DE1037419B - Vorrichtung zum Trennen von Fluessigkeiten unterschiedlicher Oberflaechenspannung - Google Patents

Description

Es ist, z. B. bei der Reinigung von Benzin, bekannt, daß porös gesinterte Metallfilterkörper die Eigenschaft haben, für dasjenige Medium eines Flüssigkeitsgemisches durchlässig zu werden, mit dem er zuvor getränkt worden ist, während er für die andere Flüssigkeit abweisend ist.

Wenn jedoch außerordentlich große Mengen eines Gemisches von Flüssigkeiten verschiedener Oberflächenspannung, dessen Mischungsverhältnis sich stoßweise ändert, getrennt werden sollen, z. B. bei der Bilgewasserreinigung, treten große Schwierigkeiten auf. Wird beispielsweise in einem Schiff die Bilge gelenzt, so wird zunächst praktisch nur Wasser angesaugt, das nur in ganz geringem Umfang mit öl verunreinigt ist. Gegen Ende der Lenzung kommen stoßweise stärkere ölmengen zugleich mit dem Wasser in die Filtereinrichtung.

Um diesen Erscheinungen begegnen zu können, hat man bisher das Gemisch von öl und Wasser in großen Behältern absitzen lassen. Um dieses Absitzen zu begünstigen, werden, um besondere Absitzräume zu schaffen, Prallbleche u. dgl. vorgesehen. Solche Anlagen sind außerordentlich großräumig, so daß sie z. B. für Schiffe kaum in Frage kommen und selbst für stationäre Anlagen an Land einen großen Raumbedarf aufweisen. Zudem wird durch das reine Absitzverfahren öl und Wasser nicht mit Sicherheit getrennt. Es müssen daher zusätzliche Filter in dem Auslaß vorgesehen werden. Ein solches Filter vermag aber die erwähnten Nachteile nicht zu beseitigen, sondern verstärkt sie, da es sich um ein Feinstfilter handeln muß, das sich alsbald zusetzt.

Es ist auch versucht worden, Filterkörper in Räume, in denen sich das Flüssigkeitsgemisoh befindet, einzuhängen, um das öl zurückzuhalten und das Wasser durch die Filterkörper abzuziehen. Diese z. B. aus Filz oder Wolle bestehenden Filterkörper sind ungeeignet, zumal Filz und Wolle nicht seewasserbeständig sind. Sie quellen und setzen schließlich die Filter zu. Der Druckverlust wird dann zu groß, und infolgedessen müssen derartige Anlagen so groß ausgelegt werden, daß sie zum mindesten in Schiffen unbrauchbar sind.

Derartige Flüssigkeitsgemische können unter Verwendung porös gesinterter Metallkörper, die für ein Medium abweisend gemacht sind, in einem Filterkessel mit in diesen hineinragenden porös gesinterten Metallfilterkörpern, vorzugsweise hohlkonischer Form, für den Abfluß des Wassers und einem am oberen Ende des Kessels höher als diese angebrachten, durch einen porös gesinterten Metallfilterkörper abgedeckten Auslaß für das öl oder die ölähnliche Flüssigkeit mit großem Erfolg getrennt werden. Hierbei werden die Filterkörper von der Flüssigkeit frei-

Vorrichtung zum Trennen

von Flüssigkeiten unterschiedlicher

Ob erflächensp annung

Anmelder:
Deutsche Edelstahlwerke

Aktiengesellschaft,
Krefeld, Oberschlesienstr. 16

Günter Stempel, Dortmund-Aplerbecfc,

Dr.-Ing. Erich Dinglinger

und Wolfgang Dinglinger, Bremen,

sind als Erfinder genannt worden

gespült, für die die Filterkörper abweisend gemacht sind. Das öl, das an den Filterkörpern zurückgehalten wird, kann frei aufsteigen und sich in entsprechenden Räumen absetzen. Die Flüssigkeit wird insbesondere den Filterkörpern so zugeführt, daß sich im Bereich der Filterkörper eine starke Bewegung ergibt, die dafür sorgt, daß das abgewiesene öl von einem Flüssigkeitsstrom mitgerissen und alsdann erneut den Filterkörpern zugeführt wird, nachdem dem öl Gelegenheit gegeben ist, sich mindestens teilweise abzusetzen.

Da die Flüssigkeit, die an den Filtern abgewiesen wird, nicht reines öl ist, sondern ein stark an öl angereichertes Öl-Wasser-Gemisch, werden zwei Filtersätze verwendet, von denen der eine in an sich bekannter Weise für öl, der andere für Wasser abweisend gemacht ist, und für eine stetige Abfuhr des an öl angereicherten Öl-Wasser-Gemisches aus dem Filterraum gesorgt, wo sich am Auslaß ein Filterkörper befindet, der für Wasser abweisend gemacht ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß aus einem Auslaß ölfreies Wasser und am anderen Auslaß wasserfreies öl abgezogen werden kann.

Die Reinigung von Öl-Wasser-Gemischen wird auch nodh dadurch erschwert, daß diese Gemische noch Schwebeteilchen enhaJten. Diese können in bekannter Weise durch geeignete Strömungsführung von den Oberflächen entfernt werden und sinken dann in Sammelräume ab.

Wenn die Vorrichtung bei der Bilgenwasserreinigung angewendet wird, muß die eine Filtergruppe mit See- oder Brackwasser getränkt werden, das von öl frei ist und praktisch der Zusammensetzung nach dem

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Wasser entspricht, das der Reinigung unterworfen behälter gelangt. Wasser, das noch mit dem abge-

werden soll. Sinngemäß sind die Filter der anderen schiedenen öl vermengt sein kann, wird vom Filter 9

Gruppe mit wasserfreiem öl zu tränken, das sich als abgewiesen. Wenn der Trennspiegel öl—Wasser sich

Verschmutzung im Bilgenwasser befindet. Ent- zu weit nach unten bewegt, weil nicht genügend öl

sprechendes gilt, wenn es sich um die Trennung an- 5 abfließen kann, muß für einen stärkeren ölablaß

ders zusammengesetzter Flüssigkeitsgemische handelt, gesorgt werden, gegebenenfalls durch Ablaßhähne, die

Die Filterkörper werden in bekannter Weise durch keine Filtervorsätze benötigen.

poröses Sintern von pulverförmigen Ausgangsstoffen Der Schmutz in Form von Schwebeteilchen u. dgl.,

hergestellt. Es ist besonders zweckmäßig, Filterkörper der sich in der Flüssigkeit befindet, wird von den

zu verwenden, die aus Pulvern porös gesintert sind, i° Filterkörpern 3 nicht durchgelassen. Er fällt zu Boden

deren Teilchen Kugel- oder angenähert Kugelform und gelangt über 11 und 12 in den Raum 13, von wo

aufweisen. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Teilchen- er von Zeit zu Zeit durch den Stutzen 14 abgelassen

größe kleiner als 200 μ ist. Als Werkstoff für die werden kann. Falls sich im Raum 13 ein mehr oder

Herstellung der Filterkörper kommen bei der Bilgen- minder fester Kuchen gebildet hat. wird dieser mittels

wasserreinigung solche in Frage, die seewasserbestän- 15 Druckwasser oder Preßluft ausgetrieben, die durch

dig sind. Bewährt haben sich in dieser Beziehung den Stutzen 15 zugeleitet wird. Für den Fall, daß

Zinnbronze, Kupfer-Nickel-Legierungen mit z. B. sich an den Filterkörpern 3 Schmutzkrusten aus

70°/o Kupfer und 30°/» Nickel. Schwebeteilchen ansetzen sollten, ist die Möglichkeit

Das Benetzen der Filterkörper mit Wasser einer- der Rückspülung durch den Stutzen 7 gegeben, der an

seits und öl andererseits kann vorteilhafterweise im so den Raum 5 angeschlossen ist.

Vakuum durchgeführt werden, obwohl dies nicht Um die Viskosität des im Wasser enthaltenen Öles

unbedingt erforderlich ist. Wesentlich ist in jedem herabzusetzen, kann die Flüssigkeit vorgewärmt in

Falle nur, daß die Filterkörper jeweils völlig mit den Filterkessel gebracht werden. Es ist aber auch

dem Mittel getränkt werden, das sie durchlassen möglich, in der Nähe des ölabflusses 8 eine Heizung,

sollen. Das andere Mittel dringt in den Filterkörper 25 vorzusehen, beispielsweise in der Form eines Tauch-

nicht ein und wird von ihm abgewiesen, sofern dafür sieders, einer Dampfschlange oder einer Induktions-

gesorgt wird, daß die Benetzung nicht unterbrochen heizeinrichtung,

wird. Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist in den

In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausfüh- Filterkessel 1 ein Gefäß 16 eingebaut, das mit der

rungsformen der Vorrichtung beispielsweise und 3° Innenwand des Filterkessels 1 einen Mantelraum 17

schematisch in senkrechten Längsschnitten dargestellt. bildet. Die Filterkörper 3, die in diesem Beispiel

Nach Abb. 1 ist ein zylindrischer Filterkessel 1 Hohlzylinder sind, ragen von unten her in den Raum

vorgesehen, der einen Zulaufstutzen 2 für die zu hinein, der vom Innengefäß 16 gebildet wird. Sie sind

reinigende Flüssigkeit, die porös gesinterten Metall- dichtend an den Raum 5 angeschlossen, der mit einem

filterkörper 3, einen mit dem Raum 5 verbundenen 35 Ablaufstutzen 6 verseihen ist.

Abflußstutzen 6 und einen ölablaß 8 aufweist. Es sind In das Innengefäß 16 ist der Schmutzwassereinlaß

zwei solcher Filterkörper 3 dargestellt; es können aber 18 so eingeführt, daß er gegenüber dem Mantelraum

selbstverständlich je nach den gegebenen Verhältnissen 17 wie ein Injektor wirkt.

mehr oder weniger solcher Körper vorgesehen sein. Das Innengefäß 16 hat eine zentrale obere öffnung

Es handelt sich um Hohlkörper mit porösen Wänden, 40 19, die mit einer waagerechten Blende 20 abgedeckt

und an Stelle der konischen Hohlkörper könnten auch ist. Oberhalb der Blende 20 ist eine Siebplatte 21

zylindrische Körper wie auch Körper anderer Gestalt waagerecht angeordnet, die mit verhältnismäßig

benutzt werden. groben Maschen versehen ist. Dieses Sieb dient dazu,

Die Filterkörper 3 sind über Anschlußmanschetten 4 die Flüssigkeit zu beruhigen, ehe sie in den Raum 22

dicht an den Raum 5 angeschlossen. An dem Raum 5 45 unterhalb des ölauslasses 8 eintritt. Der ölauslaß 8

ist außerdem ein Stutzen 7 angebracht, durch den ist entsprechend der Ausführungsform nach Abb. 1

Druckwasser zugeleitet werden kann, um die Filter- mit einem porös gesinterten Metallfilter 9 abgedeckt,

körper 3 in bekannter Weise rückzuspülen. Außerdem ist ein Ablaß 24 ohne Metallfilter vor-

Der ölauslaß 8 ist durch einen porös gesinterten gesehen, durch den das öl rasch abgelassen werden

Metallfilterkörper 9 abgedeckt. Unterhalb des ölaus- 50 kann.

lasses 8 befindet sich noch ein Schauglas 10, das der Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist

Beobachtung des Trennspiegels Wasser—öl dient. derart, daß das vorzugsweise tangential bei 18 in das

Der eigentliche Filterraum 1 ist am unteren Ende Innengefäß 16 eingeführte Schmutzwasser an die durch einen dachartigen Boden 11 abgeschlossen, der Filterkörper 3 herangebracht wird, durch die es abin der Nähe der Filterkesselwandung mit Durch- 55 läuft. Es ergibt siöh aber auch bereits an dieser Stelle lassen 12 versehen ist. Dadurch entsteht ein durch die eine Trennung von öl und Wasser infolge der Unteröffnungen 12 zugänglicher Sohlammraum 13, der mit schiede in den Wichten. Das öl reichert sich im einem Schlammauslaß 14 und einem Stutzen 15 für Bereich der Achse des Filterkessels an, und Schmutzdie Zufuhr eines Druckmittels versehen ist. teilchen (Schwebeteilchen) werden an die Wand des

Das zu entölende Wasser, beispielsweise Bilgen- 60 Gefäßes 16 geschleudert. Sie rutschen von dort in den

wasser, wird durch den Stutzen 2, insbesondere in Schlammraum 22 ab, aus dem der Schlamm bei 23

bekannter Weise tangential dem Kessel 1 zugeführt. abgezogen werden kann.

Das Wasser strömt durch die Filterkörper 3, die Beim Aufsteigen des Öles, das noch verhältnismäßig zuvor für öl abweisend gemacht worden sind, und beträchtliche Mengen Wasser enthält, wird es durch gelangt über den Raum 5 und durch den Stutzen 6 ins 65 die Blende 20 über den gesamten Filterkesselquer-Freie. Das an den Filterkörpern 3 abgewiesene öl schnitt verteilt und in seiner Bewegungsgeschwindigwird durch den ständigen Zufluß von ungereinigtem keit verlangsamt. Das öl kann daher durch die Sieb-Wasser abgeführt, steigt auf und setzt sich schließlich platte 21 aufsteigen, sich infolge der Wirkung dieser auf dem Flüssigkeitsspiegel vor dem Filter 9 ab, Siebplatte im Raum 22 beruhigt absetzen und schließdurch das es über den Stutzen 8 in einen Sammel- 7° lieh über den Auslaß 8 abfließen.

Das Wasser aus dem Bereich unterhalb der Siebplatte 21, das noch ölhaltig ist, wird infolge der Injektorwirkung des Schmutzwassereinlasses 18 in den Mantelraum gezogen und wiederum dem Innengefäß 16 zugeführt. Es wird somit praktisch ein mehrfacher Umlauf bzw. eine mehrfache Reinigung der Flüssigkeit erzielt.

Zur leichteren Reinigung des Aggregates kann die praktische Ausführungsform beispielsweise vorsehen, daß das Innengefäß 16 an einer zentralen Säule aufgehängt ist und an seinem unteren Rand mit einer Dichtungstasse zusammenwirkt, durch die auch der Einlaß 18 geführt ist. An dieser Säule wird gleichzeitig die Siebplatte 21 befestigt. Alle Teile sind nach Abheben des Filterkesseldeckels zugänglich und können nach Lösen der Verschraubung an der Mittelsäule abgenommen werden. Die Filterkörper 3 können mit Hilfe von Flügelschrauben und einem zentralen Bolzen dichtend auf die Kammer 5 aufgesetzt werden.

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten unterschiedlicher Oberflächenspannung, insbesondere von öl oder ölähnlichen Flüssigkeiten und Wasser, unter Verwendung porös gesinterter Metallfilterkörper, die für ein Medium abweisend

gemacht sind, vornehmlich für Zwecke der Bilgenwasserreinigung und entsprechender stationärer Anlagen an Land, gekennzeichnet durch einen Filterkessel (1) mit in diesen hineinragenden porös gesinterten Metallfilterkörpern (3), vorzugsweise hohlkonischer Form, für den Abfluß des Wassers und einem am oberen Ende des Kessels höher als diese angebrachten, durch einen porös gesinterten Metallfilterkörper (9) abgedeckten Auslaß für das öl oder die ölähnliche Flüssigkeit und einem Schlammraum (13, 22).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in den Filterkessel zur Bildung eines ringförmigen Mantelraumes eingebautes Innengefäß (16) mit zentraler öffnung (19) und einer waagerechten Blende (20), in das die Metallfilterkörper von unten hineinragen, und einen in das Innengefäß führenden Sdhmutzwassereinlaß (18) mit einer Injektorwirkung gegenüber dem Mantelraum.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine waagerechte Siebplatte (21) mit verhältnismäßig groben Maschen unterhalb des ölauslasses.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 400 883, 709 089.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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