DE1519833A1 - Mehrstufiger Fluessig-Fluessig-Extraktor - Google Patents

Description

Mehrstufiger ?lÜssig-Plü3aig-35x+.raktor

Ea ist bekannt, zur Plü3oigkeitstrennung von Stoffen die sogenannte Flüssig-'Plüssig-Ex fraktion anzuwenden, wobei die in einer. Flüssigkeit gelöste Substanz durch ein veitores Lösungsmittel von höheren Lösungavermögen, das mit doia ersten nur begrenzt mischbar ist, extrahiert wird. Unter den zahlreichen Verfahren haben sich solche, die nach dom Gegenstromprinzip arbeiten, bewährt, weil sie eine selionende und intensive Stofftrennung bewirken» Der Austausch zv/ischen äen beiden Phasen erfolgt beispielsweise durch schubweisea oder kontinuierliches Fortbewegen des einen oder des anderen Lösungsmittels. Pur die Flüosig-tflüssig-Extralction werden sowohl liegende als auch etehende Extraktoren verwendet, die gewöhnlich in mehrstufige ir Form konstruiert Bind. In äen einzelnen Stufen werden die beiden Phasen mit beiGpielsweise Rührern oder Hischern in innige Berührung gebracht und anschließend in Srennotufen getrennt. Dc. der maehaniache 2remieffekt beider Phasen vom ilengenverhältnio derselben abhängt und daa für die mechaniüche Trennunc; optinala Keiigsnverhältaifj oft nicht mit dem ve-rfahrentechnischon für die Extraktion optimalen zusammenfallt, wird häufig eine der beiden. Flüssigkeiten, moiet die leichte Phase, in ^eder Stufe im Kreislauf geführt, um das PhasenveriiältniB in den einzelnen Stufen unabhängig von dem im Gosamtverfahreii. einstsllou au

können. Ba ist auoh ein Verfahren bokazmtf b«i äma. ^«de -ßptf ο aus einer Hischkammer^ Mischpumpe und ein«? völlig gerillten

und wob«i die tine ?lüaoigJc€it la durcii β O 9 8 1 1 / 1Λ %1

alle Stufen geht* während die andere auf ihrem Weg durch die Extraktionsstufen zxm Toil In Kreislaufon in jeder Stufο zurückgeführt wird, wobei aus der Trennfläche awiecho/¹, den beiden Flüssigkeiten der völlig gefüllten, in ihrem oberen als auch in ihrem unteren Teil mit der Trennkammer verbundenen Mischkammer mehr als die in den Extraktor eingesetzten Flüssigkeitsmengen aosaugt, gemischt und la. öl© völlig gefüllt© nachfolgende frennkammer gefördert werden.

Zur Durchführung des Verfahrens ist beispielsweise ein mehrstufiger Extraktor beschrieben worden, dessen Extraktionsstufen mit Mischpumpen und voneinander getrennten Misch- imd Scheidekammern ausgestattet waren, wobei der untere feil der Mischkammer mit dem unteren Teil der Scheide* kammer der nächste»-Stufe, der obere feil der Mischkammer mit dem oberen feil der Scheidekamiser der nächsten Stufe vorbunden iot. Hierdurch wird erreicht, daß bei vernachlässigbar kleinen Widerständen in den Verbindungswegen der Trennapiegel in der Mischkammer nach dem Gesets der lconmuui-

co Riörenden Röhren den frennspiegsl in der Scheidekammer der ο

-JjJ nächsten Stufe bestimmt.

-" Pi© feakssiitisE IConatruktionen haben den Sachteil., Saß bei

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^u> großta' Borobeätzen die PlüftsiÄk9it0atrös&»» insbee&nder» di· der achwtre. ι Pfeaee^ in den Hi30iil£««£ia8rn ainai; so noh«n

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Widerstand finden, daß sich die iPrennfläcban in dan entsprechenden Scheidekammern wesentlich höher einstellen als nach dem (resets der kommunizierenden Höhren zu erwarten ist.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Extraktoren ist, daö die Höhe der Trennflächen in der Mischkammer durch die Höhe der Ansaugstutzen für die Kreislaufpumpen bestimmt ist und damit In engen Grenzen festliegt*

Die Böden der Eitraktoren wurden bisher vorzugsweise in ebener Form ausgeführt» Abgesehen davon, daß sich Unebenheiten in den Buden« beispielsweise hervorgerufen durch Schweißspannungen, nicht ganz vermeiden lassen, hat dies« Form den Nachteil, daß insbesondere bei großen Apparaturen die Böden mehrfach unterstützt sein müssen» Diese üo-terstützung mit fragern ist jedoch unvorteilhaft, weil dl· Träger die Strömung der Flüssigkeit ungünstig beeinflussen« Zweckder Erfindung ist,

T- diese Nachteile zu beseitigen·

co .

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co Sie Erfindung beschreibt einen mehrstufigen PlÜBaig-Plüsaig-

^V Extrakt or mit Kreisläufen der leichten Phase in jeder Stuft,

^ In dem dit Höh· 4#r frennfläche in den Mlschkasuaera auf ω den Stand der Trennfläoh· in der Scheidekaiamer amr in Strttsiunij;erichtung der schweren Phase vorhergehenden Stufe nach

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dem Gesetz der kommunizierenden Höhren übertragen wird, wobei die äußeren Wände der Steigschächte für die leichte Phase die Außenwände des Extraktors bilden und die Innenwände so ausgebildet werden, daß der Abstand von der Srennechürze von außen nach innen annähernd linear ansteigt·

Nach einer V/eiterbildung der Erfindung erfolgt der Übertritt der leichten Phase von einer Stufe in die nächste durch öffnungen, die in aufeinanderfolgenden Stufen spiegelbildlich versetzt angeordnet sind.

Gemäß der Erfindung können die Trennschicht en in der Mischkammer durch verstellbare Wehre oder Schlitze in ihrer Höhe verändert werden. .

Hach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben dia Zwischenböden zwischen den einzelnen Stufen die JOOrat eines flachen, mit der Spitze nach oben gerichteten Segels.

^ Di« erfindungagemäße Ausbildung der Steigschächte, derge-(o stalt,- daß deren äußere ■ \vönde für die leichte Phase die

-*' Außenwände des Extraktors bilden und die Innenwände bo ^ ausgebildet werden, daß der Abotand von der Trennschürze ^ von eußen linear ansteigt, hat den Vorteil, daß dem Strömen

sowohl der leichten ala auch der-schweren-Phase ein nur - BAD ORIGINAL

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sehr geringer Widerstand- entgegengesetzt wird, der in beiden Phasen annähernd gleich, ist, weil baide Blasen der Mischkammer annähernd gleich schnell strömen.

Durch die weitere erfindungsgemäße Maßnahme, die Höhe.-der Jrennflache in den Mischkamniem durch verstellbare \iehro" oler Sehlitze zu verändern und damit nicht mehr von der Höhe der Ansaugstutzen für die Kreislaufpumpe)! abhängig zu sein, v/ird konstruktiv ein größerer Spielraum geboten, als es-bisher tiür: lieh, war«

Die erfindungsgemäß flache, konische Gestaltung der Zwischenboden -mit nach oben gerichteten Spitzen ist nicht nur Btrömungstechniseb. yo» Vorteil, sondern es hat sich überraschend gezeigt, daß die Abscheidung gegenüber den bisher verwendeten ebenen Böden wesentlich, verbessert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion aus isid ist besondere geeignet für großen Burchsata ©it Stufenkreislauf der leichten Phase. Im falle* eines Verfahrens, das mit lösungsmittel als

_x schwere Phase arbeitet» ergibt sich sudaa eine.erhebliche Ersparnis an Lösungsmittel und damit ein wirtschaftlicher Vorteil, .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und ihre Arbeitsweise uci strJiand der Abbildungen 1 Hs 6 beispielsweise näher

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Abb· 1 stellt drei verschiedene senkrechte Schnitte» Abb. 2 swei verschiedene GTundriaso» . Abb, 3 zviöi verschiedene senkrechte Schnitte mittlerer

Stufen eines Extractor» dar.
Abb. 4» 5 und 6 seigen ochematiseh die Mittel sur Inderimg

der Höhe der 3?rennf lachen in den Kisehkamaern,

Si© Lage der Schnitt» der Abb. 1 und 3 ist in Abb· 2, die Lage der Grundrisse in Abb. 2 ist in Abb. 1_t sämtliche mit korreepondierenden lateinischen Majuskeln» dargestellt.

Der Extraktor besteht im wesentlichen aus einer Anzahl von Mischlcaioiaern K, ebenso vielen Mischpumpen P und Scheidekammern S. Alle Stufen sind übereinander angeordnet xmd durch leicht konische Böden F voneinander getrennt· Alle Scheidekamsjern S. stehen übereinander, ebenso RlIo Kischkaiamem. M. 33i$ Mischkammer-H- (a. B. M_n) steht neben und in gleicher Höhe der Seheidekaiamer (S_n+-J) der nächsten (d&r-ta 'ler-StrömungsrichtuEig ier leichten Phase folgenden) Stufe. Hischkämmsrn M und Scheidekaisunern S sind voneinander durch Schür- ^ sen T getrennt. Dia Schürzen.! haben oben und unten bestimmte -* Abstände von den konischen Böden 2¹ der Stuf en und gestatten -* bier den Durchtritt der leichten und schweren Phase, in

i^ ihren Beckblechen befinden sich öffnungen O für den Durchtritt der leicht*η Phsae von ein©r Stufe in die folgende, die in aufeinanderfolgenden Stufen Bpiegalbdldlich

BADORIGtNAU

ά. Iu einmal links und einmal rechts der Ansaugstutzen der Mischpumpen P, angeordnet sind.

Der Strömungsverlauf in den mittleren Stufen eines vielstufigen Extrakto rs ist der folgendes

Die leichte Phase läuft von unten nach oben, die schwere von oben nach unten. Die schwere Phase läuft a. B. von der ScheidekEmmer S₊- under der Schürze 3L-. hindurch in die Mischkammer M_n, wird zusammen mit leichter Phase von der Mischpumps P_n angesaugt, gemischt und durch den Yerzögerimgskonus R_n in die Scheidekaniaer S_n gedrückt, trennt sich hier von der leichten Phase und verläßt die Stufe η unter der Schürze 3?_n hindurch in die Mischkammer H_11--J. Die schwere Phase durchläuft die Stufe η in direktem Durchgang.

Die leicht« Phase au3 der Scheidekammer S_n-1 steigt durch die Schächte C, -, durch die Öffnung 0„ _Λ und durch einen

der Schächte G„ in die Mischkammer M_, mischt sich nier mit η -η*

der leichten Phase des Kreislaufos, der aus der Scheide*

kammer S^ durch beide Schächte C„ in die Mischkammer H η . 2i η

aufsteigt« Die Stcigach-ilchte C oind -au "beiden leiten der Ansaugstutzen der Umwälzpumpe P angeordnet. Die Puape P saugt Leide Phasen an, miacht sie und drückt sie iß die

5.... Hier trennsn eich die Phasen. Die leichte

steigt"durch die Schächte C teils als Kreislauf in üio M_n>- teils als üborlorf durch diο Öffnung 0 und

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der Solifiehte O_n^ in die MlacHkeiM»r H₅₁₊₁ · Dia lei chi:· läuft 3« feil in Kreislauf₉ der attar immer auf ein* einzige Stuia beeehrSnkt 1st m& in keine» fall eu einer'

(bMlc aiming) führt,.

der Stäben 1 wird torea geeignete Mittel» β» !# duroli Elappsa S₉" @© g9X9£$lt» /daft d«r Sinsate in di« SeheidejcanBMixa S -di# gewüneelit· 2uBsauaeas«t8UBg aa leichter imü. ntihw&mw Phase iist» Bifees Smeai^asagiistaim^ wiri im to elttgtetttUt»' dafl iie fli&.§©atif©imiMg optimal wird. Si® itaop* aui mhv als die Stimme dor la. die Stufe eintretenden Menge ea β ebnerer und !eiöht®*' Shase iSrdexne Me Hange dss? el-s-Stufeakreielsuf geforstete» Iüi@Mes Pli&ae ist-dl« Mff erana swieehen der Förderleiattsag äsr Paap® und der Stara« des in die betreffeaäe Stuf® ©tatiw£©s&®a M«saeen aa laicht er

33mreh dl® Wafel geeigneter

weis® O«1'bia 0»2''^/ete) in den ffteigaebäehräea-Q. uad ia den f»iefö Sureli-trltteSffnungen $wi©elien des obsrsa föiden der

JEJ tfteigsoh&ehte 0 und d©n Decken der BeMrsen f wird erreicht».

Öd dal _t1 swells v©s.beiden SteigsGhäshtenΌ sm i@a Ansaugstutsen

p^ P g®id©3%tete StrHatimgen hen"@oli®n» die

iaü leieht® ?äi,5©₉ dis τοη d#r^v nächst .unteren

,. an -dem Anaaugetutstn einer Mißohpwjcps vorbei aur ni@h»ten Stuf« gelabt» ^Ms ea AMstaud?ii in der Stufe tellgen©mmta sia fcabn· BADOBlGlNAi.

Ea ist im Wesen einer Extraktion begründet , daß di· Wichten beide? Phasen sieh im Lauf β der Extraktion ändern· Der Srennspiegel in der Seheidekammer S_n einer Stufe stellt sieh nach dem iürennspiegel in der Mischkammer ^^ der in StrSmungsrichtung der schweren Phase folgenden Stufe nach dem ÜQBQtz' der kommunizierenden Röhren ein« Hierbei ist in beiden Kammern die gleiche schwere Phase vorhanden» während die.leichte Phase in der Mischkammer H_ « eine andere Wichte als in der Seheidekammer S_n hat. Da der lieg Über die bisher verwendeten Steigrohre verhältnismäßig lang war und die Wichten der in den Steigrohren enthaltenen Flüssigkeit verschieden waren, änderten sich die Höhen der Srexmapiegel in den Bheidekammern entsprechend. Bei der neuen Anordnung mischt sieh die leichte Phase der Mischkammer» mit der leichten Phase aus den Scheidekammern unmittelbar über den Schürzen I, so daß die wirksamen Säulen mit verschiedener Wichte der leichten Phase wesentlich kürzer sind und deswegen die Änderung der Srennspiegel in άβη Scheidekammern unbedeutend wird«

Die Änderung der Höhe der Üirennflächen in den Mischkammer*! wird durch folgende Kittel erreichtt

Tor den Ansaugstutzen der Hiaohpuiapen P werden Wand« ¥ eingt« sogen, in die in ihrer Höhe verstellbare Öffnungen eingelassen sind« Diese öffnungen können sich in Brehacnl©b«rn D (Abb» 4)» in Jalousien J (Abb. 5) odor ähnlichem hafihden« Statt der durchgehenden Wand· können auch in ihrer Höhe verstellbare

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BADORIGlNAt

etwa klappbare' Wehre. Q angeordnet werden, (Abb.· 6)· Die An-

der Meenpumpen Έ lönnsn dami in ihrer Höhe

den BÖd@n der Hischkammem und den Deoken

Söhtteea, f angeordnet w@ti@B<. Die Anordnung in der Sähe Böäen Mat sich "bigsonders bewährt·

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Claims (1)

Psttsntanaprüche

1. M ehrettiflgBx fiileeig-fXüsalg-JSxtr&ktor alt Kreisläufen der leicliten Bias» in Jeder Stuf*» in dem dis Höhe der Trennfläche Iu den .Kisehkaamem auf den Stand der $rennfläche in dor göheidekammer der in StrSimxngsrielrtung der schweren Phase vorhergehenden Stuf» nach dem Seeets dar koamuiisierenden Rühren übertragen %drd₉ d&dureh, ^ekeniiaelcbnet., äafi die äuSeren Wände der Stslgsctmchte (G) für Sie leichte Ehas« die AuSenwänd» des Extrakt ο ra tm& dl® ^nenwinde (IW) so geforat sind, daß ihr Abstand der suerst kreie'bogeafönaigen, sieh in da» Innere des Bxtraktors «riitreekiiiden Srennechürse (T) το* Eztraktorrand su.? Esttraktorhin annähernd lineftr Simia»t·

2* Vorrichtung nach ,Anspruch 1, dadurch ffekennssiebnet» dafl der Übertritt der leichten fhase τοη einer Stufe in die nächste durch Öffnungen erfolgt« die In aufeinanderfolgenden Stufen spiegelbildlichTtrsetst angeordnet sind.

3· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2» dadurch.^^kennaeichnet.» daß die trennschicht in der Mischkammer durch verstellbare Wehre oder Schlitze in Ihrer Höhe verändert wird«

4« Torrichtimg nach den Ansprüchen 1 bii 3» daduroh daS die SwiBchenbüdon «wischen den einseinen Stufen in ?orm eines flachen, feit der Spitze nach oben gerichteten Segels

haben· : ■ · ■.,·■■

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Neue Untsrlagen iAit ? 11 Ab·. 2 Nr. 1 8a« 3 des Xndertjw^|«#. * 4. β, ίOS^

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