DE2905296A1

DE2905296A1 - Zentrifugen-anlage zur fluessig- fluessig-extraktion

Info

Publication number: DE2905296A1
Application number: DE19792905296
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Miachon
Original assignee: Robatel SLPI SA
Current assignee: Robatel SLPI SA
Priority date: 1978-02-15
Filing date: 1979-02-12
Publication date: 1979-10-18
Also published as: CA1112023A; FR2417340A1; JPS54114475A; GB2016299B; BR7900909A; US4220279A; GB2016299A; FR2417340B1

Description

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ROBATEL S. L. P. I. -, ο - κ

Rue de Geneve ¹²' Februar 1979

F-69740 Genas Unsere Akte: r 1O6-j,DE

Zentrifugen-Anlage zur Flüssig-Flüssig-Extraktion

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifugen-Anlage zur Flüssig-Flüssig-Extraktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1; dadurch, daß die beiden Flüssigkeiten die Folge der Einzelvorrichtungen in entgegengesetzter Richtung durchlaufen (Gegenstrom-System), wird erreicht, daß die eine Flüssigkeit durch Lösung oder auf andere Weise gewisse Substanzen absorbiert, die in der anderen enthalten sind und die entfernt oder zurückgewonnen werden sollen.

Die bekannten Anlagen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß die beiden Flüssigkeiten während der aufeinanderfolgenden Behandlungsphasen nur sehr kurzzeitig miteinander in Berührung kommen, was zu ungenügenden Ergebnissen führen kann. Selbst wenn die Flüssigkeiten jeder Vorrichtung durch eine gemeinsame Leitung zugeführt werden, tendieren sie tatsächlich, da sie nicht mischbar sind, dazu, dort getrennte Stromfäden zu bilden, was nur eine sehr geringe Kontaktfläche ergibt. Höchstens in der Pumpe erfolgt eine innige Berührung zwischen den beiden Flüssigkeiten; ungünstigerweise wird die Pumpe jedoch sehr rasch durchlaufen und unmittelbar danach werden die Flüssigkeiten durch die Fliehkraft getrennt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dauer des innigen Kontakts der beiden Flüssigkeiten in jeder Stufe der Anlage beträchtlich zu verlängern, wodurch das Endergebnis verbessert und gegebenenfalls eine Verringerung der Anzahl der Stu-

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fen, d.h. der Einzelvorrichtungen, zur Erzielung desselben Extraktionsgrades ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen überbegriff gelöst.

V/enn in Betracht gezogen wird, daß die aus der Zentrifugen-Trommel der zweiten Vorrichtung kommende Flüssigkeit in den entsprechenden Auffangraum in feinverteiltem Zustand eintritt, wird verständlich, daß das Gemisch der beiden Flüssigkeiten in diesem Raum eine beträchtliche ICon takt fläche aufweist. Ss kann tatsächlich angenommen werden, daß in diesem Raum die'Tendenz zur Bildung einer Art Emulsion der aus der Trommel austretenden Flüssigkeit in der vom Auffangraum der ersten Vorrichtung kommenden und umgekehrt besteht;. Selbst wenn diese Emulsion nur kurzzeitig ist, genügt dies, um eine verhältnismäßig lange Berührungszeit im Innern des Auffangraums der zweiten Vorrichtung und der Abzugsleitung desselben sicherzustellen.

Um den Fluß zwischen den Auffangräumen der beiden Vorrichtungen ohne zusätzliche Pumpen zu gewährleisten, kann der Umstand ausgenützt werden, daß bei den fraglichen Vorrichtungen die Auffangräume im allgemeinen in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, so daß vom oberen Auffangraum der ersten Vorrichtung ausgehend das Abfließen der Flüssigkeit in den Auffangraum der zweiten Vorrichtung durch die Schwerkraft bewirkt werden kann.

Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beispielsweise näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Extraktionsvorrichtung, teilweise im Schnitt, die zur Bildung einer erfindungsgemäßen Anlage geeignet ist;

Fig. 2 und 3 Schnitte nach den Linien H-II bzw. IH-III von Fig. 1 ;

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Fig. 4 eine allgemeine, stark schematisierte Ansicht der Anlage.

V/as die allgemeine Ausbildung der in den erfindungsgemäßen Extraktionsanlagen verwendeten Zentrifugen-Vorrichtungen betrifft, so sei darauf hingewiesen, daß es sich hierbei um an sich bekannte Vorrichtungen handelt, die außerdem in den französischen Patenten Nr. 70 19 918 und 73 47 196 der Anmelderin beschrieben sind. Eine derartige Vorrichtung besitzt einen unteren Einlaß (Fig.1), der, wie gezeigt, axial sein kann. Dieser Einlaß führt zu einer inneren Pumpe 2, die das flüssige Gemisch in eine Drehtrommel 3 mit senkrechter Achse fördert, welche Überlaufdurchtritte 4 bzw. 5 für die leichte bzw. schwere Phase aufweist, wobei die auf diese Weise aus der Trommel in Form zerstäubter Strahlen mit erhöhter Zentrxfugalgeschv/indigkeit austretenden getrennten Flüssigkeiten in zwei ringförmigen Auffangräumen 6 und 7 aufgenommen werden. Dies alles gehört zum Stand der Technik und hat mit der vorliegenden Erfindung nichts zu tun, weshalb die Darstellung nur sehr schematisch erfolgte.

Die im Auffangraum 7 oben aufgefangene schwere Phase wird durch eine tangentiale Leitung 3 (Fig.2) abgezogen, die einen Teil der kinetischen Energie (Drehrichtung der Trommel durch den Pfeil A angezeigt) wiederverwertet, indem sie ihn in statischen Druck umwandelt, um den Abfluß, wie später ersichtlich wird, zu erleichtern.

Der der leichten Phase entsprechende untere Auffangraum 6 besitzt zunächst eine Ablenkplatte 9, welche den von den Überlaufdurchtritten 4 kommenden zerstäubten Strahl nach unten führt. Vom Boden dieses Raumes geht eine Abzugsleitung 10 aus, in deren Nähe, jedoch durch eine Trennwand 12 (Fig.3) von ihr getrennt, ein tangentialer Einlaß 11 vorgesehen ist, so daß die bei 11 eintretende Flüssigkeit ungefähr einen Umlauf in Drehrichtung A der Trommel 3 vollführen nuß, um zum Auslaß zu gelangen. Der Boden des Raumes 6 trägt eine Reihe kleiner Prallorgane 13, die dazu dienen, in der rotierenden Flüssigkeit Wirbel zu erzeugen.

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Fig. 4 zeigt in äußerst schematischer Form eine Anlage mit fünf Vorrichtungen gemäß Fig. 1 bis 3. Um das Verständnis zu erleichtern, wurde die Bahn der leichten Flüssigkeit mit ausgezogenen Linien und diejenige' der schweren Flüssigkeit mit gestrichelten Linien dargestellt.

Die leichte Flüssigkeit koinnt in die untere Einlaßleitung a der ersten Vorrichtung veh rechts (Vorrichtung I) und mischt sich dort mit einer schweren Flüssigkeit, die durch die Leitung b aus dem oberen Auff-angraum (Auffangraum 7 von Fig. 1) der zweiten Vorrichtung II von rechts kommt. Das so entstandene Gemisch v/ird durch die Pumpe von Vorrichtung I durchgewirbelt und dann getrennt, und zwar in einen schweren Anteil, der im oberen Raum 7 dieser Vorrichtung aufgefangen wird und die Anlage, wie gezeigt, bei c verläßt, sowie in einen im unteren Raum 6 aufgefangenen leichten Anteil. Die Leitung 11 (Fig.3) des Raumes 6 erhält gleichzeitig durch die schräge Leitung d schwere Flüssigkeit, die von der dritten Vorrichtung III herkommt. Infolge des zerteilten Zustands der in diesen Raum eintretenden leichten Flüssigkeit sowie dank der Ablenkplatte 9, die sie nach unten richtet, damit sie auf die schwere Flüssigkeit trifft, und den Prallorganen 13, die den Strom zerteilen, erfolgt ein inniges Vermischen der Flüssigkeiten miteinander und sogar eine kurzzeitige Emulsion von Tröpfchen der einen Flüssigkeit in der anderen, wodurch ein inniger Kontakt hervorgerufen v/ird. Das so entstandene Gemisch wird durch die Leitung 10 der Vorrichtung I ausgetragen und zum unteren Einlaß der Vorrichtung II geleitet, und zwar durch die Leitung e (zugleich in ausgezogenen und in gestrichelten Linien angedeutet, da sie von einem Gemisch der beiden Flüssigkeiten durchlaufen wird). In dieser Vorrichtung II wird das Gemisch erneut getrennt und die schwere Flüssigkeit (im oberen Raum 7), wie oben erwähnt, durch die Leitung b zum unteren Einlaß der Vorrichtung I zurückgeführt.

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Vie ebenfalls ersichtlich, erhält der untere Auffangraum 6 der Vorrichtung II, der die in letzterer abgetrennte leichte Flüssigkeit aufnimmt, auch schwere Flüssigkeit über die schräge Leitung d¹ aus dem oberen Aufrangraum 7 der Vorrichtung IV, wobei das im unteren Auffangraum 6 auf diese Weise entsthende Gemisch durch die Leitung e' zum unteren Einlaß der Vorrichtung III geleitet v/ird.

Ebenso erhält der untere Auffangraum 6 der Vorrichtung III schwere Flüssigkeit aus dem oberen Auffangraum 7 der Vorrichtung V über die Leitung d^lr, wobei das Gemisch durch die Leitung e" zum unteren Einlaß der Vorrichtung IV geführt wird.

Im Gegensatz hierzu wird der untere Auffangraum 6 der Vorrichtung IV durch die Zuführungsleitung f der Anlage unmittelbar mit schwerer Flüssigkeit gespeist, wobei das Gemisch auch hier durch eine Leitung e'" zum Einlaß der folgenden Vorrichtung V geleitet wird.

Schließlich wird in der von der vorhergehenden gespeisten letzten Vorrichtung V die schwere Flüssigkeit aus dem oberen Auffangraum 7, wie angegeben, zur Vorrichtung III geleitet, während die im Raum 6 aufgefangene leichte Flüssigkeit die Anlage durch die Leitung e verläi3t.

Um manchmal unerwünschte Luft- oder andere Gasströme zwischen den betroffenen Vorrichtungen zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, die Transportleitungen der Flüssigkeit, wie z.B. die Leitungen d, d', d", mit einem Siphon zu versehen, übrigens können zur Verlängerung der innigen Berührung zwischen den Flüssigkeiten, die ursprünglich in den unteren Auffangräumen 6 der Vorrichtungen I bis IV stattfand, im Innern der Leitungen e, e¹, e", e'", welche diese Räume mit dem Einlaß T der folgenden Vorrichtung verbinden, Prallorgane vorgesehen sein.

In der Gesamtanlage können folgende Vorrichtungsarten unterschieden werden:

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- zwei äußere Vorrichtungen I und II, die der Zufuhr der leichten Flüssigkeit und dem Austrag der schweren Flüssigkeit entsprechen (Leitungen a und c);

- zwei weitere äußere Vorrichtungen IV und V, die der Zufuhr der schweren Flüssigkeit und dem Austrag der leichten Flüssigkeit entsprechen (Leitungen f und e~ );

- sowie eine mittlere Vorrichtung III.

Selbstverständlich könnte die Anzahl der mittleren Vorrichtungen III mit den Überführungsleitungen d und d" auch vermehrt werden.

Bemerkt sei noch, daß eine Mischwirkung der Flüssigkeiten in den Auffangräumen 6 und den Leitungen e, e¹, e", e¹" in den Vorrichtungen I, II, III und IV, jedoch nicht in der Vorrichtung V eintritt.

Die vorangegangene Beschreibung wurde selbstverständlich nur beispielsweise gegeben und beschränkt in keiner Weise den Rahmen der Erfindung, der auch durch Ersetzen der beschriebenen Ausführungsteile durch andere, gleichwertige, nicht überschritten würde. Die Erfindung kann unabhängig von der Funktion der Auffangräume Verwendung finden (d.h. der obere Auffangraum könnte die leichte und der untere Auffangraum die schwere Flüssigkeit aufnehmen.

Die Anlage könnte sogar Vorrichtungen zweier verschiedener Typen enthalten. Auch könnten für den Transport aus einem Auffangraum in den anderen verschiedene Varianten denkbar sein. Es könnte sogar nicht nur eine der Flüssigkeiten, sondern abwechselnd die eine und dann die andere übergeleitet werden.

Die Überführungsleitungen könnten einzelne mechanische, pneumatische oder andere Pumpen enthalten, wenn dies wünschenswert erscheint. Die Zuführungs- und Abzugsleitungen, wie z.B. 8 und

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11, könnten, trotz des damit verbundenen Vorteils, anders als tangential, oder wenigstens nur annähernd tangential angeordnet sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Zentrifugen-Anlage zur Fiüssig-Flüssig-Extraktion, bestehend aus einer Reihe einzelner Vorrichtungen, von denen in jede durch eine gemeinsame Pumps zv;oi miteinander nicht mischbare Flüssigkeiten eingeleitet, dann r.ittels Schleuderns getrennt und in zwei getrennten Auffa.ngräu.T.en aufgefangen werden, wobei diese beiden Flüssigkeiten die Anlage in entgegengesetzter Richtung durchlaufen, dadurch gek^iin-eichnet, daß mindestens eine der Flüssigkeiten, die zur.iindor-t aus einer der Vorrichtungen austritt, in den Auffangrau- der anderen Flüssigkeit in einer anderen Vorrichtung der lieihs geleitet wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, mit Vorrichtungen, in denen die Auffangräum.e in unterschiedlichen Hohen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß da.~ Hinüberleiten durch Schwerkraft zwischen dem oberen Auffangraun der ersten Maschine (d.h. derjenigen, von der die überzuleitende Flüssigkeit austritt) und dem unteren Auffangrau?. der z\-~xtzn (diese Flüssigkeit aufnehmenden) Vorrichtung erfolgt.

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3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Auffangrauras der ersten Vorrichtung, von dem die Flüssigkeit zur zweiten geleitet wird, zumindest ungefähr tangential in Drehrichtung der Trommel dieser ersten Vorrichtung gerichtet ist, so daß die kinetische Energie der aus der Trommel austretenden Flüssigkeit zur Sicherstellung der Überleitung beiträgt.

4. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangraum der zweiten Vorrichtung, der die von der ersten Vorrichtung kommende Flüssigkeit aufnimmt, einen in Drehrichtung der Trommel gerichteten tangentialen Einlaß, einen unmittelbar in geringem Abstand von letzterem entgegen der Drehrichtung der Trommel angeordneten Auslaß sowie eine den Einlaß vom Auslaß trennende Trennwand aufweist, so daß die übergeleitete Flüssigkeit etwa einen ganzen Umlauf vollführen muß, ehe sie den Auffangraum verläßt.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im-Auffangraum der zweiten Vorrichtung, welcher die von der ersten Vorrichtung kommende Flüssigkeit aufnimmt, Prallorgane vorgesehen sind.

6. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangraum der zweiten Vorrichtung, welcher die von der ersten Vorrichtung kommende Flüssigkeit aufnimmt, Ablenkorgane aufweist, die die aus der Trommel in diesen Raum einströmende Flüssigkeit senkrecht nach unten führen.

7. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Auffangraum der ersten Vorrichtung mit demjenigen der zweiten verbindende Überführungsieitung einen Siphon enthält, der den Durchrritt der Flüssigkeit zuläßt, den von Luft oder Gas jedoch verhindert.

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δ. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung, die den Auffangraum der zweiten Vorrichtung, der die von der ersten Vorrichtung kommende Flüssigkeit aufnimmt, mit dem Einlaß einer weiteren Vorrichtung der Anlage verbindet, zur Durchwirbelung der beiden darin fließenden Flüssigkeiten Prallorgane vorgesehen-sind.

9. Trennvorrichtung zur Zentrifugen-Flüssig-Flüssig-Extraktion, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6 ausgebildet ist.

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