SE517739C2 - Förfarande vid industning av vätskor, exempelvis svartlut från cellulosakokning, innehållande fasta och lösta ämnen - Google Patents

Description

25 30 35 517 739 2 P1560 indunstning i stort sett rum momentant från filmen. En typ av indunstare är också s.k. tvångscirkulationsindunstare där en lutström först värms upp i vertikala eller liggande tubvärmeväxlare med luten i sluten förbindelse på insidan av tubema vilket skapar en temperaturhöjning på luten. Först i en efterföljande expansionstank med ett lägre ångtryck sker den egentliga indunstningen genom flashning. En rad olika andra konstruktioner och anläggningar, som bygger på dessa principer, är väl kända inom teknikområdet.

TEKNISKA PROBLEMET Eftersom den för indunstning avsedda vätskan innehåller en stor andel fasta och lösta ämnen, har man det problemet att något av vätskans innehåll kan avsätta sig på väggama i eller på rören eller lamellema. Denna s k inkrustering uppkommer ofiast genom kristallisation av lösa salter på värmeytoma. En försvårande faktor är om s.k. kärnkokning äger rum direkt vid värmeytan eftersom detta lokalt kan ge mycket höga koncentrationer av fasta eller lösa ämnen. I tvångscirkulationsapparater där all indunstning äger rum i ett efterföljande separationsutrymme kommer ingen eller ringa kärnkokning att äga rum vid värmeytorna. Detta är positivt ur inkrusteringssynpunkt. I fallfilmstekniken är värmeyta och separationsutrymme sarnmanbyggda vilket ger en mycket effektiv konstruktion som också utmärkes av ett mycket efiektivt värmeyteutnyttj ande genom dess höga värmeöverföringstal även vid lägre elkraftförbrukning än för tvångscirkulationstekniken. Kårnkokning vid värmeytan kan dock inte undvikas i en fallfilmsindunstare vid högre värmebelastning vilket gör denna teknik känsligare för inkrustering än tvångscirkulationstekniken. Både vid tvångscirkulationsindunstning och vid fallfilmsindunstning i konventionella tubapparater vilka båda arbetar med luten i sluten förbindelse på insida tub är konsekvenserna av en eventuell inkrustering mycket allvarlig eftersom en pluggad tub inte kan tvättas rent under drift med enkel koncentrationssänkning utan den pluggade apparaten måste ställas av för mekanisk rengöring med åtföljande produktionsstöming som följd. Detta problem är eliminerat i moderna fallfilmsindunstare av lamelltyp eller tubelementtyp (med den fallande filmen på utsidan av tubema) vilka båda har öppen förbindelse på lutsidan, genom att arrangera en koncentrationssänkning under pågående drift vilket kommer att lösa upp bildad inkrust.

Genom sin konstruktion med den värmande ångan på insida tub är en fallfilmsindunstare av tubelementtyp en gynnsam mekanisk konstruktion, speciellt vid högre ångtryck. 10 15 20 25 30 35 ' ' _ å>156o 517 739 3 Fallfilmstekniken ger en effektivare indunstningsapparat med lägre elenergiförbrukning och bättre tvättkapacitet men den har högre inkrusteringshastighet än tvångscirkulationstekniken åtminstone vid högre värmebelastning.

LÖSNINGEN Enligt föreliggande uppfinning har man för bemästrande av ovarmämnda problem åstadkommit ett förfarande vid indunstning av vätskor, exempelvis svartlut från cellulosakokning, innehållande fasta och lösta ärrmen, som skall koncentreras, varvid vätskan i en fallfilmsindunstare av exempelvis tub- eller lamelltyp uppvärms till nära koktemperatur, vilket förfarande kännetecknas av att trycket i indunstaren på vätskesidan hålls så högt att kokning ej sker i denna och att avdunstning genom s.k. flashning äger rum i en separat expansionstank med lägre ångtryck.

Enligt uppfinningen används företrädesvis en fallfilrnsteknik av tubelementtyp (TUBEL) eller lamelltyp vilka båda har den fallande lutfilmen på utsidan av tubema eller lamellerna.

Det är enligt uppfinningen föredraget att trycket på vätskesidan i indunstaren är mer än 0,2 bar över mättnadstrycket, dvs. det tryck då vätskan skulle koka vid rådande temperatur, företrädesvis åtminstone 0,5 bar över mättnadstrycket.

Enligt uppfinningen sker uppvärmningen av vätskan med hjälp av ånga under tryck.

Enligt ett föredraget exempel på föreliggande uppfinning uppgår trycket på ångsidan i indunstaren till ca 3,6 bar och temperaturen till ca 140°C, medan trycket på vätskesidan i indunstaren är ca 2 bar och temperaturen 134°C, varvid trycket i expansionstanken uppgår till ca 1,5 bar, varvid temperaturen på vätskan kyls ned till ca l30°C under stark flashning.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer nedan att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade figur, som visar en principskiss av en apparatur som används vid föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING Figuren visar en fallfilmsindunstningapparat , en s k elïekt 1, av konventionell konstruktion. Denna kan ha lameller eller rör i sitt inre, genom eller på vilka den för indunstning avsedda vätskan strömmar. Vätskan matas in via röret 2 och denna vätska 10 15 20 25 30 35 517 739 4 ' ' .iiš n i>1560 består huvudsakligen av i förväg indunstad, cirkulerande vätska. En del av denna vätska, som kan vara klar för förbränning eller som skall matas till en ytterligare effekt, tas ut genom röret 3. Cirkulationen åstadkommes med en pump 4. Ångan, som skall ge vätskan, som kommer in genom röret 2 den nödvändiga temperaturen för indunstning, matas in genom röret 5. Denna ånga kan vara en s k primärånga men den kan också komma fiån en föregående effekt.

Den vätska som har fått strömma genom effekten 1 tas ut vid dess botten genom röret 6 och mats in genom en tryckreduktionsventil 10 in i expansionskårlet 7, som har ett lägre tryck än det som motsvarar det tryck vid vilket vätskan genom röret 6 kokar. En intensiv kokning kommer därför att äga rum i expansionstanken 7, varvid vätskan kyls ned, och ånga bildas, som tas ut genom röret 8. Den indunstade vätskantas ut vid expansions- tankens 7 nedre del och får cirkulera genom röret 2 eller ledas ut genom röret 3. Ny vätska, som skall koncentreras, matas in genom röret 9 i expansionskärlet 7 och får blanda sig med den genom indunstning i expansionstanken 7 koncentrerade vätskan.

Figuren visar endast schematisk den apparatur som behövs enligt föreliggande upp- finning. Uppfinningen kan tillämpas på alla effektema i en anläggning, om så skulle önskas, och dessa effekter kan vara av vilket som helst slag. Det viktiga är att kärnkokningen förhindras i effekten 1 och att indunstningen som sådan sker i expansionstanken 7.

För att uppnå en särskilt god verkan av föreliggande uppfinning kan man öka cirkulationshastigheten kraftigt i förhållande till vad som är vanligt i en konventionell fallfilrnsapparat, två till fem gånger det normala.

Ett exempel på de faktiska förhållandena i apparaturen, som kan vara fallfilms- indunstare med vätska strömmande på utsidan av rören, är att trycket på ångan som kommer in genom röret 5 uppgår till ca 3,6 bar och har en temperatur av l40°C. Trycket på vätskan, som kommer in genom röret 2 och får strömma på utsidan av de vertikala rören i effekten 1, kan därvid vara ca 2 bar medan vätskan har en temperatur av ca 134°C. Denna vätska, som skall förångas delvis i expansionstanken 7, släppes där in mot ett ångtryck av ca 1,5 bar, alltså ca 0,5 bar lägre tryck än i effekten 1, varvid ånga fiigöres snabbt under avkylning av vätskan till ca 130°C.

En fördel med föreliggande uppfinning är, förutom kostnaden för upprepade drifistopp, att uppvärmningsareoma kan göras mycket mindre, efiersom hänsyn till föroreningar 10 517 759 5 icke behöver tas. Detta betyder en kraftig kostnadsbesparing. Uppfinningen medger även färre sektioner och färre cirkulationsgenomgångar, vilket även detta leder till kostnadsbesparingar genom färre instrument, pumpar och kontrollventiler. Även automatiska tvättningsventiler kan i vissa fall avvaras.

Tryckskillnaden mellan trycket i expansionstanken 7 och vätskesidan i effekten 1 är lämpligen mindre än 1 bar, men någon övre gräns bestäms endast av praktiska skäl.

Uppfinningen är icke begränsad till den visade utíöringsforrnen utan den kan varieras på olika sätt inom patentkravens ram.

Claims (6)

10 15 20 25 517 739 6 ' ='-5 i>1560 PATENTKRAV

1. Förfarande vid indunstning av vätskor, exempelvis svartlut från cellulosakokning, innehållande fasta och lösta ämnen som skall koncentreras, varvid vätskan i en indunstare av fallfilmstyp uppvärms till nära koktemperatur, k ä n n e t e c k n a t av att trycket i indunstaren på vätskesidan hålls så högt att kokning ej sker i denna och att avdunstningen genom flashning äger rum i en separat expansions- tank med lägre ångtryck.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att fallfilmsindunstaren är av lamell- eller tubelementtyp med öppen förbindelse på lutsidan.

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att fallfilmsindunstaren är av tubelementtyp med öppen förbindelse på lutsidan.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, k ä n n et e c k n a t av att trycket på vätskesidan i indunstaren är mer än 0,2 bar över mättnadstrycket, dvs. det tryck då vätskan skulle koka vid rådande temperatur, företrädesvis åtminstone 0,5 bar över mättnadstrycket.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t av att uppvärrrmingen av vätskan sker med hjälp av ånga under tryck.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att trycket på ångsidan i indunstaren uppgår till ca 3,6 bar och temperaturen till ca 140°C, medan trycket på vätskesidan i indunstaren uppgår till ca 2 bar och temperaturen till ca 134°C, varvid trycket i expansionstanken uppgår till ca 1,5 bar, och att temperaturen på vätskan kyls ned till ca l30°C.