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Verfahren zum Kühlen heißer Salzlösungen und zur Zurückgewinnung der
abgegebenen Wärme. Vorliegende Erfindung stellt eine Kühlvorrichtung für heiße Kalisalzlösung,
Laugen, Flüssigkeiten jeder Art mit Rückgewinnung der in der zu kühlenden Flüssigkeit
enthaltenden Wärme dar.
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Derartige Kühlvorrichtungen sind an sich bekannt. So gibt es z. B.
in. der Kaliindustrie Kühlvorrichtungen, bei denen die Kühlung und damit die Auskristallisation
der heißen Lösung und die Erwärmung der kalten, salzarmen, dem Löseprozeß wieder
zuzuführenden Lauge durch die Wärme der heißen gesättigten Lösung dadurch erreicht
wird, daß in die heiße Lösung Hohlzellen eingehängt werden, durch welche die kalte
Lauge zwecks Erwärmung bzw. Wärmeaustausch zwischen heißer Lösung und kalter Lauge
hindurchfließt.
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Auch Einrichtungen, bei denen die Kühlung durch Rohrsysteme, durch
welche die kalte Lauge hindurchströmt, um der heißen Lösung, in -welche diese Rohrsysteme
eingehängt sind, die Wärme zu entziehen und zum-Teil in sich aufzunehmen, sind bekannt.
Ebenso sind bekannt doppelwandige Hohlzylinder und auch doppelwandige Schnecken,
bei denen der Wärmeaustausch dadurch geschieht, daß sich auf der einen Seite der
Hohlzylinder die heiße Lösung und auf der anderen, d. h. im Innern des Hohlzylinders,
die kalte zu erwärmende Lauge befindet.
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Bei allen diesen Kühlvorrichtungen wird die Kühlwirkung dadurch stark
beeinträchtigt, daß die Kühlflächen durch die beabsichtigte Auskristallisation sich
mit Kristallen bedecken und dadurch den Wärmedurchgang und die Wärmewirkung der
Apparatur hindern. Um diesen Übelstand einigermaßen zu beseitigen, müssen komplizierte
Schabeeinrichtungen u. dgl. angewendet werden, die aber trotzdem die Wärmedurchgangshindernisse
nie ganz beseitigen können. Die Wärmeübertragung ist daher trotz hoher Anschaffungskosten
immer eine stark beeinträchtigte.
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Auch sind Anlagen bekannt, bei denen die Rückgewinnung der Wärme dadurch
geschieht, daß die Wärme der heißen Lösung auf einen
kühlenden Luftstrom
übertragen wird, der die so aufgenommene Wärme der kalten Lauge wieder mitteilen
soll. Diese Anlagen arbeiten also gewissermaßen nur mittelbar und werden infolgedessen
sehr teuer. Es sind große Ventilatoren sowie große Kühlflächen usw. erforderlich.
Auch haben diese Anlagen einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad.
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Vorliegende Erfindung vermeidet alle diese Übelstände, indem sie eine
unmittelbare Übertragung der Wärme gewährleistet, ohne die Nachteile der Inkrustation
der Kühlflächen durch die ausgeschiedenen Kristalle zu zeigen und ohne die Nachteile
der mittelbaren Übertragung der Wärme durch Luftstrom aufzuweisen.
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Die Wirkungsweise der Erfindung geht aus der beiliegenden Zeichnung
hervor, die aber nur i zur Erläuterung des Verfahrens dienen soll. i Die Anwendung
des letzteren läßt sich in vielen Variationen bewerkstelligen.
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Über den beiden Trögen a und e liegt eine drehbare Welle g mit darauf
befestigten eisernen Segmentscheiben h. Diese Scheiben können naturgemäß auch anstatt
aus Eisen aus jedem beliebigen zweckentsprechenden Material hergestellt sein. Die
Welle g mit den Scheiben lt
ist mechanisch drehbar angeordnet, so daß ! sämtliche
Scheiben abwechselnd in den Trog a oder e hineinbewegt werden können. Die heiße
.' Lösung fließt durch den Stutzen b in den Trog a, in den die Scheiben h
hineinbewegt worden sind. Hier tritt ein Wärmeaustausch zwischen der heißen Lösung
und den kalten Scheiben h ein. Die Anzahl bzw. das Gewicht der Scheiben h wird gewählt
nach dem gewünschten Grad der Abkühlung und der Menge der letzteren. Die heiße Lösung
kühlt sich auf dem Wege durch den Trog bzw. um oder durch die Scheiben (letztere
können beispielsweise Durchflußöff- i nungen haben) und tritt durch den Stutzen
c abgekühlt aus. Die abgekühlte Lauge tritt durch den Stutzen d in den Trog e, in
den inzwischen die Scheiben h hineinbewegt wurden und nimmt hier durch den Wärmeaustausch
zwischen der kalten Lauge und den Scheiben h, die im Trog a
vorher
durch die heiße Lösung eine höhere Temperatur angenommen haben, auf ihrem ' Wege
durch den Trog e und um die Scheiben h bis zum Austritt aus dem Stutzen f des Troges
e die entsprechende Wärmemenge auf.
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Um zwischen dem Austritt der abgekühlten Lösung durch Stutzen c und
dem Eintritt der kalten Lauge durch den Stutzen d in den Trog e
etwa
noch gewünschte Temperaturdifferenzen zu erreichen, können sowohl noch besondere
Kühlvorrichtungen hinter dem Apparat, also zwischen Austrittstutzen c und Eintrittstutzen
d, geschaffen werden, oder auch der Trog e kann in seiner ersten Abteilung, d. h.
in derjenigen, in welcher die niedrigste Temperatur herrscht, mit Kühlwasser arbeiten,
so daß hier der Wärmeaustausch nicht zwischen heißer Lösung und kalter Lauge, sondern
zwischen heißer Lösung und Kühlwasser geschieht. Wird auf M'ärmerückgewinnung überhaupt
keinen Wert gelegt, so kann auch die Wärme der heißen Lösung durch die Scheiben
lt durch Kühlwasser in beliebiger Menge o. dgl., welches sich durch den Trog
e bewegt, abgekühlt werden.
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Wie schon eingangs erwähnt, kann das Verfahren in verschiedenen Variationen
durchgebildet werden. So könnte beispielsweise die Übertragung der Wärme der heißen
Lösung an die kalte Lauge durch Ketten geschehen, welche mechanisch durch beide
Flüssigkeiten hindurchbewegt werden, derart, daß sie in der heißen Flüssigkeit die
Temperatur derselben annehmen und in der kalten Lauge die aufgenommene Wärme an
diese abgeben.
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Die Eigenart der Erfindung besteht aber immer darin, daß in die heiße
Lösung entsprechend des gewünschten Temperaturabfalls und der Menge Körper hineinbewegt
werden, welche eine Erniedrigung der Temperatur der heißen Lösung auf die sogenannte
Mischtemperatur bedingen und daß diese so erwärmten Körper die aufgenommene Wärme
zur Nutzbarmachung (falls letzteres gewünscht) an die kalte Lauge abgeben.
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Für den Prozeß der Kalifabrikation ist die Wärmerückgewinnung von
ganz hervorragender Bedeutung, da die nach der Abkühlung der heißen Lösungen resultierende
Mutterlauge wieder in den Löseprozeß eingeführt werden muß und, um aufnahmefähig
bzw. lösefähig für das zu lösende Rohsalz zu sein, auf hohe Temperatur gebracht
werden muß. Diese hohe Temperatur wurde bislang durch Heizung mittels Aufwendung
von direktem oder Abdampf bewerkstelligt, wodurch naturgemäß hohe Kohlenkosten entstehen.