatur gebracht wird. Durch die vorliegende Erfindung wird der wesentliche Fortschritt erzielt, daß die mit 70 bis 90⁰ anfallende Lauge zunächst stufenweise in den Verdampfern heruntergekühlt wird, wodurch der Wärmeinhalt weitgehend und in mehreren Stufen ausgenutzt wird. Durch die vorherige Ausdampf ung wird das in. der Ablauge enthaltene SO₂ restlos abgetrieben und der Wiedergewinnung zugänglich gemacht. Diese Arbeitsweise bedingt weiterhin, daß der Säuregehalt während der Entspannung erheblich sinkt, so daß der Verbrauch an. Neutralisationsmitteln nach dem Eindampfen gemäß dem vorliegenden Verfahren nur ein Bruchteil des Verbrauches vor der Konzentration beträgt. Durch die sorgfältig aufeinander abgestimmte Ausnutzung des der Eindampfung zugeführten Dampfes und des in der Lauge selbst enthaltenen Wärmeinhalts ergibt sich insgesamt der vergleichsweise geringe Dampfverbrauch und die ausgesprochene Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Erfindungsgemäß werden die bei der Konzentration der Sulfitablauge anfallenden Brüden der Eindampfungsapparatur in einem Vorwärmersystem noch zusätzlich zur Vorwärmung der bereits vergorenen Sulfitablauge ausgenultzt, womit auch der anschließende Verfahrensschritt der Destillation noch wirtschaftlicher gestaltet wird, in dem die hier übliche Erwärmung durch die aus der Destillationsanlage austretende Schlempe das Erreichen höherer Temperaturen ermöglicht. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung·, in der schematisch und! beispielsweise eine Anlage zur Ausführung des neuen Verfahrens dargestellt ist.Until reaching a temperature of about 40 ⁰ C the multistage Umwälzeindampfung subjected to evaporation stage and the so-thickened liquor cooled by expansion to about 30 to 32 ⁰ C amount forming fermentation temperature and the fermented liquor in counter-current in a to the Evaporation connected preheater plant in stages to possible the temperature required for alcohol production is brought. By the present invention, the significant advance is achieved in that the 70 to ^90-0 resulting liquor is first cooled in stages in the evaporators is utilized whereby the heat content and extent in several stages. As a result of the previous evaporation, the SO ₂ contained in the waste liquor is completely driven off and made available for recovery. This procedure also means that the acid content drops considerably during the relaxation, so that consumption increases. Neutralizing agents after evaporation according to the present method is only a fraction of the consumption before concentration. Due to the carefully coordinated use of the steam supplied to the evaporation and the heat content contained in the liquor itself, the overall result is the comparatively low steam consumption and the pronounced economic efficiency of the process. According to the invention, the vapors of the evaporation apparatus produced during the concentration of the sulphite waste liquor are additionally used to preheat the already fermented sulphite waste liquor in a preheater system, whereby the subsequent process step of the distillation is made even more economical, in which the usual heating by the stillage exiting the distillation plant enables higher temperatures to be reached. To further explain the invention, the drawing, in which schematically and! for example, a system for carrying out the new method is shown.

Die unvergorene, etwa 70⁰ heiße Sulfitablauge gelangt durch die Leitung 1 in die Pumpe 2 und wird von dieser Pumpe 2 in den Flüssigkeitsraum des in bekannter Weisie ausgebildeten Heizkörpers 3 gefördert, welcher zusammen mit dem Ausdampfkörper 4, der Umwälzpumpe 5 und der Umlauf leitung 31 eine Eindampf einheit I einer mehrstufigen Eindampfanlage darstellt. Dort wird die Sulfitablauge bei einer Temperatur von etwa 70⁰ C konzentriert. Gleichzeitig wird durch die Leitung 39 dem Heizkörper 3 Dampf zugeführt, der lediglieh zur Deckung eines Teils des zur Verdampfung des Wassers erforderlichen Wärmebedarfs dient. Die Verdampferstufe I arbeitet mit einer Temperatur von 65 bis 70⁰ C und liegt damit etwas unter der Temperatur der eintretenden Sulfitablauge, so daß auch ein Teil der Verdampfungsenergie von der Lauge selbst bestritten wird. Dem Verfahren wird also kein Dampf zur Aufheizung der Sulfitablauge vor Eintritt in die erste Verdampfereinheit zugeführt. Ein Teil des bei 39 zugeführten Dampfes dient auch dazu, um in dem Wärmeaustauscher 25 bereits vergorene Lauge aufzuwärmen, bevor diese der Destillationskolonne zur Alkoholgewinnung zugeführt wird. Den Wärmeaustauscher 25 verläßt durch die Leitung 45 lediglich Kondensat, das in dem Wärmeaustauscher 7 mit dem Kondensat aus dem Ausdampf körper 4 vereinigt wird und wieder zur Vorwärmung der vergorenen Lauge in dem Wärmeaustauscher 24 dient. Eingedampfte Lauge aus der Stufe I tritt durch die Leitung 6 in den Heizkörper 7 der nachfolgenden Eindampf stufe II, wo in gleicher Weise in dem zugehörigen Ausdampfkörper 8 eine weitere Eindampfung stattfindet, bei einer Temperatur von z.B. etwa 55° C. Durch die Leitung9 fließt die Lauge weiter in den Heizkörper 10 und den. zügehörigen Ausdampfkörper 11 der Stufe III, um hier bei einer Eindampftemperatur von etwa 40⁰ C auf eine gewünschte Konzentration eingedickt zu werden. Die Eindampfstufen II und III sind ähnlich wie die Eindampf stufe I ebenfalls mit Umlaufpumpen 26 und 27 und Umlaiufleitungen 28 und· 29 ausgestattet. Die Zahl der Eindampfstufen kann entsprechend den jeweiligen Verhältnissen bzw. Betriebsbedingungen verkleinert oder erhöht werden.The unfermented, about 70 ⁰ hot sulphite waste liquor passes through the line 1 into the pump 2 and is conveyed by this pump 2 into the liquid space of the heating element 3, which is designed in a known manner and which, together with the evaporation element 4, the circulation pump 5 and the circulation line 31 an evaporation unit I represents a multi-stage evaporation plant. There the spent sulfite liquor is concentrated at a temperature of about 70 ⁰ C. At the same time, steam is supplied to the radiator 3 through the line 39, which is used only to cover part of the heat required to evaporate the water. The evaporator stage I operates at a temperature of 65 to 70 ^° C. and is thus somewhat below the temperature of the incoming sulphite waste liquor, so that part of the evaporation energy is also provided by the liquor itself. No steam for heating the sulphite waste liquor is fed to the process before it enters the first evaporator unit. Part of the steam supplied at 39 also serves to warm up liquor that has already been fermented in the heat exchanger 25 before it is fed to the distillation column for alcohol recovery. The heat exchanger 25 leaves through the line 45 only condensate, which is combined in the heat exchanger 7 with the condensate from the evaporation body 4 and again serves to preheat the fermented liquor in the heat exchanger 24. Evaporated liquor from stage I passes through line 6 into heating element 7 of the subsequent evaporation stage II, where further evaporation takes place in the same way in the associated evaporation body 8, at a temperature of, for example, about 55 ° C. The line 9 flows through the Lye further into the heating element 10 and the. associated evaporation body 11 of stage III, in order ^{to be thickened here at an evaporation temperature of about 40 0} C to a desired concentration. The evaporation stages II and III are similar to the evaporation stage I also equipped with circulation pumps 26 and 27 and circulation lines 28 and 29. The number of evaporation stages can be reduced or increased according to the respective conditions or operating conditions.

Die Brüden des Ausdampfkörpers 11 werden in dem Oberflächenkondensator 12, der mit Il durch die Leitung 41 verbunden ist, mittels Kühlwasser niedergeschlagen, welches durch die Leitung 13 zu- und durch die Leitung 32 abgeführt wird. Der Kondensator 12 wird z. B. mittels Strahlapparat 33 in bekannter Weise entlüftet.The vapors of the evaporation body 11 are in the surface condenser 12, which is marked with Il the line 41 is connected, precipitated by means of cooling water, which is supplied through the line 13 and is discharged through line 32. The capacitor 12 is z. B. by means of a jet apparatus 33 vented in a known manner.

Das eingedickte Produkt verläßt den Heizkörper 10 durch die Leitung 14 und wird bei entsprechendem Unterdruck in dem Entspannungsgefäß 15 durch Selbstverdampfung auf beispielsweise 30° C abgekühlt. Die hierbei entstehenden Brüden strömen durch die Leitung 16 in den Oberflächenkondensator 17, um dort durch Kühlwasser niedergeschlagen zu werden. Hierbei wird der erforderliehe absolute Druck von z. B. ... 33 mm Hg dadurch erzielt, daß die Entlüftung des Oberflächenkondensators 17 durch einen Dajnpfstrahlapparat 18 rfolgt. Den Treibdampf erhalten die Strahlapparate 18 und 33 aus den Leitungen 34, 35 und 36. Das Kühlwasser gelangt durch die Leitung 37 in den Kondensator 17. Es fließt aus diesem durch die Leitung 13 aus und wird dann nochmals im Kondensator 12 als Kühlmittel verwendet. Das den Entlüftungsstrahler 18 verlassende Gemisch aus Luft und Treibdampf wird durch die Leitung 19 in den Oberflächenkondensator 12 gegeben und dort der Dampfanteil zusammen mit den Brüden aus dem Ausdampfgefäß 11 niedergeschlagen.The thickened product leaves the radiator 10 through the line 14 and is in the appropriate Negative pressure in the expansion vessel 15 due to self-evaporation to 30 ° C., for example cooled down. The resulting vapors flow through line 16 into the surface condenser 17 to be knocked down there by cooling water. Here the required absolute pressure of e.g. B. ... 33 mm Hg achieved by venting the surface condenser 17 by a jet device 18 follows. The jet devices 18 and 33 receive the motive steam from the lines 34, 35 and 36. The cooling water passes through the line 37 into the condenser 17. It flows from this through the Line 13 and is then used again in the condenser 12 as a coolant. That the The mixture of air and motive steam leaving the vent radiator 18 is passed through the line 19 given into the surface condenser 12 and there the steam content together with the vapors precipitated from the evaporation vessel 11.

Die abgekühlte saure Sulfitablauge verläßt das Entspannungsgefäß 15 durch die Leitung 20 und wird vor Eintritt in die Gärbütte 21 neutralisiert. Die vergorene Lauge wird mit der Pumpe 38 durch die Leitung 22 und die Wärmeaustauscher 23,24,25 eimer Einrichtung zur Gewinnung des Alkohols zueführt. Das in dem Heizkörper 3 anfallende Kon-The cooled acid sulphite waste liquor leaves the expansion vessel 15 through line 20 and is neutralized before entering the fermentation vat 21. The fermented liquor is carried out with the pump 38 the line 22 and the heat exchangers 23,24,25 bucket device for extracting the alcohol supplied. The accumulating in the radiator 3

densait fließt durch die Leitung 42 in den Vorwärmer 25 mit dem dort anfallenden Kondensat durch die Leitung 45 in den Heizkörper 7, von dort durch die Leitung 43 in dfen Vorwärmer 24 und über die Leitung 46 in den Heizkörper 10 und dien Vorwärmer 23, aus welchem es durch die Leitung 47 in bekannter Weise aus der Apparatur entnommen wird.densait flows through line 42 into the preheater 25 with the condensate occurring there through the line 45 into the radiator 7, from there through the line 43 in dfen preheater 24 and via the line 46 in the radiator 10 and serve the preheater 23, from which it is taken from the apparatus through line 47 in a known manner will.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS:

I. A method for evaporating sulphite waste liquor before fermentation and for preheating the fermented waste liquor in a multi-stage circulating evaporation system, characterized in that the sulphite waste liquor with the ^{temperature of around 70 0} C, with which it comes from the cooking, without prior heating or evaporation and without prior neutralization with steam supply in the first evaporation stage, until a temperature of about 40 ⁰ C is reached, subjected to the multi-stage Utnwälzeindampfung, and the so thickened liquor ^{is cooled by relaxation to the fermentation temperature of around 30 to 32 0} C and the fermented liquor in countercurrent a preheater system connected to the evaporation plant is gradually brought to the temperature required for alcohol production, if possible.

2. Multi-stage circulating evaporation system for carrying out the method according to claim 1, characterized by a relaxation vessel (15) with a connecting line (14) to the Heating element (10) of the last evaporation stage, one connected to the expansion vessel (15) Surface condenser (17) and a jet apparatus (18) for venting the Surface condenser (17) in the condenser (12) of the last evaporation stage.

Considered publications:
German Patent Nos. 430 076, 564 876, 856287, 748447, 26029, 662965;

Swiss patent specification No. 255 402.

1 sheet of drawings