DE1557093A1 - Fluessigkeit-Fluessigkeit-Kontaktor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkeit - Flüssigkeit-Kontaktoren vom Mischer-Absetzer-Typ.

Viele Mischer-Absetzer sind in der Literatur beschrieben. In der Regel wird eine Anzahl von Mischer-Absetzer-Einheiten, von denen jede aus einem Mischergefäss und einem Absetzergefäss besteht, in Serie in einer Gegenstrom-Vielstufenbauweise zu einer Mischer-Absetzer-Batterie verbunden, durch die sich die in Kontakt zu bringenden Flüssigkeiten im Gegenatrom bewegen«

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Die verschiedenen Mischer-Absetzer können entsprechend der Art und Weise, auf die die Flüssigkeitsströmung duroh die Vorrichtung erzeugt wird« in drei Typen eingeteilt werden. Bei dem einen Typ, der im allgemeinen als Gravitations-Strömungstyp bezeichnet wird« folgt die Antriebskraft für die Flüssigkeitsströmung aus der Druckhöhe zwischen dem Einlass und dem Auslass. Damit eine derartige Anlage gut arbeitet« müssen die hydraulischen Verbindungen zwischen den Gefässen ausreichend gross sein, um den Strömungswiderstand minimal zu machen. Durch Erhöhung der Querschnittsfläche der Öffnungen zwischen den Gefässen wird jedoch die Gefahr der RÜekraischung in gleichem Masse erhöht. Somit begegnet man bei der Gestaltung eines Mischer-Absetzers vom Gravitationsströmungstyp zwei nicht zu vereinbarenden Bedingungen, nämlich einerseits der Bedingung, die Querschnittsfläche der Öffnungen zwischen den Gefässen zur Verringerung des Strömungswiderstandes zu erhöhen und andererseits der Bedingung, denselben Querschnitt zur Verringerung der Hüekmischung zu verkleinern. Diese nicht zu vereinbarenden Bedingungen setzen der Gestaltung derartiger Vorrichtungen ernste Grenzen,

Bei einem weiteren bekannten Typ von Mischer-Absetzern wird die Flüssigkeitsströmung durch Pumpen zwischen den Stufen erzeugt. Die Pumpeinrichtung zwischen den Stufen macht die Vorrichtung ,jedoch kompliziert und umfangreich. Ausserdera bringt die Verwendung mechanischer Pumpen für diesen Zweck den Nachteil zu-

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sätzlicher bewegter Teile mit sich, wodurch der Energieverbrauch und die Wartungskosten erhöht werden. Zur Überwindung dieses Nachteils wurde vorgeschlagen, anstelle der Pumpen zwischen den Stufen einen Druckluftheber zu verwenden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass eine Verflüchtigung der Lösungsmittel hervorgerufen wird, so dass eine Waschung der Luft zum Wiedergewinnen der !lösungsmittel aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Sicherheit erforderlich wird* Die Einführung von Luft kann auch unerwünschte Oxydation hervorrufen.

Bei einem dritten Typ von Misch-Absetzern, der im allgemeinen als der Pump-Mischer-Typ bezeichnet wird« wird das Pumpen mit dem Mischen In dem Mischer verbunden. Hier wurde vorgeschlagen, einen Druckluftheber durch Zufuhr von Luft am Boden jedes Mischers durch eine Düse su verwenden, über der ein senkrechtes Heberrohr angeordnet 1st. Die diesem Verfahren eigenen Nachtelle sind dieselben« die im Zusammenhang mit der Verwendung eines Drucklufthebers flir das Pumpen zwischen den Stufen auftreten. Darüber hinaus kann die Zufuhr von Luft während des Mischens die Bildung feiner Emulsionen verursachen, die schwierig zu trennen sind.

Daher wird das Purap-Mischen bei den meisten Mlsch-Absetzern des Pump-Misch-Typs mechanisch In der Weise vorgenommen, dass das Flügelradeines jeden Mischergefässes als eine Pumpe zur Förderung der

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Flüssigkeit zu dem benachbarten Absetzergefäss wirkt. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens ist die vollständige Koppelung der Misch- und der Pumpfunktionen. Als Folge davon muss das Mischen dieselbe Orientierung wie das Pumpen haben, und es ist beispielsweise unmöglich, ein aufwärts gerichtetes Pumpen mit einem nach unten gerichteten Schub zum Mischen zu verbinden. Wenn bei einer derartigen Vorrichtung die Ströraungsrate variiert werden soll, muss die Flügelraddrehzahl entsprechend variiert werden. Dies beeinflusst jedoch das Mischen. Daher besteht hier eine direkte Beziehung zwischen dar Strömungsrate und dem Mischen, die in vielen Fällen von sehr geringem Wirkungsgrad ist, da es zum wirtschaftlichen Betrieb erforderlich sein kann, die Strö*- mungsrate zu erhöhen und gleichzeitig die Mischintensität zu erniedrigen oder umgekehrt.

Bei allen drei Typen der bekannten Mischar-Absetzer besteht eine direkte hydraulische Verbindung zwischen den Mischer- und den Absetzer-Gefässen. Folglich wird die gemischte flüssige Fhase aus jedem Mischergefäss in die in dem zugeordneten Absetzerbehälter vorhandene Flüssigkeit eingeführt. Dies wiederum erzeugt eine Turbulenz innerhalb des Absetzerbehälters, die der Phasentrennung in diesem Behälter entgegenwirkt, was sich in einer unerwünschten Vergrösserung der trüben dispersen Phase zwischen den klaren oberen und unteren Phasen manifestiert, woraus sich ergibt, dass besondere Massnahmen ergriffen werden müssen, um das

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Einschleppen der einen Phase in die andere zu verhindern. In der Regel bestehen solche Massnahmen in einer Dimensionierung des Absetzerbehälters in der Weise, dass jede Phase stets von ausreichender Tiefe sein wird, um das Einschleppen zu verhindern. .

Der oben erwähnte* der hydraulischen Verbindung zwischen Mischerund Absetzergefässeh anhaftende Nachteil wird von einem Mischer-Absetzer, wie er in Cham, and Process Engineering, Januar und November 19635 tosschrieben ist, vermieden. Dieser Mischer-Absetzer zeichnet sieh durch eine hydraulische Trennung der Mischer· und Absetzergefäss© voneinander aus, so dass die überführung der gemischten flüssigen Phase von jedem Mischer zu dem zugeordneten Abse.t zerbehält er durch Schwerkrafts strömung erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, dass oben auf jedem Mischergefäss ein mit der eigentlichen Mischerkammer über ein Zugrohr in Verbindung stehender Überlaufboden vorgesehen und das Mischer-Pump-Flügelrad so innerhalb des Rohrs angeordnet ist, dass die gemischte Phase auf den Überlaufboden hinaufgezogen wird. Von diesem Überlaufboden wird die gemischte Phase durch freie SchwerkraftStrömung in den zugeordneten Absetzerbehälter geführt, von dem aus die Phasen getrennt abgezogen und ihren entsprechenden Mischern wiederum durch Gravitationsströmung zugeführt/werden. Bei diesem Mischer-Absetzer wird zwar die gewünschte hydraulische Unabhängigkeit von Mischer und Absetzer erreicht, doch bleibt der

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grundlegende Mangel bestehen* dass das gleiche Flügelrad sowohl für das Nischen als auch für das Pumpen verwendet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontaktors vom Miseher-Absetzer-Typ, der frei von den Nachteilen der oben erwähnten Typen ist.

Im folgenden soll der Ausdruck "freier Fluss" die Abgabe von Flüssigkeit aus einem Gefäss in ein anderes durch Schwerkraft ohne hydraulische Verbindung zwischen den Flüssigkeits körpern in den beiden Behältern bedeuten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontaktor vom Mischer-Absetzer-Typ mit einem Mischerbehälter, der einen unteren und einen oberen Abschnitt, die voneinander durch eine horizontale in ihrer Mitte in ein nach unten gerichtetes Zugrohr übergehende Wand getrennt sind., zumindest ein Mischerflügelrad im unteren Abschnitt ins Bereich unterhalb des Zugrohrs, zumindest ein Pumpenflügelrad innerhalb des Zugrohrs» das so ausgebildet und angeordnet ist, dass es eine gemischte flüssige Phase aus dem unteren in den oberen Abschnitt heben kannj Einrichtungen zur Abgabe der gemischten flüssigen Phase durch freien Fluss vom oberen Abschnitt und Ein-

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richtfingen zur getrennten Einführung der beiden Flüssigkeiten in den unteren Abschnitt aufweist, einen Absetzerbehälter, der eine zur Aufnahme der durch freien Fluss vom Mischerbehälter ankommenden gemischten flüssigen Phase geeignete Diffusorkammer, eine die Diffusorkammer umgebende Absetzerkammer, periphere Samraeleinriehtungen in der Absetzerkammer für den Überlauf der leichten Phase und Einrichtungen in der Nähe des Bodens der Absetzerkaminer zur Abgabe der schweren Phase durch freien Fluss aufweist, und Einrichtungen, die vom oberen Abschnitt des Mischerbehälters zum Absetzerbehälter führen und derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie eine gemischte flüssige Phase vom Mischerbehälter zum Absetzerbehälter durch freien Fluss leiten können.

Es ist also ersichtlich, dass erfindungsgemäss das Mischen und das Pumpen in dem Mischerbehälter getrennt durchgeführt werden. Als Ergebnis dieser funktioneilen Trennung ist es möglich, das bzw. die Mischflügelräder für jede gewünschte Mischintensität und das bzw. die Pumpflügelräder für jede gewünschte StrömungB-rate auszulegen. Auf diese Weise 1st es möglich, eine hohe Mischintensität mit einer niedrigen Strömungsrate zu verbinden oder umgekehrt eine niedrige Mischintensität mit einer hohen Strömungsrate zu verbinden. Ausserdem ist es möglich, ein nach unten drückendes Mlschflügelrad ohne Beeinflussung der Pumpleistung zu

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verwenden. Wie oben erwähnt« ist dies in den Fällen unmöglich, in denen dasselbe Flügelrad zum Mischen und Pumpen verwendet wird, wobei das Drücken in Richtung des Pumpens erfolgt.

Der Antrieb des Misch- und Pumpflügelrads kann gemeinsam oder getrennt erfolgen. So können die Mischflügelräder beispielsweise am Boden des unteren Abschnitts angeordnet sein und mechanisch oder magnetisch von unten angetrieben werden, während die Welle des Pumpflügelrads bzw. der Pumpflügelräder entweder von oben oder von unterhalb des Mischers in das Zugrohr hineinragen kann. Verschiedene Abwandlungen sind möglich, insbesondere was die Anordnung und den Antrieb des Mischflügelrads bzw. der Mischflügelräder betrifft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Mischsowie das Pumpflügelrad auf einer von einer oberhalb angeordneten Antriebsvorrichtung herabhängenden Welle aufgekeilt. Gemäss dieser bevorzugten Ausführungsform kann die Welle entweder für die Mischer- und Pumpenflügelräder eine gemeinsame sein oder es können getrennte Wellen vorgesehen sein. Im letzteren Falle kann die Welle des Pumpenflügelrads hohl sein und die Welle des

MischflügelradSjgegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Lagern, lose umgeben. GewünschtenfalIs können die beiden Wellen koaxial sein.

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Wenn erfIndungsges&ss getrennte Wellen füx· die Misch« und Piwipenfl%elrMder vorgesehen sind, können verschiedene Drehzahlen angewendet werden» was die Anpassungsfähigkeit des Mischers erhöht. Die beiden Wellen können entweder mit verschiedenen Antrieben verbunden sein oder aber mit derselben Antriebsvorrichtung unter Zwischenschaltung getrennter Getriebe ,

Die obere Kammer eines Mischers eines Flüssigkeit-PlUssigkeit-Kontaktors gernäss der Erfindung wird in der Hegel wesentlich flacher als die untere sein und kann schalen- bzw. trogförmig ausgebildet sein. Neben ihrer Hauptfunktion, den freien Fluss der Flüssigkeit von dem Mischer in den zugeordneten Absetzer zu ermöglichen« hat die obere Kammer die susätsliche vorteilhafte Wirkung* ein vorläufiges Koaleszieren au ermöglichen, was zu einer Vereinfachung der Auslegung und einer Verringerung der Grosse des zugehörigen Absetzerbehälters führen kann.

Der Diffusor des Absetzerbehälters besteht aus flüssigkeitsdurchlässigen Wänden, die perforiert, porös, geschlitzt oder diaphragmaähnlich sein können und den Absetzerbehälter in eine innere Diffusorkanimer und eine äussere umgebende Absetzerkamraer teilen. Die Funktion dieser Wände besteht darin, die Koaleszenz zu induzieren. Die Verwendung derartiger Mittel zur

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Einleitung der Koaleszenz ist von üblichen Absetzerbehältern bekannt. Gemäss der Erfindung kann Jedoch der Diffusor in der Regel wesentlich einfacher als bei üblichen Mischer-Absetzern aufgebaut sein, und zwar wegen der in der oberen Abteilung des Mischers stattfindenden Vorkoaleszenz. Sine Erhöhung des Strömungswiderstands aufgrund des Diffusors hat wegen der hydraulischen Unabhängigkeit von Mischer- und Absetzerbehältern keinerlei Bedeutung.

Das Prinzip des freien Flusses der gemischten flüssigen Phase von dem Mischerbehälter zu dem Absetzerbehälter ermöglicht die Zufuhr der gemischten flüssigen Phase an jeder beliebigen Stelle des Absetzerbehälters. Es 1st beispielsweise möglich» die Diffusorkammer im Zentrum der Absetzerkammer anzuordnen und die gemischte flüssige Phase in das Zentrum der Diffusorkammer einzubringen. Eine derartige Anordnung zusammen mit einem peripheren Überflusskanal für die leichte Phase* der den gesamten Umfang des Absetzers umgibt, und gegebenenfalls .einem ebenfalls peripheren Abziehen der schweren Phase ergibt eine gleichm'issige Strätaungsverteilung über den Absetzer und eliminiert die Turbulenz wegen der gerichteten Strömung. Das Überlaufen am ganzen Umfang hält die Strömungsgeschwindigkeit des f luiden Mediums an der Überlaufstelle auf einem Minimum. Die geringe Geschwindigkeit des fluiden

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Mediums und die Elirainierung der Turbulenz gestatten einen Betrieb bei minimaler Tiefe der klaren Flüssigkeit; das "sekundäre Brechen", d.h; die Koaleszenz feindispergierter Tröpfchen« kann ungehindert von Turbulenz oder hohen örtlichen Strömungsgeschwindigkeiten erfolgen. Derartige Betriebsbedingungen gestatten einen Betrieb mit einer minimalen Tiefe der klaren Flüssigkeit« d.h. die Kapazität des Absetzers wird erhöht.

Bei der Flüssigkeit-Flüssigkeit-Extraktion besteht auch das Problem des Arbeitens bei hohen Phasenverhältnissen. Ein derartiges Arbeiten ist normalerweise nur unter Rückführen der einen Phase« um die Koaleszenz zu verbessern« möglich. Die Verringerung der Geschwindigkeit des fluiden Mediums und der Turbulenz in dem vorgeschlagenen fCoBtaktox* gestatten den Betrieb bei jedem gewünschten Verhältnis.

Bei einer bevorzugten Äusführungsfona des Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontaktors gemäss der Erfindung ist ein Bypass vorgesehen« der den unteren Abschnitt des Mischerbehälters mit dem Absetzerbehälter unter dem' Flüssigkeitsspiegel beider Behälter bei normalen Betriebsbedingungen verbindet und mit einer auf den Druck ansprechenden Steuervorrichtung versehen ist, di@ derart angeordnet und ausgebildet 1st« dass der Bypass geschlossen ist und geschlossen gehalten wird, wenn der hydrostatische Druck im

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Mischerbehälter den Betriebsbedingungen entspricht, und geöffnet wird, wenn der hydrostatische Druck in diesem Behälter den Wert übersteigt, der den normalen Betriebsbedingungen entspricht.

Durch diesen Bypass kann die Strömung der Flüssigkeiten durch einen speziellen Kontaktor, der Teil einer Batterie ist, selbst dann fortgesetzt werden, wenn das Purapenflügelrad dieser Einheit ausfällt. Durch einen solchen Ausfall wird keine Flüssigkeit in den oberen Nischerabschnitt gepumpt, während die Zufuhr von Flüssigkeit in den unteren Abschnitt weitergeht. Folglich steigt der hydrostatische Druck in dem unteren Abschnitt^ und die Steuervorrichtungen des Bypasses öffnen diesen schliesslich, und die überschüssige Flüssigkeit wird in den zugeordneten Absetzer abgeführt. Wenn nach dieser Abgabe der Flüssigkeitsspiegel in dem Mischer wieder auf den Normalstand zurückgekehrt ist, schliessen die Steuervorrichtungen den Bypass wieder. Wenn der Ausfall des Pumpflügelrads nicht von einem Ausfall des Mischflügelrads begleitet ist, hat der Bypass die Wirkung, dass der in Frage stehende Kontaktor zeitweilig in eine übliche Gravitationsströmungseinheit mit direkter hydraulischer Verbindung zwischen den Mischer- und Absetzergefässen umgewandelt wird. Wenn andererseits Pumpenflügelrad und Mischflügelrad gemeinsam ausfallen, wird der spezielle Kontaktor durch den Bypass zeitweise

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vollständig ausgeschaltet. In beiden Fällen arbeiten die übrigen Kontaktoren der Batterie normal weiter, und die Folge ist eine zeitweise Verringerung der Gesamtextraktionsleistung der Batterie, was bei vielen industriellen Verfahren einem vollständigen Unterbrechen des Betriebs vorzuziehen ist.

Aus dem obigen folgt, dass ein Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontaktor des Mischer-Absetzer-Typs gemäss der Erfindung neuartig und ausserordentlich wirksam ist und kombiniert die folgenden Merkmale hat:

a) Freier Fluss von jedem und in jeden Mischer- und Absetzerbehälter ohne hydraulisdie Verbindungen zwischen den Behältern und gleichmässige Strömungsverteilung in dem Absetzerbehälter. Somit besteht keine Gefahr des RückmisehenSjund die Turbulenz in den Absetzerbehältern ist stark verringert. Folglich kann jede Phase ohne die Gefahr des Einsehleppens flach sein, was bedeutet, dass die Grosse der Absetzerbehälter beträchtlich geringer als diejenige entsprechender Behälter bei einer üblichen für den gleichen Durchsatz ausgelegten Vorrichtung sein kann.

b) Die Verwendung einer Pump-Mischeinheit schaltet die Einführung von Zwischenstufengefässen und/oder -pumpen aus.

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ο) Die Trennung der Misch- und Pumpfunktionen, so dass jede unabhängig und Je nach den entsprechenden Erfordernissen vorgenommen werden kann·

Die in einem Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kbntaktor geaäss der Erfindung herrschenden Bedingungen eines freien Flusses haben weiterhin den grossen Vorteil, dass sie eine weitreichende Ähnlichkeit zwischen Modell und Prototyp gewährleisten. Eine solche Ähnlichkeit 1st bekanntlich, wenn überhaupt, bei üblichen Anlagen dieser Art schwierig zu erreichen. Soait stellt die Vergrösserung bei der Auslegung eines Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontaktors gemäss der vorliegenden Erfindung kein schwerwiegendes Problem dar, wie dies bei üblichen Mischer-Absetzern der Fall ist.

Erfindungsgemäes wird zur Verwendung bei einem Flüssigkeit-Flüssigkeit-Xontaktor, wie er im obigen beschrieben wurde, darüber hinaus ein Mischergefäss zur Verfügung gestellt, das einen unteren Abschnitt und einen oberen Abschnitt, die voneinander durch eine horizontale Wand getrennt sind, die in ihrer Mitte in ein nach unten gerichtetes Zugrohr übergeht, zumindest ein Mischerflügelrad in der unteren Abteilung im Bereich unterhalb des Zugrohrs, zumindest ein Pumpenflügelrad innerhalb des Zugrohrs, das derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es eine gemischte flüssige Phase aus dem unteren in den oberen Abschnitt hebt, Einrichtungen für die Abgabe

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der gemischten flüssigen. Blase mittels freiem Fluss aus dem oberen Abschnitt und Einrichtungen, für die getrennte Zufuhr von zwei Flüssigkeiten in den unteren Abschnitt aufweist.

Erfindungsgemäss ist zur Verwendung in einem Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontaktor« Hie er oben beschrieben wurde, auch ein Absetzerbehälter vorgesehen» der eine zur Aufnahme jener gemischten flüssigen Phase, die durch freien Fluss von dem Mischerbehllter ankommt» geeignete Diffusorkaramer aufweist, sowie eine die Diffusorkammer umgebende Absetzerkammer, am umfang der Absetzerkammer angeordnete Sammelvorrichtungen für den überlauf der leichten Fnase und Einrichtungen in der Nähe des Bodens der Absetzerkammer für die Abgab© des» schweren Phase mittels freies Fluss.

Schliesslich sind erfindungsgemäss auch Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontaktorbatterien vorgesehen, in denen eine Anzahl von Flüssigkelt-Flüssigkeit-Kontaktoren, wie sie im obigen beschrieben wurden, zu einer Gegenstrom -Vielstufenvorriehtung mit Flüssigkeitsijherführung mittels freiem Fluss zwischen den Stufen verbunden sind.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele zeigt, näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Mischers für den Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontalttor geraäss der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer AusfUhrungsforra eines Flüssigkelt-Flüssigkeit-Kontaktors geraäss der
Erfindung!

Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 2 dargestellten Kontaktor ohne den Deckel des Absetzers;

Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontaktors
gemäss der Erfindung;

Fig. 5 eine Draufsicht auf den in Fig. 4 dargestellten Kontaktor.

Der „in Fig. 1 dargestellte Mischer weist eine unter Mischkammer und eine obere, im wesentlichen flache Kammer 2 auf, die voneinander durch eine horizontale Wand j5 getrennt sind, die in ihrer Mitte in ein nach unten gerichtetes Zugrohr 4 übergeht.

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Die untere Kammer 1 hat Öffnungen 5 und 6 zum Einführen der in dem Mischer in Kontakt zu bringenden beiden Flüssigkeiten. Der Spiegel der in der Kammer t vorhandenen Flüssigkeit bei normalen Arbeitsbedingungen ist durch eine horizontale Linie angedeutet» und, wie aus Fig. 1 ersichtlich, befinden sich die Öffnungen 5 und 6 über diesem Spiegel» Die obere Kammer 2 weist eine Öffnung 7 zur Entfernung der Flüssigkeit mittels freiem Fluss aus dieser auf.

Eine mit einem niehtgezeigten oberhalb angeordneten Antriebsmotor verbundene Welle 8 erstreckt sich durch das Rohr 4. Am unteren Ende der Welle 8 ausserhalb des Rohrs 4 ist ein Mischerflügelrad 11 aufgekeilt. Ein Pumpenflügelrad 12 ist auf derselben Welle aufgekeilt und innerhalb des Rohrs 4 zwischen zwei Leitschaufelsätzen 9 und 10 angeordnet, die einen Teil der Pumpe bilden.

Beim Betrieb werden die beiden in dem Mischer miteinander in Kontakt zu bringenden Flüssigkeiten in die Kammer 1 durch die Öffnungen 5 und 6 eingeführt und innerhalb der Kammer durch das Mischflügelrad 11 innig miteinander vexmlscht. Aus der Kammer wird die gemischte flüssige Phase durch das eingetauchte Puntpenflügelrad 12 in die obere Kammer 2 gehoben, aus der sie durch die Öffnung 7 abfliesst. Die Flügelräder 11 und 12 werden in der

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Weise ausgelegt, dass sie den jeweiligen Anforderungen genügen. Das Mischerflügelrad 11 ist entsprechend der gewünschten Mischintensität ausgelegt. GewUnschtenfalls kann das Mischflügelrad auswechselbar oder einstellbar sein« um verschiedenen Anforderungen zu genügen. Zn entsprechender Weise wird das Pumpenflügelrad 12 so dimensioniert, dass es den gewünschten Strömungsbedingungen entspricht, welche völlig unabhängig von den Misohbedingungen gewählt werden können. Auch in diesem Fall kann das Flügelrad einstellbar oder auswechselbar sein. Auf diese Welse 1st es möglich, eine hohe Mischintensität mit einer niedrigen Stromungsrate bzw. umgekehrt zu kombinieren.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Mischers sind das Mischerflügelrad 11 und das Pumpenflügelrad 12 auf eine gemeinsame Welle aufgekeilt. GewUnschtenfalls kann dieser Aufbau in der Weise modifiziert werden, dass die Flügelräder 11 und 12 auf ' getrennte Wellen aufgekeilt sind, wobei diejenige für das Purapenflügelrad 12 hohl ist und die Welle für das Mischflügelrad 11, gewUnschtenfalls unter Zwischenschaltung von Lagern,lose umgibt. Auf diese Weise können die beiden Flügelräder mit verschiedenen Drehzahlen gedreht werden, was weiter zur Vielseitigkeit des erfindungsgemässen Mischers beiträgt.

Eine weitere Abwandlung besteht In der Verwendung von zwei oder mehr Pumpenflügelrädern, die übereinander innerhalb des Zugrohrs angeordnet sind.

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Der In Fig. 2 dargestellte Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kontaktor weist einen Mischer 1$ der in Fig. 1 dargestellten Art und einen Absetzer 16 auf. IXLe obere Kammer 18 des Mischers ist Über eine Rinne 19 mit einem Sammeltrog 20 des Absetzers verbunden« der eine über dem Diffusor 22 angeordnete Auslassöffnung 21 hat. Der Diffusor ist eine Kammer von prismatischer Form, die von dem umgebenden Hauptteil des Absetzers durch geschlitzte Wände getrennt ist. Die Kammer kann auch kreisförmig sein.

Der untere Teil der Miseherkamraer 17 steht mit dem unteren Teil des Absetzers 16 über eine horizontale Bypassleitung 2} in Verr bindung« die an dem sich in den Absetzer erstreckenden Ende mit einer auf Druck ansprechenden Sohliessvorrlchtung 24 ausgerüstet ist, die schliesst und geschlossen bleibt, wenn der hydrostatische Druck in der Kammer 17 den Arbeitsbedingungen entspricht. Wenn der Flüssigkeitsspiegel innerhalb der Kammer 17 aus irgendeinem Grund steigt, so dass der auf die Einrichtung ausgeübte hydrostatische Druck erhöht wird, öffnet sich die letztere und Flüssigkeit strömt von der Kammer 17 in den Absetzer 16. *

Ausserdem weist der Absetzer 16 einen oberen Umfangskanal 25 zur Sammlung und Abgabe der oberen leichten Phase durch freien Fluss auf. In der Nähe des Bodens hat der Absetzer i6 eine abge-

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schirmte Öffnung 26 zur Abgabe der schweren Phase. Der Absetzer ist von oben durch einen in eine Flüssigkeitsdichtung 28 eingesetzten Deckel 27 abgedeckt. Zum Betrieb werden eine Anzahl der in Fig. 2 und 3 dargestellten Einheiten zu einer Vielstufen-Gegenstrambatterie verbunden.

Während des Betriebs werden die miteinander in Kontakt zu bringenden Flüssigkeiten in jeden Mischer mit einer genau bestimmten Hate eingeführt. Die gemischte Phase wird von jeder Kammer 17 in die obere Kammer 18 gepumpt, in der eine Vörkoaleszenz auftritt und von der aus die Flüssigkeit frei durch die Rinne 19 auf den Sammeltrog 20 fliesst, von wo aus sie durch freien Fall durch die Öffnung 21 in den Diffusor 22 abgegeben wird. Aus der letzteren diffundiert die Flüssigkeit durch die Wände hindurch in den sie umgebenden Hauptteil des Absetzers, wodurch eine weitere Koaleszenz der Phasen hervorgerufen wird. Im Hauptteil des Absetzerbehälters tritt die Phasentrennung auf, und die obere Phase fliesst in den Kanal 25 über, aus dem sie abgezogen wird, während die untere Phase durch die Öffnung 26 abgegeben wird. Jede der beiden Phasen wird durch freien Fluss in einen anderen zugeordneten Mischer gemäßs dem Schema der Gegenströmung geleitet.

Sollte das Pumpenflügelrad des Mischers beim Betrieb ausfallen, z.B. wegen .eines Ausfalls des Antriebsmotors, so wird keine

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Flüssigkeit in die obere Kammer 13 gehoben. Es sei angenommen, die übrigen. Kontaktoren derselben Batterie arbeiten weiter, so werden weitere Flüssigkeitsraengen in die Kammer 17 eingeführt, so dass der Flüssigkeitsspiegel in dieser Kammer allmählich ansteigt. Schliesslich steigt der auf die Schliessvorrichtung 24 ausgeübte hydrostatische Druck so weit« dass diese Anlage geöffnet und ein Teil der in der Mischerkammer 17 vorhandenen Flüssigkeit in den Absetzer 16 durch die Bypassleitung abgegeben wird. Auf diese Weise wird die Strömung der Flüssigkeit durch die Kontaktoreinheit aufrecht erhalten, und die Batterie als Ganzes kann weiterarbeiten.

Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform eines Flüssigkeit -Flüssigkeit-Kontaktors ist im wesentlichen ähnlich der in den Fig. 2 und 3 dargestellten und unterscheidet sich von dieser lediglich dadurch» dass das Mischergefäss innerhalb des Absetzers

r angeordnet ist.

Der Mischerbehälter 30 ist dem in Fig. 1 dargestellten gleich und weist eine Mischkammer 31 und eine obere Kammer 32 auf, die Auslassöffnungen 33 hat.Der Behälter 30 ist innerhalb des Diffusors 34 des Absetzerbehälters 35 angeordnet. Der Absetzerbehälter weist einen Umfangskanal 36 zur Sammlung, und Abgabe der oberen leichterem Phase durch freien Fluss auf, und in der Nähe seines Bodens befindet sich eine abgeschirmte öffnung 37 zur Abgabe der schweren Phase.

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Leitungen 38 und 39 zur Einführung der beiden miteinander in Kontakt zu bringenden Phasen führen in die Mischkammer 3I.

Der Behälter 30 weist ein Bohr 40 auf, das in den Diffusor 34 führt und mit einen auf Druck ansprechenden Verschluss 41 ausgestattet ist. Die Funktion des Rohrs 40 und des Verschlusses ist vollständig analog zu der der Bypassleitung 2j5 und des Verschlusses 24 der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsfonn.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist ebenfalls vollständig identisch mit der in Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung und bedarf keiner «eiteren Beschreibung.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Flüssigkeit-Flüssigkeit»Kontaktor vom Mischer-Absetzer-Typ* gekennzeichnet durch einen Mischbehälter rait einer unteren und einer oberen Kammer« die voneinander durch eine horizontale in ihrem Zentrum in ein abwärts gerichtetes Zugrohr übergehende Wand getrennt sind, zumindest einem Mischflügelrad in der unteren Kammer im Bereich unterhalb des Zugrohrs« zumindest einem Pumpenfiügelrad im Zugrohr zum Heben der gemischten flüssigen Phase aus der unteren in die obere Kammer, Einrichtungen zur Abgabe der gemischten Phase durch freien Fluss aus der oberen Kammer und Einrichtungen zur getrennten Einführung von zwei Flüssigkeiten In die untere Kammers einen Absetzerbehälter mit einer Diffusorkammer, die die gemischte flüssige Phase aufnimmt, die vom Mischerbehälter frei zufliesst, einer die Dif fusorkaminer umgebenden Absetzerkammer, Umfangssamme!vorrichtungen in der Absetzerkammer zum Oberlauf der leichten Phase und Einrichtungen zur Abgabe der schweren Phase durch freien Fluss in der Nähe des Bodens des Behälters; und von der oberen Kammer des Mi^cherbehälters zum Absetzerbehälter führende Einrichtungen, durch die eine gemischte flüssige Phase vom zum Absetzerbehälter frei fHessen kann.

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2. Kontaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischer- und Pumpenflügelräder jeweils auf einer von einer oben angeordneten Antriebsvorrichtung herunterragenden Welle aufgekeilt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pump- und Mischflügelräder auf einer gemeinsamen Welle aufgekeilt sind.

4. Kontaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pump- und Mischfltlgelräder auf getrennten Wellen aufgekeilt sind.

5. Kontaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle der Pumpenflügelräder hohl ist und die Welle des MischflUgelrads lose umgibt.

6. Kontaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bypassleitung, die die untere Mischerkammer mit dem Absetzer unterhalb des PlUssigkeitsspiegels der beiden Behälter unter normalen Betriebsbedingungen verbindet, wobei diese Bypassleitung mit einer auf Druck ansprechenden Strömungssteuerung versehen ist, die schllessen und geschlossen bleiben kann, wenn der in der Mischerkammer herrschende hydrostatische

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Druck den normalen Betriebsbedingungen entspricht, und öffnen kann, wenn der in der Mischerkammer¹ herrschende hydrostatische Druck den unter normalen Betriebsbedingungen herrschenden Wert übersteigt.

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