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Vorrichtung zur kontinuierlichen dialytischen Reinigung von Flüssigkeiten (z. B. Natronlauge), welche durch kolloidal gelöste Stoffe verunreinigt sind
Die Erfindung betrifft einen Dialysator mit einzelnen hintereinander geschalteten Kammern oder Zellen, die aus mit Membranen bespannten Rahmen bestehen. Derartige Dialysatoren sind zum Reinigen der bei der Herstellung von Viskose abfallenden Natronlauge bereits verwendet worden (deutsche Patentschrift Nr. 546824). Sie haben den Nachteil, dass, wenn eine einzige Membran unbrauchbar geworden ist, der Zellenapparat, der eine zentralisierte Ab-und Zulaufleitung hat, als ein Ganzes abgestellt werden muss, was viel Diaphragmamaterial kostet, abgesehen von der Arbeit für das Neubeziehen mit frischen Belegungen und der Herabsetzung der Leistungsfähigkeit der Dialysiervorrichtung.
Nach der Erfindung ist es nunmehr gelungen, einen neuen Dialysierapparat für Natronlauge zu bauen, der die wesentlichen Nachteile des bekannten Systems nicht in sich schliesst.
Der neue Apparat hat, was Aufbau der Dialysierräume anbelangt, die Gestalt einer Filterpresse mit zu einer (waagerechten} Säule aufgereihten Zellen, bestehend aus einzelnen Zellenrahmen und dazwischen gepressten und nach aussen abgedich- teten Membranen. Im Gegensatz zu den bisherigen Zellenapparaten wird aber mindestens teilweise auf die ins Innere der zusammengepressten bzw. zusammengeschraubten Filterpresse verlegte, zentralisierte Führung der Flüssigkeiten verzichtet und statt dessen jede Einzelzelle oder mindestens die eine Sorte der Zellen mit gesonderten äusseren, bzw. ausserhalb des Rahmenpaketes befindlichen, Zu-und Ablaufleitungen für die Flüssigkeiten ausgerüstet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von 2 Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1 : Diese Ausführungsform betrifft eine Apparatur, wobei jede einzelne Zelle mit gesonderten, äusseren Zu-und Ablaufrohren für die jeweilige Flüssigkeit versehen ist. Die Figur 1 stellt das wesentliche der Vorrichtung, mit Ausnahme des Gestells, der Verschlussplatten und der Verschraubung, in perspektivischer Form dar. Die Figuren 2 und 3 erläutern die beiden Zellensorten bzw. Zellenrahmen.
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Rahmen derjenigen Zellen, welche mit der verschmutzten Lauge, wie Presslauge, beschickt werden, und , ,. ? die Rahmen derjenigen Zellen, welche mit Wasser beschickt bzw. für die Reinlauge bestimmt sind.
In der nachfolgenden Beschreibung ist das Augenmerk besonders auf das Zellenpaar (11-12) gelegt. Da sich die Zellenpaare mit ihren Zubehörteilen wiederholen, sind die ihnen entsprechenden hochgestrichenen Zahlen weggelassen.
Aus dem Zulauf 2 gelangt die zu dialysierende Rohlauge durch das mit Gummischlauch und Quetschhahn 3 unterbrochene und bis gegen den Boden der zugehörigen Zelle 11 reichende Fallrohr 4 in den Unterteil der Zelle. Die verbrauchte Rohlauge läuft aus dem Oberteil der betreffenden Zelle durch das mit Schlauch und Quetschhahn 5 versehene Überlaufrohr 6 in das gemeinsame mit Auffangtrichter 7 versehene Ablaufrohr 8 ab.
Der oben offene Wasserverteilungskanal ss kann aus den Rohren 10 und 11 mit kaltem und warmem Wasser gespeist werden. Aus dem Verteilungskanal gelangt das Wasser durch das mit Schlauch und Quetschhahn 12 versehene Ablaufrohr 13 über den Auffangtrichter 14 in den Oberteil der zugehörigen Zelle 12.
Die angereicherte Reinlauge verlässt diese Zelle unten durch das mit Schlauch und Quetschhan 15 ausgerüstete Abflussrohr 16 und ergiesst sich in den gemeinsamen Auffangkanal17.
Statt der einfachen Kombination Schlauch- Quetschhahn"können sinngemäss auch andere bekannte Organe verwendet werden, welche gestatten die Flüssigkeit zu regulieren, oder den Durchs ! uns ganz abzustellen und gegebenenfalls, zwecks Demontage, die Flüssigkeitsleitung abzutrennen.
Die einzelnen Zu-und Ablaufrohre für die Flüssigkeiten können stückweise mit Schaugläsern 18 ausgestattet sein, um die Farbe der Lauge beurteilen zu können. Dies ist besonders beim Ablaufrohr 16 von Bedeutung, wo aus dem Vergleich der Farbe die Lage der Membran ermittelt werden kann, in der eine Undichtigkeit entstanden ist.
Die gegenströmige Flüssigkeitsbewegung zweier benachbarter Zellen geht aus der angegebenen Pfeilrichtung aus dem Vergleich der Figuren 2 und 3 hervor.
Wie festgestellt worden ist, kann die Breite der einzelnen Rahmen sehr klein, notfalls bis gegen
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2 cm, gehalten werden. Bei kleinen Rahmenbreiten empfiehlt es sich, die Zu-und Ablauftrichterchen, zur Gewinnung von Platz für dieselben, gestaffelt anzuordnen.
Beispiel 2 : Diese Ausführungsform nähert sich den bekannten Dialysierpressen insofern, als wenigstens für die eine Zellensorte, die Roh- laugenzellen, die Zu-und Ableitungen für die
Flüssigkeit zentralisiert ins Rahmenpaket verlegt sind, wohingegen für die andere Zellensorte, für die Reinlaugen, besondere äussere, Zu-und
Ablaufleitungen vorgesehen sind. Diese Aus- führungsform geht aus der nachstehend be- schriebenen Ausgestaltung der beiden Zellen- rahmen gemäss den Fig. 4 und 5 hervor. Die
Fig. 4 stellt die Ansicht der Rohlaugenzelle und
Fig. 5 jene der Wasserzelle dar.
Der Rahmen 511 der Rohlaugenzelle ist unter der rechten unteren Ecke mit dem Ansatz 52 versehen, der zwecks Abdichtung in bekannter
Art mit der Rahmendichtungsfläche bündig gehobelt ist. Er ist mit der Bohrung 53 versehen, welche zusammen mit den Bohrungen der entsprechend bündig gehobelten Ansätzen aller nachfolgenden zusammengepressten Rahmen eine durch das ganze Rahmenpaket durchgehende Leitung für die Rohlauge bildet. Der Ansatz trägt die Bohrung 54, durch welche die Rohlauge aus 53 in die Zelle eintreten kann.
An der linken oberen Ecke trägt der Rahmen einen entsprechenden Ansatz 55 mit der sinngemässen Bohrung 56 zum Austritt der Abfallauge aus der Zelle und einer sinngemässen Bohrung 57, welche zusammen mit den entsprechenden Bohrungen der nachfolgenden Rahmen, die gemeinsame, zentralisierte Ableitung für die verschmutzte und verbrauchte Lauge bildet.
Der Rahmen 512 der Wasserzelle ist mit den Ansätzen 58 und 59 ausgestattet, die zwecks Abdichtung ähnlich bearbeitet sind und entsprechende Bohrungen 60 und 61 zur Leitung der Rohlauge bzw. Abfallauge aufweisen, wobei aber die Verbindungskanäle von den Bohrungen 60 bzw. 61 nach dem Innern der Zelle fehlen.
Statt dessen ist der Rahmen an der rechten oberen und der linken unteren Ecke mit je einer besonderen äusseren Zu-bzw. Ableitung 62 und 63 für das Wasser bzw. die angereicherte reine Lauge ausgerüstet. Diese Zu-und Ableitungen können sinngemäss, wie unter Beispiel 1 näher ausgeführt, mit den etwa erforderlichen Hilfsvorrichtungen zum Abstellen, Regulieren, Prüfen und Beobachten der Flüssigkeit und zum leichten Abtrennen der Zellenrahmen von der Hauptspeise-und Hauptabfuhrleitung versehen sein.
Die Erfahrung beim Bau und dem Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung haben grosse Vorteile erkennen lassen.
Trotz der Anwendung eines geschlossenen, filterpressenartigen Apparates kann Qualität, Aussehen und Farbe der aus den einzelnen Zellen oder wenigstens aus den einzelnen Reinlaugenzellen ablaufenden Flüssigkeiten jederzeit kontrolliert werden.
Diese Kontrollierbarkeit ermöglicht es, das
Undichtwerden der einzelnen Membran früh- zeitig zu erkennen und sogar deren Lage im
Zellenapparat anzugeben.
Durch Abstellen der neben der undichten
Membran liegenden Zellen kann die Durchbruchs- stelle ausgeschaltet und der übrige Teil der Vor- richtung einwandfrei weiterbetrieben werden.
Angesichts der grossen Anzahl Zellen im ganzen
Apparat können sogar mehrere mit der Zeit fehlerhaft gewordene Membrane ausgeschaltet werden, so dass das Neubeziehen der Dialyse- vorrichtung mit frischen Belegungen lange Zeit hinausgezögert und viel Diaphragmamaterial und
Arbeit eingespart und die Leistungsfähigkeit der
Anlage gesteigert werden kann.
Daneben bleiben die Vorteile, welche schon die bekannten, filterpressenartigen Dialysevorrichtungen aufzuweisen hatten, ungeschmälert erhalten wie : Grosse Membranoberfläche bezogen auf die Volumeneinheit und Bodenfläche, die Verwendbarkeit billiger, dünner und daher leistungsfähiger Pergamentmembranen.
Die Zellenrahmen werden wegen der geringen Breite und des Wegfalls mindestens eines Teils der Ansätze und Bohrungen für die bisher verwendete vollkommen zentralisierte Flüssigkeitsleitung verhältnismässig einfach, leicht und billig.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur kontinuierlichen dialytischen Reinigung von Flüssigkeiten (z. B. Natronlaugen), welche durch kolloidal gelöste Stoffe verunreinigt sind und welche Vorrichtung zahlreiche zu einer waagrechten Säule aufgereihte Rahmen aufweist, zwischen deren Ränder die Dialysiermembranen eingespannt werden können und dabei den Innenraum der Säule in geschlossene Einzelzellen unterteilen und wobei die geradzahligen Zellen zur Durchleitung und dialytischen Behandlung der verschmutzten und die ungeradzahligen Zellen zur Durchleitung und dialytischen Behandlung der reinen Flüssigkeiten (oder umgekehrt) in Parallelschaltung bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens bei der einen Zellengattung, jede einzelne Zelle ein besonderes,
ausserhalb des Rahmenpaketes verlaufendes und von aussen zu speisendes Einlaufs-und ein besonderes, entsprechend gelegenes Ablaufrohr für die betreffende Zellenflüssigkeit besitzt, welche Rohre mit der Sammelzufuhrleitung bzw. Sammelabfuhrleitung nicht starr verbunden sind und eventuell mit Abstell-, Regulier-, Entnahme-und Beobachtungsorganen ausgerüstet sind.