DE1137716B - Vorrichtung zur kontinuierlichen Gegenstrombehandlung von schuettbaren Feststoffen mit Fluessigkeiten - Google Patents

Description

INTERNAT. KL. BOIj

DEUTSCHES

PATENTAMT

I17211IVa/12g

ANMELDETAG: 11. NOVEMBER 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 11. OKTOBER 1962

Bei der Auslaugung, der Wäsche oder der Anfärbung von Feststoffen, bei Ionenaustausch- oder Absorptionsverfahren besteht der physikalische Vorgang immer in einem Stoffübergang zwischen einer festen und einer flüssigen Phase. Prinzipiell müssen zur Erzielung eines Stoff überganges die beiden Phasen während einiger Zeit in Berührung gebracht werden. Das einfachste diesem Zweck dienende Verfahren ist diskontinuierlich und bereitet keine technischen Schwierigkeiten. Für einen wirtschaftlichen Betrieb ist jedoch eine kontinuierliche Arbeitsweise besser geeignet. Je nach Umständen kann dabei das Gleichstrom- oder das Gegenstromprinzip bevorzugt werden. Bei der Auslaugung von Feststoffen z. B., vor allem wenn einerseits die ausgelaugten Feststoffe und andererseits die extrahierten Produkte gewonnen werden sollen, ist das Gegenstromverfahren vorteilhafter, weil am Ende der Behandlung die schon größtenteils extrahierten Feststoffe mit frischem Lösungsmittel in Berührung kommen und weil relativ wenig Lösungsmittel gebraucht wird, so daß eine konzentrierte Lösung von ausgelaugtem Produkt erhalten wird, zu deren Aufarbeitung keine allzu großen Energiemengen erforderlich sind. Es sind verschiedene Verfahren für eine solche kontinuierliche Gegenstrombehandlung von Feststoffen mit Flüssigkeiten bekannt. Nach der deutschen Patentschrift 961 618 z. B. wird das zu extrahierende Gut durch eine paternosteraufzugähnliche Vorrichtung auf siebartigen Schaufeln durch einen U-förmigen Behandlungsschacht geführt. Das auf den Schaufeln aufgehäufte Extraktionsgut bildet gegen die Kanalwände eine selbständige Abdichtung, so daß das Lösungsmittel nicht ungenutzt zwischen den Förderelementen und den Schachtwänden hindurchfließen kann. Nach anderen Verfahren kann, eine eventuelle Rühr- oder Verteilungsvorrichtung ausgenommen, auf störungsanfällige, mechanisch bewegte Teile, welche empfindliches Gut, wie z. B. Ionenaustauscher, beschädigen können, im Behandlungsraum verzichtet werden, wenn in einem senkrechten Schacht die Feststoffe durch Gravitation von oben nach unten und die spezifisch leichteren Flüssigkeiten von unten nach oben wandern. In bezug auf den Behandlungseffekt können mit solchen Anlagen ideale Verhältnisse erreicht werden, da das Gegen-Stromprinzip in jedem Teil der Anlage streng eingehalten wird und es bei richtiger Arbeitsweise möglich ist, Querströmungen fast vollständig zu unterdrücken. In der deutschen Auslegeschrift 1019 643 ist ein nach dieser Methode durchgeführtes kontinuierliches Gegenstromverfahren beschrieben. Aber auch dieser Erfindung haftet noch der wesentliche Vorrichtung zur kontinuierlichen

Gegenstrombehandlung von schüttbaren

Feststoffen mit Flüssigkeiten

Anmelder:

Inventa A. G. für Forschung

und Patentverwertung,

Luzern (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. A. von Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald

und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,

Köln 1, Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 11. Dezember 1958 (Nr. 67 175)

Walter Zehnder, Ems (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Nachteil an, daß der Feststoff am unteren Ende der vertikalen Behandlungskolonne ausgetragen werden muß; dies bedingt flüssigkeitsdichte Abschlußorgane. Als solche kommen praktisch nur Zellenräder oder geeignete Förderschnecken in Frage. Durch besondere Konstruktion muß verhindert werden, daß Luft von unten in die Kolonne eindringen kann, weil aufsteigende Gasblasen den Wirkungsgrad der Kolonne stark herabsetzen.

Die Beschädigung des Feststoffes durch so gut wie möglich flüssigkeits- und gasdicht gebaute Zellenräder oder Förderschnecken ist kaum zu vermeiden. Bei Störungen muß ■ die Austragsvorrichtung ausgebaut und die Kolonne entleert bzw. ein dichtes Abschlußorgan vorgeschaltet werden.

Ferner ist schon bekannt, Feststoffe zusammen mit Behandlungsflüssigkeit aus dem unteren Teil einer Kolonne ausfließen zu lassen und die ausgeflossene Menge durch einen auf die ausfließende Masse wirkenden Gegendruck einer Hilfsflüssigkeit zu regulieren. Dieses Verfahren bedingt nicht nur komplizierte technische Vorrichtungen zur Führung und Regelung des Hilfskreislaufes bzw. des Druckes der Hilfsflüssigkeit, sondern weist den weiteren Nachteil auf, daß die

209 660/267

ausgetragene, in der Behandlungsflüssigkeit aufgeschlämmte Substanz mit einer weiteren Flüssigkeitsmenge verdünnt wird und damit die nachträgliche Trennung von Flüssigkeit und Feststoffen erschwert wird.

Es wurde nun gefunden, daß alle diese Nachteile vermieden werden können, wenn die Austragung des ausgelaugten Feststoffes nicht mechanisch, sondern hydrodynamisch durchgeführt wird.

Bei einer Kolonne, an deren oberem Ende eine Einfülleinrichtung und an deren unterem Ende ein Rohr zum Abführen der behandelten Feststoffe angeordnet ist und die am unteren Ende unmittelbar vor dem Beginn des Abführrohres für die Feststoffe mit einer aus einer Leitung und Pumpe bestehenden Einrichtung zum Zuführen und oben mit einer Einrichtung zum Abführen von Flüssigkeit versehen ist, weist die Einrichtung zum Abführen der Flüssigkeit erfindungsgemäß eine geringere Durchflußleistung auf als die Einrichtung zum Zuführen der Behandlungsflüssigkeit. Die Wirkungsweise der Vorrichtung soll an Hand einer Figur erklärt werden. Durch das Füllrohr 1 wird das Festgut in den Behandlungsraum 2 geführt, den es in seiner lichten Weite vollständig ausfüllt und durch den es nach unten rutscht. Durch den Ringkanal 5 wird Behandlungsflüssigkeit, gefördert durch die Pumpe 3 und zugeleitet durch die Rohrleitung 4, am unteren Ende in die Kolonne eingespritzt und steigt durch das Festgut nach oben. Sie verläßt die Kolonne durch den oberen Ringkanal 16 und wird über die Rohrleitung 6 von der Dosierpumpe?, die eine geringere Förderleistung aufweist als die Pumpe 3, abgenommen.

Ein Teilstrom aus dem Ringkanal 5, der mengenmäßig der Differenz zwischen den Förderleistungen der Pumpen 3 und 7 entspricht und daher beliebig variiert werden kann, erfaßt bei 8 das fertigbehandelte Festgut und fördert es durch die Leitung 9. Die Leitung 9 ist bei 10 siebartig gelocht, so daß die Förderflüssigkeit austreten kann. Sie sammelt sich im zylinderförmigen Gefäß 13 und wird über die Leitung 14 wieder der Pumpe 3 zugeführt. Das von der Flüssigkeit befreite Festgut wird: durch die Schnecke 11 bis zum Ableitrohr 12 gefördert, durch welches es zu einer nächsten Arbeitsstufe gelangt. Wenn das Festgut bis auf die Höhe des oberen Endes der Kolonne 2 hinaus oder höher gefördert werden soll, ist der Einbau einer flüssigkeitsdichten Eintragungsvorrichtung 15, z. B. eines Zellenrades, vorteilhaft.

Die Trennung von Feststoff und Flüssigkeit kann selbstverständlich auch anders als mit Siebrohr und Schnecke erfolgen. So kann z. B. das Zweiphasengemisch auf ein gelochtes Transportband oder auf einen geneigten Siebkanal geleitet werden. Eine sehr gute Trennung von Flüssigkeit und Feststoff ist ferner durch eine übliche Schubzentrifuge erreichbar. Die Dosierpumpe 7 kann, z. B. wenn die durch die Rohrleitung 6 abgeführte Behandlungsflüssigkeit keiner weiteren Arbeitsstufe zugeführt werden soll, durch ein regulierbares Ventil ersetzt werden, wobei der Durchfluß durch dieses Ventil natürlich so geregelt wird, daß er geringer ist als das Pumpvolumen der Zuführpumpe 3.

Ferner ist es möglich, die Behandlungsflüssigkeit auf verschiedenen Stufen der Kolonne, z. B. durch die Rohrleitungen 22 und 23 und die zugehörigen Ventile und 25, abzuziehen. Die Kolonne ist an diesen Zwischenentnahmestellen zweckmäßig trichterförmig eingeengt, so daß in den Trichterhohlräumen 20 und feststofffreie Flüssigkeit vorhanden ist. Bei Extraktionen z. B. können so konzentrierte Lösungen aus dem oberen Teil und verdünnte Lösungen aus dem unteren Teil der Kolonne erhalten und aufgearbeitet werden.

Eine bei Kolonnen zur kontinuierlichen Gegenstrombehandlung schüttbarer Feststoffe mit Flüssigkeiten an sich bekannte Heiz- oder Kühleinrichtung, z. B. bestehend aus dem Mantel 17, der Dampf- bzw. Wasserzuleitung 18 und der Ableitung 19, erlaubt es, die Behandlungstemperatur gegebenen Umständen anzupassen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Gegenstrombehandlung schüttbarer Feststoffe mit spezifisch leichteren Flüssigkeiten in einer Kolonne, an deren oberem Ende eine Einfülleinrichtung und an deren unterem Ende ein Rohr zum Abführen der behandelten Feststoffe angeordnet ist und die am unteren Ende unmittelbar vor dem Beginn des Abführrohfes für die Feststoffe mit einer Leitung mit Pumpe zum Zuführen und oben mit einer Einrichtung zum Abführen von Flüssigkeit versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6, 7) zum Abführen der Flüssigkeit eine geringere Durchflußleistung aufweist als die Pumpe (3) zum Zuführen der Behandlungsflüssigkeit.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoffabfuhrrohr (9) zu einer Einrichtung (10,11,13) zur Abtrennung der Feststoffe von der Transportflüssigkeit führt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme der von den Feststoffen abgetrennten Transportflüssigkeit dienende Behälter (13) durch eine Leitung (14) mit der Zufuhrpumpe (3) für die Gesamtflüssigkeit verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolonne mit Mitteln versehen ist, die erlauben, eine bestimmte Arbeitstemperatur einzuhalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Kolonne eine regulierbare Abfuhreinrichtung (7) für die Behandlungsflüssigkeit vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolonne mit mindestens einer regulierbaren Zwischenentnahmeeinrichtung (22/24 bzw. 23/25) für die Behandlungsflüssigkeit versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 835 296;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1019 643;
USA.-Patentschrift Nr. 2 572 848.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 660/267 10.62