DD225916A1 - Verfahren zur elektrolytischen emulsionsspaltung von fett- bzw. oel-in-wasser-emulsionen - Google Patents

Verfahren zur elektrolytischen emulsionsspaltung von fett- bzw. oel-in-wasser-emulsionen Download PDF

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DD225916A1
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DD
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emulsion
anode
electrolytic
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steel
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DD26244384A
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Wolfgang Brandenburg
Juergen Evers
Klaus-Dieter Arndt
Wiltrud Klose
Peter Popp
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Haertolwerk Magdeburg Veb
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Abstract

Das Verfahren dient zur elektrolytischen Spaltung von Fett- bzw. Oel-in-Wasser-Emulsionen. Es ist ein kontinuierliches Verfahren mit einem einmaligen Durchgang. Dabei wird in einer Elektrolysezelle Aluminium- oder Eisen-(Stahl-)Schrott als Anode eingefuellt, die waehrend des Betriebes staendig nachgefuellt werden kann.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Das Verfahren kann in jedem Betrieb angewandt werden, in dem Fett- bzw. ÖI-in-Wasser-Emulsionen anfallen.
Benötigt werden lediglich ein Behälter zur Emulsionsspaltung und eine Gleichstromquelle.
Es ist nach diesem Verfahren möglich, das aufgerahmte Öl und das an ein Metallhydroxid /AI(OH)3 oder Fe(OH)3/ adsorbierte Öl kontinuierlich mit der wäßrigen Phase aus dem Behälterüberlauf abzuziehen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Zur Emulsionsspaltung sind viele Verfahren bekannt. Einige Verfahren sind durch Zugabe von Chemikalien, wie Säuren,
Salzen und/oder Polymeren bzw. durch Adsorbentien gekennzeichnet, d.h. es sind immer Beschaffung, Transport und Dosierung erforderlich. Andere Verfahren bedienen sich apparate- bzw. energieintensiver Verfahrensstufen, wie Verdampfung, Flotation, Zentrifugieren, Kristallisation oder Ultrafiltration.
Bekannt ist auch das Wirkprinzip der elektrolytischen Emulsionsspaltung. Die bisherigen Verfahren sind aber durch feste makrogeometrische definierte Elektroden gekennzeichnet. Dabei verbraucht sich die Anode, was in jedem Fall zur Unterbrechung der Emulsionsspaltung, zur Demontage der verbrauchten Anodenstümpfe und zur Montage der neuen Anode führt. Die Verfahren sind oft dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion zu ihrer Spaltung die Elektrolysezellen mehrfach durchlaufen muß.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein kontinuierliches Verfahren der elektrolytischen Emulsionsspaltung mit einmaligem Durchgang zu entwickeln, bei dem die Opferanode jederzeit, ohne Unterbrechung der Emulsionsspaltung, in die Elektrolysezelle nachgefüllt werden kann.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Erfindung besteht darin, daß eine elektrolytische Emulsionsspaltung kontinuierlich mit einem einmaligen Durchgang abläuft. Dazu wurde in eine Elektrolysezelle als Katode eine Netzelektrode und eine aus Aluminium- oder Eisen-(Stahl-)spänen bestehende positive Elektrode mit einer großen Oberfläche als Opferanode eingesetzt. Dabei läßt sich geeigneter Metallschrott verwenden.
Bei Emulsionen mit geringem Ölgehalt ist ein Aufwand an elektrischer Energie von 5kWh m-3 erforderlich. Es entsteht an der Anode primär eine Salzlösung bzw. ein Hydroxidsol, die sich nachfolgend in neutralem Medium zu flockigem Metallhydroxid bzw. Metalloxidhydraten umwandeln. Eine Erhöhung der Leitfähigkeit der Emulsion und damit Erhöhung der Energieausbeute wird durch Zugabe geeigneter Elektrolyte, wie Säuren bzw. Salzen des Natriums, des Calciums und Magnesiums erreicht.
Mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung 1 wird der Spaltvorgang wie folgt beschrieben.
Die aus dem Vorratsbehälter A angesaugte Emulsion wird von unten einem konischen Behälter, der Elektrolysezelle B, zugeführt.
Die Zelle B kann aus Stahl oder Plast bestehen.
Bis zu ca. 1/3 des zylindrischen Teiles ist die Elektroiysezelle B mit Spänen (Schrott) aus Eisen (Stahl) oder Aluminium zu füllen und als Anode zu schalten.
Je nach dem Volumenstrom und dem Ölgehalt der Emulsion ist eine geeignete Stromstärke einzustellen.
Die behandelte Emulsion fließt aus dem Überlauf der Elektrolysezelle B ab und gelangt in einen Absetzbehälter C, in dem die Phasentrennung eintritt.
Zum besseren Verständnis der Darlegungen wird folgendes Beispiel angeführt.
Beispiel:
In einer offenen Laboranlage, ähnlich der Zeichnung 1, wurde aus einem Vorratsgefäß eine Kondensatemulsion mit 0,2% Ölgehalt mit einem Volumenstrom v = 121 · h_1 angesaugt und von unten durch die Elektrolysezelle geleitet. Der Anodenraum betrug: V = 420cm3, die Stromstärke L = 1A und die Spannung U = 50V.
Als Anode wurden Stahlspäne und als Katode ein Stahlsieb verwendet. Der pH-Wert der Emulsion betrug 6,5. Nach einer Totzeit t = 60s bildete sich an der Anode eine grün-bläuliche Lösung, aus der sich im Überlauf später gelb-braune Flocken bildeten. Der Flüssigkeitsstrom wurde 4cm über der Katode in den Absetzbehälter abgelassen. Nach ca. 10h war die Phasentrennung beendet. Der abgezogene Schlamm wies eine Trockensubstanz von 12,5% auf.

Claims (3)

  1. -1- 262 443 3
    Erfindungsansprüche:
    1. Verfahren zur elektrolytischen Emulsionsspaltung von Fett- bzw. Öl-in-Wasser-Emulsionen, bestehend aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, wie Erdölfraktionen einschließlich Zusatzstoffen, wie Emulgatoren, Antioxidentien, Inhibitoren u.a., dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion kontinuierlich mit einmaligem Durchgang durch eine Festbettzelle mit Aluminium- bzw. Stahlspänen (Schrott) oder ähnlich geformten Materialien mit großer Oberfläche als Opferanode, die jederzeit während der Emulsionsspaltung nachgefüllt werden kann, geleitet wird, wodurch primär eine Salzlösung bzw. ein Sol mit nachfolgender Bildung von AI(OH)3 bzw. eines Gemisches aus Fe(OH)2- und Fe(OH)3-Flocken entstehen, die die Emulsion zersetzen.
  2. 2. Verfahren zur elektrolytischen Emulsionsspaltung gemäß Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Leitfähigkeit der Emulsion und besseren Auflösung der Opferanode Säuren oder Salze, wie z. B. Kochsalz, als Elektrolyten zugegeben werden.
  3. 3. Verfahren zur elektrolytischen Emulsionsspaltung gemäß Pkt. 1 und Pkt. 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschleunigung der Aufrahmung ein geringer Gas-(Luft-)strom zugeführt wird.
    Hierzu 1 Seite Zeichnung
    Anwendungsgebiet der Erfindung
    Das Verfahren kann in jedem Betrieb angewandt werden, in dem Fett- bzw. Öl-in-Wasser-Emulsionen anfallen. Benötigt werden lediglich ein Behälter zur Emulsionsspaltung und eine Gleichstromquelle.
    Es ist nach diesem Verfahren möglich, das aufgerahmte Öl und das an ein Metallhydroxid /AI(OH)3 oder Fe(OH)3/ adsorbierte Öl kontinuierlich mit der wäßrigen Phase aus dem Behälterüberlauf abzuziehen.
    Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
    Zur Emulsionsspaltung sind viele Verfahren bekannt. Einige Verfahren sind durch Zugabe von Chemikalien, wie Säuren, Salzen und/oder Polymeren bzw. durch Adsorbentien gekennzeichnet, d.h. es sind immer Beschaffung, Transport und Dosierung erforderlich. Andere Verfahren bedienen sich apparate- bzw. energieintensiver Verfahrensstufen, wie Verdampfung, Flotation, Zentrifugieren, Kristallisation oder Ultrafiltration.
    Bekannt ist auch das Wirkprinzip der elektrolytischen Emulsionsspaltung. Die bisherigen Verfahren sind aber durch feste makrogeometrische definierte Elektroden gekennzeichnet. Dabei verbraucht sich die Anode, was in jedem Fall zur Unterbrechung der Emulsionsspaltung, zur Demontage der verbrauchten Anodenstümpfe und zur Montage der neuen Anode führt. Die Verfahren sind oft dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion zu ihrer Spaltung die Elektrolysezellen mehrfach durchlaufen muß.
    Ziel der Erfindung
    Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein kontinuierliches Verfahren der elektrolytischen Emulsionsspaltung mit einmaligem Durchgang zu entwickeln, bei dem die Opferanode jederzeit, ohne Unterbrechung der Emulsionsspaltung, in die Elektrolysezelle nachgefüllt werden kann.
    Darlegung des Wesens der Erfindung
    Die Erfindung besteht darin, daß eine elektrolytische Emulsionsspaltung kontinuierlich mit einem einmaligen Durchgang abläuft. Dazu wurde in eine Elektrolysezelle als Katode eine Netzelektrode und eine aus Aluminium- oder Eisen-(Stahl-)spänen bestehende positive Elektrode mit einer großen Oberfläche als Opferanode eingesetzt. Dabei läßt sich geeigneter Metallschrott verwenden.
    Bei Emulsionen mit geringem Ölgehalt ist ein Aufwand an elektrischer Energie von 5kWh · m~3 erforderlich. Es entsteht an der Anode primär eine Salzlösung bzw. ein Hydroxidsol, die sich nachfolgend in neutralem Medium zu flockigem Metallhydroxid bzw. Metalloxidhydraten umwandeln. Eine Erhöhung der Leitfähigkeit der Emulsion und damit Erhöhung der Energieausbeute wird durch Zugabe geeigneter Elektrolyte, wie Säuren bzw. Salzen des Natriums, des Calciums und Magnesiums erreicht.
    Mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung 1 wird der Spaltvorgang wie folgt beschrieben.
    Die aus dem Vorratsbehälter A angesaugte Emulsion wird von unten einem konischen Behälter, der Elektrolysezelle B, zugeführt.
    Die Zelle B kann aus Stahl oder Plast bestehen.
    Bis zu ca. 73 des zylindrischen Teiles ist die Elektrolysezelle B mit Spänen (Schrott) aus Eisen (Stahl) oder Aluminium zu füllen und als Anode zu schalten.
    Je nach dem Volumenstrom und dem Ölgehalt der Emulsion ist eine geeignete Stromstärke einzustellen.
    Die behandelte Emulsion fließt aus dem Überlauf der Elektrolysezelle B ab und gelangt in einen Absetzbehälter C, in dem die Phasentrennung eintritt.
    Zum besseren Verständnis der Darlegungen wird folgendes Beispiel angeführt.
    Beispiel:
    In einer offenen Laboranlage, ähnlich der Zeichnung 1, wurde aus einem Vorratsgefäß eine Kondensatemulsion mit 0,2% Ölgehalt mit einem Volumenstrom ν = 121 · h"1 angesaugt und von unten durch die Elektrolysezelle geleitet. Der Anodenraum betrug: V = 420cm3, die Stromstärke L = 1A und die Spannung U = 50V.
    Als Anode wurden Stahlspäne und als Katode ein Stahlsieb verwendet. Der pH-Wert der Emulsion betrug 6,5. Nach einer Totzeit t = 60s bildete sich an der Anode eine grün-bläuliche Lösung, aus der sich im Überlauf später gelb-braune Flocken bildeten. Der Flüssigkeitsstrom wurde 4cm über der Katode in den Absetzbehälter abgelassen. Nach ca. 10h war die Phasentrennung beendet. Der abgezogene Schlamm wies eine Trockensubstanz von 12,5% auf.
DD26244384A 1984-04-30 1984-04-30 Verfahren zur elektrolytischen emulsionsspaltung von fett- bzw. oel-in-wasser-emulsionen DD225916A1 (de)

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