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Verfahren und Vorrichtung zum Rückgewinnen von Ätznatron aus Abfallauge,
insbesondere der Cellulosefabrikation, durch Dialyse Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Rückgewinnen von Ätznatron aus Abfallauge, insbesondere der Cellulosefabrikation.
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Es ist bekannt, daß Abfallauge, die bei der Vorbereitung von Viscose
durch Cellulose,-behandlung frei wird, durch Dialyse gereinigt werden kann in der
Weise, daß die Abfal'lau,ge und Wasser, dem gegebenenfalls eine kleine Menge Alkali
zugesetzt wird, zu, beiden Seiten einer Haut, z. B. aus Pergamentpapier, entlang
strömen.
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Die Erfindu4g bezweckt, von der Haüt mechanische Einwirkungen fern
zu halten, so daß die Stärke der Haut vermindert und der Dialyseeffekt gesteigert
werden kann.
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In einem Dialyseapparat ist die Haut an allen, Stellen einem durch
den Dialyseeffekt verursachten Druck unterworfen und außerdem denjenigen Drücken,
:die der Verschiedenheit der Dichte und der Fließgeschwindigkeiten der Flüssigkeiten
sowie ihrer- statischen Drucke entsprechen. Die Haut muß deshalb eine bestimmte
Mindeststärke haben, um diese Drucke aufnehmen zu können. Es ist nun aber klar,
daß der Dialyseeffekt um so. schlechter ist, je dicker die Haut ist.
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Der Erfindung gemäß wird nun der Druck at:£ die Haut so, ausgeglichen,
daß sie praktisch entlastet isst. Infolgedessen kann die Dicke der Haut auf ein
Minimum reduziert, der Dialyseeffekt erhöht, die Lebensdauer der Haut verlängert
und schließlich auch der Wirkungsgrad des Di,lyseapparates verbessert werden. Der
zum Ausgleich des einseitigen osmotischen Druckes notwendige Gegendruck wird der
Erfindung gemäß durch geeignete Wahl der statischen Drucke und der Fließgeschwindigkeiten
erzeugt. Die Geschwindigkeiten der Flüssigkeiten können in geeigneter Weise mit
Hilfe von Vorrichtungen gesteuert werden, durch welche die Flüssigkeiten in die
Di,alysekammern eingeführt werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele, und nvar
zeigen: Abb. r schematisch einen Dialyseapparat, der mit Gegenstrom arbeitet, Abb.2
einen solchen mit Gleichstrom, Abb.3 und 4 Apparate mit verschieden weiten Kammern;
in dem einen Falle (Abb. 3 ) sind die beiden Kammern verschieden weit, die Weite
bleibt aber in jeder Kammer vom. Eintritt bis zum Austritt unverändert, während
sie im anderen Falle (Abb. 4) in Fließrichtung zu oder abnimmt.
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In einem Gefäßa ist senkrecht ein Pergamentpapier b ausgespannt. Das
Gefäß ist oben und unten für beide Kammern mit je einem Zufluß- und Abflußrohr versehen.
Lauge und Wasser, gegebenenfalls mit einem kleinen Zusatz von Alkali, werden auf
je einer Seite der Haut eingelassen und strömen unter der Wirkung von Pumpen p,
Standrohren mit hydrostatischen Enden und anderen geeigneten Vorrichtungen durch
den Dialysator. Die Strömung zu beiden Seiten der Membran kann gleich oder entgegengesetzt
sein. Die Drücke auf beiden Seiten der Meinbran
werden konstant
gehalten. Wenn z. B. der Unterschied der,Dichten der Flüssigkeiten groß ist, d.
h. also etwa 16011o beträgt, und das als Haut dienende Pergamentpapier eine Stärke
von o,og mm hat, sollen die'-Drücke der Abfallauge und des (alkalischen).' Wassers
q.o bzw. 6o mm betragen. Der Un- -terschied der Geschwindigkeiten soll dann etwa
2o bis 25% sein. Strömen z. B. in die Laugenkammer i oo cm3 pro Minute Lauge ein
und io8 cm3 pro Minute aus, so sollen in die Wasserkammer i 8o cm3 pro Minute einströmen,
dagegen nur 172 cmh pro Minute austreten unter Vernachlässigung der Volumenkontraktion,
so daß also der überschuß der Diffusion des Wassers in die Laugenkammer in diesem
Falle 8 cm3 pro Minute beträgt.
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Ist der Unterschied der Flüssigkeitsdichten klein, z. B. nur 2%, so
soll bei der gleichen Stärke der Haut, o,og mm, der Druck der Flüssigkeiten i o
bzw. i 5 mm und der Unterschied der Geschwindigkeiten 5 bis io% betragen. Im ersten
Fall soll die .in den Apparat eintretende Menge an Abfallauge pro Stunde und pro
Quadratmeter Haut iqoo bis 1500
cm3, im zweiten Falle nur 6oo bis 8oo cm3
betragen.
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Ist die Haut stärker, z. B. o, i 8 inm, so sind die Unterschiede der
Geschwindigkeiten auf 3 bis 50/'o zu vermindern. Die Fließgeschwindigkeiten sollen
mit Rücksicht auf die Verminderung der Dialysegeschwindigkeit klein gehalten werden,
weil dann die Haut nur geringen mechanischen Einwirkungen unterliegt, sie :also
möglichst dünn gewählt und dadurch wieder der Dialyseeffekt verbessert werden kann.
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Wird gereinigte Lauge in großer Menge mit geringer Dichte von weniger
als i o % gefordert, so ist es zweckmäßig, nach Abb. 2 zu arbeiten, d. h. gleiche
Strömungsrichtung in beiden Kammern zu wählen, während der Arbeitsweise nach Abb.
i (entgegengesetzte Strömungsrichtung) der Vorzug zu geben ist in den Fällen, in
denen es sich um kleine Mengen größerer Dichte handelt. In allen Fällen ist die
in der gereinigten Flüssigkeit enthaltene Menge von Halbcellulose kleiner als o,02%.
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Obwohl ein Druckausgleich an allen Stellen der Haut schwer zu erreichen
ist, so ergeben doch die nachstehend aufgeführten Maßnahmen ein gutes Resultat:
i. Wenn die Drücke der Flüssigkeiten den erforderlichen Geschwindigkeitsunterschieden
nicht entsprechen, soll die Haut seitlich verschoben werden (4bb.3), damit die beiden
Kammern verschiedene Strömungsquerschnitte erhalten und der Unterschied der Berührungsdauer
der Flüssigkeiten mit der Haut leicht geändert werden kann, in der Weise, daß d'e2
Unterschied der Geschwindigkeiten den Flüssigkeitsdrücken entspricht, diesen entsprechend
also der erforderliche Geschwindigkeitsunterschied erhalten bleibt.
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2. Wenn der Druckunterschied der Flüssigkeit dem osmotischen Druck
nicht entspricht, soll die Dichte des .alkalischen Wassers auf i % erhöht werden.
Damit wird der osmotische Druck, die Dichte und die Viscosität des Wassers örtlich
beeinflußt und damit die Dialyse verbessert.
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3. Wenn%ie-statischen Drücke der Flüssigkeiten ihren Geschwindigkeiten
nicht entsprechen, wird die Breite der Kammern auf jeder Seite der Haut in Strömungsrichtung
verschieden gestaltet, so daß z. B. die Breite der Kammer in Strömungsrichtung zu-
oder abnimmt (Abb. q.).