DE1907045A1 - Vorrichtung zum Trennen der in einer Dispersion dispergierten festen und/oder fluessigen Stoffe von dem Dispersionsmittel - Google Patents

Description

85/36 7.Febr. 1969

PATENTANWÄLTE Reg.-Nr. 121 773

DR.-ING. \VOLF7. H. BT.TEL5, ^ä

DR. &RANDES, DS.-ü;ü. ü£LD
7 STUTTGART-NV LANGS ETRASSE 51

Rederiaktiebolaget Nordstjernan, Nynäshamn (Schweden)

Vorrichtung zum Trennen der in einer Dispersion dispergierten festen und/oder flüssigen Stoffe von dem Dispersionsmittel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen der in einer Dispersion dispergierten festen und/oder flüssigen Stoffe von dem Dispersionsmittel.

Bei den in der Industrie bevorzugt angewandten Vorrichtungen der oben genannten Art, handelt es sich"um Absetzapparate, Zentrifugen, Zyklone, Niederschlagsapparate und Filtervorrichtungen. Nur die mit den letzten beiden Vorrichtungen durchführbaren Verfahren sind unabhängig vom Verhältnis zwischen der Dichte der abgetrennten, eingedickten Dispersion und der Dichte den Dispersionsmittels. Ist der Dichteunterschied zwischen der abgetrennten, eingedickten Dispersion und dem Dispersionsmittel gering, dann ist das Flotationsverfahren anwendbar, das eine-Art Absetzverfahren darstellt. Trotz der grossen Zahl*der verschiedenen bekannten Vorrichtungen und der mit ihnen durchführbaren Verfahren, besteht jedoch immer noch eine grosse Nachfrage nach Verfahren und Vorrichtungen, die für bestimmte Arbeitsgebiete besonders geeignet sind. Ein derartiges Gebiet,auf das dies

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zutrifft, ist beispielsweise das Gebiet der Abwassertechnikr, das insbesondere im Zusammenhang mit Industrieabwässern; aber auch im Zusammenhäng' mit dem Abwasser chemischtechnischer und pharmazeutischer Industrien,' die Lösung schwieriger Probleme erfordert. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung , zum Trennen der in einer Dispersion dispergierten festen und/oder flüssigen Stoffe von dem Dispersionsmittel zu · _: schaffen, die einfach .aufgebaut und die insbesondere auf dem Gebiet der Abwassertechnik.auf dem Dispersionen in Form von Emulsionen oder Suspensionen vorkommen, besonders vorteilhaft anwendbar ist. Hierbei geht die Erfindung von der an sich, bekannten Beobachtung aus, daß Stoffe, die in einer Flüssigkeit mit Geschwindigkeitsgradienten und damit ungleicherGeschwindigkeitsverteilung enthalten sind, in die Gebiete der Flüssigkeit wandern, in denen der Geschwindigkeitsgradient geringer oder ausreichend gering ist. Der Ausdruck ausreichend gering ist in diesem Zusammenhang derart zu verstehen, daß das durch die Geschwindigkeitsgradienten in der Flüssigkeit verursachte Scherkraft- · feld nicht zur Trennung der in der Flüssigkeit enthaltenen Stoffe beiträgt. _^_,

Die oben genannte Aufgabe ist für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens ein Kanal mit mindestens einer in Längsrichtung des Kanals bewegbar angeordneten Kanalwand, ein Zufluss für die Dispersion und je ^ein Abfluss für ©ine bei der Trennung anfallende geklärte bzw. eingedickte DiapersiOn vorgesehen sind. Durch die mindestens eine in " Längsrichtung des Kanals bewegbarι angeordnete Kanalwand, wird auf besonders einfache und zweckmassige Weise die für eine Trennung der in der zugeführten Dispersion disper-

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• gierten festen und/oder flüssigen Stoffe vom' Dispersions- ^; * mittel notwendige, ungleiche Geschwindi'gkeitRverteilurig^{: :} " über den Kanal erreicht. Die erfindunsisgemasse Vorrichtung¹

-"-" ■-"-■·"-> -'-■-;.", ;. ;;, ..-..-. ... anwendbar . ist insbesondere daim vorteilhaft/, wennessichünrdie'Be-- *' handlung von Suspensionen handelt oder wenn die-Dichte der in einer Dispersion suspendierten oder emulgierten Stoffe mit.^er Richte des Dispersionsmittels übereinstimmt-oder· ' im wesentlichen übereinstimmt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist jedoch auch im"*Falle grösserer Dichteunter- ,Schiede vorteilhaft anwendbar, da sie zum" Beispiel über ν einen hohen"Grad an Trennung' hinaus- .hoch den VortMl.be- -ι . träehtlich geringerer Abmessungen im" VergleicTi zu- den.:Ab-— . rnes;Sungen .der bekannten vbrr ich türigen bietebV ■ ^; '^: -■-■> · -■ :^; : * '■■-* ■"-■' "-. ■·'_" -* * - ■ ·'--■-'..,..

Di.e -Erf indung ist ""in der folgenden Beschreibung 'anhand -.-·.. .: VQ^j. in. den !Zeichnungen dargestellten Aus'f ührungsbeisp'ie'leni im einzelnen erläutert. ' ." ' ' ■ ' "- ■ -■"'.■;' ;

_v. Pig. i 'Einen schematisch dargestellten Vertikalschnitt durch/einen'^"senkrecht angeordneten Kanal eines ersten Ausführungsbeispiels einer ,Vorrichtung gemäss der Erfindung;

V.; ?"'biR^X^'" ' deV FTk. l^ihhlicMe Vertikalschni-tte,..

durch sc'hriig 'ängedr'dnete'-'Ka'näl'e;·· w.elterer. Au.s führungöbe'isp'iele mit-in den ^,analen·, ,angeord neten Trennwänden; ''^¹--i""■■'" ^r.;:? ;.,.;■, %,;_; ..,_.,, .,..

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Pig. 6a einen schematisch dargestellten Vertikal schnitt \ . - längs der Linien VI-VI in Pig. 6b durch ein ' ' ^ιί weiteres Ausführungsbeisüiel der Vorrichtung- --> ....". mit konzentrisch zueinander angeordneten Kanä-. _v len; "... " ..-■*

Pig. 6b eine Draufsicht auf das in Fig.-6a dargestellte Ausführungsbeispiel.

in..Fig* 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer * ·

-,Vorrichtung, zum Trennen der in einer Dispersion dispergier-· ten festen und/oder flüssigen Stoffe von dem Dispersionsmittel' 'weist einen Kanal mit zwei bewegbar angeordneten

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Kanalwänden auf. Die .Kanalwände sind als endlose.Bander 1 und 2 ausgebildet, die über obere Rollen 3 bzw» k und über untere Rollen 5 bzw. 6 geführt sind. Am unteren Ende des Kanals ist zwischen den unteren Rollen 5 und 6 eine Trennwand 7 angeordnet. Die Bänder 1 und 2 sind,wie durch Pfeile angedeutet'ist, gegenläufig und mit voneinander abweichenden Geschwindigkeiten v. bzw. v„ bewegbar. Die - "-Geschwindigkeit ν* wird grosser als die Geschwindigkeit v^ gewählt. Der Zufluss für die Dispersion, die getrennt werden soll, ist am oberen Ende des Kanals vorgesehen und mit T bezeichnet. Die bei der Trennung entstehende eingedickte Dispersion ist rait'F bezeichnet und fällt, wie Pig» I zu entnehmen ist, am rechten unteren Ende des Kanals zwischen dem endlosen Band 1 und der Trennwand 7 an. Dies erfolgt durch Ausnutzung eines Effekts, wonach Stoffe, die in einer Flüssigkeit^:mit ungleicher Geschwihdigkeitsverteilung enthalten sind, in die Bereiche der Flüssigkeit wandern, -in welchen der.Geschwindigkeitsgradient geringer ist_e Die eingedickte Dispersion wird rechts von der Trennwand 7 an der Stelle des Kanals mit der geringsten Scherkraft abgezogen, während die geklärte Dispersion, die mit K be- ·► zeichnet ist, an der Stelle des Kanals mit den grössten

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ϊ '"■"'...■■■ - 5 - . ^: - . V ' ■'"■ -Scherkräften abgezogen wird» -

Die Bauteile, der in den Pig. 2 bis k dargestellten Ausführungsbeispiele, die den beim ersten Ausführungsbeispiel benutzten Bauteilen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Bei allen Ausführungsbeispielen wird vorausgesetzt, daß die Geschwindigkeit Vg grosser ist als die Geschwindigkeit v--· Durch die schräge Anordnung der Kanäle kann der Einfluss der Schwerkraft bei der Trennung zuzüglich zum oben erwähnten Trennungseffekt ausgenutzt werden. - .

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine obere Trennwand 8 vorgesehen. Unter dieser Trennwand ist der Zufluss T angeordnet. Die eingedickte Dispersion P wird am unteren Ende des Kanals, die geklärte Dispersion K oberhalb der- Trennwand 8 abgezogen. , ·

In Pig. 3 ist eine Abwandlung des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt , das sowohl eine obere als auch eine untere Trennwand 9 bzw. 10 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Zufluss T irr der Kanalmitte vorgesehen und kann beispielsweise als Leitung, die/Kanalmitte führt,. ausgebildet sein. Die geklärte Dispersion K kann am oberen Ende des Kanals oberhalb der Trennwand 9 (wie durch Pfeil dargestellt) oder aber am unteren Ende des Kanals oberhalb der Trennwand 10 abgezogen werden.

In Fig. k ist ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt, das eine untere,frennwand 11 besitzt, die gekrümmt ausgebildet ist und die in Verbindung mit dem endlosen Band 1 einen schlauchförmigen Auslass für die eingedickte Di-spersion ρ bildet, die hierdurch zusammengedrückt wird. Sonst kann dieses Ausführungsbeispiel im Sinne der in den

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Pig. 2 und 3 dargestellten AusführungsbeispJeL aufgebaut..; .; -T sein. ' '■'.."'.. "/■"" ' ^: ■''■'-■-. VT/" ν

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel weist mehrere V nebeneinander angeordnete Kanäle auf» Die bewegbaren Kanal- ' wände werden durch ein Band l*f gebildet, das über obere Rollen 12 und untere Rollen 13 geführt und mit einer Ge- V'T - .-Tv" schwindigkeit ν antreibbar ist. Für den Abfluss der ge- - / klärten Dispersion kann das Band und/oder mindestens mehre- : re der Rollen mit Durchbrüchen versehen sein (nicht darge-' stellt). Derartige Durchbrüche gönnten.auch in den.endlosen Bändern und Rollen der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele vorgesehen sein.

Bei dem in den Fig. 6a und 6b dargestellten. Ausführungsbeispiel sind ebenfalls mehrere Kanäle vorgesehen* Wie Fig* 6a zu entnehmen ist, handelt es sich um zwei im Querschnitt ringförmige Kanäle. Die Kanalwände werden durch konzentrische ZyInderstücke 15 gebildet, die gegenläufig mit den Geschwindigkeiten V₁ bzw. V₉ bewegbar sind. Die Zylinder- . stücke sind in ein Becken oder einen Trog 19 eingetaucht, der beispielsweise die aus Fig. 6a ersichtliche halbzylin-.. * drischeForm besitzt. Der Zufluss T für die Dispersion weist eine zum Trog 19 geführte Zuleitung 16 auf, die in einem gewissen Abstand von einer Endwand der Zylinder-Anordnung endet. Mit der gestrichelt eingezeichneten Linie 20 ist der Flüssigkeitsspiegel im Trog angedeutet. Bei der Trennung fällt an jeder zweiten Kanalwarid eingedickte Dispersion F und an jeder weiteren zweiten Kanalwand geklärte Dispersion K an. Die eingedickte Dispersion wird über eine Leitung 18 abgezogen, die bis zur anderen*Endwand der ZyIInder-Anordnung geführt ist. Die geklärte Dispersion wird über Leitungen 17, die ebenfalls bis zur anderen Endwand geführt sind, abgezogen.

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Der in- Fig. 6 dargestellte Trog 19 kann natürlich auch, eine -..-. ändereForm.""besitzen. Eine Abänderung der Anordnung für den Zufluss.der Dispersion ist ebenfalls denkbar, beispielsweise durxih vollständiges Heranführen der Zuleitung 16 an die eine Endwand der Zylinder-Anordnung.

Die Geschwindigkeit der Bänder oder Wände der erfindüngsgemägsen Vorrichtung, mit Rücksieht auf die verschiedene Grosse, und Richtung der Geschwindigkeit, und die Zuführ-.-geschwindigkeit der Dispersion.müssen den jeweiligen BedingUogen, d.ihVi dem gewählten„Vorrichtungsaufbau, der Art der Dispersion, usw. angepasst werden. Die Geschwindigkeiten der Bänder können beispielsweise übereinstimmen. ^v

Die Vorrichtung gemäss der.Erfindung ergibt einen hohen Grad an Trennung der dispergierten festen und/oder flüssigen Stoffe vom Dispersionsmittel. Versuche haben bei·* spielsweise gezeigt, daß bei 'einer Flächenbelastung von

q 2

35 r/h ,·.Dlspersionsdurchsatζ je m effektiver Trennung

- die folgenden Werte erzielbar sind:

Konzentration der zugeführten Dispersion 2.500 mg je Liter; Konzentration der geklärten Dispersion 95 ^mS je Liter.

Es sind noch weitere, in den Zeichnungen nicht dargestellte Abwandlungen der Vorrichtung gemäss der Erfindung denkbar. Ss könnte nur eine Kanalwand bewegbar angeordnet sein oder es könnten beide Kanalwände in derselben Richtung bewegbar ;sein und dabei entweder, mit der gleichen oder aber mit voneinander abweichenden Geschwindigkeiten bewegbar sein. Bei den oben'angeführt en Au sführungsbe'i spielen wurde'davon aus- * gegangen, daß die abgetrennte, Dispersion schwerer oder genau so schwer wie das Dispersionsmittel ist. Wenn die abgetrennte Dispersion jedoch ein geringeres Gewicht als-das Dispersionsmittel besitzt', dann werden die Bedingungen für den Zufluss und den Abfluss der geklärten Dispersion bzw. der eingedickten DispersiOn umgekehrte Dies hat auch die Veränderung

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der Geschwindigkeiten und-der Bewegungsrichtung der bewegbaren Kanalwände zur Folge. Zur Stabilisierung der Strömung können ausserdem senkrecht zu den Bändern verlaufende Zwisohensoheiben vorgesehen sein. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Querschnitt des Kanals in Längsrichtung des Kanals im wesentlichen gleich gross. Unter besonderen Bedingungen kann es jedoch von Vorteil sein, daß . der Querschnitt des Kanals sich seinem oberen Ende oder aber gegebenenfalls seinem unteren Ende zu verengt.

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Claims (1)

1. P a ten t an s ρ r ü c h e

   1. Vorrichtung zum Trennen der in einer Dispersion dis-. pergierten festen und/oder flüssigen Stoffe von dem Dispersionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kanal mit mindestens einer in Längsrichtung des Kanals bewegbar angeordneten Kanalwand (1,2,14·, 15), ein Zuflu-ss (T) für die Dispersion und je ein Abfluss (K und P) für eine bei der Trennung anfallende geklärte bzw. einge- ■ dickte Dispersion vorgesehen sind.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal zwei, einander gegenüberliegende, bewegbar angeordnete Kanalwände (1,2,14-, 15) aufweist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwände (1,2,14-,15) gegenläufig bewegbar sind.

   4·. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,, daß die Kanal wände (1,2,14·, 15) mit voneinander abweichenden Geschwindigkeiten bewegbar sind.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal im wesentlichen gerade ausgebildet und vertikal angeordnet ist.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal im wesentlichen gerade ausgebildet und geneigt angeordnet ist.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine bewegbar angeordnete Kanalwand als antreibbares, endloses Band (1,2, 14·) ausgebildet ist.

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   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche !.bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluss (T) für die Dispersion

   an einem Ende des Kanals angeordnet ist. :^: -

   9. Vorrichtung nach-Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflüsse (K und F) für die geklärte bzw. die eingedickte Dispersion an dem Ende des Kanals angeordnet sind, der dem Zufluss (T) gegenüberliegt. ' _;

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

   an dem dem Zufluss gegenüberliegenden Ende des Kanals eine zwischen den Kanalwänden (1,2) angeordnete Trennwand (7) vorgesehen ist, und daß die zwischen ihr und den Kanalwänden (1,2) liegenden Zwischenräume die Abflüsse (P bzw.K) bilden.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Zufluss-Ende des Kanals eine zwischen den Kanalwänden angeordnete Trennwand (8) vorgesehen ist, und daß die zwischen ihr und den Kanalwänden (1,2) liegenden Zwischenräume den Zufluss (T) bzw. den Abfluss (K) für die" ge- , klärte Dispersion bilden.

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluss (T) in der Kanalmitte vorgesehen ist und daß der Kanal an mindestens einem: Ende mit einer Trennwand (9,10-, 11). versehen ist.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwänden) zur Bildung eines schlauchförmigen Abflusses (P) für die eingedickte Dispersion zu einer Kanalwand (1) zu gekrümmt-ausgebildet ist. . ■

   Ik. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> mit.-mehreren-. nebeneinander angeordneten Kanälen, dadurch gekennzeich-

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   net, daß die Kanäle zwischen einem als Kanalwände dIe- _: * nenden, antreibbaren BandT(I^)" ausgebildet sind, das -";v wechselweise über im Abstand voneinander angeordnete ■'";- /Höllen (12 und 13) geführt 1st.

   15« Vorrichtung nach Anspruch IU-, dadurch gekennzeichnet, daß /.das Band (IU-) und mehrere der Rollen (12 und I3) mit ν Öurchbrüchen für den Abfluss der geklärten Bispersion ^versehen öind. \

   iö. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch .:~- . ßeltettnzeichnet, daß im Kanal senkrecht zu den Kanal- ^wänden {1,2_tl4) verlaufende Scheiben zur Stabilisierung der Strömung vorgesehen sind. «-

   ♦ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, , mit mehreren konzentrisch zueinander angeordneten Kanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwisehen konzentrisch zueinander angeordnet en Zylinder stücken '..·"■ als Kanäle dienen*

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluss für die Dispersion an einer Endwand der Zylinder-Anordnung; vorgesehen und daß die Auslässe für die geklärte bzw. die eingedickte Dispersion an der anderen

   ^; Endwand vorgesehen sind.

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