DE2905296A1 - Zentrifugen-anlage zur fluessig- fluessig-extraktion - Google Patents
Zentrifugen-anlage zur fluessig- fluessig-extraktionInfo
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Description
2305296
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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BAD ORIGINAL
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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BAD JDRIGINAL
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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BAD. ORIGINAL
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 dlr, 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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BAD ORIGINAL
- 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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L eer seife
Claims (1)
- Patentansprüche1. 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.BAD-ORIGINAL3. 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.90984270621δ. 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.BAD ORIGINAL
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