DE1049825B - Verfahren zum Eindampfen von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren zum Eindampfen von Flüssigkeiten Werden Flüssigkeiten eingedampft, in denen kristallisierende Stoffe gelöst sind, so scheiden sich nach Uberschreiten der Sättigung der Flüssigkeit die festen Stoffe in Form von Kristallen aus. Die ausgeschiede nen Kristalle setzen sich dabei im wesentlichen an den mit der Flüssigkeit bespülten Apparateoberflächen und an den bereits im Eindampfgut schwebenden Kristallen an. Die Kristallansätze an den Oberflächen der Apparatur fürhren zu Betriebsstörungen. Deshalb ist man bemüht, diese Art der Kristallausscheidung zugunsten des Vachstums der in der Flüssigkeit schwehenden Kristalle nach Möglichkeit zu unterdrücken.
• Dies gelingt mehr oder weniger gut durch Zusatz von feinen festen Stoffen, sogenannten Impfkristallen, die vorzugsweise von der gleichen Art sind wie die auszukristallisierenden Stoffe. Diese Maßnahme ist beispielsweise beim Eindampfen von Sulfitablauge von Bedeutung. Durch Impfen des Eindampfgutes mit feingemahlenem Gips oder Gipsschlamm kann hierbei die störende Krustenbildung auf den Heizflächen wesentlich vermindert werden. Indessen ist das Einführen von festen Stoffen in die Verdampfer keine besonders glückliche Maßnahme. Damit sie wirksam wird, benötigt man außerdem sehr große Mengen von Impfkristallen.
• Durch die Erfindung gelingt es, die Ansatzbildung an der mit der einzudampfenden Flüssigkeit in Be rührung kommenden Oberfläche der Verdampfer oder Kristallisatoren ohne Einführung von festen Stoffen in den Verdampfer dadurch zu vermeiden, daß die Impfkristalle im Verdampfer selbst erzeugt werden.
• Dies geschieht dadurch, daß von der durch den Verdampfer und einen Heizkörper im Kreislauf geführten Flüssigkeit ein Teil abgezweigt, auf wesentlich höhere Temperatur als die kreisende Flüssigkeit erhitzt und in den Dampfraum des Verdampfers in feiner Verteilung zurückgeführt wird.
• Es hat sich gezeigt, daß bei dem Versprühen der über die normale Arbeitstemperatur des Verdampfers erhitzten Flüssigkeit sich so viel feste feine Kristallausscheidungen bilden, daß ihre Menge ausreicht, um der Ansatzbildung an den Oberflächen der Apparatur erfolgreich entgegenzuwirken.
• Die Flüssigkeitsmenge, die aus dem Verdampfer durch den zusätzlichen, mit hoher Temperatur arbeitenden Erhitzer geführt und in den Dampfraum eingesprüht wird, kann dabei gering sein. Sie richtet sich nach der Zusammensetzung der einzudampfenden Flüssigkeit und beträgt zwischen etwa 2 und 20 ovo der durch den normalen Heizkörper des Verdampfers umlaufenden Flüssigkeit; vorteilhaft sind etwa 4 bis 100in, z. B. o°/o dieser Flüssigkcitsmenge. Die Temperaturen, auf die der erfindungsgemãße Flüssigkeitskreislauf erhitzt wird, liegen etwa 4 bis 120 C, zweckmaßig 6 bis 80 C über der Temperatur, auf die die Hauptmenge der einzudampfenden Flüssigkeit erhitzt wird.
• In der Zeichnung ist eine zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete Vorrichtung schematisch und beispielsweise dargestellt.
• Abb. 1 zeigt ein Schaltschema, Abb. 2 eine besonders zweckmäßige Zerstäuberdüse.
• In dem mit zwangläufiger Umwälzung ausgestatteten Verdampfer, bestehend aus dem Ausdampfkörper 1 mit dem z. B. trichterförmigen Einbau 2, dem Fallrohr 3, der Umwälzpumpe 4, dem Wärmeaustauscher 5 und dem Steigrohr 6, wird die einzudampfende Flüssigkeit mittels der Umwälzpumpe 4 in so großer Menge durch den Wärmeaustauscher 5 gedrückt, daß sich die FlüssBgkeit im Wärmeaustauscher 5 nur um etwa 2 bis 30 C aufwärmt, wobei der Wärmeaustauscher 5 durch die Leitung 7 mit einem wärmeabgebenden Mittel beheizt wird Das Heizmittel verläßt den Wärmeaustauscher 5 z. B. in Form von Kondensat durch die Leitung 16. Die Höhendifferenz J EI zwischen dem Flüssigkeitsspiegel im Ausdampfkörper 1 und dem Austritt der Flüssigkeit aus dem Wärmeaustauscher 5 und damit der Flüssrigkeitsdruck auf die Heizfläche werden so hoch gehalten, daß auf dieser eine Verdampfung nicht stattfinden kann. Die erwärmte Flüssigkeit gelangt aus 5 durch Leitung6 z. B. in den Unterteil des Ausdampfkörpers, in welchem durch Verringerung des Flüssigkeitsdruckes die Verdampfung erfolgt. Die durch Verdampfung um den Betrag der Erwärmung abgekühlte, Kristalle mitführende Flüssigkeit steigt im Ausdampfkörper 1 empor und fließt in den trichter 2, und aus diesem in die Leitung 3, um den Kreislauf aufs neue zu be ginnen. Das einzudampfende Gut wird z. B. durch die Leitung 8 in den Kreislauf eingeführt. Die konzen- trierte Flüssigkeit verläßt den Kreislauf z. B. durch die Leitung 9.
• Um die Kristallisation zu steuern, wird erfindungsgemäß aus der Leitung 3 durch die Leitung 10 mittels der Pumpe 11 ein Teil des Verdampferinhaltes abgezweigt und in dem Wärmeaustauscher 12 um einige Grade höher erwärmt als die Flüssigkeit im Wärmeaustauscher 5. 17 ist die Zuführung, 18 die Abführung des Heizmittels zum bzw. vom Wärmeaustauscher 12. Die Flüssigkeit wird dabei unter einem so hohen Druck gehalten. daß Verdampfung nicht eintreten kann. Sie gelangt durch die Leitung 13 zur Düse 14, aus welcher sie in den Verdampfer 1 entspannt wird. Durch die Entspannung wird die austretende Flüssigkeit vernebelt und teilweise verdampft. Hierdurch entstehen in jedem Tröpfchen neue Kristallkeime, die dann im Verdampferkreislauf weiterwachsen können. Durch Veränderung der im Wärmeaustauscher 12 erwärmten Flüssigkeitsmenge oder durch Änderung der Temperatur der Flüssigkeit lassen sich mehr oder weniger Kristallkeime erzeugen und damit die Kristallisationsvorgänge beeinflussen.
• Beim erfindungsgemäßen Eindampfen von beispielsweise Sulfitablauge wächst der ausfallende Gips zum größten Teil auf die umlaufenden Impfkristalle auf, so daß die Verkrustung der bespülten Apparateoberflächen auf einen Bruchteil verringert werden kann.
• Der ausgefallene Gips kann in Form von Kristallen mit etwa 0,5 mm Kantenlänge aus der konzentrierten Lauge in bekannter Weise ausgeschieden werden.
• Der in dem Verdampfer frei werdende Brüden wird durch die Leitung 19 in die Kondensation oder in den Wärmeaustauscher einer nachfolgenden Verdampferstufe geleitet.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch in Mehrkörper-Eindampfanlagen angewendet werden, bei denen dann jede Verdampferstufe oder ein Teil der Verdampferstufen erflndungsgemäß ausgebildet und betrieben wird. Es kann auch zum Züchten von Kristallen benutzt werden. Dabei ist es nicht erforderlich, daß der Verdampfer im einzelnen, wie in der Zeichnung dargestellt, ausgebildet ist. Zum Beispiel kann der Kreislauf der Flüssigkeit durch den Verdampferkörper 1, den Einsatz 2, die Leitung 3 und Pumpe 4, den Wärmeaustauscher 5 und die Leitung 6 auch in umgekehrter Richtung verlaufen.
• Beispielsweise werden die einzelnen Verdampfereinheiten einer fünfstufigen Sulfitablaugen-Eindampfanlage für Buchenholzablauge mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Impfkristallzüchtung ausgerüstet. Dabei wird in dem Wärmeaustauscher 12 die Lauge um etwa 5 bis 80 C höher erhitzt, als der Verdampfungstemperatur im Ausdampfkörper 1 entspricht. Es zeigt sich, daß in den einzelnen Stufen nur noch Kristallansätze in Höchststärken bis zu 1 mm auftreten. Die mit der Lösung im Umlauf befindlichen Kristalle können, zweckmäßig z. Bæ auch bei Stillstand einzelner Stufen, an Stellen geringerer Strömung, an denen sie Gelegenheit haben, sich ab zusetzen, entnommen werden. Die Kristallgröße beträgt etwa 0,5 mm Kantenlänge. Bei bekannten Anlagen können solche Kristalle nicht festgestellt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Eindampfen von Kristalle ausscheidenden Lösungen unter Verwendung von Impfkristallen, bei dem die Lösung durch einen Wärmeaustauscher und die Verdampfung in Umlauf gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Impfkristalle im Verdampfer selbst dadurch erzeugt werden, daß ein Teil der Lösung in einem gesonderten Kreislauf höher als die Hauptmenge der Lösung erhitzt und in den Dampfraum des Verdampfers unter Entspannung, z. B. in einer Düse, fein verteilt wird.