DE1669393A1 - Verfahren zur Kondensation von Vakuumdaempfen bei der Zellwollerzeugung - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Kondensation von Vakuumdämpfen bei der Zellwollerzeugung" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kondensation von Vakuumdämpfen bei der Zellwollerzeugung.
• Zur Neutralisation der Natronlauge in der Viskose wird beim Verspinnen Schwefelsäure verbraucht, wobei Natriumsulfat entsteht-und Wasser.
• Das Natriumsulfat wird beim Regenerieren des Spinnbades durch Abkühlung in Form von Glaubersalz ausgeschieden. Das bei der chemischen Umsetzung entstehende Wasser wird zusammen mit dem durch die Viskose eingeführten Wasser durch Eindampfen des Spinnbades entfernt.
• Das Ausscheiden des Natriumsulfats in Form von Glaubersalz erfolgt durch die Abkühlung des Spinnbades im Vakuum. Je nach der Spinnbad-Zusammensetzung ist es notwendig, das Bad auf Temperaturen bis 100, 5 0 und auch darunter abzukühlen, wobei der bei der Kühlung entstehende Wasserdampf in den meisten Fällen durch Dampfstrahlapparate abgesaugt wird. Der abgesaugte Dampf wird in den Dampfstrahlapparaten durch Zugabe von Frischdampf oder Turbinenabdampf komprimiert, so daB er anschließend durch Kühlwasser in Misch- oder Oberflächenkondensatoren kondensiert werden kann. Der Frischdampfverbrauch für die Dampfstrahlapparate richtet sich nach der zur Verfügung stehenden Kühlwassermenge und nach der Kühlwassertemperatur. Man rechnet für europäische Verhältnisse meistens mit Kühltemperaturen von 2¢o im Sommer und einer mittleren Wintertemperatur von 12 - 1¢0, sofern Flußwasser zur Verfügung steht. Bei rückgekühltem Wasser sind die Kühlwassertemperaturen, insbesondere im Sommer, entsprechend höher und erreichen ähnlich wie in tropischen Ländern Spitzen von 30-32o. Die zur Neutralisation der Viskose zugeführte Schwefelsäure wird in Form von 98%iger Säure dem im Kreislauf gehaltenen Spinnbad zugegeben.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, diese dem Spinnbad zuzusetzende Schwefelsäure für die Kondensation von Vakuumdampf, der bei der Abkühlung von Spinnbad entsteht, zu benutzen. Die Schwefelsäure wird zu diesem Zweck, bevor Sie dem Spinnbadkreislauf zugesetzt wird, in Mischkondensatoren mit dem Wasserdampf in Berührung gebracht, wobei der Vakuumdampf kondensiert wird. Die Kondensationswärme wird anschließend an Kühlwasser in Oberflächenkondensatoren abgeführt. Die Schwefelsäure wird hierbei über den bqischkondensator und den Oberflächenkondensator im Kreislauf gehalten. Infolge der hohen Dampfdruckerniedrigung von wässrigen Achwefelsäuren Lösungen kann die im Kreislauf gehaltene Schwefelsäure Temperaturen von 35o, 40o, 50o bzw. 60o haben, wobei sie immer noch im Stande ist, je nach Konzentration Vakuumdämpfe von beispielsweise 4-8 torr zu kondensieren, entsprechend einer Sattdampftemperatur von-1,8o bzw. + 80.
• Man kann auch die Kondensation des bei der Kühlung des Spinnbades entstehenden Vakuumdampfes in zwei oder mehrere hintereinander geschalteten Mischkondensatoren durchführen. Diese Anordnung setzt voraus, daß auch das Spinnbad in mehreren Stufen abgekühlt wird, was aber in den meisten Fällen aus wirtschaftlichen Gründen sowieso durchgeführt wird und außerdem noch den Vorteil hat, daB das bei der Abkühlung anfallende Glaubersalz grobkristalliner wird. Bei mehreren hintereinander geschalteten Mischkondensatoren wird bei jedem Mischkondensator ein besonderer Schwefelsäurekreislauf über einen Oberflächenkondensator aufrecht erhalten. Die Schwefelsäute wird dem ersten Mischkondensator zugegeben, die verdünnte Schwefelsäure läuft aus diesem Mischkondensator in den zweiten Mischkondensator und von dort nach weiterer Verdünnung in den dritten c#.ischkondensatbr usw. bis sie schließlich aus dem letzten Mischkondensator dem Spinnbadkreislauf zugegeben wird. Durch das vorliegende Verfahren wird zwar dem Spinnbadkreislauf mit der Schwefelsäure eine zusätzliche Wassermenge zugeführt, die anschließend ausgedampft werden muß. Das zusätzliche Ausdampfen dieser Wassermenge erfordert jedoch nur einen Bruchteil des Dampfes, der sonst zum Betreiben der Dampfstrahlapparate für die Vakuumkühlung erforderlich wäre.
• An Hand eines Zahlenbeispiels soll die Wirtschaftlichkeit des vorliegenden Verfahrens gezeigt werden. Für die Produktion von 1 t Zellwolle/h benötigt man ca. 1200 kg/h 98 %ige Schwefelsäure. Aus dem Spinnbad sind ea. 1400 kg/h Natriumsulfat in Form von Glaubersalz auszukristallisieren aus einer Spinnbadmenge von ca. 12 .m3/h, die von 40 auf beispielsweise 3 0 im Vakuum abzukühlen ist. Für die Abkühlung dieser Spinnbadmenge in mehreren hintereinander geschalteten Vakuumkühlstufen sind durch die Dampfstrahlapparate 850 kg/h Dampf abzusaugen, wozu bei einer Kühlwassertemperatur von 24o im Sommer bzw. 14o in der kälteren Jahreszeit i.M. 2400 kg Treibdampf erforderlich sind.
• wenn man annimmt, daß die bei der Vakuumkühlung entstehenden Dämpfe von 850 kg/h in. zwei hintereinander geschalteten Mischkon-. densatoren kondensiert werden, dann findet am ersten Mischkondensator durch die Wasseraufnahme von 425 kgfh eine Verdünnung der Schwefelsäure von 98 o auf ca. 74 % statt und im zweiten Mischkondensator durch die weitere Aufnahme von 425,--kg Wasser eine Verdünnung auf ca. 58,5 9d. Wenn man im ersten Mischkondensator mit einer Temperatur der schwefelsauren Lösung von 60o arbeitet, dann kann hierbei noch Wasserdampf von - 1,8o kondensiert werden und im zweiten MischkondensatorSei einer Temperatur von 40o , Wasserdampf entsprechend-einer Sattdampftemperatur von 13o.
• Der bei der Abkühlung des Spinnbades entstehende Wasserdampf von 850 kg/h kann somit ohne Zuhilfenahme von Dampfstrahlapparaten niedergeschlagen werden.
• Wenn man die nunmehr zusätzlich in den Spinnbadkreislauf hinzutretende 850 kg/h Wasser zusammen mit dem eingeführten Wasser aus der Viskose den mehrstufigen Eindampfanlagen, die mit einem spezifischen Dampfverbrauch von ca. 0,4 kg/kg Wasserverbrauch arbeiten, wieder austreibt, dann sind hierfür 340 kg/h Frischlauf erforderlich. Da 2400 kg/h Dampf jedoch für die Dampfstrahlapparate eingespart worden sind, ist gemäß dem vorliegenden Verfahren eine Dampfersparnis von 2050 kg vorhanden.
• An Hand der schematischen Darstellung wird das Verfahren näher beschrieben. Aus dem Spinnbadkreislauf wird eine bestimmte Radmenge entnommen und mit ca. 40o durch die Rohrleitung 1 dem Verdampfer 2 zugeführt. In diesem findet im Vakuum eine Abkühlung auf beispielsweise 30o statt, wobei der entsprechende Wasserdampf durch die Rohrleitung 3 in einen Wassermischkondensator 4 abgeführt wird. Dieser Mischkondensator wird mit.Kühlwasser beaufschlagt, das durch die Rohrleitung 5 zugeführt und durcldie Zeitung 6 erwärmt in das barometrische Fallgefäß 7 abgeleitet wird. Aus dem Vorkühler 2 gelangt das Spinnbad durch die Rohrleitung 8 in einen beispielsweise liegend angeordneten Kristallisator 9, der in die Kühlstufen 10, 11, 12 und 13 unterteilt ist. In diesen Kühlstufen findet eine stufenweise Abkühlung von beispielsweise 30o auf 2 0 statt, so daß das Spinnbad mit 3 0 durch die Rohrleitung 14 zusammen mit dem ausgeschiedenen Glaubersalz der lumpe 15 zugeführt werden kann, die das Gemisch weiter durch die Rohrleitung 16 in einen Eindicker 17 leitet, von wo aus der eingedickte Salzbrei durch die Zeitung 18 der Zentrifuge 19 zugeführt wird. Das in der Zentrifuge abgeschiedene Glaubersalz wird bei 20 abgeführt, wogegen die Schleuder. lauge durch die Rohrleitung 21 abgeführt wird. Die Klarlauge aus dem Eindicker strömt durch die Zeitung 22, so daß schließlich das von Natriumsulfat regenerierte Spinnbad durch die Sammelleitung 23 wieder dem Verarbeitungsprozess zugeführt werden kann. Der in dem Vakuumkühler 9 in der Stufe 10 und 11 bei der Abkühlung frei werdende@Wasserdainpf wird durch die Rohrleitung 24 in den Mischkondensator 25 abgeführt. Der in der Stufe 12 und 13 entstehende Wasserdampf wird durch die Rohrleitung 26 in den Mischkondensator 27 abgeleitet. Die für den Spinnprozess notwendige Schwefelsäure wird durch die Rohrleitung 28 in den Mischkondenator 27 eingeführt und vermischt sich dort mit der im Kreislauf gehaltenen wässrigen Schwefelsäurelösung. Diese Lösung wird über die Rohrleitung 29 der Pumpe 30 zugeführt und von dort aus durch die Rohrleitung 31 in den Oberflächenkondensator 32 geleitet, worin sie durch Kühlwasser das bei 33 eintritt rückgekühlt wird.
• Durch die Rohrleitung 34 strömt die abgekühlte Schwefelsäurelösung wieder in den Mischkondensator 27. Die überschüssige schwefelsaure Lösung wird nun durch die Rohrleitung 35 dem zweiten kischkondensator 25 zugeführt. Über die Rohrleitung 36 unter Zwischenschaltung der Pumpe 37 und der Verbindungsleitung 38 zum Oberflächenkondensator 39, bzw. der Rückleitung 40, wird der zweite schwefelsaure Lösungskreislauf aufrechterhalten. Aus dem Oberflächenkondensator 32 läuft das Kühlwasser über die Rohrleitung 41, durch den Oberflächenkondensator 39 und wird durch die Rohrleitung 42 äbgeführt.
• Der Mischkondensator 25 bzw. 27 wird zweckmäßig durch die Dampfstrahlapparate 43 und 44 entlüftet, wobei der Ablauf durch die Rohrleitung 45 und 46 nach dem Kondensator 47 geleitet wird, von wo aus die weitere Entlüftung über die Rohrleitung 48 durch die Luftpumpe 49 erfolgt.
• Aus dem zweiten Mischkondensator 25 wird durch die Leitung 50 als Überschuß des Kreislaufes die über die ;Leitung 28 zugeführte Schwefelsäure entsprechend verdünnt abgezogen und in der erforderlichen Menge dem Spinnbad zugeführt.

Claims (1)

1. A n s p r ü c h e 1.) Verfahren zur Kondensation von Vakuumdämpfen bei der Zellwollerzeugung, die bei der Abkühlung zu regenerierten Spinnbäder entstehen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t , daß diese Dämpfe durch die für den Spinnprozess erforderliche Schwefelsäure kondensiert werden. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t , daß ein Kreislauf der schwefelsauren Lösung aufrecht erhalten wird, über einen Mischkondensator und einen Oberflächenkondensator zur Ableitung der Kondensationswärme des Wasserdampfes im Oberflächenkondensator. 3.) Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kondensation des bei der Vakuumkühlung entstehenden Dampfes zwei oder mehrstufig in Mischkondensatoren erfolgt, wobei die für den Spinnprozess erforderliche Schwefelsäure diese Mischkondensatoren hintereinander durchläuft. 4.) Verfahren nach Anspruch 1, ' d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das von der Schwefelsäure aufgenommene Wasser nachträglich auf normalem Wege über Eindampfanlagen aus dem Spinnbad'entfernt wird.