Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5934
.pdf
Газы могут использоваться с высокой скоростью, например, могут подаваться под давлением или проходить с
помощью отсоса.
Горячие газы, используемые для концентрирования, могут быть получены полностью или частично в
результате воспламенения концентрата раствора.
I. 0 i i 1 i i 0. 1 i 285,933 Распространенной практикой при извлечении щелочи из отработанных щелочных
растворов, особенно при вышеупомянутом производстве бумаги из эспарто, является сжигание концентрата
раствора в реторте, обычно роторного типа. Этот способ сжигания не избежал критики из-за неполного
сгорания концентрата, и часто возникала необходимость удалять золу из реторты и распределять ее для
обеспечения полного сгорания. Согласно настоящему изобретению, эта трудность устраняется путем
сжигания полученного концентрата в жидком топливе в распылительной горелке для жидкого топлива.
Концентраторы могут иметь любую удобную форму, обеспечивающую эффективный контакт между
жидкостью и газом.
Предпочтительным типом концентратора является башня, снабженная средствами для распределения
жидкости, например, тонкими струями сверху вниз, а также средствами для подачи противодействующего
потока газа. Например, может быть использована башня, в целом аналогичная конденсационным башням,
используемым на электростанциях для конденсации пара, модифицированная тем, что стенки башни
практически не имеют отверстий, чтобы удерживать газы в контакте со щелочными растворами во время их
перемещения от основания башни к вершине.
Очевидно, что размер концентраторов, а также объем, скорость потока и температура газов являются
факторами, которые в каждом конкретном случае необходимо определять в зависимости от объема и
температуры обрабатываемого раствора и желаемой степени концентрации.
Согласно еще одной особенности изобретения, усовершенствованный процесс, описанный выше,
дополнительно характеризуется тем, что концентрированный раствор непрерывно подается в горелку
указанного типа, при этом он практически полностью сжигается до кальцинированной соды, а последняя
механически подается непосредственно в установку каустизации либо непрерывно, либо периодически, в
зависимости от необходимости поддержания непрерывного цикла работы.
Данное изобретение также включает в себя емкость для каустизации, которая представляет собой единый
контейнер, разделенный перегородками на смесительную камеру, отстойную камеру и осадкоуловитель,
причем перегородки расположены таким образом, что смесительная камера находится в открытом сообщении
снизу с отстойной камерой, а последняя — с осадкоуловителем.
Предпочтительная форма такого емкости для каустизации состоит из цилиндрического контейнера, основание
которого имеет форму конуса, направленного вниз, внутри которого находится открытый с торца вертикально
расположенный цилиндр, образующий смесительную камеру, причем этот цилиндр простирается от верхней
части контейнера примерно на 70 до уровня начала указанной конусообразной части; и горизонтальной
перегородки, расположенной под этим цилиндром и на некотором расстоянии от его нижнего конца,
образующей крышу осадкоуловителя, 75 которая имеет такую форму и расположение в контейнере, что она
расположена на некотором расстоянии от стенки контейнера по его периферии с целью обеспечения
открытого сообщения между отстойной камерой 80 и осадкоуловителем, которое образовано конусообразным
основанием контейнера и указанной перегородкой.
Предпочтительно, чтобы емкость для каустизации была снабжена в смесительной камере одним или
несколькими механическими мешалками с целью облегчения и ускорения полного протекания реакции.
При реализации изобретения одним из способов, черный щелок отводится из котла или котлов, в которых
была обработана трава эспарто, и подается в верхнюю часть башни предпочтительного типа, указанной
выше, по которой поднимается поток горячих отходящих дымовых газов. Черный щелок, когда его откачивают
из котлов и подают в башню, имеет плотность приблизительно 50 Тл, а его температура составляет около
2120 °F. Башня снабжена циркуляционным насосом и соответствующими всасывающими и нагнетательными
патрубками, благодаря которым щелок, после однократного падения через восходящий поток горячих газов,
может циркулировать от основания башни к ее вершине и снова падать через горячие газы, проходящие
вверх по башне.
Циркуляционный насос может иметь любую необходимую производительность в зависимости от условий, и
следует понимать, что чем быстрее работает насос, тем выше будет степень концентрации внутри башни.
Горячие дымовые газы, подаваемые в башню, могут поступать из мельничных печей или частично из них, а
частично из мусоросжигательной печи, в которой сжигается концентрат спирта. Поскольку температура
дымовых газов составляет около 9500 °F, а газов мусоросжигательной печи — около 5500 °F, следует
понимать, что если самих дымовых газов недостаточно для обеспечения необходимого количества тепла для
концентрирования спиртов, температуру газов, подаваемых в башню, можно повысить путем смешивания
дымовых газов с газами мусоросжигательной печи. Однако при желании можно использовать и
мусоросжигательные заводы типа «оазис».
На некоторых мельницах, особенно на более мелких (1130 N N 285,933 3), может не быть достаточного
количества отходящих дымовых газов для достижения необходимой концентрации черного щелока,
поступающего из котлов. В этом случае концентрат из горячей башни может подаваться с помощью
соответствующего насоса в верхнюю часть второй башни, которая может иметь ту же форму, что и первая.
Частично концентрированный раствор, температура которого обычно составляет приблизительно 2120 °F, во
второй башне будет стекать с восходящим потоком атмосферного воздуха, и концентрация раствора будет
завершена за счет поверхностного испарения мелкодисперсного раствора. Если еще горячие газы,
выходящие из верхней части горячей башни, находятся в ненасыщенном состоянии, то эти газы могут быть
смешаны с атмосферным воздухом, подаваемым во вторую башню, с целью обеспечения максимально
высокой эффективности системы испарения в башнях при ограниченном количестве доступных газов.
Полностью концентрированная жидкость, скапливающаяся у подножия второй башни, будет отводиться в
мусоросжигательный завод.
В конечном итоге степень концентрации может быть такова, что плотность жидкости составит от 550 до 600
Твадделла, при которой теплая жидкость останется достаточно жидкой для перекачивания в горелки
мусоросжигательной печи.
Горелки мусоросжигательной печи были бы того типа, который обычно используется для сжигания тяжелого
мазута, и они направляли бы пламя внутрь камеры сгорания. Для обеспечения удовлетворительного сгорания
подаваемый в горелки воздух может быть предварительно нагрет, и при необходимости сгоранию может быть
первоначально облегчено путем введения дополнительного топлива.
Зола, образующаяся в результате сгорания, будет собираться на дне камеры сгорания и оттуда непрерывно
удаляться с помощью шнекового конвейера или другого аналогичного механизма в установку для
каустицинации.
Установка для каустификации включает в себя реакционный сосуд предпочтительного типа, описанного
ранее. Зольный конвейер может быть сконструирован таким образом, чтобы подавать золу в бункер, который,
в свою очередь, будет доставлять ее содержимое в смесительную камеру емкости для каустизации.
Необходимая для каустика каустика известковая масса (55 мл) подается из другого бункера в смесительный
канал. Смесительная камера снабжена центральным вращающимся перемешивающим устройством,
погруженным в воду внутри камеры, и необходимым паром для нагрева жидкости, подаваемым в зону
перемешивания.
Раствор едкого щелочного металла и осадка карбоната кальция выходят из смесительной камеры через
перегородку, образуя крышу осадкоуловителя, осадок в конечном итоге попадает в конус контейнера, а
раствор едкого натрия отделяется в верхней части, практически не содержащий мела. 70Шлам непрерывно
или через подходящие промежутки времени отводится из нижней части конуса и подается в машины для
промывки шлама. Эти установки для промывки осадка могут иметь ту же общую конструкцию, что и емкость
для каустизации 0,75, и состоять из промывочной камеры, отстойной камеры и коллектора осадка, с
центральным перемешивающим устройством или без него. Промывка предпочтительно осуществляется
противотоком воды 80, а слабые промывочные растворы подаются в накопительный резервуар для подачи в
емкость для каустиза.
Поток промывочной жидкости и скорость переноса осадка могут регулироваться таким образом относительно
скорости переноса кальцинированной соды в емкость для каустизации, что приводит к практически
автоматическому непрерывному процессу.
Согласно модификации изобретения № 90, устройство для осуществления усовершенствованного процесса
может, в отношении установки каустизации, включать отдельный сосуд для растворения кальцинированной
соды, поступающей из мусоросжигательной печи, и средства, автоматически управляемые потоком жидкости
через установку каустизации (например, потоком раствора карбоната натрия, промывочных растворов и/или
добавленной воды), для подачи в отмеренных количествах кальцинированной соды в сосуд для растворения
и извести в сосуд для каустизации.
Дата: 18 октября 1926 года.
BO-ULT, WADE & TENNANT, 111 & 112, Илаттон Гарден, Лондон, дипломированные патентные поверенные.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 21048, 1926 г. н.э.
Усовершенствования в обработке отходов бумажного производства или относящиеся к ней с целью
извлечения из них едкого щелочного вещества.
Мы, Уильям Баррс, подданный Великобритании, проживающий по адресу: 6, Саут-сквер, Грейс-Инн, и Эдвард
Баррс, подданный Великобритании, Лондон, У. К. 1, настоящим заявляем, что природа данного изобретения
заключается в следующем:
Данное изобретение относится к обработке отработанных растворов бумажного производства с целью
извлечения из них едкой щелочи и является родственным изобретению, являющемуся предметом нашей
параллельной патентной заявки № 26015 от 1926 года. Данное изобретение представляло собой
усовершенствованный способ извлечения щелочного содержимого из щелочных растворов этого типа, а
именно, из отработанного щелочного раствора, сбрасываемого из травяных котлов бумажных фабрик.
Согласно указанному изобретению, жидкость, содержащая извлекаемую щелочь, сначала концентрировали
путем прямой промывки газообразным испарителем, предпочтительно горячими отработанными дымовыми
газами, образующимися в печах других частей завода, после чего концентрат дополнительно обрабатывали
для извлечения содержащейся в нем щелочи.
Согласно настоящему изобретению, способ извлечения щелочного содержимого из горячих щелочных
растворов, содержащих 25 органических веществ, характеризуется тем, что горячий раствор сначала
охлаждают, а затем концентрируют путем прямой промывки газообразным испарителем.
Как будет понятно, новизна настоящего изобретения в самом широком смысле по сравнению с изобретением,
описанным в нашей предыдущей заявке, заключается в предварительном охлаждении горячего раствора
перед этапом его концентрирования. Таким образом, можно добиться максимальной тепловой экономии, и
настоящее изобретение в первую очередь предназначено для случаев, когда для практического применения
изобретения, находящегося в параллельном применении, было бы желательно или необходимо, например, в
силу ограниченного количества горячих отходящих дымовых газов, экономически доступных на мельнице для
концентрирования, иметь возможность использовать всю или почти всю сверхатмосферную теплоту
отходящих дымовых газов, имеющихся на заводе, для концентрирования растворов.
Согласно одной из особенностей изобретения, охлаждение горячего раствора осуществляется таким
образом, что происходит частичное предварительное концентрирование раствора.
Согласно еще одной особенности изобретения, жидкость подвергается, например, путем циркуляции,
попеременно (а) охлаждению с частичным или частичным предварительным концентрированием и (б)
концентрированию путем прямого воздействия щебня на испаритель. Попеременное охлаждение и
концентрирование продолжается до тех пор, пока не будет достигнута требуемая степень концентрирования
жидкости. Преимущественно, если этап охлаждения должен сопровождаться частичным предварительным
концентрированием жидкости, этот этап может быть осуществлен путем пропускания горячей жидкости,
предпочтительно в максимально мелкодисперсной форме, через противоток атмосферного воздуха.
Как и в случае с изобретением, описанным в нашей параллельной заявке, этап концентрирования может быть
осуществлен путем прямой очистки горячих дымовых газов либо в чистом виде, либо в смеси с воздухом.
Или же в качестве альтернативы в качестве газообразного испарителя могут использоваться горячие газы,
полученные полностью или частично на предыдущем этапе сжигания концентрата.
Особенностью изобретения, описанного в нашей одновременной патентной заявке, было то, что
концентрирование жидкости могло, с 8 преимуществами, осуществляться в башне, как и в кондиционирующих
башнях, используемых в системах электроснабжения для кондиционирования воздуха, находящегося в ней,
причем указанные башни были несколько модифицированы для целей изобретения тем, что стенки башни
были бы практически неперфорированными. В соответствии с настоящим изобретением для осуществления
этапа охлаждения и предварительного концентрирования, характерного для изобретения, может быть
использовано устройство того же или аналогичного типа.
В соответствии с еще одной особенностью изобретения, оно включает в себя устройство для осуществления
усовершенствованного процесса, которое состоит из двух устройств вышеупомянутого общего типа, средств
подачи горячего газообразного испарителя (например, горячей печи для отходов!). газы) к подножию одной из
указанных башен и холодные газы (например, атмосферный воздух) к подножию другой башни, средства для
подачи горячего раствора в верхнюю часть башни, снабженной холодными газами, и средства для переноса
охлажденного и частично предварительно концентрированного раствора от подножия этой башни к верхней
части другой башни, с или без средств для обеспечения непрерывной циркуляции раствора, подвергающегося
концентрированию, от подножия одной башни к верхней части другой и обратно от подножия указанной
другой к верхней части первой и так далее, так что раствор попеременно подвергается охлаждению и
концентрированию (в башне, снабженной холодными газами) и нагреву и концентрированию.
концентрация (в башне, снабжаемой горячими газами).
Концентрирование жидкости, согласно настоящему изобретению, может быть и, вероятно, осуществляется
непрерывным образом. Таким образом, при наличии двух башен и соответствующего газоснабжения, а также
средств циркуляции жидкости, как описано выше, параметры и доля притока жидкости в башни, а также
производительность насосов циркуляции жидкости могут быть определены таким образом, чтобы
соответствовать скорости притока обрабатываемой жидкости и доступному объему горячих отходящих газов,
что позволит установке работать в непрерывном режиме, при этом температура жидкости составит 130 К, что
соответствует 450 Твэдделлу. Жидкость подается из желоба холодной башни, где достигается указанная
предпоследняя плотность и где, кроме того, температура концентрата сравнительно низкая, скажем, около
600 или 500 °F, к вершине третьей башни, конструкция которой в целом аналогична конструкции других
башен. Жидкость снова спускается по этой третьей башне под восходящим потоком горячих отходящих
дымовых газов и собирается в полностью концентрированном и нагретом состоянии в желобе ниже.
Путем надлежащего регулирования работы установки этот процесс может быть переведен в непрерывный
режим. Таким образом, например, около 4000 галлонов горячей жидкости в час могут непрерывно поступать в
желоб у подножия горячей башни. Этот горячий раствор соединился бы с горячим и частично
концентрированным раствором 85, опускающимся внутри указанной горячей башни. Полученная смесь
перекачивалась бы со скоростью приблизительно 15 000 галлонов в час при температуре приблизительно
2120 °F к вершине холодной градирни, где она опускалась бы в желоб под ней и, опускаясь,
концентрировалась бы и охлаждалась примерно до 600 °F. После достижения желоба под холодной
градирней жидкость снова циркулировала бы с той же скоростью, что и раньше, а именно 15 000 галлонов в
час, к вершине горячей градирни. Циркуляция жидкости из одной башни в другую будет происходить
непрерывно таким образом, и слишком концентрированная жидкость будет отбираться из желоба холодной
башни со скоростью около 500 галлонов в час, плотностью около 450 мкг/м³ (что несколько ниже желаемой
конечной плотности) и температурой около 0,00 °F. Полностью концентрированный материал будет
отбираться из желоба третьей башни со скоростью около 333 галлонов концентрированной жидкости в час, а
плотность полностью концентрированного материала составит, скажем, 600 мкг/м³, а температура – 2120 °F.
Изобретение также включает модифицированную форму установки для каустизации по сравнению с формой,
описанной в описании нашей вышеупомянутой параллельной патентной заявки.
В соответствии с этой особенностью настоящего изобретения, установка для каустикизации включает в себя
ряд из четырех сосудов, каждый из которых имеет форму вертикального цилиндра, наложенного на конус,
направленный вниз.
Каждый сосуд разделен перегородками, как в случае с емкостью для каустизации аппарата 125, описанного в
нашей предыдущей спецификации, упомянутой выше, на смесительную камеру, отстойную камеру и
коллектор осадка, причем перегородки расположены таким образом, что из смесительной камеры непрерывно
поступает концентрированный раствор, а одновременно с этим концентрат непрерывно вытекает из аппарата.
b. В соответствии с еще одной особенностью изобретения, жидкость может быть подвергнута
концентрированию, как указано выше, до степени, меньшей, чем требуемая конечная концентрация, и
концентрирование может быть завершено путем пропускания частичного концентрата (предпочтительно в
третьей башне подходящих меньших размеров) через противоток горячего газа, предпочтительно, как и
прежде, горячих отходящих мелкодисперсных газов. Для иллюстрации изобретения будет приведен пример
его применения к операциям по извлечению соды из черного щелока, используемого при производстве бумаги
из травы эспарто.
Горячий черный щелок подается из котлов, работающих на траве, непосредственно в башню указанного выше
типа. Эта башня имеет непроницаемые стены, открыта сверху, имеет вход для горячих дымовых газов у
основания и расположена сверху! основание, расположенное на желобе, предназначенном для приема
жидкости, спускающейся с вершины башни.
Горячий раствор подают не на вершину башни, а в указанный желоб у её подножия. Спирт перекачивается из
этого желоба в верхнюю часть второй башни, конструкция которой в целом аналогична конструкции первой
башни. Жидкость в мелкодисперсном виде стекает во вторую башню под восходящим потоком атмосферного
воздуха и собирается в охлажденном и частично концентрированном состоянии в желобе у подножия башни.
Поток воздуха через вторую башню может быть вызван либо естественной тягой башни, либо, при
необходимости, поток воздуха через башню может осуществляться механическим способом.
Охлажденная и частично концентрированная жидкость затем перекачивается обратно из желоба второй
башни в верхнюю часть первой башни, откуда она спускается в желоб ниже против восходящего потока
горячих дымовых газов. Температура поступающих дымовых газов может составлять примерно 3500 °F.
Температура поступающего воздуха в другой башне будет эквивалентна температуре атмосферы, скажем,
600 °F. Циркуляция жидкости из башни в башню осуществляется с помощью насосов, производительность
которых выбирается в соответствии с потребностями, а скорость их работы регулируется для удобства
настройки. При необходимости желоба двух башен > 0 могут быть соединены небольшим трубопроводом для
выравнивания уровней жидкости.
В двух вышеупомянутых башнях жидкость концентрируется до степени концентрации, несколько меньшей,
чем та, которая в конечном итоге требуется для PS, скажем, до степени концентрации c-. \1.
285,933 285,933 Открытая связь снизу с отстойной камерой, а из последней — с осадкоуловителем. Каждая
емкость снабжена выходным отверстием внизу, ведущим от илового коллектора, и выходным отверстием
ближе к верху для отвода чистой жидкости из отстойной камеры. Четыре сосуда расположены, каждый в ряду,
на уровне несколько ниже, чем -10 уровень предыдущего сосуда, и эти четыре сосуда соединены между собой
трубопроводами, ведущими от верхнего выходного отверстия одного сосуда к верхней части смесительной
камеры следующего, более низкого сосуда в ряду. Каждый из этих трубопроводов автоматически управляется
шаровым клапаном, расположенным в верхней части смесительной камеры емкости, в которую поступает
вода по данному трубопроводу. Таким образом, прозрачная жидкость из одного сосуда автоматически
поступает в смесительную камеру следующего сосуда в серии, и так далее от сосуда к сосуду по всей серии.
В каждой емкости в смесительной камере установлен механический перемешивающий механизм,
обеспечивающий плотный контакт жидкости в камере с взвешенными в ней твердыми частицами.
Эти четыре судна выполняют различные функции:
Третий в серии, то есть тот, что находится рядом с самым нижним из сосудов, представляет собой сосуд для
растворения золы и снабжается золой из мусоросжигательного завода установки по регенерации соды.
Следующий сосуд в серии, то есть самый нижний, представляет собой сосуд для каустизации, принимающий
раствор карбоната натрия из регулируемого шаровым клапаном выходного отверстия сосуда для
растворения, а также соответствующую подачу извести и пара для каустизации. Первое и второе устройства в
этой серии — это установки для промывки осадка. Второе сооружение в этой серии можно назвать первой
машиной для промывки осадка, а первое сооружение — второй машиной для промывки осадка. Вода
подается в смесительную камеру второй установки для промывки осадка через... Входное отверстие с
шаровым клапаном, шаровой клапан которого расположен в верхней части смесительной камеры мойки.
Нижние выходные отверстия емкостей для каустизации и растворения сообщаются посредством подходящих
трубопроводных соединений со смесительной камерой первой установки для промывки осадка; нижнее
выходное отверстие первой установки для промывки осадка сообщается со смесительной камерой второй
установки для промывки осадка, а нижнее выходное отверстие второй установки для промывки осадка
сообщается с любым удобным устройством для использования или иной утилизации мелового осадка.
Верхний выходной патрубок для чистой жидкости в емкости для каустизации соединен трубопроводом с
резервуаром для раствора каустической соды, предназначенного для повторного использования при
обработке новой партии травы эспарто. 65 Принцип работы установки для каустизации кратко описывается
следующим образом: кальцинированная сода из мусоросжигательной печи подается, предпочтительно
автоматически, в емкость для растворения, где образуется раствор карбоната натрия; этот раствор
автоматически перетекает из емкости для растворения через ее выходное отверстие с шаровым клапаном в
емкость для каустизации, где он вступает в тесный контакт в присутствии пара с соответствующим
количеством извести, чтобы регенерировать в емкости раствор каустической соды.
Предпочтительно, чтобы поставка извести осуществлялась следующим образом.
например, подача кальцинированной соды из мусоросжигательного завода №80, которая регулируется
автоматически. Образовавшийся в емкости для каустизации меловой осадок собирается в конусообразной
нижней части емкости и периодически или непрерывно перекачивается в смесительную камеру первой
моечной машины.
Здесь он вступает в тесный контакт с потоком слабых промывочных растворов, подаваемых автоматически из
второй промывочной машины для осадка. Любые отложения, образующиеся в емкости для растворения
(90°C), также направляются в смесительную камеру первого промывочного устройства для осадка.
Осадок, скапливающийся на дне первой промывочной машины, перекачивается в смесительную камеру
второй промывочной машины 95, где он вступает в непосредственный контакт с водой, подаваемой в нее
через вышеупомянутый входной патрубок с шаровым клапаном.
Осадок, скапливающийся в нижней части второй промывочной машины, находится в полностью промытом
состоянии и сбрасывается через нижнее выходное отверстие емкости для утилизации любым желаемым
способом. Это будет понятно из передней части...
что установка для каустификации, описанная в данном изобретении, может работать совершенно
автоматически и непрерывно.
Разумеется, могут быть внесены различные модификации, не выходящие за рамки сущности изобретения.
Например, 10 различных емкостей установки для каустизации могут иметь любую удобную форму, отличную
от упомянутой выше. Кроме того, если окажется ненужным использовать две шайбы, можно установить
только одну. 5 Датировано 28-м числом (октябрьским вечером 1926 года).
BOULT, WADE & TENNXANT, ll&11 2, ilatton (jarden, London, E. C. 1, Chartered Patent Agents.
285,933 Я (ВИЗИОННАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 18711, Ал. 1927.
Усовершенствования в обработке отходов бумажного производства или связанные с ней методы извлечения
щелочи.
Мы, Уильям Баррс, подданный Великобритании, и Эдвард Баррс, подданный Великобритании, оба
проживающие по адресу: 6, Саут-сквер, Грейс-Инн, Лондон, W.C. 1, настоящим заявляем, что сущность
данного изобретения заключается в следующем:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям или связанным с обработкой черного щелока,
используемого в бумажном производстве, для извлечения содержащейся в нем едкой щелочи.
В описании нашего патента
Номера заявок. 26,01.5126 В патенте 27048/26 описан процесс извлечения щелочи из щелочных растворов
при производстве бумаги и подобных изделий, в котором растворы подвергаются концентрированию путем
прямого очищающего действия газообразного испарителя. Испаряемое вещество cudb h –
высокотемпературные дымовые газы из печей других частей завода, в которых осуществляется
технологический процесс.
Согласно одному из вариантов осуществления указанного процесса, горячие котлы с газированной водой
могут быть выгодно сначала охлаждены, а затем концентрированы, как указано выше.
Непосредственное очищающее действие газообразного испарителя. В предпочтительном варианте
осуществления только что упомянутого процесса горячий раствор подвергался, например, путем циркуляции,
попеременно (а) охлаждению с частичным или без предварительного концентрирования, например, путем
воздействия в мелкодисперсной форме противотоком атмосферного воздуха, и (б) концентрированию путем
прямого очищающего действия газообразного испарителя, причем чередование охлаждения и
концентрирования продолжалось до достижения требуемой степени концентрации раствора. Устройство для
осуществления этой предпочтительной формы процесса описано в спецификации нашей заявки №.
27,048/26. Данное устройство включало две башни, в целом аналогичные по принципу действия
конденсационным башням, используемым на электростанциях, средства для подачи горячих газов к
основанию одной из этих башен и холодных газов, например, воздуха, к основанию другой башни, средства
для подачи горячего раствора в верхнюю часть башни, снабжаемой холодными газами, и средства для
переноса охлажденного и частично предварительно концентрированного раствора от основания этой башни к
верхней части другой башни, с или без средств для обеспечения непрерывной циркуляции раствора,
подвергающегося концентрированию, от основания одной башни к верхней части другой и обратно — от
основания указанной другой к верхней части первой и так далее.
Было установлено, что альтернативным и даже предпочтительным вариантом процесса является тот, в
котором горячий раствор, например, в случае извлечения щелочи из щелочных растворов бумажного
производства, растворов каустической соды 65 из котельных установок, подается в верхнюю часть
концентрирующей башни, подобной упомянутой выше, и после того, как он в мелкодисперсном виде оседает у
подножия этой башни против восходящего потока горячих газов 70 (предпочтительно для экономии – горячих
отходящих дымовых газов) и при этом частично концентрируется, снова и снова рециркулируется в верхнюю
часть башни, а раствор в желаемом конечном состоянии концентрации 75 непрерывно отводится от подножия
башни. При этом устройство, например, обеспечивается системой погруженных перегородок в объеме
раствора у подножия башни, так что обратно циркулирует практически только раствор, находящийся в
частично концентрированном состоянии. Из верхней части башни откачивается в основном только полностью
концентрированный спирт.
85 Удобная форма башни для осуществления вышеупомянутого процесса включает, согласно одной из
особенностей данного изобретения, вертикальный корпус башни, у основания которого расположен резервуар
для сбора жидкости. 90 Башня состоит из ряда вертикальных, расположенных близко друг к другу экранов или
перегородок из перфорированного металла, каждая из которых имеет наверху...
из него — небольшой V-образный желоб. Эти желоба открыты снизу и подают горячую жидкость, которой они
непрерывно питаются, к верхней части вертикальных сетчатых фильтров из перфорированного металла.
Горячая жидкость стекает по ситам в противотоке с восходящим потоком горячих отработанных газов,
поступающих внутрь башни в точке, расположенной около ее основания.
Спускаясь по башне по перфорированным металлическим сеткам, жидкость частично концентрируется, и
одновременно её температура понижается. В случае i05 концентрирования котлового раствора из травы
температура раствора, подаваемого в желоба, может быть немного ниже 2120°F, а во время его спуска через
башню температура может упасть примерно до 1300°F. Горячие газы, поступающие в башню, могут иметь
любую желаемую температуру, соответствующую общим требованиям процесса. А.
ио. Удобная температура для регенерации щелочи из котлов, содержащих траву, в бумажном производстве
составляет 3500 °F (1770 °C). Если в башню подать горячие газы такой температуры, они несколько
охладятся, скажем, до приблизительно 130 °F (54 °C), при контакте с горячим котлом, содержащим траву. В
процессе контакта горячих газов с жидкостью достигается точка, при которой из-за насыщения газов
последние не могут поглощать больше влаги из жидкости. Однако газы остаются горячими (например, их
температура составляет приблизительно 1300 °F, как указано выше), и, согласно еще одной особенности
этого изобретения, горячие насыщенные газы могут пропускаться через воздухонагреватель, а нагретый
воздух может использоваться для достижения дополнительной степени концентрирования жидкости или, в
качестве альтернативы, для достижения предварительного концентрирования жидкости перед ее
поступлением в главную обогатительную башню. Или же горячие насыщенные газы могут быть использованы
для предварительного нагрева воздуха, поступающего в концентрирующую башню в смеси с горячими
дымовыми газами.
Жидкость, подвергающаяся концентрированию, непрерывно циркулирует из резервуара у основания башни
обратно в желоба в ее головной части, и для этой цели башня Аотауэр оснащена центробежным или другим
насосом и соответствующими трубопроводами, ведущими от основания башни к насосу, а затем от насоса к
желобам. В течение всего этого времени жидкость циркулирует, в резервуар подается свежая жидкость, а
полностью концентрированная жидкость отводится.
Для того чтобы, с одной стороны, полностью концентрированная жидкость не рециркулировала в желоба, а с
другой — чтобы жидкость, лишь частично концентрированная, не отводилась из резервуара, циркуляционный
насос забирает жидкость через выходное отверстие, расположенное на одном конце резервуара, ближе к его
дну; вход для свежей жидкости расположен на нижнем конце резервуара, но в его верхней части; погружная
перегородка проходит по всей длине резервуара, отделяя основную массу жидкости в резервуаре от массы
жидкости, только что поступившей в резервуар через вход для свежей жидкости; а выход для
концентрированной жидкости расположен на противоположном конце резервуара, ближе к его дну, то есть
вдали от выходного отверстия циркуляционного насоса, входа для свежей жидкости и поперечной
перегородки, и в той части резервуара, где будет оседать тяжелая концентрированная жидкость. 70 В
резервуаре предусмотрена переливная труба, соединенная с входным отверстием циркуляционного насоса,
так что если уровень жидкости в резервуаре «поднимется выше определенного заданного уровня, она просто
вернется в башню 75 через насос и желоба.
Как уже говорилось, желоба имеют V-образное поперечное сечение. Для того чтобы разрушить любую пленку,
которая может образоваться от концентрированного сиропа на дне внутренних стенок желоба, каждый желоб
снабжен противоположными облицовочными полосами вдоль нижней части его сходящихся стенок, а также
круглым стержнем, который совпадает с полосами и может опускаться и подниматься, соприкасаясь с их
противоположными поверхностями. Прижимая стержень вниз к противоположным поверхностям полос, можно
очистить последние от прилипшей пленки застывшего сиропа. Для подъема и опускания этих стержней могут
быть предусмотрены любые удобные механические средства, но предпочтительно, чтобы эти средства
обеспечивали одновременный подъем и опускание всех стержней. Резервуар у подножия башни может быть
снабжен нагревательным элементом для регулирования температуры жидкости в резервуаре по желанию.
Как уже говорилось, в башню поступают 100 горячих отходящих дымовых газов. Удобно, что эти газы можно
отбирать из одного из дымоходов печи завода, в котором осуществляется процесс, описанный в изобретении,
а для лучшего контроля процесса следует предусмотреть вентилятор или, в качестве альтернативы,
подходящие перегородки, позволяющие регулировать подачу горячих газов в башню.
Еще одной особенностью изобретения, описанного в вышеупомянутых спецификациях, было то, что
концентрированный раствор, отбираемый у подножия башни, сжигался в печи с помощью распылительной
горелки, работающей на жидком топливе. Было установлено, что удобной и эффективной формой такой печи
является та, в которой горелка подает распыленный раствор вместе с топливом и воздухом для сгорания в
камеру сгорания через отверстие, расположенное в верхней части камеры. к отстойной камере, которая
разделена вертикальной перегородкой, простирающейся вдоль крыши и имеющей выходное отверстие на той
части перегородки, которая противостоит входному отверстию, открытому из камеры сгорания, пропорции
камер, площадь входного отверстия в отстойную камеру и площадь выходного отверстия из нее, 1 285 933 и
площадь прохода газов под перегородкой в отстойной камере от одной стороны указанной камеры к другой,
расположенные таким образом, чтобы обеспечить осаждение на пол отстойной камеры кальцинированной
соды, которая образовалась в камере сгорания и переносится вместе с газами в отстойную камеру.
В печи такого типа оказалось целесообразным охлаждать газы и взвешенную золу, выходящие из камеры
сгорания в отстойную камеру, и для этой цели печь снабжена средствами подачи холодного воздуха внутрь
печи вблизи выходного отверстия из камеры сгорания.
В процессе сжигания кальцинированная сода, разумеется, скапливается на дне отстойной камеры печи. При
необходимости собранная таким образом зола может непрерывно удаляться с помощью механического
конвейерного устройства, например, механической колосниковой решетки.
В качестве альтернативы, его можно собирать вручную для периодического удаления; для этой цели в нижней
части отстойной камеры предусмотрена дверца.
Если предусмотрен механический зольный конвейер, его целесообразно сконструировать таким образом,
чтобы он подавал золу в емкость для растворения золы, как описано в технических условиях наших патентных
заявок.
Дополнительный элемент процесса, описанного в вышеупомянутых патентных спецификациях, включает в
себя особую систему гаустизации раствора карбоната натрия, полученного путем растворения в воде или
щелочных промывочных растворах кальцинированной соды 40, полученной на стадии сжигания.
В настоящее время установлено, что альтернативный или улучшенный способ каустизации в практически
непрерывном процессе регенерации соды или подобной операции может быть следующим:
Известь подается на непрерывно движущуюся ленту, которая проходит над весами непрерывного действия, а
затем подает свою порцию извести в приемный желоб. Известь непрерывно подается из этого желоба,
например, с помощью ковшового конвейера, в бункер, который, в свою очередь, подает известь в один конец
длинной трубы или желоба, внутри которого находится медленно движущийся шнековый конвейер.
Конвейер медленно продвигает известняк вдоль внутренней поверхности трубы до ее другого конца, где он
поступает в приемный желоб, на загрузку которого уходит 60 секунд.
По мере продвижения извести по конвейерной трубе она вступает в непосредственный контакт с водой или
щелочными промывочными растворами, полученными из источника, описанного ниже. Известь реагирует с
водой или щелочным раствором и гашеется, при этом выделяя тепло и выделяя экзотермический эффект.
Как станет понятно, трубчатый конвейер, таким образом, непрерывно подает во второй приемный отсек
горячую водную щелочную суспензию гидроксида кальция. Эта суспензия непрерывно отводится из
указанного второго приемного желоба в резервуар для хранения такой емкости, чтобы вместить суточный
запас каустизирующего раствора (раствор карбоната натрия с гашеной известью в суспензии).
После заполнения этого резервуара и, при необходимости, корректировки его содержимого с учетом
концентрации карбонатов и извести, он опорожняется во второй резервуар той же емкости. «Этот второй
резервуар, в свою очередь, подает жидкость в емкость для каустизации».
Конструкция установки для каустизации разработана, с одной стороны, для минимизации необходимого
ручного труда, а с другой стороны, для обеспечения максимально непрерывного процесса. С учетом этого
были предусмотрены два вышеупомянутых резервуара для хранения, и схема работы такова, что первый из
резервуаров заполняется в течение восьмичасовой дневной смены, а содержимое этого резервуара (ранее
перелитое во второй резервуар) откачивается в течение двадцати четырех часов следующего дня, при этом
первый резервуар в течение восьмичасовой дневной смены следующего дня снова заполняется и при
необходимости доводится до требуемой концентрации карбоната и извести в конце дня. Емкость для
каустизации может иметь любую удобную форму, но предпочтительно имеет форму, описанную в описании
нашей вышеупомянутой патентной заявки № 10Z5.
Осажденный в отстойном канале емкости для каустизации меловой шлам может быть отведен и подан в пару
промывочных машин для обработки сначала в одной из них, а затем в другой, как правило, в соответствии с
процессом, описанным в Заявке № 27048/26.
Как и в случае с установкой, описанной в данной спецификации, промывочные растворы из промывочных
машин поступают в емкость для растворения кальцинированной соды, где они смешиваются с непрерывной
подачей кальцинированной соды из мусоросжигательного завода, и в результате образуется раствор
карбоната натрия. Этот раствор непрерывно подается частично в вышеупомянутый трубчатый конвейер для
извести, а частично в первый из вышеупомянутых резервуаров для хранения. Количество вещества (125),
подаваемого соответственно на конвейер и в резервуар, регулируется в соответствии с требуемыми
параметрами.
Прозрачный раствор каустической соды, полученный в емкости для каустизации, часто отводится в резервуар
для хранения каустической соды для последующего использования в котлах.
В резервуарах для хранения могут быть установлены механические мешалки, например, вращающиеся
лопатки, для поддержания известняка во взвешенном состоянии в щелочном растворе.
Кроме того, первый из резервуаров может быть снабжен фильтром в верхней части для улавливания
посторонних каменистых частиц, которые могут случайно попасть в него вместе с известью, и этот фильтр
может быть соединен с механическим конвейером для удаления таких каменистых частиц.
Как будет понятно тем, кто знаком с данной областью техники, изобретение обеспечивает практически
непрерывный процесс и почти автоматизированную установку для его осуществления; кроме того, установка
является недорогой, и, главным образом благодаря отсутствию необходимости расходовать горячий пар для
концентрирования растворов, рабочие затраты значительно снижаются по сравнению с существующими
методами регенерации соды в производстве бумаги.
Датировано 14 июля 1927 года.
Соседние файлы в папке патенты