DE283444C

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Publication number: DE283444C
Application number: DENDAT283444D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das Eindampfen einiger, zu starkem Schäumen neigender Flüssigkeitsgemische bot bis heute infolge Fehlens einer geeigneten Verdampferkonstruktion so große Schwierigkeiten, daß man auf eine solche meist verzichtete, obwohl große wirtschaftliche Vorteile mit der Eindampfung verbunden sind. Solche Flüssigkeitsgemische enthalten meist gelöstes Eiweiß, Dextrin, Öl und andere bei Siedebeginn

ίο sofort in Schaum übergehende Stoffe. Hierher gehört z. B. die Sulfitablauge von HoIzzellstoffabriken und besonders solcher, die vorzugsweise Kiefernholz verarbeiten. Sobald diese Lauge beim Sieden über iio° C erhitzt wurde, war kein Hilfsmittel imstande, ein Überschäumen derselben zu verhindern.

Die Folgen des Überreißens waren ständige

Verluste der wertvollen Laugenbestandteile

. und weiter eine anormale Zerstörung der mit Schaum gefüllten Heizkammern. Die Reparaturkosten solcher Stationen waren teilweise sehr groß. Beide Übelstände haben sogar veranlaßt, daß man an einigen Stellen die Eindampfung ganz einstellte und die Apparate entfernte. Man verdampft heute in solchen Verdampfern nur an wenigen Stellen, wo man aus anderen Betriebsgründen trotz der Übelstände dazu gezwungen ist.

Es sind zwar schon Einrichtungen bekannt,· die zur Zerstörung von Schaum und insbeson-' dere zum Ausscheiden von Flüssigkeiten aus dem Brüdenstrom dienen. Diese. Einrichtungen konnten aber nur .bei ganz geringer Schaumentwicklung verwendet werden, während sie für starke Schaumentwicklung nicht zu gebrauchen waren. Bei diesen bekannten Einrichtungen hat man den Hauptwert auf die Flüssigkeitsausscheidung gelegt und zu diesem Zweck das Flüssigkeitsdampfgemisch aus dem über dem Heizrohr liegenden Brüdenabscheider durch einen schmalen Ringspalt in horizontaler Richtung mit großer Geschwindigkeit austreten lassen, wobei die Geschwindigkeit so groß bemessen wurde, daß durch Auftreffen des Flüssigkeitsschleiers auf die Wandung des Apparates eine Trennung der tropfbaren Flüssigkeit von dem Dampf herbeigeführt wurde. Demgegenüber geht vorliegende Erfindung von dem Gedanken aus, die Schaumzerstörung schon herbeizuführen,· bevor das Gemisch in die Trennkammer eintritt. Um dieses zu erreichen, wird danach das Gemisch durch eine kanalförmige Düse oder durch mehrere solcher Düsen hindurchgeschickt, in denen ein so hoher Druck herrscht, daß die Schaumblasen zerdrückt und von den Düsenwandungen zerrieben werden, wobei das Gemisch mit sehr hoher Geschwindigkeit durch diese Düsen'hindurchströmt, so daß beim Austritt aus den Düsen der- Dampf fast nur noch Tropfen mit sich führt, worauf dann die austretenden Dämpfe unter wesentlicher Verminderung des Druckes und der Geschwindigkeit einem zweiten, , über dem Düsenseparator angeordneten

Prellsepara,tor zugeführt werden, welcher den Rest der von dem Dampf noch mitgerissenen Flüssigkeit abscheidet.

Für dieses Verfahren ist das Wesentlichste die Zerstörung des Schaumes vor dem Eintritt in die Trennkammer. Die Geschwindigkeit und der Druck, der zu diesem Zweck in den Düsen hervorgerufen werden muß, richtet sich ganz nach dem Zustand der zu verarbeitenden

ίο Lauge. Man muß die Geschwindigkeit so lange steigern, bis man das gewünschte Resultat, nämlich die fast ausschließliche Mitnahme von Tropfen, was man an dem austretenden Strahl beobachten kann, erzielt.

Versuche haben ergeben, daß es z. B. bei Sulfitlauge zweckmäßig ist, eine Austrittsgeschwindigkeit von 100 bis 150 m anzuwenden. Hierzu ist die sogenannte Hochdruckverdampfung zu benutzen. Bei einer Station von vier Apparaten wird man zweckmäßig eine Gesamtdruckdifferenz von 11 Atm. benötigen, die man dann so verteilt, daß etwa 0,4 bis 0,7 Atm. in jedem Apparat für die Schaumzerstörung benutzt werden. Die Geschwindigkeiten, die demnach erzielt werden müssen, betragen das Vielfache von den sogenannten hohen Geschwindigkeiten, die man bei den früher bekannten Apparaten zur Flüssigkeitsabscheidung benutzt hat.

Durch die Anwendung des Gegenstandes vorliegender Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:

1. Kleine Heizflächen, mithin geringer Bedarf an Aufstellungsraum und somit bedeutende Verminderung der Anlagekosten;

2. Fortfall der Laugenverluste, da ein Überreißen von Schaum ausgeschlossen ist;

3. Fortfall der anormalen Zerstörung der Heizkammern durch übergerissenen Schaum;

4. Möglichkeit, die Brüdendämpfe hoch genug zu spannen, um sie in anderen Stationen nutzbringend zu verwerten, z. B. bei Sulfitzellstoffabriken zum Beheizen von Trocknern

5. sicherer glatter Betrieb, da er von der Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals wesentlich unabhängiger geworden ist;

6. bei Sulfitzellstoffabriken Verwendung dünnerer Laugen und Möglichkeit der Verarbeitung nassen Holzes bzw. nasser Holzabfälle, Erhöhung der Ausbeute an Zellstoff usw.

Auf der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens dargestellt, wobei Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung und die Fig. 2 bis 4 je einen Querschnitt durch die Vorrichtung im Sinne der Linien E-F bzw. C-D bzw. A-B zeigen.

Die wesentlichen Bestandteile des Verdampfers sind folgende:
untere Laugenkammer i,

die mit senkrechten, von außen beheizten Siederöhren versehene Heizkammer 2,

Schaumkammer 3,

erste Trennkammer 4 mit Düsenseparator 8,

zweite Trennkammer 5 mit Prellseparator 9,

dritte Trennkammer 6 mit Brüdenleit— rohr 10.

Die Dünnlauge wird durch das Ventil 7 der unteren Laugenkammer 1 zugeführt, steigt innerhalb der Siederohre der Heizkammer 2 aufwärts, wo sie eingedickt wird. Die entwickelten Dämpfe steigen mit der fast ganz in Schaum aufgelösten Lauge als Gemisch in die Schaumkammer 3 und strömen mit sehr großer Geschwindigkeit durch den Düsenseparator 8 bei 8^a in die Trennkammer 4, so daß der Strahl fast nur tropfbare Flüssigkeit mit sich führt.

Die Geschwindigkeit, mit welcher das Gemisch bei 8" austritt, ist ein Vielfaches der Geschwindigkeit, mit welcher es die Siederöhren vorher verließ. Die Laugenblasen, die nicht schon auf dem Wege durch 8^a zerdrückt sind, werden nach dem Eintritt in die Trennkammer 4 durch die stoßweise oder plötzliche Expansion ihres Gasinhaltes gesprengt. Die Kanäle des Düsenseparators 8 laufen bei 8^a tangential (s. Fig. 2) aus, mithin findet ein schnelles Kreisen der Dämpfe und Laugenteilchen in der Trennkammer 4 statt. Die schwereren Laugenteilchen werden dabei nach außen getrieben, an der Wandung abgestreift, sammeln sich am Boden und fließen bei 11 ab. Der Brüden erhält infolge der Stellung der Schaufeln 8^S (s. Fig. 3) eine volle Richtungsänderung, strömt nach der Mitte zu und von hier nach der Trennkammer 5·

Bei dem . sehr . lebhaften Vorgang der Schaumzerstörung in der Trennkammer 4 ist es nicht zu vermeiden, daß feinste Flüssigkeitstropfen, insbesondere bei ölhaltigen Laugen, im Brüden verbleiben und weiterwandern. Diese feinsten Tröpfchen werden durch den Brüden, der in dem engen Zuflußrohr des Prellseparators 9 (s. Fig. 4) wieder eine ebenso hohe oder höhere Geschwindigkeit als an den Austrittskanten 8^a angenommen hat, mit großer Heftigkeit auf den Prellteller 9 geschleudert. Der Prellteller ist so gestaltet, daß die Flüssigkeitstropfen schräg nach unten abprallen, während der Brüden durch tangential auslaufende Schaufeln oder Rippen wieder in kreisende Bewegung versetzt wird. Dabei ist dafür gesorgt, daß die Brüdengeschwindigkeit beim Austritt aus dem eigenartigen Prellseparator 9 seine Geschwindigkeit bereits so weit vermindert hat, daß ein Mitreißen der nach unten abprallenden Tröpfchen nicht mehr stattfindet. Die Tropfen, welche ' sich etwa durch Innenkondensation bilden,

werden durch die kreisende Bewegung an den Wänden abgestrichen, sammeln sich mit dem übrigen und-fließen durch 12 ab. Der Brüden steigt mit wesentlich verlangsamter Geschwindigkeit in das Leitrohr 10, in dem er noch einmal eine geringe Geschwindigkeitserhöhung erhält, und streicht dann kreisend durch die Trennkammer 6 dem Austrittsrohr' 14 zu.
Der in den Kammern 3,4,5 und 6- herrsehende Druckunterschied bedingt, daß die Auslaufrohre 11, 12 und 13 gesondert bis zum Laugenrücklaufrohr 15. geführt werden. Das Rohr 15 läßt einen Teil der Lauge in die Kammer ι eintreten, während der andere Teil durch das Ventil 16 abfließt, durch das nur eingedickte Lauge austritt.

Innerhalb des Apparates befinden sich keine beweglichen Teile, insbesondere stehen Düsenseparator und Prellseparator fest.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zum Eindampfen von stark schäumenden, insbesondere eiweiß- oder ölhaltigen Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Schaum und Flüssigkeitstropfen, beladenen Wasserdämpfe zunächst einen Düsenseparator mit so hoher Geschwindigkeit durchströmen, daß die Schaumblasen zerdrückt und von den Düsenwandungen zerrieben werden, so daß der Dampfstrahl beim Austritt aus den Düsen fast nur noch Tropfen mit sich führt, worauf nach Abscheidung eines Teiles der Flüssigkeit die Dämpfe unter wesentlicher Verminderung des Druckes und der Geschwindigkeit einem zweiten, über dem Düsenseparator angeordneten Prellseparator zugeführt werden, welcher den Rest der von den Dämpfen noch mitgerissenen Flüssigkeit abscheidet.
2. Vorrichtung zur Ausführung des ■ Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über der Schaumkammer (3) ein Düsenseparator (8) angeordnet ist, dessen Düsen so ausgebildet sind, daß sich der kanalförmige Querschnitt bis zu der tangential gerichteten Austrittsmündung allmählich verjüngt, während über dem Separator Leitschaufeln (8⁶) sitzen, die den kreisenden Brüdenstrom umlenken, um den nach der Mitte zurückkehrenden Dampfstrom gegen einen Prellteller zu leiten, der in einer zweiten Trennkammer (5) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.