DE2450715A1 - Abscheider zur kontinuierlichen trennung zweier nicht mischbarer fluessigkeiten verschiedenen spezifischen gewichtes - Google Patents

Description

• Abscheider zur kontinuierlichen Trennung zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten verschiedenen spezifischen Gewichtes Es handelt sich im Folgenden um einen Abscheider zur kontinuierlichen Trennung zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten verschiedenen spezifischen Gewichtes durch Absetzen, mit einem Absetzbehälter, einem in den Absetzbehälter führenden Flüssigkeitseinlaß, einem oberen Abfluß fUr die leichte Flüssigkeit, einem tiefer angebrachten Auslauf für die schwere Flüssigkeit sowie mit einem in der leichten Flüssigkeit sinkenden und in der schweren Flüssigkeit aber schwimmenden, das Abziehen der Flüssigkeiten steuernden Schwimmer.
• Der vorgeschlagene Abscheider findet insbesondere Anwendung zur Trennung eines Gemisches von organischem Lösungsmittel und Wasser; derartige Gemische fallen beispielsweise bei Anlagen zur Reinigung von chemische Lösungsmittel enthaltender Abluft an.
• Bei der Reinigung von Abluft, welche Dämpfe organischer Lösungsmittel enthält, durch Kondensation, gilt es fast ausnahmslos, das aus der Luft entfernte Lösungsmittel direkt der Wiederverwendung zuzuführen. Bei solchen Reinigungsanlagen wird das Lösungsmittel an Aktivkohle adsorbiert, welche in Abständen mit überhitztem Wasserdampf einer Reinigung unterzogen werden muß. Zur anschließenden Trennung des durch Kühlung wieder verflüssigten Lösungsmittels vom Wasser bedarf es eines einfachen, aber wirkungsvollen Abscheiders, welcher selbsttätig die Rückgewinnung des Lösungsmittels durchführt, wobei es darauf ankommt, daß auch bei unterschiedlicher Zuflußmenge und wechselnder Konzentration des zu trennenden Gemisches das Lösungsmittel in so hoher Reinheit abgesetzt wird, daß es keiner weiteren Reinigung mehr bedarf.
• In Verbindung mit Aktivkohle-Reinigungsanlagen sind schon kontinuierlich arbeitende Wasserabscheider bekannt geworden, die im wesentlichen aus einem zylindrischen, aufrechtstehenden Behälter bestehen, an dessen tiefster Stelle ein Auslaßsteigrohr zum Abziehen des Lösungsmittels angebracht ist, das etwa bis zur halben Behälterhöhe hochgezogen ist, hierüber ist ein Abfluß für das Wasser angesetzt, und der Zufluß für das zu trennende Gemisch liegt im Deckel.
• Solche Wasserabscheider sind zwar einfach und preiswert herstellbar, ihre Funktion läßt aber zu wünschen übrig, weil die Verweilzeit kurz und deshalb beim Eintritt einer größeren Zuflußmenge ein Mitreißen von Wasser nicht vermieden werden kann, darüber hinaus verbleibt fortwährend eine große Menge des Lösungsmittels im Behälter. Andere Abscheider, bei welchen mit Hilfe eines Schwimmers das Abziehen der Flüssigkeiten gesteuert wird, weisen zwar eine bessere Funktion auf, sie sind aber aufgrund ihrer recht aufwendigen Konstruktion teuer in der Herstellung, sodaß sich deren Einsatz in Verbindung mit Luftreinigungsanlagen aus Kostengründen in vielen Fällen verbietet.
• Zur Beseitigung der Nachteile der bekannten Abscheider und zur Lösung der oben erwähnten Aufgaben wird von einem Abscheider der eingangs beschriebenen Art ausgegangen, und der neue vorschlagsgemäße Abscheider zeichnet sich dadurch aus, daß der Absetzbehälter an seiner tiefsten Stelle in einen den Schwimmer eng umgebenden Schwimmerraum übergeht, in dessen Boden eine zum Auslauf für die schwere Flüssigkeit führende Ventilöffnung vorgesehen ist, mit welcher ein Ventilkörper zusammenarbeitet, der an der Unterseite des Schwimmers angeordnet ist. Durch diese Maßnahmen läßt sich leicht ein die Qualität der Trennung entscheidend beeinflußender großer Abstand zwischen Abfluß und Auslauf herstellen, ohne daß eine große Menge des Lösungsmittels im Absetzbehälter verbleiben muß; ein Mitreißen von Wasser ist auch bei schnellstem Öffnen und Schließen der Ventilöffnung durch den Schwimmer nicht zu befürchten.
• In einer bevorzugten Ausführungsform sind Schwimmer und Schwimmerraum zylindrisch ausgebildet. Dies gestattet die einwandfreie Führung des Schwimmers bei dessen Auf- und Abbewegungen, und in dem schmalen, konstruktiv leicht beherrschbaren Ringspalt zwischen Schwimmer und Schwimmerraum findet nur eine sehr geringe Menge Lösungsmittel Platz.
• Zweckmäßig ist der Ventilkörper kugelkalottenförmig ausgebildet und er besteht aus gummielastischem Material; dadurch ist ein zuverlässiges Schließen der Ventilöffnung gewährleistet.
• Zur Verlängerung der Verweilzeit des Gemisches ist vorteilhaft der Absetzbehälter als schmaler Absetzkanal von länglich -rechteckigem Querschnitt mit in Auslaufrichtung geneigter Sohle ausgebildet.
• Aus Gründen der Platzersparnis sowie zur Herabsetzung der Fließgeschwindigkeit des Gemisches kann der Absetzkanal im Grundriß Mianderform aufweisen.
• In erfinderischer Ausgestaltung der Neuerung sind die Seitenwände des mäanderförmig gewundenen Absetzkanals Teile konzentrischer Zylindermantel, und die Köpfe der Kehren des Absetzkanals bilden eine Zylinderwand, sodaß der Absetzbehälter im Grundriß linsenförmige Gestalt besitzt. Die linsenförmiqe Ausführungsform eignet sich besonders zum platzsparenden Einbau in den zylindrischen Sockel bzw. Unterbau von Aktivkohle-Reinigungsanlagen.
• Zweckmäßig ist am Flüssigkeitseinlaß ein Eingangssiphon vorgesehen, welches verhindert, daß Lösungsmitteldämpfe durch den Abscheider hindurch ins Freie gelangen können.
• Vorteilhaft sind am Abfluß und am Auslauf getrennt betätigba re Absperrorgane vorgesehen. Diese dienen zur Beeinflussung des Trennvorganges bei kontinuierlichen Zufluß eines Gemisches konstanter Konzentration.
• Zum Entleeren des Abscheiders kann am Boden des Schwimmerraumes ein mit einem Absperrventil versehener Entleerstutzen vorgesehen sein.
• Anhand der beigefügten Zeichnungen werden drei kusführungsbeispiele des vorgeschlagenen Abscheiders näher erläutert.
• Es zeigen: Figur 1 einen Abscheider mit einem als. geraden Absetzkanal ausgebildeten Absetzbehälter, in einem Längsschnitt, schematisch dargestellt; Figur 2 den Abscheider nach Figur 1, in einer Draufsicht; Figur 3 einen Abscheider mit einem im Grundriß Mäanderform aufweisenden Absetzkanal, in einem Querschnitt, schematisch dargestellt; Figur 4 einen Abscheider mit einem mäanderformig gewundenen und im Grundriß linsenförmig gestalteten Absetzkanal, ebenfalls schematisch dargestellt.
• Ein vorschlagsgemäßer Abscheider zur kontinuierlichen Trennung zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten verschiedenen spezifischen Gewichtes besteht gemäß den Figuren 1 und 2 im wesentlichen aus einem Absetzbehälter 1, einem in den Absetzbehälter 1 führenden Flüssigkeitseinlaß 2, einem Abfluß 3 für die leichte Flüssigkeit, einem Auslauf 4 für die schwere Flüssigkeit sowie einem an den Absetzbehälter 1 in Form einer nach unten sich erstreckenden Ausbuchtung angesetzten Schwimmerraum 5, in welchem ein Schwimmer 6 vorgesehen ist, dessen Gewicht so bemessen ist, daß er in der leichten Flüssigkeit sinkt, in der schweren Flüssigkeit dagegen schwimmt; der Schwimmer 6 kann sich somit entsprechend dem Niveau der nach dem Absetzen sich gebildeten Grenzschicht zwischen den beiden Flüssigkeiten heben und senken und vermag dadurch deren Abziehen steuern.
• Der Schwimmerraum 5 besitzt einen Boden 7, in dessen Mitte eine kreisrunde Ventilöffnung 8 angeordnet ist. In Höhe des Bodens 7 geht ein mit einem Absperrventil 9 versehener Entleerstutzen 10 ab. Der Schwimmer 6 trägt an seiner Unterseite 11 einen der Ventilöffnung 8 gegenüberstehenden Ventilkörper 12, der kugelkalottenförmig ausgebildet ist und aus einem gummielastischen Material besteht. Die Ventilöffnung 8 führt zum Auslauf 4 für die schwere Flüssigkeit, welcher am Grund 13 des Schwimmerraumes 5 vorgesehen ist; der Auslauf 4 ist mit Hilfe eines Absperrorganes 14 verschließbar, ein entsprechendes Absperrorgan 15 verschließt den oberen Abfluß 3 für die leichte Flüssigkeit. Sowohl der Schwimmer 6 wie der Schwimmerraum 5 sind zylindrisch ausgebildet, zwischen beiden verbleibt nur ein schmaler Ringspalt 16, in welchen Führungsorgane (nicht dargestellt) angeordnet sein können, die beim Heben und Senken des Schwimmers 6 dessen zentrische Führung gewährleisten.
• Am Flüssigkeitseinlaß 2 ist ein Eingangssiphon 17 vorgesehen.
• Der Absetzbehälter 1 ist (vgl. die Ausführungsform nach Figur 1 und Figur 2)als langer, gerader und schmaler Absetzkanal 18 von länglich-rechteckigem Querschnitt ausgebildet, die Sohle 19 des Absetzkanals 18 ist in Richtung zum Auslauf 4 bzw. zum Abfluss 3 hin etwas geneigt.
• Bei der in Figur 3 dargestellten, zweiten Ausführungsform des Abscheiders besitzt der Absetzkanal 18 im Grundriß eine Mäanderform, die dadurch gebildet ist, daß der Absetzbehälter 1 durch parallele, senkrecht angeordnete, am Behälterboden befestigte Trennwände 20 unterteilt ist, die wechselweise an zwei gegenüberliegenden Behälterwänden 21 anliegen.
• Die dritte, in Figur 4 gezeigte Ausftihrungsform des Abscheiders besitzt einen Absetzbehälter 1 mit im Grundriß linsenförmiger Gestalt. Der Absetzkanal 18 ist hier ebenfalls mäanderförmig gewunden, jedoch sind die Seitenwände 22 des Absetzkanals 18 Teile konzentrisch liegender Zylindermäntel und die Köpfe 23 der Kehren des Absetzkanals IS bilden zusammen eine etwa den dritten Teil eines Kreises entsprechende Zylinderwand 24. Der Schwimmerraum 5 befindet sich - im Grundriß betrachtet - zwischen der Zylinderwand 24 und der Innersten der Seitenwände 22, und der Flüssigkeitseinlan 2, der Abfluß 3, der Auslauf 4 sowie Entleerstutzen 10 durchdringen die Zylinderwand 24.
• Die Funktion des Abscheiders ist folgende. Durch den Flüssigkeitseinlaß 2 fließt in diskontinuierliciiern Strom eine Emulsion zweier verschiedener, miteinander nicht mischbarer Flüssigkeiten erheblich unterschiedlichcr Dichten beispielsweise eine Emulsion von Wasser (spez. Gewicht 1) und einem organischen IBsungsmittel (chloriertem Kohlenwasserstoff) mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,6.
• Die Konzentration der zufließenden Emulsion ist sehr unterschiedlich. Der Eingangssiphon 17 hat die Aufgabe, zu verhindern, daß etwa mit dem organischc-n Lc'sungsrnittel gesättigte Luft über den vorgeschlagenen Absetzer ins Freie gelangt.
• In dem langen Absetzkanal 18 steht der Emulsion genügend Verweilzeit zur Verfügung, sich mit Hilfe der Schwerkraft in ihre beiden Bestandteile zu zerlegen; dabei setzt sich das Wasser über dem Lösungsmittel ab und es verbleibt dazwischen nur eine sehr dünne, beide Bestandteile aufweisende Grenzschicht. Der Schwimmer 6 ist so eingestellt, daß er sich dann abhebt, wenn die Grenzschicht etwa zwischen dem Boden 7 des Schwimmerraumes 5und dem Abfluß 3 für das Wasser liegt. Sobald die Grenzschicht dieses Niveau erreicht hat, gibt somit der Schwimmer 6 die Ventilöffnung 8 frei und das Lösungsmittel kann den Absetzer durch den Auslauf 4 verlassen, während das über der Grenzschicht stehende Wasser durch den Abfluß 3 abzieht, sowie seine Oberfläche die Höhe des Abflußes 3 erreicht bzw. überschritten hat.

Claims (9)

Ansprüche

1. Abscheider zur kontinuierlichen Trennung zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten verschiedenen spezifischen Gewichtes durch Absetzen, mit einem Absetzbehälter, einem in den Absetzbehälter führenden Flüssigkeitseinlaß, einem oberen Abfluß für die leichte Flüssigkeit, einem tiefer angebrachten Auslauf für die schwere Flüssigkeit sowie mit einem in der leichten Flüssigkeit sinkenden und in der schweren Flüssigkeit aber schwimmenden, das Abziehen der Flüssigkeiten steuernden Schwimmer, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Absetzbehälter (1) an seiner tiefsten Stelle in einen den Schwimmer (6) eng umgebenden Schwimmerraum (5) übergeht, in dessen Boden (7) eine zum Auslauf (4) für die schwere Flüssigkeit führende Ventilöffnung (8) vorgesehen ist, mit welcher ein Ventilkörper (12) zusammenarbeitet, der an der Unterseite (11) des Schwimmers (6) angeordnet ist.

2. Abscheider nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Schwimmer (6) und Schwimmerraum (5) zylindrisch ausgebildet sind.

3. Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ventilkörper (12) kugelkalottenförmig ausgebildet ist und aus gummielastischem Material besteht.

4. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Absetzbehälter (1) als schmaler Absetzkanal (18) von länglichrechteckigem Querschnitt mit in Auslaufrichtung geneigter Sohle (19) ausgebildet ist.

5. Abscheider nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Absetzkanal (1) im Grundriß Mäanderform aufweist.

6. Abscheider nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Seitenwände (22) des mäanderförmig gewundenen Absetzkanals (18) Teile konzentrischer Zylindermantel sind und die Köpfe (23) der Kehren des Absetzkanals (1) eine Zylinderwand (24) bilden, sodaß der Absetzbehälter (1) im Grundriß linsenförmige Gestalt besitzt.

7. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e -k e n n z e 1 c h n e t d u r c h ein am Flüssigkeitseinlaß (2) vorgesehenes Eingangssiphon (17).

8. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß am Abfluß (3) und am Auslauf (4) getrennt betätigbare Absperrorgane (14 und 15) vorgesehen sind.

9. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 8, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h einen am Boden (7) des Schwimmerraumes (5) angeordneten, mit einem Absperrventil (9) versehenen Entleerstutzen (10).