NO820922L - Fremgangsmaate ved opploesning av smeltesoda. - Google Patents

Description

Nærværende oppfinnelse vedrører kjemikaliegjenvinning i en sulfatmassefabrikk. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for oppløsning av smeltesoda ved den såkalte "lopen" ved et kjemikaliegjenvinningsanlegg i en sulfatmassefabrikk. Oppfinnelsen vedrører også en anordning for å

splitte en smeltestrøm, og da spesielt en anordning for splitting av nevnte smelte fra kjemikaliegjenvinning.

Ved forbrenningen av svartluten i sodapannen i en sulfatmassefabrikk erholdes, sammen med det natriumsulfat som tilsettes for å erstatte kjemikalietapene, et smeltet restprodukt. Dette består i alt vesentlig av natriumkarbonat samt natriumsulfid og tappes kontimuerlig ut gjennom renner fra sodapannens bunndel som kalles "lopen". Denne smeltestrøm oppløses i en sodaløser i en vannløsning, som kan bestå av svak hvitlut eller svaklut fra blanderiet. Den erholdte løsningen pumpes til blanderiet for videre behandling.

Smeiten holder en temperatur på ca. 900° C når den strømmer

ut av sodapannen. Man kan derfor ikke la denne smeltestrøm renne direkte ned i sodaløseren da dette skulle gi en eksplo-sjonartet effekt. Man splitter derfor smeltestrømmen i små dråper før smeiten tillates å komme i kontakt med vannløsnin-gen. For å splitte smeiten anvender man konvensjonell vann-damp fra sodapannen. Dampen utgjør imidlertid et i og for seg verdifult produkt på grunn av sitt energiinnhold. For-bruket av damp for å splitte "lopen" innebærer derfor en ikke ubetydelig omkostning ved kjemikaliegjenvinningen.

Det er kjent fra andre tekniske områder å splitte smeltestrøm-mer, f.eks. smeltet metall, ved hjelp av en vannstråle. Denne teknikk er imidlertid ikke anvendbar for å splitte den glød-ende smeltestrømmen ved "lopen" på grunn av de eksplosjons-artet forløp som skulle bli følgen hvis en vannstråle skulle komme i direkte kontakt med smeiten.

Formålet med oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte og et enkelt apparat for oppsplitting av smeltestrømmen ved den såkalte "lopen" ved et kjemikaliegjenvinningsanlegg. Nærmere bestemt er formålet å utføre dette på en fra energibespar-ingssynspunkt formålstjenlig måte. Videre er det et formål at fremgangsmåten og apparatet skal være enkel og uten videre kunne anpasses til eksisterende kjemikaliegjenvinningsanlegg.

Et videre formål med oppfinnelsen er å fremskaffe en anordning og å utføre fremgangsmåten på en slik måte at den stråle av luft- og vann-tåke som dannes hindres fra å divergere men isteden treffer smeltestrålen med tilstrekkelig bevegelsesenergi for å splitte opp denne i små dråper.

Disse og andre formål oppnås ved at de smeltekjemikalier som renner ut av sodapennen, og som danner en smeltestråle, under fritt fall splittes opp i mindre dråper ved hjelp av en eller flere stråler bestående av en tåke av små vannpartikler i luft, hvoretter smeltedråpene faller ned i det bad hvor kjemikaliene skal oppløses i vannløsning for å danne grønn-lut. Fortrinnsvis rettes strålen av luft-vanntåke hensiktsmessig skrått nedad mot smeltestrålen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bygger på den teorien at en hver liten vanndråpe i luft-vanntåken, hvilken trenger inn i den glødende smeltestrømmen, skal omgis av en "luft-pute" som kan dempe den voldsomme ekspansjonen hos vann-dråpene når disse treffer smeiten og forhindre det eksplo-sjonsartede forløp som ellers skulle bli følgen dersom vann

kommer i kontakt med smeiten.

Forsøk har vist at luft-vanntåken bør blåses mot smeltestrålen med en intensitet som tilsvarer en vanntilførsel på 30-200 kg vann, fortrinnsvis 50-150 kg vann pr. time,, som tilsvarer omtrent 20-60% vann i luft-vanntåken, hvilket følgelig også bør tilføre luft mot smeiten i en mengde på 45-300 kg, hensiktsmessig 75-225 kg luft pr. time. Det bør også innses at dette vann delvis kan fordampes når det forlater munnstykket, liksom det også kan fordampe på veien mellom munnstykket og smeltestrålen. De ovenfor nevnte tall henfører seg til alt det vann som forlater munnstykket, hvorved det ses bort fra det faktum at dette vann i en viss utstrekning kan fordampes før det treffer smeltestrålen.

En for den nærværende metoden' hensiktsmessig anordning omfatter en munnstykkenehet, som omfatter et utløpsmunnstykke for vann, et omgivende utløpsmunnstykke for gass som er rettet i en skrå vinkel mot vannmunnstykkets sentrumaksel, slik at en sammenpresset stråle av en gass-vanntåke kan dannes når en gasstråle fra nevnte gassutløpsmunnstykke slår mot en vannstråle fra nevnte vannutløpsmunnstykke. Organer er hensiktsmessig anordnet for å rotere i det minste en eller begge strålene, nemlig gasstrålen og vannstrålen, fortrinnsvis begge disse stråler, omkring deres felles sentrumaksel. Gass-utløpsmunnstykket er hensiktsmessig sirkulært og koaksialt med vannutløpsmunnstykket. Selv om munnstykkeenhetene er ut-viklet og anpasset for splitting av en smeltestråle fra kjemikaliegjenvinningsanlegget i en massefabrikk, hvorved altså gassen utgjøres av luft, kan det også være tenkbart å anvende en ifølge nærværende oppfinnelse utformet anordning også for å splitte stråler av andre typer smelter, f.eks. splitting av smeltet metall for tilvirkning av metallgranu-ler, metallpulver, hagel og lignende.

Ytterligere formål med oppfinnelsen og karakteristiske trekk ved denne vil fremgå av etterfølgende beskrivelse av en fore-trukket utførelsesform, som illustreres ved hjelp av tegnin-ger, og hvor: Fig. 1 skjematisk viser oppsplittingen av smeltestrålen ved

løpen fra en sodapanne,

fig. 2 illustrerer ved en fremgangsmåte ifølgeooppfinnelsen an-vendt munnstykkeenhet samt dennes orientering i for-hold til smeltestrålen,

fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom et munnstykkehus ved munn-stykkeenheteni fig. 2, og

fig. 4 viser et snitt IV-IV i fig. 3.

I fig. 1 betegner 1 en sodapanne og 2 en sodaløser. Sodaløs-eren 2 inneholder et bad 3 bestående av en vannløsning, nor-malt svak hvitlut eller svaklut fra blanderiet. Smeltekjemi-kaliene tappes ut av sodapannen 1 via en smelterenne 2 - "lopen" - hvoretter smeiten under fritt fall i form av en smeltestrøm 5 faller ned mot badet 3. Ved siden av smelte-strømmen 5 er det anordnet ett eller flere munnstykkeehhéter ifølge oppfinnelsen.Munnstykkeenhetene 6 kan vris omkring et ledd 7 for å rette inn den stråle av en luft-vanntåke som sprøytes mot smeltestrålem 5 under ønsket vinkel. Hensiktsmessig rettes luft-vanntåkestrålen ca. 4 5° skrått nedad mot smeltestrålen 5.

Fig. 2 viser munnstykkeenheten 6 mer i detalj. Som det fremgår av figuren tilføres luft og vann gjennom separate tilførsels- • ledninger 9 resp. 10 til felles munnstykkehus 8. Munnstykke-aggregatet 6 omfatter også en kåpe 12 som omgir ledningene 9, 10 samt munnstykkehuset 8, som også rommer leddene 7 for inn-stilling av aggregatet 6 i ønsket vinkel mot smeltestrålen 5.

I fig. 3 og fig. 4 omfatter munnstykkehuset 8 en ytre rør-formet del 13 og en indre rørformet del 14. En lufttilfør- selstilslutning 15 munner i en ringformet spalte 16 mellom nevnte ytre og indre rørformede deler 13 og 14. Den ringformede spalten 16 er tilsluttet i sin bakre ende og konvergerer i sin fremre ende i et ringformet munnstykke 18, som nærmere bestemt har formen av en avkortet konus. Denne tenkte konus har en toppvinkel på 45°, slik at en konisk luftstråle 20

fra det ringformede munnstykket 18 rettes med en vinkel på 4 5° mot sentrumsakselen 27. I den ringformede spalten 16 er organer 19 anordnet, som bringer den komprimerte luft, som strømmer gjennom spalten 16 fra luftledningen 10 til munnstykket 18, til rotasjon. Disse organ 19 kan bestå av skrue-formede renner, spor, finner eller lignende.

Et vanninnløpskammer er betgent 17. I den fremre veggen av munnstykkehuset 8 er det anordnet et sentralt vannutløps-munnstykke 22 mellom vanninnløpskammeret 17 og et skålformet uttak 21 i munnstykkehusets 8 fremre vegg. I det sentrale munnstykket 22 er organer 23 av samme eller lignende type som organene 19 i den ringformede spalten 16 anordnet for å brin-ge vannstrålen 24, som strømmer ut med høy hastighet gjennom munnstykket 22, til rotasjon omkring sentrumsakselen 27 i samme rotasjonsretning som den luftstråle 20 som strømmer ut fra det omgivende munnstykket 18. Vannstrålen 24 sprer seg kraftig når den strømmer ut fra det sentrale munnstykket 22 og kan danne en romvinkel på opp til 13 0°. Beroende på slag-kraften fra luftstrålen 20 kommer den resulterende luft-vanntåkestrålen 11 imidlertid til å bli sterkt komprimert i form av en rett konus med en toppvinkel på ca. 20°. Hva som mer eksakt finner sted i kollisjonsområdet 25 mellom de to primære strålene 20 og 24 er ikke undersøkt i detalj. Man kan imidlertid anta at kollisjonsområdet 25 mellom de to primære strålene 20 og 24 kan beskrives som et komplekst mønster av turbulens og hvirve1strømmer. Hva årskane enn kan være så oppnås imidlertid det resultatet at det dannes en luft-vann-tåke, som i form av en komprimert stråle 11 kan treffe smeltestrålen 5 med tilstrekkelig bevegelsesenergi for å splitte smeiten opp til små dråper med hensiktsmessig størrelse.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte ved oppløsning av en smelte fra den såkalte "lopen" ved et kjemikaliegjenvinningsanlegg i en sulfatmassefabrikk, karakterisert ved at de smeltede kjemikalier som renner ut av sodapannen, og som danner en smeltestråle (5), under fritt fall splittes opp i mindre dråper av en eller flere stråler (11) av en tåke av luft og vann, hvoretter dråpene faller ned i det bad (3) hvor kjemikaliene skal oppløses i en vannløsning for å danne grønnlut.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at luften og vannet rettes gjennom forskjell-ige munnstykker og blandes for å danne nevnte luft-vanntåke utenfor munnstykkene.

3.F remgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at en vannstråle (24) bringes til å strømme ut gjennom et sentralt munnstykke (22) og en luftstråle (24) gjennom et sirkulært munnstykke (18), som omgir vannstråle-munnstykket, hvorved nevnte luftstråle rettes skrått mot munnstykkenes sentrumsaksel, og at luft-vanntåken dannes ved at luftstrålen slår imot vannstrålen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at i det minste en av de nevnte luft- og vann-stråler bringes til rotasjon omkring deres felles sentrumsaksel .

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at luftstrålen og vannstrålen bringes til å rotere omkring den felles akselen i sa:tune rotasjonsretning.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at strålen (11) av nevnte luft-vanntåke danner en vinkel på mellom 10 og 30°.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at strålen av luft-vanntåke rettes skrått nedad mot smeltestrålen.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at det mot smeltestrålen blåses 30-200 kg vann, fortrinnsvis 50-150 kg vann pr. time i form av nevnte luft-vanntåke.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at nevnte luft-vanntåke inneholder 20-6 0% vann i form av meget små vannpartikler, mens resten i alt vesentlig består av luft.

10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved at i deri nevnte luft-vanntåken, som blåses mot smeltestrålen, blåses luft i en mengde på 45-300 kg luft, hensiktsmessig 75-225 kg luft pr. time.

11. Anordning for å splitte en strøm av smeltet materiale, karakterisert ved at et munnstykkeaggregat (6) omfatter et vannutløpsmunnstykke (22), et omgivende gass-utløpsmunnstykke (18) , som er rettet i en skrå vinkel mot vannutløpsmunnstykkets sentrumsaksel (27), slik at en komprimert stråle av en gass-vanntåke kan dannes når en fra nevnte gasutløpsmunnstykke utstrømmende gasstråle treffer en fra nevnte vannutløpsmunnstykke utstrømmende vannstråle.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at organer (19, 23) er anordnet for å rotere i det minste.en av de nevnte gass- og vann-stråler omkring deres sentrumsaksel.

13. Anordning ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at gassutløpsmunnstykket (18) er sirkulært og koaksialt med vannutløpsmunnstykket.

14. Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at munnstykkene er forsynt med et felles munnstykkehus (8) med et uttak (21) i form av en konkav fremre vegg i området for munnstykkeåpningene.