SE500965C2 - Sätt och anordning för utvinning av kristaller ur en lösning - Google Patents

Description

500 965 10 15 20 25 30 35 2 renhet. Den dåliga saltrenheten beror bl a på den höga koncentrationen kalciumföroreningar i den inkommande vätskan samt förfarandets dåliga förmåga att separera NaCl och föroreningar.

Ett sätt att få ner àngförbrukningen är att genomföra indunstningen i flera steg, varvid en indunstare utnyttjas för varje delsteg i saltframställningen. En känd utfö- ringsform är en anläggning med fyra indunstare, varvid förindunstning utförs i en indunstare, kristallisation av produktsalt eller salt för omkristallisering i en andra indunstare och kristallisation av förorenat salt i en tredje indunstare. Slutkoncentreringen av avfall sker i en fjärde indunstare utan saltåtervinning. När omkristallise- ring av produktsalt är nödvändig förses anläggningen med ytterliggare en indunstare.

För att undvika problem med beläggningar vid våtav- skiljning av klorväte från rökgaser är absorptionslösning- ens koncentration av lösta ämnen låg, efter behandling med ett natriumbaserat salt, dvs den utgöres av en utspädd NaCl-lösning. Detta innebär att en stor mängd vatten måste drivas av genom förindunstning innan kristallisationen av NaCl startar. Vid avdrivningen av lösningens vatten är det emellertid inte bara NaCl-koncentrationen som ökar utan även föroreningarnas koncentration ökar, vilket medför att det utkristalliserade saltet är relativt förorenat. Därför krävs ofta ett omkristalliseringssteg för att erhålla en högre renhet på produktsaltet. Det salt som skall omkris- talliseras löses vanligtvis i kondensat och matas till en ytterliggare indunstare, vilket medför en extra ángkostnad i anläggningen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett sätt och en anordning för att med låg ångför- brukning erhålla ett salt med mycket hög renhet utan att ett separat omkristallisationssteg krävs.

Detta ändamål uppnås genom att indunstningen genomfö- res i en anläggning med minst två steg, varvid det salt som utkristalliseras i varje steg utom i det första åter- 10 15 20 25 30 35 SUG 965 3 upplöses till en väsentligen mättad lösning, dvs en lös- ning med en mättnadsgrad av 20-100%, företrädesvis 80-100%, särskilt 98%, och därefter matas som lösning för indunstning till föregående steg i anläggningen. Härigenom sker en successiv omkristallisering i flera steg. Det slutliga produktsaltet tas ut från anläggningens första indunstare, där den lägsta koncentrationen föroreningar föreligger vid utkristallisering av saltet.

Enligt uppfinningen ástadkommes sålunda ett sätt för utvinning av kristaller ur en lösning genom indunstning med kristallisation i en indunstningsanläggning med minst två steg, kännetecknat av att det utkristalliserade saltet i varje indunstningssteg (n) avskiljs från moderlut och i alla stegen utom i det första löses till en väsentligen mättad lösning, varefter denna föres till föregående in- dunstningssteg (n-1), och att det utkristalliserade saltet i anläggningens första indunstningsteg tas ut som slut- produkt.

Enligt uppfinningen ástadkommes även en anordning för utvinning av kristaller ur en lösning genom indunstning med kristallisation i en indunstningsanläggning, vilken anordning inbegriper minst två indunstare med inlopp och avlopp för värmemedium och inlopp för lösning som skall indunstas och avlopp för indunstad lösning, kännetecknad av att avloppet fràn varje indunstare är försett med sepa- rationsorgan för separation av kristaller från moderlut, att inloppet till en indunstare (n-1) är förbundet med separationsorganet hos efterföljande indunstare (n) för mottagning av kristaller från separationsorganet och med ett tillförseldon för vätska, som med kristallerna bildar en väsentligen mättad lösning som skall indunstas, och att utloppet för kristaller fràn separationsorganet hos anord- ningens första indunstare är produktutlopp.

Ytterligare kännetecken och fördelar hos uppfinningen framgår av den efterföljande beskrivningen och av patent- kraven. 500 965 10 15 20 25 30 35 4 Uppfinningen skall i det följande förklaras närmare med hänvisning till den bifogade ritningsfiguren, som schematiskt visar en föredragen indunstningsanläggning en- ligt uppfinningen. I nedanstående beskrivning avser ut- trycket "föregàende indunstare" den indunstare som med av- seende på vätskeflödet i anläggningen är anordnad omedel- bart uppströms om en annan indunstare. Uttrycket “efter- följande indunstare" avser den indunstare som med avseende på vätskeflödet i anläggningen är anordnad omedelbart ned- ströms om en annan indunstare. Uttrycket "första indunsta- re" avser den indunstare som med avseende pà vätskeflödet i anläggningen ligger först i anläggningen. Denna induns- tare tillföres inte avskild moderlut. Vidare avser ut- trycket "moderlut" den vätska som separeras från kristal- ler, vilka bildats vid indunstning, och slutligen avser uttrycket "mättnadsgrad" förhållandet mellan koncentra- tionen i lösningen och koncentrationen i mättad lösning.

Anläggningen i figuren omfattar tre indunstare Il, I2 och I3, tre separationsorgan Cl, C2 och C3, två behållare Tl och T2 och en kondensor Kl.

I2 och I3 är förbundna med ledningarna 1,2 resp 3 för tillförsel av värmemedium, De tre indunstarna Il, som företrädesvis utgöres av vattenånga, och indunstaren I3 är förbunden med kondensorn Kl via ledningen 4.

Ledningen 5, som från ett ej visat förråd inför in- kommande NaCl-innehållande lösning till anläggningen, är ansluten till behållarna T1 och T2. Behållaren Tl är vida- re förbunden med indunstaren Il via ledningen 6 för över- föring av lösning för indunstning, och indunstaren Il har ett avlopp 7 för indunstad lösning, vilket är förbundet med separationsorganet Cl genom ledningen 8.

Separationsorganet Cl har ett avlopp 9 för moderlut, som är förbundet med indunstaren I2 samt ett avlopp 10 för avskilda produktkristaller.

Behållaren T2 är förbunden med indunstaren I2 via ledningen ll för överföring av lösning för indunstning. 10 15 20 25 30 35 500 965 5 Indunstaren I2 har ett avlopp 12 som är förbundet med separationsorganet C2 genom ledningen 13. Separationsorga- net C2 har ett avlopp 14 för moderlut, som är förbundet med indunstaren I3 och ett avlopp 15, som är förbundet med behållaren Tl för överföring av avskilda kristaller.

Indunstaren I3 har ett avlopp 16, som är förbundet med separationsorganet C3 genom ledningen 17. Separations- organ C3 har ett avlopp 18 för moderlut, som avgår som av- fall. Vidare har separationsorganet C3 ett avlopp 19, som är förbundet med behållaren T2 för överföring av avskilda kristaller.

Den ovan beskrivna anläggningen fungerar på följande sätt.

Av den inkommande lösningen L1 till anläggningen an- vänds en delmängd Lla för upplösning till en väsentligen mättad lösning av utkristalliserat salt S2 från indunsta- ren I2. Denna väsentligen mättade lösning förs till an- läggningens första indunstare Il där ett produktsalt S1 utkristalliseras. Detta produktsalt Sl separeras från moderlut L2 i separationsorganet Cl, varefter moderluten L2 förs till indunstaren I2.

Till indunstaren I2 förs även en väsentligen mättad lösning, som bildats av utkristalliserat salt S3 fràn in- dunstaren I3 och en delmängd Llb av den inkommande lös- ningen Ll till anläggningen. Det i indunstaren I2 ut- kristalliserade saltet S2 separeras fràn moderlut L3 i separationsorganet C2, varefter saltet S2 förs till be- hàllaren Tl för upplösning och moderluten L3 förs till indunstaren I3.

Det i indunstaren I3 utkristalliserade saltet S3 se- pareras fràn moderlut L4 i separationsorganet C3, varefter saltet S3 förs till behållaren T2 för upplösning och moderluten L4 avgår som avfall.

För att minska avfallsmängden kan moderluten L4 t ex spraytorkas innan den deponeras. 500 965 10 15 20 25 30 35 6 För att genomföra indunstningen i anläggningen till- föres indunstaren Il ett värmemedium H1 (ånga) genom led- ningen l. Värmemediet som alstras i indunstaren Il över- föres till indunstaren I2 i ledningen 2, varvid det som alstras i indunstaren I2 överföres till indunstaren I3 i ledningen 3. Slutligen överföres det värmemedium, som alstras i indunstaren I3 till kondensorn Kl för kondense- ring. Det bildade kondensatet kan överföras till en panna för alstring av nytt värmemedium i form av ånga och/eller till en föregående våtavskiljare.

Det ovan beskrivna och i figur 1 schematiskt visade förfarandet kan varieras på ett antal sätt inom ramen för efterföljande patentkrav. Sålunda kan rent vatten från ett ej visat förråd istället för till anläggningen inkommande lösning Ll tillsättas vid upplösning av det från indunsta- ren I2 erhållna saltet S2. Detta görs om man vill erhålla ett extra rent produktsalt Sl.

För avskiljning av föroreningar från den lösning som inmatas till indunstaren Il kan vidare en jonbytare eller ett organ för kemisk fällning vara anordnat omedelbart innan inmatning i indunstaren Il.

Vidare kan två indunstare vara parallellkopplade vad beträffar värmemedium (ånga), medan moderlut- och salt- överföringen är enligt ovan.

Vidare kan anläggningen ha medströms- eller mot- strömsmatning, varvid medströmsmatning innebär att lös- ningen och värmemediet följs åt från indunstare till in- dunstare, såsom visas i figur l. Motströmsmatning innebär att lösningen t ex går från vänster till höger i figur 1, medan värmemediet går från höger till vänster. Detta inne- bär att det till anläggningen inkommande värmemediet in- förs i indunstaren I3 och att det i indunstaren I3 alst- rade värmemediet överföres till indunstaren I2 osv. Det i indunstaren Il alstrade värmemediet överföres till en kondensor. 10 15 20 25 30 35 500 965 7 Den moderlut som avskiljs i separationsorganen Cl och C2 kan, I2 resp I3, också föras fràn t ex Cl till I3 (ej visat pà ritningen). Däremot bör den avskilda moderluten icke föras förutom till den direkt efterföljande indunstaren vätskemässigt uppströms i anläggningen, dvs den moderlut som avskiljes t ex i separationsorganet C2 bör icke åter- föras till indunstaren I2 eller Il, eftersom detta på ett oönskat sätt skulle öka föroreningshalten hos ingående vätska till dessa indunstare.

Hur mànga indunstare anordningen enligt föreliggande uppfinning kan ha bestäms av den àngdata som det värme- mediet har som tillförs i den första indunstaren samt under vilka betingelser (temperatur, tryck) kondensorn i slutet av anordningen arbetar. Med nuvarande teknik kan man ur ekonomisk synvinkel maximalt ha 6 indunstare, men företrädesvis används 3-4 stycken.

Separationsorganen i anordningen kan t ex utgöras av centrifuger, siktar eller silar. För närvarande föredrages centrifuger.

För att exemplifiera föreliggande uppfinning utfördes ett försök i en anläggning enligt ritningsfiguren. Inkom- mande värmemedium, som användes i anläggningen, var mättad vattenånga vid ett tryck av 2 bar, och den inkommande lös- ningen till anläggningen hade den sammansättning som fram- gàr av tabell l.

Resultatet fràn försöket visas i tabell 1.

För att jämföra dessa resultat med vad som erhålls frán en anläggning enligt känd teknik, utfördes ett försök där inkommande lösning till anläggningen var densamma som i försöket ovan. Det inkommande värmemediet var även här mättad vattenånga vid ett tryck av 2 bar.

Anläggningen enligt känd teknik omfattade tre stycken indunstare av samma typ som i den ovan beskrivna anlägg- ningen enligt uppfinningen, varvid det i den första in- dunstaren utfördes en förkoncentrering. En delström av den indunstade lösningen från den tredje indunstaren blandades med den förkoncentrerade lösningen fràn den första induns- 500 965 10 15 20 25 30 35 8 taren och leddes till den andra indunstaren, fràn vilken produktsaltet togs ut.

Vid försöket enligt känd teknik erhölls de resultat som framgår av tabell 1. 509 965 @m.m@ wmo.o ~H.o «ß_H «N_ß m@_v ~w.- mcflccflwams wucwmmflfi |wHn~ ufl> HHm«>< m>.>@ «mo_o >@o_o oo.H @H.« w@_~ wm_«~ xflcxw» øcmx ufl> HHm«>< Ho.m m~oo_o m«oo.o æ@o.o m~.o mH.o @<_«@ mcflccflwmma mucmmmfifl -wwow ufl> ufimmpxzøoum m@~« ~ßoo.o «Hø.ø HN.ø o@_o >m.o >m.m@ xflcxwv ocmx ufi> pfimmpxsøoflm ßH.H@ fi~oo.o N«oo.o [email protected] @N_o >H.o mm_æ cwmcflcmmmficm Hfiflp mcflcmofi mucmëëøxcw owm «owmu mwz Hmmz «om~x Hoz Humz ^æ»xfl>v H .uflümšfi 500 965 10 15 20 25 30 35 10 Såsom framgàr av tabell 1 erhålls ett mycket renare salt i anläggningen enligt föreliggande uppfinning än vid anläggningen enligt känd teknik.

Föreliggande uppfinning åstadkommer således ett sätt och en anordning för utvinning av kristaller ur en lösning genom indunstning, varvid ett renare produktsalt erhålles till en lägre kostnad, eftersom man undviker ett separat omkristallisationssteg.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 500 965 ll PATENTKRÄV

1. Sätt för utvinning av kristaller ur en lösning genom indunstning med kristallisation i en indunstnings- anläggning med minst två steg, varvid det utkristallise- rade saltet i varje indunstningssteg (n) avskiljs från . av att det utkristalli- i alla stegen utom i det första, löses moderlut, k ä n n e t e c k n a t serade saltet, till en lösning med en mättnadsgrad av 20-100%, varefter denna föres till föregående indunstningssteg (n-l), och att det utkristalliserade saltet i anläggningens första indunstningssteg tas ut som slutprodukt.

2. Sätt enligt krav 1, att det utkristalliserade saltet löses i inkommande lös- k ä n n e t e c k n a t av ning till anläggningen till en lösning med en mättnads- grad av 80-l0O%, företrädesvis 98%.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att det utkristalliserade saltet i anläggning- ens andra indunstningssteg löses i rent vatten till en lösning med en mättnadsgrad av 80-100%, företrädesvis 98%.

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att saltlösningen, före inmatning i det första indunst- ningssteget, matas genom en jonbytare och/eller under- kastas kemisk fällning.

5. Sätt enligt något av kraven l-4, k ä n n e - t e c k n a t av att ånga tillförs indunstningsanlägg- ningen motströms eller medströms med vätskan.

6. Sätt enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a t av att alla moderlutar i varje indunst- ningssteg (n) avskiljs från utkristalliserat salt och, i alla stegen utom det sista, överförs till indunst- ningssteget (n+1) som ligger vätskemässigt nedströms i anläggningen.

7. Anordning för utvinning av kristaller ur en lös- ning genom indunstning med kristallisation i en indunst- 500 965 10 15 20 25 30 12 ningsanläggning, vilken anordning inbegriper minst två (Il, I2, I3) medium och inlopp (6, ll, 14) indunstare med inlopp (l, 2, 3) för värme- för lösning som skall in- dunstas och avlopp (7, 12, 16) för indunstad lösning, (Il, I2, för se- varvid avloppet (7, 12, 6) från varje indunstare I3) är försett med separationsorgan jCl, C2, C3) k ä n n e t e c k - n a d av att inloppet till en indunstare (Il, I2...In-1) (C2, C3...Cn) hos ef- för mottagning av paration av kristaller från moderlut, är förbundet med separationsorganet (I2, I3...In) kristaller från separationsorganet och med ett tillför- seldon (5) lösning,som har en mättnadsgrad av 20-100% och skall in- (10) hos anordningens första indunstare terföljande indunstare för vätska, som med kristallerna bildar en dunstas, och att utloppet (Cl) är produktutlopp. för kristaller från sepa- rationsorganet (Il)

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att tillförseldonet (5) lerna bildar en lösning,som har en mättnadsgrad av 20-100% och skall indunstas, med lösning som skall indunstas för vätska, som med kristal- är ansluten till ett förråd (Ll).

9. Anordning enligt krav 7 eller 8, k ä n n e - t e c k n a d av att tillförseldonet för vätskan vid in- loppet till anordningens första indunstare är ansluten till ett förråd med vatten.

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att inloppet (6) (Il) kemisk fällning. till anordningens första indunstare är utrustat med en jonbytare och/eller organ för

11. ll. Anordning enligt något av kraven 7-10, k ä n - n e t e c k n a d (In) för värmemedium till föregående indunstare av att inloppet för värmemedium till en indunstare är anslutet till utloppet eller inloppet (In-l).