SE504164C2 - Förfarande för rening av kondensat vid indunstning av avlut - Google Patents

Description

504 164 10 15 20 25 30 35 2 av tuberna. Tubändarna är sammanfogade med tubplattorna så att det inte finns någon förbindelse mellan insidan resp. utsidan av tuberna. Svartluten bildar således en fallande film inuti tuberna och avger en del av sitt vatteninnehåll i form av ånga, s.k. lutånga, som används som värmande mediunl i andra apparater. En sådan apparat kallas för fallfilmsindunstare. Flera sådana apparater är vanligen kopplade i serie. De kan vara så arrangerade att luten strömmar i motström till ångan men även medströmssanord- ningar är kända. I dessa senare anordningar är det vanligt med värmeväxlarelnellan indunstningsapparaterna för höjning av temperaturen på luten.

Det vatten som indunstas i en indunstningsapparat, en s.k. effekt, avgår i ångform och utnyttjas för indunstning i en annan efterkommande effekt med tunnare lut. Där kondenserar lutångan till största delen och bildar ett mer eller mindre orent kondensat. Luten från kokeriet innehåller lätt- flyktiga föreningar såsom metanol, terpener och svavel- föreningar vilka avgår från luten i varje indunstnings- effekt. Den mest förekommande föroreningen i kondensatet från svartlutsindunstning är metanol. Eftersom metanol är mer lättflyktigt än vatten kommer de lutångor som avgår från den tunnaste luten att ha den högsta halten av metanol. Kondensat som bildas av lutångor från tjockare lutar innehåller förhållandevis mycket lägre halter av metanol. Om en lutånga får kondensera ut i två steg bildas ett renare och smutsigare kondensat. Den ånga som inte kondenserar ut i första steget innehåller nämligen en högre halt av metanol och andra lättflyktiga föroreningar.

Enligt dagens teknik samlar man ihop små delströmmar av de mest förorenade indunstningskondensaten och för den tillsammans med kondensat från kokeriet till en stripper- kolonn för renande behandling. Renare indunstningskondensat samlas ihop för sig och återanvänds som processvatten i 10 15 20 25 30 35 504 164 3 fabriken eller förs till avlopp. Eftersom kondensaten från de olika effekterna har olika renhetsgrad brukar man enligt dagens teknik även blanda smutsiga kondensat från en effekt som ger relativt rena kondensat med ett rent kondensat från en effekt som ger mera förorenade kondensat. Detta mellan- rena, blandade kondensatet kan också användas i processen eller renas på olika sätt.

TEKNISKA PROBLEMET: Kraven på en renare miljö skärps numera undan för undan i de flesta länder. Det vatten som skall släppas ut i åar och liknande måste vara rent, åtminstone så rent att inga miljöproblem föreligger. Det går inte längre att släppa ut halvrenat kondensat. Ett sätt att minska föroreningarna kunde vara att i stället för att släppa ut kondensatet återvända det som processvatten i fabriken. Med ett sådant förfarande uppstår emellertid det problemet att olika föroreningar byggs upp och skapar därmed processtekniska störningar samt orsakar arbetsmiljö- problem.

Det har därför länge varit ett starkt önskemål inom cellulosaindustrin att dels kunna rena kondensaten från indunstningsaggregaten för svartluten så att de blir acceptabla för utsläpp eller återanvändning, dels kunna utföra denna rening på ett ekonomiskt sätt utan att använda flera eller mycket stora s.k. stripperkolonner.

LÖsN1NGEN= Enligt föreliggande uppfinning har man därför åstadkommit ett förfarande vid indunstning av avlut eller andra avfallsvätskor från cellulosakokning, s.k. sulfitlut eller blekerifiltrat, företas i ett flertal indunstare, s.k. effekter, där avdriven vattenånga från en effekt förs vidare in på låg svartlut, varvid indunstningen 10 15 20 25 30 35 504 164 4 nivå i nästa effekt för att där genom kondensering i sin tur avdriva ytterligare ånga från lut och där luten kan föras från effekt till effekt på ett godtyckligt sätt, och där vattenångan innehåller diverse lättflyktiga förore- ningar, vilka anrikas i ångfasen när ångan kondenserar så att en renare fraktion av kondensat och en på föroreningar mera anrikad, smutsigare fraktion av kondensat kan tas ut separat från varandra, vilket förfarande kännetecknas av att den renare fraktionen från en effekt tillförs på hög »nivå i en annan effekt på ångsidan där den inkommande ångan är renare än vad den tillförda ångan var i den effekt från vilken kondensatet kom ifrån.

Enligt uppfinningen är det lämpligt att den smutsigare fraktionen tillföres på hög nivå eller högst uppe i en annan effekt på ångsidan där den inkommande ångan är smutsigare än vad den tillförda ångan var i den effekt från vilken kondensatet kom ifrån.

Det är enligt uppfinningen lämpligt att den sista effekten i lutens rörelseriktning drives med färskånga.

Enligt uppfinningen är det önskvärt att processen drives så långt att den rena fraktionen kan gå till avlopp eller tillbaka i processen.

Det är enligt uppfinningen lämpligt att förfarandet för indunstning företas i en s.k. fallfilmsindunstare med en eller flera vertikala skiljeväggar mellan indunstnings- rören.

Enligt uppfinningen är det lämpligt att två eller flera apparater kopplas ihop i serie.

FIGURBESKRIVNING: 10 15 20 25 30 35 504 164 5 Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar där Fig.l schematiskt visar tillvaratagandet av kondensatströmmarna enligt dagens teknik, där Fig.2 schematiskt visar tillvaratagendet av kondensaten enligt föreliggande upp- finning och där Fig.3 visar schematiskt och i snitt en in- dunstningsapparat som kan användas vid förfarandet enligt föreliggande upp- finning.

DETALJERAD BESKRIVNING: Figuren l visar schematiskt tre stycken effekter enligt dagens teknik som var och en ger ett rent och ett smutsigt kondensat. Dessa kondensat är varken helt rena eller maximalt smutsiga utan de innehåller föroreningar i viss grad som är olika för de tre effekterna. Dessa effekter 1, 2 och 3 förutsättas vara av s.k. fallfilmstyp med vertikala tuber och de är försedda en vertikal skiljevägg 4 så att rent 5 och smutsigt kondensat 6 kan tas ut från var och en av effekterna. Lutens och ångornas vägar visas för enkel- hetens skull ej på denna schematiska ritning De mest rena eller minst förorenade delströmmarna är de som kommer från effekterna längst till vänster på figuren.

Såsom framgår av figuren samlas från de två effekterna längst till vänster på figuren, nämligen effekten 1 och 2, de rena kondensaten i en ström 7 för eventuell återan- vändning, de mest smutsiga delströmmarna från effekterna till höger, nämligen 2 och 3, i en delström 8 för vid- 10 15 20 25 30 35 504 164 6 arebefordran till en stripper och den rena delströmmen 5 från effekten 3 som är den minst rena av de tre delström- marna 5 förenas med den minst smutsiga delströmmen 6 från effekten l i en ström 9 som får kallas mellanren och som måste renas eller återanvändas i ett processteg med lägre krav på renhet.

Figuren 2 som, schematisk anger förfarandet enligt före- liggande uppfinning, visar också tre effekter medan det förutsättes att anläggningen består av effekter både till höger och vänster om de på figuren visade. Detta är känd teknik. De hänvisningsbeteckningar som är angivna gäller för samma element som de enligt figuren l.

Effekten 1 matas med ånga 10, som utgöres av lutånga från föregående effekt, i den nedre delen av den sektion som ger den renare fraktionen. 5 av kondensaten. Denna ånga 10 stiger uppåt i effekten och den får möta rent kondensat 5 från effekten 2 som matas in vid en högre nivå i effekten 1 eller helt överst i denna. Ãngan 10 från föregående effekt har mindre lättflyktiga föreningar än kondensaten 5 från effekten 2 och ett utbyte av lättflyktiga föreningar kommer då att ske genom att de lättflyktiga ämnena kommer att förångas och följa med den ånga som går över i sektio- nen för den smutsiga kondensationsfraktionen. Den ånga som kondenseras i denna sektion för rent kondensat tas ut nedtill och kan föras till föregående effekt eller via värmeväxlar eller flashing till avlopp eller tillbaka till processen utan renande behandling. Den delen av ångan som passerar skiljeväggens 4 övre kant kondenseras i den smutsiga delen. Denna kondensation sker nära nog fullstän- digt. Ett inte visat uttag för icke kondenserbara gaser eller liknande finns i denna sektion vid dess nedre del.

Detta utlopp står i förbindelse med en vakuumpump. 10 15 20 25 30 35 504 164 7 Lutens väg in i effekten 1 är för enkelhetens skull inte visad. Den ånga ll som luten avger tas ut från effektens s.k. lutångrum via droppavskiljare (icke visade) och matas in i den nedre delen i effekten 2 såsom framgår av figuren.

Den smutsiga kondensatströmmen 6 från effekten l matas in på toppen av effekten 2 medan den rena kondensatströmmen 5 från effekten 3 matas in på en lägre nivå i effekten 2.

Denna rena ström 5 kan också matas in vid toppen på effekten 2 eller den kan förenas med den smutsiga delström- ~men 6 från effekten 1. Skeendet i effekten 2 och det i effekten 3 blir detsamma som i effekten l.

Eftersom de rena fraktionerna 5 från varje effekt får möta en ännu renare ånga från föregående effekt blir varje delström 5 renare ju längre till vänster på figuren man kommer och varje delström 6 blir mer och mer smutsig ju längre till höger på figuren man kommer.

Figuren 3 visar schematiskt och i snitt en del av en fallfilmsindunstare i vilken föreliggande uppfinning kan utövas. Indunstaren innefattar en vanligen cylinderformig vertikaltstående mantel 30 inuti vilken vertikala tuber 31 är anordnade. Ner genom dessa rör 31 flyter den avlut som skall indunstas och rören värms upp av ånga mellan tuberna.

Enligt uppfinningen matas denna ånga in vid nedre delen 32 av manteln 30. Denna ånga ll kommer enligt uppfinningen från föregående effekt. I den cylinderformade manteln 30 finnes skiljeväggen 4. På den sidan av skiljeväggen 4 där ångan 11 kommer in stiger denna uppåt och möter det rena kondensatet 5 från nästa effekt och kondensatet 6 från föregående effekt som rinner neråt på utsidan av tuberna.

Ett utbyte av ämnen försiggår under kondenseringen och de lättare komponenterna följer med ångan över i den smutsiga delen av cylindern på höger sidan på figuren om skilje- väggen 4. Där kondenserar resten av ångan innefattande föroreningarna och tas ut som smutsigt kondensat vid 6 10 15 20 25 30 35 504 164 8 medan det rena kondensatet på vänster sida om skiljeväggen 4 tas ut vid 5. Okondenserbara gaser utluftas via ventilen 33.

Endast en skiljevägg 4 har visats på figuren vilken skiljevägg 4 delar utrymmet i två delar, en ren och en smutsig del. Flera skiljeväggar kan anordnas i olika mönster och dela upp utrymmet i flera delar i olika eller lika stora utrymmen. Detta innebär inte något avsteg från uppfinningen utan det innebär endast att ångans väg i indunstningsapparaten förlängs. Man kan betrakta denna flerdelning som en hopbyggnad av flera indunstare.

För att skaffa god kontakt mellan nedåtrinnande vätska eller kondensat och den uppåtstigande ångan och således öka effektiviteten av den fraktionerande destillationen kan de inkommande kondensaten fördelas ut jämt och strila ner i trappsteg' mellan bafflar som håller tuberna. Delar av värmemanteln kan förses med fyllkroppar och ånga-kondensat- kontakten kan även utökas med hjälp av in- eller utbukt- ningar på delar av tuberna. Jämvikterna för ånga-vätska är sådana att segregeringen av föroreningar blir effektivare vid lägre tryck och temperatur, varför ett motströmsutför- ande är att föredra (ger hög koncentration vid lågt tryck).

Genom förfarandet enligt föreliggande uppfinning uppnår man således en mycket renare fraktion än vad man tidigare kunde uppnå samt en mycket mera förorenad fraktion som således blir mycket mindre till volymen än tidigare. Denna smutsiga fraktion kan innehålla en mängd metanol jämte andra föroreningar. Förutonude ovannämndaluiljömässiga fördelarna uppnår man även den fördelen att det blir ekonomiskt mycket gynnsammare att hantera en volymmässigt mindre mängd smutsigt kondensat. 504 164 9 Förfarandet enligt uppfinningen gäller även för ytkondensa- ren som används tillsammans med effekter.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utförings- formerna utan den kan varieras på olika sätt inom patent- kravens ram.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 504 164 10 PATENTKRAV

1. Förfarande vid indunstning av avlut från cellulosakok- ning, s.k. svartlut, sulfitlut eller blekerifiltrat, varvid indunstningen företas i ett flertal indunstare, s.k. effekter, där avdriven vattenånga från en effekt förs vidare in på låg nivå i nästa effekt för att där genom kondensering i sin tur avdriva ytterligare ånga från lut och där luten kan föras från effekt till effekt på ett godtyckligt sätt, och där vattenångan innehåller diverse lägre kokande föroreningar, vilka anrikas i ångfasen när ångan kondenserar så att en renare fraktion av kondensat och en på föroreningar mera anrikad, smutsigare fraktion av kondensat kan tas ut separat från varandra, k ä n n e t e c k n a t av att den renare fraktionen från en effekt tillförs på hög nivå i en annan effekt på ångsidan där den inkommande ångan är renare än vad den tillförda ångan var i den effekt från vilken kondensatet kom ifrån.

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att den smutsigare fraktionen tillföres på hög nivå eller högst uppe i en annan effekt på ångsidan där den inkommande ångan är smutsigare än vad den tillförda ångan var i den effekt från vilken konsensatet kom ifrån.

3. Förfarande enligt kravet 1 eller 2 k ä n n e t e- c k n a t av att den sista effekten i lutens rörelserikt- ning drives med färskånga. 10 504 164 11

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3 k ä n n e - t e c k n a t av att processen drives så långt att den renare fraktionen kan gå till avlopp eller tillbaka i PIOCQSSQH .

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4 k ä n n e - t e c k n a t av att indunstningen företas i en s.k. fallfilmsindunstare med en eller flera vertikala skilje- väggar mellan indunstningsrören.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, k ä n n e- t e c k n a t av att två eller flera indunstare kopplas ihop i serie.