FI64554B - Foerfarande och anordning foer framstaellning av vattenhaltiganatriumkloridloesningar av stensalt - Google Patents

Description

64554

Menetelmä ja laitteisto vesipitoisten natriumkloridi-liuosten valmistamiseksi vuorisuolasta

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 joh-5 danto-osassa esitetty jatkuva menetelmä vuorisuolan liuottamiseksi vedellä tai laimealla suolavedellä liuo-tuskammiossa muodostamaan väkevöity natriumkloridi-liuos sekä patenttivaatimuksen 4 johdanto-osassa esitetty laitteisto.

10 Natriumkloridin teknistä elektrolyysiä varten kloorin ja natronlipeän valmistamiseksi täytyy jatkuvasti liuottaa suuria määriä suolaa. Tällöin käytetään nykyään miltei poikkeuksetta suljettua suolavesikiertoa, ts. elektrolyysikennoissa kulunut suola korvataan kylläs- 15 tämällä laimea suolavesi uudelleen kiinteällä suolalla.

Käytettäessä täydellisesti liukenevaa keittosuolaa tai merisuolaa, jolloin ei jää liuotusjäännöstä, käytetään liuotuslaitteina yleensä edullisesti ns. pika-liuottajia. Näihin säiliöihin, jotka useimmiten suippe- 20 nevat kartiomaisesti alaspäin, annostellaan ylhäältä päin jatkuvasti kiinteätä suolaa. Kartioon tai pohjalle johdettu laimea suolavesi virtaa suolamassaan läpi alhaalta päin ja poistetaan kyllästettynä "ruokasuolave-tenä" ylijuoksutuksella.

25 Vuorisuolan, joka sivukivi- ja/tai anhydriitti- pitoisuutensa takia ei liukene jäännöstä jättämättä, liuottamiseksi ovat muut pikaliuottajarakenteet tulleet tunnetuiksi (ks. DE-patenttijulkaisu 2 643 341 sekä US-patenttijulkaisut 3 130 016, 3 623 848 ja 2 551 494).

30 Käytännössä nämä pikaliuottajat eivät kuitenkaan ole yleisesti tulleet käyttöön. Tämä johtuu teknisistä vaikeuksista, jotka aiheutuvat voimakkaasta materiaalin kulumisesta sivukiven poistossa ja siitä johtuvasta usein esiintyvästä korjaustarpeesta.

2 64554

Kloorialkali-elektrolyyseissä syntyy ongelma sähköisten energiahäviöiden poistamisesta ylimääräisenä lämpönä suolavesikierrosta ja suolavesikierron vesi-taseen tasapainossa pitämisestä. Erikoisesti tarvitaan 5 elektrolyysissä elohopeakennoilla useimmiten veden suluttamista. Yritettäessä välttää elohopeapitoisten jätevesien laskemista vesistöihin, johdetaan nämä niin pitkälle kuin mahdollista suolavesikiertoon, niin että veden kokonaissyöttö ylittää prosessin vedenkulu-10 tuksen.

Vedenerotus tapahtuu useimmiten kuuman suolaveden avohaihdutuksella. Erityisesti vuorisuolaa käytettäessä laaja yksikkö, jossa tapahtuu jäähdyttäminen, liuotusprosessi sekä suolan varastointi, on yleisin 15 ratkaisu. Käytännössä ruiskutetaan varastointiin käytetyissä säiliöissä tai varastotiloissa laimeata suolaliuosta suolamassalle, jolloin se jo osittain liukenee. Tarvittava veden haihtuminen voidaan saavuttaa hyvin yksinkertaisesti ohjaamalla vastaavasti ruiskutuspro-20 sessia. Suola voidaan suolavesisuihkulla helposti huuhtoa suolasulppuna varsinaisesta suolavarastosta ja liuottaa täydellisesti jälkeentulevissa suolavesi-kanavissa ja/tai - säiliöissä. Tällä tavalla voidaan myös sivukiven laskeutuminen varastossa välttää; tämä pidä-25 tetään usein rakenteeltaan erilaisissa sopivissa sivukiven erottimissa, jotka on kytketty liuotusaseman jälkeen.

Pikaliuottajiin verrattuna on tällä menetelmällä lisäetuina, että katettujen kuivavarastojen rakenta-30 minen ja ylimääräiset kuljetuskustannukset jatkuvaa annostelua varten varastosta liuotinsäiliöön tulevat tarpeettomiksi.

64554 3

Uudemmat tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että haihdutushöyryt, joita syntyy tässä laimean suolaveden avohaihdutuksessa, sisältävät syövyttävää suola-sumua ja että käytettäessä laimeita amalgaamiprosesseis-5 ta saatavia suolavesiä, on läsnä lisäksi jälkiä elohopeasta .

Täten syntyi elohopeapäästöjen välttämiseksi tarve löytää liuotusmenetelmä, jolla on avoimen suolavaraston edut, mutta jossa vältetään suolavesihöyryjen syntyminen. 10 Tämän menetelmän tulisi myös tehdä mahdollisesti vaikeuksitta poistaa vähitellen kasautuva liukenematon sivu-kivijäte. Tällä keksinnöllä saavutetaan haluttu ratkaisu.

Keksittiin menetelmä väkevän, vesipitoisen natrium-kloridi-raakasuolaveden valmistamiseksi ilman haihdutus-15 höyryjä, jossa menetelmässä vuorisuolaa jatkuvasti liuotetaan avoimessa liuotuskammiossa, joka sisältää irtonaista kiinteää vuorisuolaa, jolloin suolan suhteen kyllästämätön suolavesi tulee kosketukseen irtonaisen kiinteän vuori-suolan kanssa, kyllästyy tällöin natriumkloridilla ja 20 poistuu jälleen liuotuskammiosta. Menetelmälle on tunnus-omasta, että suolan suhteen kyllästämätön suolavesi tulee liuotuskammion pohjalle, kyllästetty raakasuolavesi poistetaan vuorisuolasta ainakin yhden pystysuoran tai kaltevan sihdin läpi, joka suurimmaksi osaksi pidättää 25 suspendoituneet vuorisuolaosaset, kyllästetyn raakasuo-laveden pinnan taso liuotuskammiossa ei nouse vuori-suolakasan yläpinnan tasolle ja sihdin liuotuskammion sisäosaan päin käännetty puoli on täydellisesti kyllästetyn raakasuolaveden ja vuorisuolan seoksen peittämä.

Edullisen suodatusteho/suolamassan tilavuus-suhteen kannalta on edullista, että käytetty liuotuskammio on pitkänomainen ja sihdit on sijoitettu kammion pitkille sivuille.

4 64554

Koska erittäin pienet natriumkloridi-osaset -riippuen suodatusnopeudesta - voivat kiinteässä muodossa läpäistä sihdin, on mielekästä varmuuden vuoksi laimentaa täten mahdollisesti ylikyllästynyttä suolavettä lisää-5 mällä laimeaa suolavettä, niin että pienissä lämpötilan heilahteluissa ei ole pelättävissä natriumkloridin kiteytymistä. Tällöin pyritään väkevyyksiin välillä 305-310 g natriumkloridia/1.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä eivät minkään-10 laiset lisäkustannukset suolan annostelua varten ole tarpeen; päinvastoin riittää varaston tavallinen panoksittaan täyttäminen, jolloin luonnollisesti suolan kulutuksen jatkuessa suolaveden vapaa pinta voi tulla näkyviin. Tänä ajankohtana tulee varastoon uudelleen 15 tuoda vuorisuolaa.

Tällöin on edullista jatkuvan suolaveden saannin varmistamiseksi jakaa suolavarasto useammaksi rinnakkain kytketyksi liuotuskammioksi. Uuden kammion oikea-aikaisella käynnistämisellä voidaan tällöin raaka-20 suolavesiväkevyyden jonkun yksittäisen kammiotäytteen tyhjentymisestä aiheutuva alentuminen välttää.

Koska keksinnön mukaisessa menetelmässä suolavettä ei enää ruiskuteta suolavarastoon ylhäältäpäin, tapahtuu olennaisesti vähemmän haihdutushöyryjen muo-25 dostumista. Sentähden alenee myös lämpötilaero suolavedessä ennen ja jälkeen suolan liuotusaseman voimakkaasti (n. l°C:seen). Tämä vaatii luonnollisesti muita toimenpiteitä veden ja hukkalämmön poistamiseksi esim. elohopean poistamista käytössä syntyvistä jätevesistä ja/tai konden-saattien suluttamista, jotka saadaan talteen tyhjö-kloorin-30 poistossa tai kloorijäähdytyksessä. Edullisesti kytketään ennen suolaveden kyllästystä laimean suolaveden tyhjöhaih-dutus.

64554 5

Kytkemällä useampia liuotuskammioita rinnan voidaan myös sivukivi, jota käytön aikana kerääntyy pohjille, poistaa haittaamatta sulavesihuoltoa.

Odotettavissa olevan sivukiven tyhjennyksen 5 ajankohta käy ilmi vastaavan kammion raakasuolaveden väkevyyden alentumisesta. Sivukiven loppuunuuttoa varten voidaan jokaiselle liuotuskammiolle järjestää oma suljettu suolavesikiertonsa. Tämä tarkoittaa, että vain epätäydellisesti kyllästynyttä raaka-10 suolavettä ei vielä päästetä elektrolyysin suola-vesikiertoon, vaan se pumpataan ensin uudelleen suolamassan läpi. Vasta kyllästysväkevyyden (mahdollisesti toistettujen kiertojen jälkeen) saavuttamisen jälkeen suolavesi lasketaan suureen suolavesikiertoon.

15 Epätäydellisesti kyllästynyt suolavesi voidaan kuitenkin välttäen moninkertainen uudelleenpumppaaminen pumpata myös suoraan takaisin laimean suolaveden kiertoon. Tätä sivukiven käsittelyä jatketaan niin kauan, kunnes sivukivi suurimmaksi osaksi tai täy-20 dellisesti on vapaa natriumkloridista. Senjälkeen sivukivi uitetaan jatkuvasti laimealla suolavedellä huuhtoen kammiosta pois ja liuotuskammio täytetään uudella vuorisuolalla.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan uudelleen-varustelun jälkeen toteuttaa jo olemassaolevissa suola-25 varastoissa, joita käytetään yhdistettyinä suolaveden kyllästäjinä ja jäähdyttiminä. Taloudellisesti on keksinnön mukainen menetelmä edullinen erityisesti sellaisille laitoksille, joiden suolavesikierto materiaali-syistä ei salli mainitsemisenarvoisten määrien hypo-30 kloriittia tai klooria lisäämistä, jotka johtaisivat suolaveden hapetuspelkistys-potentiaalin kasvuun ja siten elohopeapäästön pienenemiseen haihdutushöyryjen kautta.

6 64554

Erityisen käyttökelpoiseksi keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamista varten ovat osoittautuneet laitteet, jotka käsittävät liuotuskammion vuorisuolan liuottamista varten, jossa kammiossa 5 on välineet suolalla kyllästämättömän suolaveden syöttämiseksi ja kyllästetyn raakasuolaveden poistamiseksi. Näille laitteille on tunnusomaista, että liuotuskammion pohjalle on järjestetty putkia kyllästämättömän suolaveden syöttämistä varten, liuo-10 tuskammiolla on pitkänomainen pohjapiirros ja liuotuskammion pituussuuntaan on järjestetty ainakin yksi pystysuora tai kalteva sihti, jonka suolavesi läpäisee, mutta vuorisuola ei, ja joka rajaa liuotuskammioon suolattoman tilan.

15 Seuraavassa kuvataan tällaista keksinnön mukaista laitteistoa lähemmin piirustukseen viitaten . /

Kuvio 1 esittää poikkileikkauksena laitteistoa, joka käsittää useampia liuotuskammioita 20 la - Id betonista valetussa suojassa 2. Kuviossa tarkoittaa 3 kävelysiltaa, 4 päällerakennettua täyt-töapuneuvoa (vuorisuolalle täyttösuppilo), 6 vuori-suolamassaa ja 5 kantta kahden liuotuskammion välissä. Kyllästynyt suolavesi erotetaan muodosta-25 misensa jälkeen kiinteästä suolasta sihdillä 7 ja poistetaan liuotuskammion etupuolelta. Liuotuskammion pohja 8 on edullisesti tehty puusta. Kuvassa ei ole esitetty puupohjan rakennetta, suolavesisystee-miä eikä pohjan ja betonialustan välissä olevia puu-30 palkkeja, jotka tukevat liuotuskammiota alhaaltapäin.

Kuvio 2 esittää, samoin poikkileikkauksena, yksittäistä liuotuskammiota. Kuvassa tarkoittaa 9 syöttöjohtoja laimealle suolavedelle, 10 poikkipalkkeja (puisia), jotka muodostavat ritilän, 11 35 puutukia ritilää 10 varten, jotka kulkevat kammion pituussuuntaan, 12 välitilaa, joka on täytetty suolavedellä ja mahdollisesti karkealla soralla, ja 7 64 55 4 31 tukevaa puupalkkia pohjan ja betonialustan välissä. Liuotuskammion pitkittäisseinän muodostaa esitetyssä kammiossa alempi osa 13 ja ylempi osa 14. Nämä voivat liittyä toisiinsa erotettua raakasuolavettä 17 5 suojaavan kannen 16 välityksellä. Sihdit 7 kulkevat esitetyssä kammiossa pitkittäisseinän ylemmän osan 14 ja liuotuskammion pohjalla olevan pitkittäispalkin 15 välissä. Liuotuskammion etupuolella on jokaista sihtiä 7 varten aukko 17 kyllästetyn raakasuolaveden 10 ("raakasuolavesipoiston") poistamiseksi. 19 tarkoit taa raakasuolaveden pinnan tasoa tämän aukon korkeudella, 20 suolaveden pinnan tasoa vuorisuolakasan 6 sisällä. Välitiloissa 21 betonisuojan ja liuotuskammion välissä tai kahden liuotuskammion välissä 21A 15 sijaitsevat puiset massiiviset tukiseinät (ei näy kuvassa), jotka tukevat sivuttaispainetta vastaan. Etupuolella oleva aukko 22 on tarkoitettu sivukiven poisuittamista varten senjälkeen kun liuotuskammion täyte on ehtynyt. Väkevän raakasuolaveden valmistusta 20 varten tulee suolalla kyllästämätön suolavesi sisään liuotuskammion pohjalle putkien 9 kautta; se tunkeutuu vuorisuolamassan 6 läpi ja poistuu kyllästettynä raakasuolavetenä vuorisuolamassasta sihdin 7 läpi, jolloin suspendoituneet vuorisuola-osaset suurimmak-25 si osaksi pidättyvät. On ymmärrettävä, että sihtien 7 sisäiset liuotuskammion puoleiset puolet on täydellisesti kyllästetyn raakasuolaveden ja kivisuola-seoksen peittämiä ja että raakasuolaveden pinnan taso liuotuskammiossa ei yllä vuorisuolakasan ylä-30 pinnan tasolle.

Kuvio 3 esittää pohjapiirroksena osaa kuvion 2 liuotuskammiosta. Liuotuskammion pohjaa 8 ei ole tässä esitetty.

R

64554

Puu on erinomainen raaka-aine liuotus-kammion kantaviin rakennusosiin, esimerkiksi kuu-sipuulevyinä, jotka on liimattu fenoliformal-dehydrihartsilla. Suolamassan mekaanista kuluttavaa 5 vaikutusta vastaan liuotinkammion puupinnan sisäpuoli suojataan parhaiten helposti vaihdettavilla kulutuskerroksilla. Tällaiset kulutuskerrokset voivat koostua esim. polyolefiineista tai fenoli-formaldehydi- tai melamiini-pöhjäistä tekohartseista. Materiaaliksi 10 metallisia sitovia osia varten (esim. pitkittäis- seinän ylemmän ja alemman osan liittämiseen) ja ruuveja varten ovat osoittautuneet hyviksi teräslejeeringit, työaine no. 1.4439, tai teräkset, työaineet no. 1.4441 tai 1.4571. Kloridipitoisissa liuoksissa esiintyvän si-15 säisten jännitysten aiheuttamien säröjen syntymisen välttämiseksi nämä osat hehkutetaan ja peitataan.

Liuotuskammioiden moitteettomalle toiminnalle on suolaveden jakautumisella tasaisesti yli koko kammiopinta-alan suuri merkitys. Sentähden on miele-20 kästä, että suolavettä ei johdeta liuotuskammioon ainoastaan yhden ainoan pisteen kautta. Varsin käyttökelpoiseksi on osoittautunut kyllästämättömän suolaveden sisäänjohtamiseen käytettyjen putkien verusta-minen useammilla, säännöllisesti sijoitetuilla ulos-25 tuloaukoilla.

Suolaveden syötön tasaamiseen vuorisuolakasan juurella päästään myös toimenpitein, jotka pitävät paineen alentumisen putken pituudella mahdollisimman vähäisenä; tämä saavutetaan esim. syöttämällä suolavesi 30 putkijohtojen 9 kummassakin pituuspäässä tai järjestämällä useampia yksipuolisesti avautuvia putkia, joissa 9 64554 on ainoastaan määrätyin välein ulostuloaukkoja, jotka kuitenkin on porrastettu koko pituudelle. Viimemainitulla muunnoksella on se etu, että se tekee mahdolliseksi paikallisesti tähdätyn suolaveden annostelun.

5 Samaan suuntaan vaikuttavat puulankut 11, jotka jakavat liuotuskammion yhdensuuntaisesti putkien 9 kanssa useammaksi toisistaan erotetuksi osastoksi. On edullista, että putket 9 ja siten myös lankut 11 on järjestetty liuotuskammion pituussuuntaan.

10 Putkijohtojen 9 ulostuloaukot sijaitsevat edullisesti putkien alapuolella. Jotta vuorisuolakasa ei vahingoittaisi putkia ja jotta ulostuleva laimea suolavesi jakautuisi paremmin, on edullista peittää kyllästämättömän suolaveden syöttöjohdot 9 sekä lan-15 kut 11 niiden päällä olevalla ritilällä. Tämän ritilän muodostavat vierekkäin järjestyt palkit 10, joiden välissä on raot kyllästämättömän suolaveden läpikulkua varten. Ritilän palkkien 10 täytyy olla järjestettyjä kohtisuoraan putkien 9 suuntaa vastaan, yleensä siis 20 liuotuskammion poikkisuuntaan. On edullista mitoittaa raot kahden palkin 10 välissä pienemmiksi kuin itse palkin leveys.

Putkijohdot 9 valmistetaan tavallisista, suolavettä kestävistä materiaaleista, kuten esim. poly-25 olefiineista, lasikuituvahvisista tekohartseista, titaanista tai kumitetusta teräksestä.

Putkien 9 mekaanista kiinnittämistä, palkkien 10 tukemista ja suolavesivirtauksen tasaista jakamista varten on edullista upottaa putken patjaan jota- 30 kin karkearakeista kiinteää ainetta, joka kestää suolavettä. Kiinteänä aineena voidaan käyttää esimerkiksi karkearakeista koksia, mutta edullisesti kuitenkin soraa. On mielekästä, että kiinteän aineen raekoko on suurempi kuin rako kahden palkin 10 35 välissä. Kahden palkin välinen etäisyys on lähes 64554 ίο riippumaton käytetyn vuorisuolan raekoosta ja On yleensä 1-3 cm. Näillä toimenpiteillä saadaan liuotuskammion pohjalle mekaaninen lujuus, joka tarvittaessa tekee mahdolliseksi tyhjentämisen myös kauhatyökaluja käyttäen.

5 On edullista sijoittaa sihdin 7 ja pitkifctäis- seinän 13 rajoittamaan suolattomaan tilaan johto 18 laimean suolaveden sisäänjohtamista varten. Tämä johto kulkee edullisesti (sama pätee myös sihdille) pitkin liuotuskammion koko pitkittäissivua, Laimean suolaveden 10 syöttämisen tarkoituksena tämän johdon 18 kautta on sekä halutun suolavesipitoisuuden asettaminen että myös sivukivestä ja/tai suolasta koostuvien hienojakoisten kiintoaineosasten mukanakuljettaminen tai jälki-liuottaminen. Tällä tavalla vältetään sekä hienojakoisen 15 sivukiven erottuminen, joka voi tapahtua pienien virtausnopeuksien vaikutuksesta sihdin läpäisyn jälkeen, että myös kyllästetyn suolaveden kiteytyminen, esim. jäähtymisen vaikutuksesta. Elektrolyysiproses-sissa edullinen suolaveden väkevyys on 305-310 g nat-20 riumkloridia/1.

Hienojakoisen sivukiven saostumisen estämiseksi on edullista laskea laimea suolavesi johdosta 18 joh-don alapuolella olevien aukkojen läpi suurella virtausnopeudella. Johdon 18 syöttäminen laimealla suola-25 vedellä voi tapahtua esimerkiksi kummaltakin pääty- puolelta. Syötettäessä ainoastaan toisesta päädystä, on huolehdittava siitä, että paineenalennus tapahtuu suurinpiirtein tasaisesti koko putken pituudella ja että putkijohdon raakasuolaveden poistoa vastapuolella ole-30 vaan päähän vielä syötetään riittävästi laimeaa suola vettä. On edullista tehdä liuotuskammion pohja pituussuunnassa vähintäin 2° kaltevaksi vaakatasoon nähden.

64554 11

Kuviossa 4 on esitetty liuotuskammio pituusleikkauksena. Leikkaustaso esitetään kuviossa 2 "IV":llä.

"II":11a merkitty leikkaustaso on kuvan 2 kuvataso. Kuviossa tarkoittaa 30 kammion päätyseiniä ja 31 puu-tukia pohjaa 8 varten. Kuviossa kasvaa tukien 31 kor-5 keus tasaisesti. Luonnollisesti voisi betonialusta 2 jo olla kalteva vaakatasoon nähden ja tuet 31 olla samankorkuisia. Raakasuolavesi poistuu liuotuskammiosta johdon 17 kautta vasemmalla päätyseinällä.

Liuotuskammion ominaisliuotuskyky määräytyy 10 suhteen raakasuolavesivirta (m /h)/kammion pinta-ala 2 (m ) mukaan . Se on sitä suurempi, mitä pienempi (muuttumattomalla sihtipinta-alalla) kammion pohja-pinta on. Pohjapinnan mielivaltaista pienentämistä vastustavat kuitenkin taloudelliset näkökohdat, koska 15 yksittäisten kammioiden leveyden pienentyessä ja kammioiden lukumäärän lisääntyessä (pidettäessä pohja-pinta vakiona), rakenteelliset kustannukset liuotus-kammioiden seinien rakentamista ja niiden staattista tukemista varten yhä vain kasvavat. On edullista, että 20 liuotuskammion pohjapiirros on suorakulmainen ja että pituuden suhde leveyteen on suurempi kuin 2:1. Taloudellinen kompromissi vastaa pituus/leveys-suhdetta 2:1 - 5:1,erityisesti 2,9:1 - 2,3:1.

Vapaata sihtipintaa (yleensä varustetaan kammion 25 kummatkin pitkittäissivut sihdeillä) ei liioin voida mielivaltaisesti lisätä.

Vapaan sihtipinnan suhteen kammion pohjapintaan tulee suuren ominaisliuotuskyvyn saavuttamiseksi olla mahdollisimman suuri. Suurempi suhde edellyttää käytän- 30 nössä suhteita väliltä 1:4 - 1:8. Jos sihdit ovat yhtä pitkiä kuin liuotuskammio, voidaan tämä suhde esittää myös lausekkeella H .a.n:B, , jossa H on sihdin S K s i2 64554 korkeus, a vapaan sihtipinnan suhde geometriseen sihti-pintaan, n sihtien lukumäärä kammiota kohti ja B, liuotus-

iC

kammion leveys.

Sihdin korkeutta rajoittaa ensikädessä mekaaninen 5 lujuus, niin että tällähaavaa 1,5 m:n sihtikorkeudet ovat edullisia, Erityisesti sysäyksenomaiset painekuormi-tukset kammiota suolalla täydettäessä vaativat mekaanista lujuutta, joka tuskin on enemmän yhdistettävissä nykyisin käytettävissä olevien sihtien suureen suodatuskykyyn 10 (vapaan sihtipinnan suhde geometriseen sihtipintaan n. 50 %). Sihtikorkeuden enempi korottaminen tapahtuu sentähden lähinnä toivotun suuren vapaan sihtipinnan osuuden kustannuksella ja tuskin enää suurentaa omi-naissuodatuskykyä.

15 Kammioiden korkeus voi samoin vaikuttaa läpimene vään suolavesimäärään. Nouseva nestepinnan taso saa nimittäin aikaan kasvavan hydrostaattisen paineen ja siten läpimenevän suolavesimäärän tietyn kasvun.

Sikäli suuri kammion korkeus/kammion leveys-suhde 20 olisi edullinen. Yleensä riittävät tälle suhteelle kuitenkin arvot väliltä 0,2:1 - 0,5:1, erityisesti 0,25:1 - 0,4:1. Huomattavasti suuremmat arvot johtavat epätaloudellisen korkeisiin rakennuskustannuksiin kammion seinien vahvistamista varten. Huomattavasti 25 alemmat arvot tälle suhteelle pienentävät liiallisesti mahdollisuuksi suolaveden pinnan tason vaihtele-miseen kammiossa.

On edullista muodostaa sihdit liuotuskammion pitkittäissivuilla rakosihdeksi. Muotosauvojen, joista 30 rakosihti koostuu, tulee asennetussa tilassa olla pystysuoraan sijoitetut. Mekaanisen vahvuuden lisäämiseksi voidaan sihdit tehdä kehysrakenteeksi ja tukea pysy-suorilla levyillä kammion seiniin. Lisäksi on edullista, että rakosihtien muotosauvat on lisäksi tuet-35 tu poikittaispönkityksillä.

Toivottavia ovat mahdollisimman suuri vapaa 64554 13 sihtipinta ja riittävä kapea rakoleveys suolakiteiden läpäisyn estämiseksi. Esimerkiksi ovat vuorisuolalle, jonka kokojakauma on: ^ yli 3 mm 13-18 paino-% 2 - 3 mm 16 - 22 paino-% 0,5 - 1 mm 23-27 paino-% 0,25 - 0,5 mm 18 - 22 paino-% 0,125 - 0,5 mm 9-13 paino-% alle 0,25 mm 4-8 paino-% O - 4 paino-% rakoleveydet väliltä 1-2,2 mm,edullisesti 1,6-2,0 mm sopivia. Rakoleveyden ollessa 2 mm ja muotosauvan le-veyden 1,6 mm (tai 2,5 mm) on vapaa sihtipinta silloin 55 % (tai 44 %) geometrisesta sihtipinnasta. Suurta ominaisliuotuskykyä varten on toivottavaa, että rako-sihdin muotosauvojen leveys ja niiden etäisyys mitoitetaan niin, että vapaan sihtipinnan suhde geometriseen 2Q sihtipintaan on vähintäin 0,25:1, paremmin kuitenkin vähintäin 0,4:1. Erityisen edullinen on suhde väliltä 0,45:1 - 0,55:1.

On edullista, että rakosihdin muotosauvalla on pitkänomainen poikkileikkaus ja ainakin yksi kapea 25 sivu on tasainen ja pystysuorassa poikkileikkauksen pituusakselia vastaan. Tällä muotoilulla saavutetaan se, että yksittäiset muotosauvat kestävät paremmin suola-sulpun mekaanisen paineen ja sihtipinnan tukkeutusvaara sivukiviosasilla tai vuorisuolakiteillä voimakkaasti -jQ vähenee. Lisäksi on edullista, että rakosihdin muoto-sauvojen tasaiset kapeat sivut sijaitsevat tehokkaan sihtipinnan muodostavalla tasolla. Tämän tason tulee sitten sihtiä käytettäessä olla käännettynä liuotuskam- i4 64 554 mion sisäosaa kohti. Rakosihdin tukkeutumisvaaraa voidaan edelleen vähentää, jos muotosauvat liuotus-kammion sisäosaa kohti olevalla puolella suipentuvat.

Kuvio 5 esittää leikkausta rakosihdistä. Ku-5 viossa tarkoittaa 32 muotosauvoja, joilla on tasainen otsapinta ja suipentuva profiili ja 33 muoto-poikki-sauvoja. Nuolet osoittavat suolaveden virtaussuunnan.

Sihteihin voidaan käyttää samoja materiaaleja, kuin metallisiin liitospultteihin ja puurakenteen ruu-10 veihin; luonnollisesti on mahdollista käyttää epäjalompia teräslaatuja yhdessä katodisen suojauksen kanssa. Luovuttaja-anodiksi sopii esimerkiksi normaali hiili-teräs .

Keksinnön mukaisen laitteiston käytössä olisi 15 huolehdittava siitä, että sihdin raakasuolaveden puoli (ulkopuoli) on koko korkeudeltaan raakasuolaliuoksen peittämä, koska muutoin lyhyen käyttöajan jälkeen suolan kiteytymisen johdosta kuivana olevalle sihtipinnalle vapaa läpäisypinta olennaisesti pienenee. Raakasuola-20 veden riittävän korkea pinnan taso taataan raakasuolaveden poistoaukkojen 19 vastaavalla korkeudella pohjasta tai jollakin tunnetulla toimenpiteellä nestetason ylläpitämiseksi.

Joitakin mahdollisia sihdin sijoitustapoja on 25 esitetty kuviossa 6. Sihdin 7 yläreuna voi olla kiinnitetty liuctuskammion sisään pistävään pitkittäisseinän 13A ulkonemaan 34. Tällöin voidaan sihdin alareuna kiinnittää pitkittäisseinään (esitetty kuviossa 6A) tai pohjaritilään 10 tai pohjaritilän tai pitkittäissei-30 nän reunaan. On edullista suunnitella liuotuskammion pitkittäisseinä niin, että sen muodostaa ylempi osa 14 ja alempi osa 13, jolloin sihdin yläreuna on kiinnitetty pitkittäisseinän yläosan alareunaan ja pitkittäisseinän alempi osa on ylempään osaan nähden vedetty 35 sivusuunnassa ulospäin (esitetty kuvioissa 6B ja 6C).

64554 15 Tämä jaottelu tekee samoin mahdolliseksi sihdin sijoittamisen kaltevaksi.

Tällöin sihti voidaan kiinnittää pitkittäis-seinän 13 alempaan osaa tai suoraan pöhjaritilään 10 5 (esitetty kuviossa 6B). Tässä tapauksessa sihdin 7 ja pitkittäisseinän alaosan välissä oleva 10:n osa ei saa olla ritilää eikä se saa laskea laimeaa suolavettä lävitseen. Edullinen on sihdin kiinnitys 13:n ja 10:n muodostamaan reunaan (esitetty kuviossa 6C).

10 Suurten sihtileveyksien toteuttamiseksi on edul lista, että pitkittäisseinän alempi osa 13 on korkeammalla kuin ylemmän osan 14 alareuna. Sihtipinnan suurentamiseksi etukäteen annetulla rakennuskorkeudella ja sen välttämiseksi, että sihti vahingoittuu päällä-15 olevan vuorisuolamassa vaikutuksesta, on edullista, että sihti on vinosti sisäänpäin kalteva, ts. sihti ja pohjataso muodostavat liuotuskammion sisällä terävän kulman.

Laimean suolaveden ja raakasuolaveden putkiston 20 asennus liuotus- ja jälkiliuotuskäytössä ennen sivukiven poistamista on esitetty kaavamaisesti kuviossa 7 liuotus-kammiolla, jonka pohjassa on 12 kappaletta syöttöputkia laimeaa suolavettä varten.

Normaalissa suolanliuotuskäytössä ovat venttiilit 25 57 ja 59 suljettuja, venttiilit 53-56 ja 58 ovat auki.

Ryhmän 41-52 venttiilit ovat auki tarpeen mukaan.

Jos jäämäsuola on liuotettava pois poistettavasta sivukivestä, niin suljetaan venttiilit 55, 56 ja 58 ja venttiilit 57 ja 59 avataan. Tällöin johdetaan epä-30 täydellisesti kyllästynyt suolavesi venttilin 57, pumpun 40 ja venttiilin 59 kautta uudelleen liuotuskammion pohjalle. Suolan täydellisen poisliuottamisen jälkeen uitetaan sivukivi pois aukkojen 22 kautta.

Keksintöä valaistaan seuraavin esimerkin: ie 64554

Esimerkki 1

Liuotuskammiossa, jonka pohjapinta oli 16,62 x 7,22 m, kaltevuus 3° pituussuunnassa ja pystysuora seinäkorkeus 2,36 m, ylläpidettiin 32 päi-5 vän ajan keskeytymätön liuotuskäyttö. Käytettiin rakosihtiä, jonka sihtikorkeus H oli 1,17 m ja vapaata sihtipoikkipintaa oli 51,6 %. Sihdin rako-leveys oli 1,6 mm.

Käytetyn vuorisuolan keskimääräinen raekokoja-10 kauma oli seuraava: yli 3 mm 17,7 paino-% 2-3 mm 21,2 paino-% 1-2 mm 24,0 paino-% ^ 0,5-1 mm 19,7 paino-% 0,25 - 0,5 mm 9'8 Pain°-4 0,125 - 0,25 mm 5'6 Paino-% alle 0,125 mm 2,1 paino-% 20 Ensitäytön jälkeen (n. 350 t vuorisuolaa) johdettiin kammioon laimeaa· suolavettä. 5 tunnin kuluttua saavutti poistuva raakasuolavesi 306 g/l:n väkevyyden. 10-14 tunnin välein täydennettiin suola-täyttöä säännöllisesti. Kokeen koko kestoaikana saatiin 25 seuraavat keskimääräiset käyttöarvot:

laimean suolaveden lämpötila 69,7°C

laimean suolaveden väkevyys 273,9 g NaCl/1

raakasuolaveden lämpötila 67,8°C

raakasuolaveden väkevyys 309,4 g NaCl/1 *1 30 suolaveden läpivirtausmäärä 255 m /h Tätä vastaava liuotuskyky 9 t NaCl/h.

Raakasuolavesi oli optisesti kirkas ja vapaa kiinteistä aineista. 32 päivän kuluttua suolan jälki-annostelu lopetettiin. Senjälkeen raakasuolaveden 35 väkevyys laski n. 16 tunnin kuluttua alle 300 g NaCl/1.

17 64554

Siitä lähtien johdettiin poistuva raakasuolavesi paineennostopumpun läpi takaisin kammioon ja kierrätettiin tässä kierrossa niin kauan, kunnes väkevyys jälleen oli väliltä 307-310 g natriumklo-5 ridia/1. Suolavesi poistettiin sitten venttiilin 22 kautta ja korvattiin tuoreella suolavedellä, Suolaveden 9-kertaisen vaihtamisen jälkeen uitettiin syöttämällä peräkkäin laimeata suolavettä venttiilien 41-52 kautta sivukivi, jota oli kerrostunut pohjalle n.

10 50 cm:n korkeudelle, pois avatun venttiilin 22 läpi.

Esimerkki 2

Kuvan 1 laitteistoa käytettiin 8 päivän ajan suurimmalla mahdollisella suolaveden läpiajolla.

3 Tällöin mitattiin keskimäärin 295 m /h raaka-15 suolavettä, jonka väkevyys oli 308,4 g NaCl/1.

Liuotuskapasiteetti oli tällöin 11 t NaCl/h. Keskimäärin oli saatu raakasuolavesi n. 1,1°C kylmempää kuin syötetty laimea suolavesi.

Claims (10)

18 64 55 4

1. Menetelmä väkevän, vesipitoisen natrium-kloridi-raakasuolaveden valmistamiseksi ilman haihdu-tushöyryjä liuottamalla jatkuvasti vuorisuolaa avoi-5 messa liuotuskammiossa, joka sisältää irtonaista kiinteää vuorisuolaa, jolloin suolan suhteen kyllästämätön suolavesi tulee kosketukseen suolamassan kanssa, kyllästyy tällöin natriumkloridilla ja poistuu jälleen liuotuskammiosta, tunnettu siitä, 10 että suolan suhteen kyllästämätön suolavesi tulee liuotuskammion pöhjalle,kyllästetty raakasuolavesi poistetaan vuorisuolasta ainakin yhden pystysuoran tai kaltevan sihdin läpi, joka suurimmaksi osaksi pidättää suspendoituneet vuorisuolaosaset, kyllästetyn 15 raakasuolaveden pinnan taso liuotuskammiossa ei nouse vuorisuolakasan yläpinnan tasolle ja sihdin liuotuskammion sisäosaan päin käännetty puoli on täydellisesti kyllästetyn raakasuolaveden ja vuorisuolan seoksen peittämä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saatua kyllästettyä raakasuolavettä sen kuljettua sihdin läpi vielä sihti-pinnan alueella laimennetaan suolalla kyllästämättö-mällä suolavedellä 305-310 g/l:n natriumkloridipitoi-25 suuteen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väkevän raakasuolaveden poistaminen liuotuskammiosta tapahtuu niin, että sihdin liuotuskammion sisäosasta poispäin käännetty puoli on 30 pysyvästi suolaveden alla. 19 6 4 5 5 4

4. Laitteisto väkevän, vesipitoisen natrium-kloridi-raakasuolaveden valmistamiseksi ilman haihdu-tushöyryjä, joka laitteisto käsittää liuotuskammion vuorisuolan liuottamiseksi ja siinä välineet suolan 5 suhteen kyllästämättömän suolaveden syöttämiseksi ja kyllästetyn raakasuolaveden poistamiseksi, tunnettu siitä, että liuotuskammion pohjalle on järjestetty putkia kyllästämättömän suolaveden syöttämistä varten, liuotuskammiolla on pitkänomainen 10 pohjapiirros ja liuotuskammion pituussuuntaan on järjestetty ainakin yksi pystysuora tai kalteva sihti, jonka suolavesi läpäisee mutta vuorisuola ei, ja joka rajaa liuotuskammioon suolattoman tilan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, 15 tunnettu siitä, että putket kyllästämättömän suolaveden syöttämistä varten on varustettu useilla, säännöllisesti sijoitetuilla poistoaukoilla.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että putket kyllästämättömän 20 suolaveden syöttämistä varten on peitetty päälläole-valla ritilällä.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että putket kyllästämättömän suolaveden syöttämistä varten on upotettu patjaan 25 karkearakeista, suolavettä kestävää kiinteää ainetta.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että sihdin erottamaan suolattomaan tilaan on sijoitettu johto laimean suolaveden 30 sisäänjohtamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että liuotuskammion pohja on pituussuunnassa vähintään 2° kalteva vaakatasoon nähden.

10. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, 35 tunnettu siitä, että sihdin liuotuskammion pitkittäissivuilla on muotoiltu rakosihdeiksi. 64554 20