DD144869B1 - Verfahren zum trennen von dispersionen im stroemungsfeld - Google Patents

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Trennung von Dispersionen im Strömungsfeld

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abtrennung von dispersen Anteilen in Flüssigkeiten, insbesondere fester Schwebestoffe durch Ladungstrennung im Strömungsfeld«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die physikalische Trennung von Dispersionen hat in der Industrie einen weitreichenden Bedarfskomplex· Dementsprechend gibt es viele Verfahren, die zur Trennung sowohl vorhandene Eigenschaften des Stoffes verwenden als auch mit Hilfsmitteln auf der Basis von mechanischen oder elektrischen Prinzipien oder mit Kombinationen daraus arbeiten· Bei der Trennung von Stoffen mit unterschiedlichen Phasen, insbesondere bei der Abtrennung fester Schwebestoffe aus Flüssigkeiten sind Einrichtungen, die nach dem Siebeffekt arbeiten, bekannt und sehr verbreitet· Dabei wird die abzutrennende Phase vor einer Scheidewand abgelagert, wenn deren Poren hinreichend klein sind· Mit dieser Methode der Ablagerung sind Nachteile verbunden; so der Nachteil, daß der Prozeß mit der Betriebszeit durch Zusetzen der Poren zum Erliegen kommt· Dieser Nachteil wird in der Technik entweder von vornherein durch kurz bemessene Betriebszeiten hingenommen oder es wird versucht, durch Verlängerung der Standzeit der Scheidewand den Nachteil abzu-

- 2 bauen, wozu eine Vielzahl technischer Maßnahmen bekannt ist«

So läßt sich zum Beispiel mit Hilfe einer Anschwemmtechnik die Scheidewand entlasten, indem vor die eigentliche Scheidewand eine lose Schicht gelagert wird, die ebenfalls als Abscheider wirkt und bei hinreichendem Zusetzen durch einfache, kurzzeitige Umkehrung des Flüssigkeitsstromes abgestoßen und durch Aufgabe frischer Anschwemmsubstanz erneuert wird«,

Neben dieser grundlegenden Technik gibt es noch viele Lösungsvarianten, die auf dem Siebeffekt aufbauen·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, zu der aufgeworfenen Problematik eine Lösung zu finden, bei der der Mechanismus des Siebeffektes durch ein neues Wirkprinzip ersetzt wird«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorstehend umrissenen Verfahrensweise zu überwinden· Als Grundlage zur Lösung der Aufgabe wird die elektrische Ladungstrennung herangezogen, die durch strömende Flüssigkeiten verursacht wird· Es ist bekannt, daß strömende Flüssigkeiten mit dielektrischen Eigenschaften unter Wechselwirkung mit Phasengrenzflächen eine Ladungstrennung hervorrufen, die zu einer elektrostatischen Aufladung der Grenzflächen führt· Diese Aufladungen durch strömende Flüssigkeiten sind allgemein gefürchtet und werden deshalb sorgfältig abgeleitet, damit solche Aufladungen nicht zufällig entladen werden und damit einhergehende Brand- oder sogar Explosionsgefahren nicht auftreten zu lassen«

Mit der Erfindung wird unter Ausschluß solcher Gefahren gezielt eine Ladungstrennung herbeigeführt und technisch nutzbar gemacht· Erfindungßgemäß wird so verfahren, daß über eine große Kon-

takt fläche eines aufladungsaktiven Materials, das gleichzeitig als Abscheider wirksam ist, zwischen Dispersion und Abscheider im weiten Bereich von turbulenter, laminarer bis zu kriechender Strömung auf direktem oder auf indirektem Wege eine elektrische Aufladung herbeigeführt und daß mit dem Ladungsausgleich oder mit der Bildung einer Ladungsdoppelschicht die Stofftrennung vorgenommen wird»

Aus führungsbeispiel

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine sehr große Oberfläche hergestellt, über die eine Ladungstrennung im Flüssigkeitsstrom bei turbulenter, laminarer oder stark herabgesetzter, kriechender Strömung stattfindet. Hierzu wird ein Material ausgewählt, dessen Eigenschaft die Ladung nach erfolgter Trennung als Aufladung speichert und nicht vorzeitig durch stoffgebundenen Ladungsausgleich abbaut, bevor der Ladungsausgleich in Verbindung mit der beabsichtigten Stoffabscheidung der dispersen Phase stattfindet. An Stelle des abschließenden Ladungsausgleiches bei der Stofftrennung kann aber auch eine Ladungsdoppelschicht gebildet werden·

Unter den Bedingungen der Ladungstrennung sind die auf engstem Raum im Volumen der Flüssigkeit vorhandenen elektrischen Kräfte wirksam, die zu einer Ladungszusammenführung entgegengesetzter Polaritäten treiben, mit der entweder auf direktem oder auf indirektem Wege die Stofftrennung erfolgt· Auf direktem Wege, wenn das elektrische Feld unmittelbar zwischen den dispergiert en Teilchen und der Abscheideoberfläche besteht und auf indirektem Wege dann, wenn das Feld über Flüssigkeitsmoleküle und Abscheideoberfläche ausgebildet ist, in dessen Wirkungsbereich das dispergierte Teilchen eingeschlossen ist»

Als geeignete Materialien zur stabilen Ladungstrennung haben sich Polyvinilchlorid, Polyamid, Polyester und andere Polymere oder Hochpolymere sowie Glas und andere Werkstoffe mit hohem spezifischen elektrischen Widerstand erwiesen· Dieses Material bietet als Faservlies, Feinkrösel oder in anderer geeigneter

Struktur zu einer großen Oberfläche ausgebildet eine intensive Aufladung und eine effektive Abscheidung, Da zur Abscheidung dabei keine minimale Porengröße der Scheidewand eingehalten werden muß, wie daß bei dem vorbekannten Siebeffekt notwendig ist, kann durch diesen Vorteil, das Material übereinander gelagert in größeren Schichtdicken angeordnet werden ohne daß dabei im Betriebszustand der Strömungswiderstand erheblich ansteigt. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit einer Raumeinsparung gegenüber den nach dem Siebeffekt arbeitenden Einrichtungen, bei denen die Scheidewand in ihrer vollen Fläche ausgebreitet angeordnet sein muß«,

Ein weiterer, der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens dienender Paktor ist der herabgesetzte Energieaufwand infolge des geringen Strömungswiderstandes trot25 großer Schichtdicken· Neben diesem begünstigten Antrieb der Strömung ist von außen kein weiterer Energieaufwand erforderlich.

Hochspannungserzeuger, wie bei anderen Verfahren, die auf dem elektrischen Feld aufbauen, entfallen hierbei«

Claims (4)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Verfahren zur Trennung von dispersen Anteilen aus Flüssigkeiten, insbesondere fester Schwebstoffe durch Ladungstrennung im Strömungsfeld, gekennzeichnet dadurch, daß über eine große Kontaktflache eines aufladungsaktiven Materials, das gleichzeitig als Abscheider wirksam ist, zwischen Dispersion und Abscheider im weiten Bereich von turbulenter, laminarer bis zu kriechender Strömung auf direktem oder indirektem Wege eine elektrische Aufladung herbeigeführt und daß mit dem Ladungsausgleich oder mit der Bildung einer Ladungsdoppelschicht die Stofftrennung vorgenommen wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

   daß im Abscheider die Ladung nach erfolgter Trennung als Aufladung gespeichert wird.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch,

   daß der Abscheider vorzugsweise aus Polymeren wie zum Beispiel Polyvinylchlorid oder anderem aufladungsaktivem Material mit hohem spezifischen elektrischen Widerstand besteht und zweckmäßig in großer Schichtdicke übereinander angeordnet ist.
4. 4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch,

   daß ein herabgesetzter Strömungswiderstand den Energieaufwand begünstigt.