CH640424A5

CH640424A5 - Process and device for continuous separation of foam

Info

Publication number: CH640424A5
Application number: CH308279A
Authority: CH
Inventors: Kurt Graber
Original assignee: Chemap Ag
Priority date: 1979-04-03
Filing date: 1979-04-03
Publication date: 1984-01-13

Description

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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von Schaum in seine flüssigen und gasförmigen Komponenten, insbesondere zur Verhinderung des Eintritts von gesundheitsschädigenden Dämpfen in die Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum aus einem Reaktor (1) in die Kammer (9) eines Schaumabscheiders (6) geleitet wird, dessen verfügbarer Raum von einem rotierenden, mit feststehenden gebogenen Schikanen (8) umgebenen Tellerpaket (7) eingenommen wird, wobei der verbleibende freie Raum der Kammer (9) vom Schaum vollständig ausgefüllt ist, und dass ein Flüssigkeitsabfluss vorhanden ist, der in den Reaktor (1) gerichtet ist, dessen Abfluss mittels eines Steuerventils (12) in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Schaumabscheidermotors (15) gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abgase aus dem Schaumabscheider (6) über einen Kondensator (23) geführt werden und das Kondensat daraus in den Reaktor (1) zurückgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerpaket (7) des Schaumabscheiders (6) mit feststehenden gebogenen Schikanen (8) umgeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugenden der Oberfläche der gekrümmten Schikanen (8) windschiefe Geraden sind und die Schikanen horizontale Symmetrieachsen aufweisen, die gegen die Achse des rotierenden Tellerpakets gerichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmten Schikanen (8) spiralförmig geformt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (12) im Flüssigkeitsablauf des Schaumabscheiders (6) angebracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (12) über die Stromaufnahme des Elektromotors (15) gesteuert wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen mechanischen Trennung von Schäumen in ihre flüssigen und gasförmigen Bestandteile.

In vielen schaumbildenden Prozessen der chemischen Industrie und mikrobiologischen Technik besteht die Gefahr, dass mit den während der Reaktion entstehenden Abgasen auch Produkt in Form von Schaum aus dem Reaktor entweicht. Zur Verhinderung des Überschäumens werden oft störend wirkende und teure chemische Antischaummittel zugefügt oder die Reaktoren vielfach nur mit einem geringen Füllungsvolumen beschickt.

Es hat sich gezeigt, dass es unter ganz bestimmten Voraussetzungen möglich ist, einen Reaktor mit einem Befüllungsgrad von mehr als 90% zu nutzen. Hierzu muss der Schaum aus dem Reaktor durch eine Leitung in einen über diesem installierten mechanischen Schaumabscheider geführt werden. Der Schaumabscheider füllt fast die ganze Kammer aus und ist durch seine Konstruktionsweise den Bedürfnissen komplizierter Schäume, wie sie beispielsweise bei Polymerisationen auftreten können, geeignet. Die Abgase entweichen durch den Schaumabscheider, die separierte Flüssigkeit wird, unter Ausnutzung der für die Trennung benötigten Energie, über spezielle Schikanen in der Kammer wieder direkt in den Reaktor zurückgeführt.

Verfahren zur Trennung von Schaum in seine flüssigen und gasförmigen Bestandteile, wobei ein mechanischer Zentrifugal-Schaumabscheider ausserhalb des Reaktionsbehälters in einer separaten Kammer installiert ist, sind bekannt.

In den DE-OS 2 345 374 und 2428 312 werden Vorrichtungen beschrieben, in welchen oberhalb des Reaktionsbehälters in einem separaten Behälter ein Zentrifugalschaumabscheider angebracht ist. Der Behälter ist gross im Verhältnis zum installierten Schaumabscheider, der in seinem oberen Teil angebracht ist. In der DE-OS 2345 374 fliesst das Kondensat in den Schaum, der jedoch offenbar den Kondensatabfluss behindert. In der DE-OS 2428 312 ist die Kondensatabluft direkt in die Flüssigkeit des Reaktorkessels eingeführt.

In der CH-PS 563 793 wird ein Zentrifugalschaumabscheider der erfindungsgemässen Art beschrieben, dessen Trennpaket von rechteckigen flachen Schikanen umgeben ist und direkt in einem Gehäuse über dem Reaktorkessel angebracht ist.

Nachteile der bekannten Verfahren liegen darin, dass bei Polymerisationsverfahren mit den Abgasen Monomere, die in den meisten Fällen gesundheitsschädigend wirken, in den über dem Schaumabscheider installierten Kondensor gelangen und dessen Kühlflächen beschlagen, wodurch die Kühlleistung wesentlich reduziert wird. Der mechanische Schaumabscheider verhindert eine Verschmutzung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine vollständige Trennung von Schaum in seine flüssigen, d. h. kondensierbaren und gasförmigen Komponenten ermöglichen.

Eine weitere Aufgabe wird darin gesehen, dass der Kon densatablauf in den Reaktorbehälter ungehindert verlaufen kann und der Flüssigkeitsstrom im Schaumabscheiderbehälter eine genau definierbare Richtung einnimmt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum aus einem Reaktor in die Kammer eines Schaumabscheiders geleitet wird, dessen verfügbarer Raum von einem rotierenden mit feststehenden gebogenen Schikanen umgebenen Tellerpaket eingenommen wird, wobei der verbleibende freie Raum der Kammer vom Schaum vollständig ausgefüllt ist und dass ein Flüssigkeitsabfluss vorhanden ist, der in den Reaktor gerichtet ist, dessen Abfluss mittels eines Steuerventils in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Schaumabscheidermotors gesteuert wird. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das rotierbare Tellerpaket des Schaumabscheiders mit feststehenden gebogenen Schikanen umgeben ist.

Die Erfindung soll anhand von Zeichnungen beschrieben werden. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Schaumabscheideranlage,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den erfindungsgemässen Schaumabscheider,
Fig. 3 einen Schnitt A-A nach Fig. 2,
Fig. 4 eine einzelne Schikane.

Die Schaumabscheideanlage besteht nach Fig. 1 aus einem Reaktorbehälter 1 mit einem Rührwerk 2 mit Elek tromotor 3. Der Reaktorbehälter I wird bis zum Niveau 4 befüllt. Die Leitung 5 ist für den hochsteigenden Schaum vorgesehen und mündet im konischen Teil des Schaumab scheiders 6 unmittelbar unterhalb des Tellerpakets 7. Das Tellerpaket 7 nimmt zusammen mit den gekrümmten Schikanen 8 weitgehend den gesamten zylindrischen Teil der Kammer 9 ein. Zwischen den Leitungsstücken 10 und 11 ist ein Steuerventil 12 eingebaut. Das Tellerpaket 7 des
Schaumabscheiders 6 wird über eine Welle 13, einen Antrieb
14 durch einen Elektromotor 15 rotiert. In den hohlen Teil 16, der die Antriebswelle 13 umgibt, mündet eine Spülleitung

17 mit einem Absperrventil 18. In diesen Teil ist auch der Stutzen 19 der Abgasleitung installiert. Zwischen den Leitungsteilen 20 und 22 ist ein Ventil 21 eingebaut. Die Leitung 22 führt auf einen Kondensator 23, der mit Anschlüssen 24 und 25 für ein Kühlmedium versehen ist. Die Abflussleitung 26 mündet direkt im Deckel des Reaktors 1. Die entgifteten Abgase führen über einen Stutzen 27 ins Freie.

In Fig. 2 ist der erfindungsgemässe Schaumabscheider im Detail gezeigt. Das Tellerpaket ist in einem zylindrischen Gehäuse 9, dessen unterer Teil konisch ausgebildet ist, angebracht. Um das Tellerpaket herum sind gekrümmte Schikanen 8 befestigt.

Im Betrieb wird im Reaktorbehälter 1 beispielsweise eine Polymerisation durchgeführt. Die während der Polymerisation nicht umgesetzten monomeren Abgase entweichen in Schaumform über die Leitung 5. Dort wird der Schaum unterhalb des Tellerpakets 7, welches über die Welle 13 und den Antrieb 14 durch den Elektromotor 15 in Rotation versetzt wurde, eingeführt. Die gekrümmten Schikanen 8 bewirken, dass die aus den Tellern 7 strömende Flüssigkeit schraubenförmig gegen den aufsteigenden Schaum gerichtet wird und diesen bereits vor Erreichen der Teller 7 teilweise zerstört. Das Steuerventil 12 sorgt dafür, dass bei der Inbetriebnahme der Anlage der Schaum nicht über die Rohrleitung 11 direkt in die Kammer gelangen kann. Durch Ansteigen der Flüssigkeit im Konus des Gehäuses 9 wird durch die erhöhte Stromaufnahme des Motors 15 das Steuerventil 12 automatisch geöffnet.

Die noch kondensierbare Anteile enthaltenen Abgase verlassen über den Rohrteil 19 den Schaumabscheider und gelangen über die Leitungen 20 und 22 sowie das Ventil 21 in den unteren Teil des Kondensators 23, wo durch entsprechende Kühlung eine weitere Entfernung von flüssigen Stoffen erfolgen kann. Die Gase verlassen über den Stutzen 27 und das Kondensat über die Leitung 26 den Kondensator 23.

Der besondere Vorteil des Steuerventils 12 ist darin zu sehen, dass das Ende des Rohrteiles 11 direkt in den Deckel münden kann, wodurch eine Verstopfung ausgeschlossen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von Schaum in seine flüssigen und gasförmigen Komponenten, insbesondere zur Verhinderung des Eintritts von gesundheitsschädigenden Dämpfen in die Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum aus einem Reaktor (1) in die Kammer (9) eines Schaumabscheiders (6) geleitet wird, dessen verfügbarer Raum von einem rotierenden, mit feststehenden gebogenen Schikanen (8) umgebenen Tellerpaket (7) eingenommen wird, wobei der verbleibende freie Raum der Kammer (9) vom Schaum vollständig ausgefüllt ist, und dass ein Flüssigkeitsabfluss vorhanden ist, der in den Reaktor (1) gerichtet ist, dessen Abfluss mittels eines Steuerventils (12) in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Schaumabscheidermotors (15) gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abgase aus dem Schaumabscheider (6) über einen Kondensator (23) geführt werden und das Kondensat daraus in den Reaktor (1) zurückgeführt wird.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerpaket (7) des Schaumabscheiders (6) mit feststehenden gebogenen Schikanen (8) umgeben ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugenden der Oberfläche der gekrümmten Schikanen (8) windschiefe Geraden sind und die Schikanen horizontale Symmetrieachsen aufweisen, die gegen die Achse des rotierenden Tellerpakets gerichtet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmten Schikanen (8) spiralförmig geformt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (12) im Flüssigkeitsablauf des Schaumabscheiders (6) angebracht ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (12) über die Stromaufnahme des Elektromotors (15) gesteuert wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen mechanischen Trennung von Schäumen in ihre flüssigen und gasförmigen Bestandteile.

In vielen schaumbildenden Prozessen der chemischen Industrie und mikrobiologischen Technik besteht die Gefahr, dass mit den während der Reaktion entstehenden Abgasen auch Produkt in Form von Schaum aus dem Reaktor entweicht. Zur Verhinderung des Überschäumens werden oft störend wirkende und teure chemische Antischaummittel zugefügt oder die Reaktoren vielfach nur mit einem geringen Füllungsvolumen beschickt.

Es hat sich gezeigt, dass es unter ganz bestimmten Voraussetzungen möglich ist, einen Reaktor mit einem Befüllungsgrad von mehr als 90% zu nutzen. Hierzu muss der Schaum aus dem Reaktor durch eine Leitung in einen über diesem installierten mechanischen Schaumabscheider geführt werden. Der Schaumabscheider füllt fast die ganze Kammer aus und ist durch seine Konstruktionsweise den Bedürfnissen komplizierter Schäume, wie sie beispielsweise bei Polymerisationen auftreten können, geeignet. Die Abgase entweichen durch den Schaumabscheider, die separierte Flüssigkeit wird, unter Ausnutzung der für die Trennung benötigten Energie, über spezielle Schikanen in der Kammer wieder direkt in den Reaktor zurückgeführt.

Verfahren zur Trennung von Schaum in seine flüssigen und gasförmigen Bestandteile, wobei ein mechanischer Zentrifugal-Schaumabscheider ausserhalb des Reaktionsbehälters in einer separaten Kammer installiert ist, sind bekannt.

In den DE-OS 2 345 374 und 2428 312 werden Vorrichtungen beschrieben, in welchen oberhalb des Reaktionsbehälters in einem separaten Behälter ein Zentrifugalschaumabscheider angebracht ist. Der Behälter ist gross im Verhältnis zum installierten Schaumabscheider, der in seinem oberen Teil angebracht ist. In der DE-OS 2345 374 fliesst das Kondensat in den Schaum, der jedoch offenbar den Kondensatabfluss behindert. In der DE-OS 2428 312 ist die Kondensatabluft direkt in die Flüssigkeit des Reaktorkessels eingeführt.

In der CH-PS 563 793 wird ein Zentrifugalschaumabscheider der erfindungsgemässen Art beschrieben, dessen Trennpaket von rechteckigen flachen Schikanen umgeben ist und direkt in einem Gehäuse über dem Reaktorkessel angebracht ist.

Nachteile der bekannten Verfahren liegen darin, dass bei Polymerisationsverfahren mit den Abgasen Monomere, die in den meisten Fällen gesundheitsschädigend wirken, in den über dem Schaumabscheider installierten Kondensor gelangen und dessen Kühlflächen beschlagen, wodurch die Kühlleistung wesentlich reduziert wird. Der mechanische Schaumabscheider verhindert eine Verschmutzung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine vollständige Trennung von Schaum in seine flüssigen, d. h. kondensierbaren und gasförmigen Komponenten ermöglichen.

Eine weitere Aufgabe wird darin gesehen, dass der Kon densatablauf in den Reaktorbehälter ungehindert verlaufen kann und der Flüssigkeitsstrom im Schaumabscheiderbehälter eine genau definierbare Richtung einnimmt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum aus einem Reaktor in die Kammer eines Schaumabscheiders geleitet wird, dessen verfügbarer Raum von einem rotierenden mit feststehenden gebogenen Schikanen umgebenen Tellerpaket eingenommen wird, wobei der verbleibende freie Raum der Kammer vom Schaum vollständig ausgefüllt ist und dass ein Flüssigkeitsabfluss vorhanden ist, der in den Reaktor gerichtet ist, dessen Abfluss mittels eines Steuerventils in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Schaumabscheidermotors gesteuert wird. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das rotierbare Tellerpaket des Schaumabscheiders mit feststehenden gebogenen Schikanen umgeben ist.

Die Erfindung soll anhand von Zeichnungen beschrieben werden. Darin zeigen: Fig. 1 eine Schaumabscheideranlage, Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den erfindungsgemässen Schaumabscheider, Fig. 3 einen Schnitt A-A nach Fig. 2, Fig. 4 eine einzelne Schikane.

Die Schaumabscheideanlage besteht nach Fig. 1 aus einem Reaktorbehälter 1 mit einem Rührwerk 2 mit Elek tromotor 3. Der Reaktorbehälter I wird bis zum Niveau 4 befüllt. Die Leitung 5 ist für den hochsteigenden Schaum vorgesehen und mündet im konischen Teil des Schaumab scheiders 6 unmittelbar unterhalb des Tellerpakets 7. Das Tellerpaket 7 nimmt zusammen mit den gekrümmten Schikanen 8 weitgehend den gesamten zylindrischen Teil der Kammer 9 ein. Zwischen den Leitungsstücken 10 und 11 ist ein Steuerventil 12 eingebaut. Das Tellerpaket 7 des Schaumabscheiders 6 wird über eine Welle 13, einen Antrieb 14 durch einen Elektromotor 15 rotiert. In den hohlen Teil 16, der die Antriebswelle 13 umgibt, mündet eine Spülleitung **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.