Verfahren und Einrichtung zur Eindampfung einer Lösung
Das Patent betrifft sowohl ein Verfahren zur Eindampfung einer Lösung durch Mehrfacheffekt als auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Es wird dabei bezweckt, ein wirtschaftliches Verfahren zu schaffen mit der Möglichkeit, Brüdendampf für weitere Zwecke als Heizdampf zu verwenden. Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Brüdendampf der niedrigsten Temperaturstufe in einem Kompressor komprimiert und in einem der Verdampfer, in welchem die entstehenden Brüden unter einem Druck von mindestens 1,5 ata anfallen, als Heizdampf verwendet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens vereinfacht dargestellt. Das Verfahren wird dabei ebenfalls beispielsweise erläutert.
Die dargestellte Einrichtung umfasst sechs nacheinander von der einzudampfenden Lösung durchflossene Verdampfer 1 bis 6. Bei der Lösung handelt es sich hierbei in erster Linie um zu konzentrierende Sulfitablauge. Wird Rohlauge konzentriert, so strömt diese durch eine Leitung 7 zu und gelangt hernach über eine Leitung 8, einen Vorwärmer 9 und eine Leitung 10 in den Verdampfer 1.
Die dargestellte Anlage kann aber auch für die Konzentration von Schlempe aus einer Alkohol-Destillierkolonne 11 verwendet werden. Die vergorene Ablauge tritt dann durch eine Leitung 12 in die Destillierkolonne 11 ein. Die alkoholhaltigen Brüden verlassen die Kolonne 11 durch eine Leitung 13, und die Schlempe wird dann von der Kolonne 11 über eine Leitung 14, die Leitung 8, den Vorwärmer 9 und die Leitung 10 dem Verdampfer 1 zugeführt.
Für die Überleitung der zu konzentrierenden Lösung von einem Verdampfer in den jeweils nächstfolgenden sind Leitungen 15, 16, 17, 18 und 19 vorgesehen. In die Leitung 17 ist ein Wärmeaustauscher 20 eingeschaltet. Die konzentrierte Lauge verlässt den Verdampfer 6 durch eine Leitung 21, gelangt in einen Entspanner 22 und fliesst durch eine Leitung 23 aus der Einrichtung ab.
Durch eine Leitung 24 wird einer Gegendruckdampfturbine 25 Frischdampf zugeführt. Der Abdampf dieser Turbine 25 wird teilweise über eine Leitung 26 dem letzten Verdampfer 6 als Heizdampf zugeleitet. In diesem Verdampfer 6 findet die Verdampfung beispielsweise bei einer Temperatur von 1450 C statt. Die von der Lauge entweichenden Brüden werden über eine Leitung 27 dem Verdampfer 5 als Heizdampf zugeführt. Hier erfolgt die Verdampfung der Lauge beispielsweise bei 1350 C. Die im Verdampfer 5 entstehenden Brüden werden weiter über eine Leitung 28 dem Verdampfer 4 als Heizdampf zugeleitet, in welchem die Lauge beispielsweise bei einer Temperatur von 1250 C verdampft. Die in diesem Verdampfer 4 entstehenden Brüden können durch eine Leitung 29 abgeführt und teilweise dem Verdampfer 2 als Heizdampf zugeleitet werden.
Hier findet die Verdampfung bei beispielsweise 1150 C statt, und die von der Lauge aus diesem Verdampfer 2 entweichenden Brüden werden weiter über eine Leitung 30 dem Verdampfer 3 als Heizdampf zugeleitet. In diesem Verdampfer 3 erfolgt die Verdampfung der Lauge beispielsweise bei 1030 C.
Der Verdampfer 3 bildet die niedrigste Temperaturstufe der mehrstufigen Verdampfung.
Zur Einrichtung gehört ferner ein Kompressor 31, welcher durch die Turbine 25 angetrieben wird. Dieser Kompressor 31 steht eintrittseitig über Leitungen 32 und 33 mit dem Brüdendampfraum des Verdampfers 3 in VerbindUng. Zwischen die Leitungen 32 und 33 ist ein Brüdenwäscher 34 geschaltet. Der Brüdendampf des Verdampfers 3, also der niedrig sten Temperaturstufe der mehrstufigen Verdampfung, wird nach Durchlaufen des Wäschers 34 im Kompressor 31 komprimiert und darauf über eine Leitung 35 dem Verdampfer 1 zugeführt und dort als Heizdampf verwendet. Im Kompressor 31 wird dabei die Verdichtung des Dampfes so weit geführt, dass die Endtemperatur des verdichteten Dampfes genügt, um im Verdampfer 1 eine Verdampfung der zugeführten Lauge bei einer Temperatur von beispielsweise 1330 C sicherzustellen.
In diesem Verdampfer 1 fallen dann die entstehenden Brüden unter einem 1,5 ata übersteigenden Druck an. Sie werden durch eine Leitung 36 abgeführt und können in diesem Zustande noch in beliebiger Weise als Heizdampf verwendet werden. Insbesondere ist eine von der Leitung 36 abzweigende Leitung 37 vorgesehen, durch welche die vom Verdampfer 1 abgehenden Brüden der Alkohol-Destillierkolonne 11 als Heizdampf zugeführt werden können.
Das bei der Beheizung des Verdampfers 6 entstehende Kondensat wird über eine Leitung 38 einem Kondensatentspanner 39 zugeführt und von dort durch eine Leitung 40 abgezogen. Der im Entspanner 39 entstehende Dampf wird über eine Leitung 41 an einer Stelle 42 in die Leitung 33 übergeführt und dort mit den dem Kompressor 31 zuströmenden Brüden vereinigt. Eine von der Leitung 26 abzweigende Leitung 43 führt ferner einen Teil des Ab dampfes der Turbine 25 in den Wärmeaustauscher 20, in welchem dieser Dampf zur Aufheizung der vom Verdampfer 3 in den Verdampfer 4 überströmenden Lauge verwendet wird. Das dabei entstehende Kondensat wird durch eine Leitung 44 ebenfalls in den Entspanner 39 geführt.
Das bei der Beheizung des Verdampfers 3 durch die Brüden des Verdampfers 2 entstehende Kondensat wird ferner über eine Leitung 45 dem Vorwärmer 9 zugeführt, um dort die dem Verdampfer 1 zuströmende Lauge vorzuwärmen.
Die dargestellte Anlage umfasst ferner noch Einrichtungen zur Gewinnung von Furfurol aus den in der Sulfitablauge enthaltenen Pentosen. Zu diesem Zwecke wird über eine Leitung 46, welche sich in drei zu den Leitungen 17, 18 und 19 führende Äste 47, 48 bzw. 49 verzweigt, der zu konzentrierenden Lauge jeweiis vor dem Eintritt in die Verdampfer 4, 5 und 6 Säure beigemengt. Die Säurezugabe bewirkt bei den in diesen Verdampfern 4, 5 und 6 herrschenden Temperaturen eine Umsetzung der Pentosen in Furfurol. Die diesen Verdampfern 4, 5 und 6 entströmenden Brüden sind daher furfurolhaltig. Das Furfurol wird durch Destillation in einer Destillierkolonne 50 gewonnen.
Das bei der Beheizung des Verdampfers 5 durch die Brüden des Verdampfers 6 entstehende Kondensat wird über eine Leitung 51 mit dem bei der Beheizung des Verdampfers 4 durch die Brüden des Verdampfers 5 entstehenden Kondensat vereinigt. Das gesamte furfurolhaltige Kondensat wird sodann über eine Leitung 52 an einer Stelle 53 der Destillierkolonne 50 zugeführt. Ferner wird ein Teil der den Verdampfer 4 verlassenden, furfurolhaltigen Brüden durch eine Leitung 54 von der Leitung 29 abgezweigt und an einer Stelle 55 der Destillierkolonne 50 zugeführt. Zur Beheizung der Destillierkolonne 50 werden ebenfalls dem Verdampfer 1 entströmende Brüden verwendet. Diese werden der Destillierkolonne 50 durch eine von der Leitung 36 abgehende Zweigleitung 56 an einer Stelle 57 zugeführt.
Im weiteren ist auch noch eine Beheizung der Destillierkolonne 50 durch Abdampf der Turbine 25 vorgesehen, welcher durch eine von der Leitung 43 abzweigende Leitung 58 zuströmt.
Das bei der Beheizung des Verdampfers 1 entstehende Kondensat wird durch eine Leitung 59 mit dem bei der Beheizung des Verdampfers 2 entstehenden Kondensat vereinigt. Erfolgt die Beheizung des letztgenannten Verdampfers 2 durch dem Verdampfer 4 entströmende Brüden, so ist das Kondensat furfurolhaltig. Dieses Kondensat wird durch eine Pumpe 60 in eine Leitung 61 gefördert und hernach mit dem durch die Leitung 52 der Furfurol Destillierkolonne 50 zuströmenden Kondensat vereinigt.
Eine Leitung 62 gestattet ferner, den Verdampfer 2 statt durch vom Verdampfer 4 herkommende Brüden durch solche des Verdampfers 1 zu beheizen.
Das in der Destillierkolonne 50 gewonnene Furfurol wird durch eine Leitung 63 abgeführt. Eine Leitung 64 gestattet ferner, einen Teil der durch die Leitung 23 abfliessenden konzentrierten Lauge der durch die Leitung 8 zufliessenden Dünnlauge beizumengen.
Statt, wie gezeigt, den Brüdenkompressor 31 durch eine Oegendruckdampfturbine anzutreiben, kann auch ein Antrieb durch einen Elektromotor vorgesehen werden. In diesem Falle muss aber doch noch Frischdampf von genügend hohem Druck zur Verfügung stehen, um den Verdampfer 6 auf die erforderliche Temperatur aufheizen zu können.
Bei der beschriebenen Anlage wird durch Koppelung einer mehrstufigen Verdampfung mit einer Brüdenkompression ein Betrieb der Eindampfanlage mit Dampf höheren Druckes, z. B. 40 ata oder mehr, bei möglichst geringem Dampfverbrauch erreicht, wobei aber doch noch aus dem Verdampfer 1 ein Brüdendampf mit hinreichendem Druck anfällt, um für weitere Betriebe, z. B. Alkoholdestillation, Furfuroldestillation oder Warmwasserherstellung, verwendet werden zu können.