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Verfahren zum kontinuierlichen Trennen von Öl-inWasser-Emulsion und
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Mineralöle und ihre Abkömmlinge treffen
als Rohprodukt, als Handelsware oder als Abfallstoff häufig mit Wasser zusammen
und verunreinigen dieses durch Bildung von meist sehr stabiler Öl-inWasser-Emulsion
und/oder durch Lösung in Wasser.
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Die Menge des Emulgierten bzw. Gelösten ist meistens nur gering, geneigt
aber in der Regel, um den Gebrauchswert des Wassers zu beeinträchtigen und seinen
Geruch und Geschmack zu verderben.
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Zu einer vollständigen Trennung von Öl-inWasser-Emulsion gehört daher
neben der Trennung der miteinander vermischten Phasen auch die Wiederherstellung
des natürlichen Geschmackes und Geruches von Wasser.
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Bei bekannten Verfahren werden flllssige oder feste Hilfe mittel,
wie stehende oder Anschwemmfilter, Flockungs- oder Sedimentationsmittel, Sorbenzien
oder EXtraktionsmittel benutzt, an oder in denen die emulgierte bzw. gelöste Phase
hängen bleibt oder sorbiert bzw. ausgezogen wird. Das Smulgierte wird hierbei mehr
oder weniger vollständig entfernt, auf Jeden Ball aber an die Hilfsstoffe gebunden
und bildet dadurch Rilfsphasen in Form von Schmutzflüssigkeit, Schlämmen oder Rückständen,
die nicht ohne weiteres verarbeitet oder
beseitigt werden können
und deshalb unerwünscht sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches es
gestattet, jede Emulsion vom Typ Öl-in-Wasser unabhängig vom Grad und von der Stabilität
der Emulsion und unabhängig von der Qualität und Herkunft des Öls in einer Verfahrensstufe
vollständig eu zerlegen, ohne daß Schlämme, Rückstände oder Schmutzflllssigkeit
anfallen, wobei das Verfahren es gleichzeitig ermöglicht, den nattirlichen Geruch
und Geschmack des Wassers wieder herzustellen.
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Man hat bereits vorgeschlagen, die Trennung von Öl-in-Wasser Emulsionen
mit Hilfe von in aufsteigendem Strom durch die Emulsion geleiteten Gasblasen herbeizuführen.
Hierbei braucht das aufgerahmte Öl und die mit dem Öl nach oben gelangenden Schwebstoffe
keine Fangschicht an der Oberfläche, wie dies bei den flotativen Trennverfahren
erforderlich ist.
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Das Demulgierte und Xoagulierte bildet auf der Oberfläche stabil schwimmende
Massen, die sich am Rand des Behälters bzw. der Behälterkammern sammeln und dort
zu einem mehr oder weniger zusammenhängenden Ölkranz zusammenfließen. Es ist dadurch
möglich, die abgeschiedene Phase auf einfache Weise aus dem Prozess auszutragen,
indem am Rand des Behälters bzw. der Behälterkammern eine Rinne angeordnet und der
Spiegel der Vorlage etwa auf Oberkante Rinne eingestellt wird. Durch das Wallen
der Oberfläche schlägt das Öl in die Rinne über, Diese verhältnismäßig günstigen
Bedingungen zum Sammeln und Ausschleusen ergeben sich Jedoch nicht bei allen Separaten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, welches
es ermöglicht, das Separat so schnell wie möglich aus dem Behandlungsraum zu entfernen.
Es wurde gefunden, daß es möglich ist, auf der Flüssigkeitsoberfläche ein kllnstliches
Gefälle zu erzeugen, auf dem das Separat abläuft. Dieses künstliche Gefälle oder
"Abrahmgefälle"wird nach dem erfindungsgemäß.n Verfahren dadurch hergestellt,
daß
die Emulsion mit gegen die Austragsrichtung des Separates zunehmenden Gasmengen
behandelt wird. In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist fernerhin
vorgesehen, daß die Emulsion bei Austrag des Separates an einem Ende des Behandlungsraumes
am Eintritt in den Behandlungsraum mit größeren und am Austritt aus dem Behandlungsraum
mit feineren Gasblasen durchgast wird, wobei das Separat an der Eintrittsseite der
Emulsion ausgetragen wird.
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Wenn die Emulsion an den Rändern des Behandlungsraums abgeführt werden
soll, wird sie mit von den Rändern zur Mitte des Behandlungsraumes hin-« unehmenden
Gasmengen behandelt.
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In allen Fällen ergibt sich das gewnschte Gefälle, weil sich in dem
Bereich, in dem die kleinste Gasmenge aufgeführt wird, der lebendige Spiegel der
Behandlungsfldssigkeit am niedrigsten einstellt.
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Der der Erfindung zu Grunde liegende Vorschlag kann auch vorteilhaft
angewendet werden, wenn durch Erwärmung erzeugte Dampfblasen als Gas verwendet werden.
In diesem Falle wird die Behandlung vorteilhaft unter Vakuumwirkung durchgeführt.
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Hierdurch wird erreicht, daß die zu behandelnde Flüssigkeit nicht
auf ihren Siedepunkt unter Normaldruck erwärmt zu werden braucht; vielmehr kann
die Bildung von Dampfblasen bei wesentlich niedrigeren Temperaturen bewirkt werden.
Die Größe der erzeugten Dampfblasen ist von dem Temperaturunterschied zwischen der
Wärmequelle und der zu behandelnden Flüssigkeit abhängig. Um möglichst feine Dampfblasen
zu erhalten, soll der Temperaturunterschied höchstens 10°C sein.
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Zur Durchfahrung des Verfahrens wird ein aus mehreren miteinander
verbundenen Kammern bestehender Behälter verwendet, wobei in den Kammern in Bodennähe
Gasverteilungseinrichtungen angeordnet sind und der Behälter an einem Ende eine
als Überlauf ausgebildete
Austragsvorrichtung aufweist. Erfindungsgemäß
ist bei einer derartigen Vorrichtung die Zuleitung ftir die zu behandelnde Emulsion
in Bodennähe an diejenige Kammer angeschlossen, an der sich die Austragsvorrichtung
befindet.
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Im einzelnen kann die Austragsvorrichtung aus einer nicht durchgasten
Schleusenkammer bestehen, die an ihrem unteren Ende einen Rücklauf zur Nachbarkammer
aufweist und in der ein schwimmergesteuerter, höhenverstellbarer Überlauf angeordnet
ist.
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Wenn das erfindungsgemäße Verfahren in einem nur eine Kammer bildenden
zylindrischen, stehenden Behälter thermodynamisch durchgeführt werden soll, weist
der Behälter erfindungsgemäß am Boden eine Zuleitung für die Emulsion und eine Heizvorrichtung
sowie eine unterhalb der Höhe des Fltissigkeitsspiegels in einer ringförmigen Überlaufkante
endende Wand auf, die einen den Behandlungsraum umgebenden und mit diesem verbundenen
Nachentgasungsraum begrenzt, wobei in Höhe des FlUssigkeitsspiegels eine rundumlauf
ende Überlaufrinne vorgesehen ist, die mit der Austragsvorrichtung in Verbindung
steht.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 einen vereinfachten senkrechten Schnitt durch einen
Behandlungsbehälter zur Erläuterung des Entstehens des sog.
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"Abrahmgefälles",
Fig. 2 einen mit mehreren Kammern
ausgestatteten Behandlungsbehälter im senkrechten, schematisierten Schnitt dargestellt,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Austragvorrichtung, Fig. 4 - 7 weitere,
schematisch dargestellte Ausführungsformen für Behandlungsbehälter, wobei Jeweils
in der linken Hälfte der Abbildung eine Seiten- und in der rechten Hälfte der Abbildung
eine Draufsicht veranschaulicht ist, Fig. 8a eine andere Ausftihrungsform fllr eine
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in der Draufsicht
dargestellt, Fig. 8b die gleiche Vorrichtung wie Fig. 8a, jedoch im senkrechten
Schnitt wiedergegeben, und Fig. 9 eine andere Ausführungsform für eine erfindungsgemä#e
Vorrichtung.
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Für den bestmöglichen Ablauf des Trennungsvorganges ist es von Bedeutung,
daß das anfallende Separat so schnell wie möglich aus dem Behandlungsraum entfernt
wird. An Hand von Fig. 1 wird der einfachste Fall zur Erzeugung eines "Abrahmgefälles"
erläutert. Es handelt sich um einen Behälter 1, durch den die zu behandelnde Fitissig-Prait
in waagerechter Richtung von links nach rechts hi@durchflie#t. Der Flüssigkeitszulauf
ist bei 2, der Ablauf bei 2a dargestellt. Vom Behälterboden aus werden
Gasblasen
durch die Behandlungsflüssigkeit hindurchgeleitet. Wird hierbei in der Mitte, also
an der mit 3 bezeichneten Gaszuleitung, am stärksten und nach den Seiten, d.h. bei
den Gaszuleitungen 4 und 5, schwächer durchgast, so nimmt der lebendige Spiegel
6 eine konvexe Wölbung mit Gefälle nach den Seiten an. Das auf dem lebendigen Spiegel
befindliche Separat kann daher in seitlich angebrachte Überlaufrinnen 7 abfließen.
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Bei bestimmten FlUssigkeiten, wie z.B. Ölfeldabwässern, zeigt sich,
daß die Gasblasen in dem Ma#e feiner werden, wie der Restgehalt an Emulgiertem zurückgeht.
Je feiner aber die Gasblasen, um so mehr wird die Vorlage erleichter und der lebendige
Spiegel angehoben. Wird dementsprechend, wie in Fig. 2 dargestellt, die pneumatische
Gaswäsche in einem in Kammern untertellten Behälter 1a durchgeftihrt, in dem die
Fltissigkei-t eine quer zur Längsrichtung des Behälters verlaufende, horizontale
hin- und herführende Bahn durchläuft, so stellt sich ein kaskadenartiges Gefälle
von letzten Kammer 8 zur ersten Kammer 12 ein.
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Am sogenannten Sammelpunkt 17 läuft das Separat in eine Austragsschleuse
-13. Das Gefälle kann verstärkt und die Abrahmgeschwindigkeit entsprechend vergrößert
werden, indem die am Behälterboden angeordneten Diaphragmen 14 gesonderte Zuleitungen
15 mit Regelschiebern 16 erhalten und die Gasraten von der ersten 12 zur letzten
Kammer 8 hin schrittweiße gesteigert werden.
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Bei Gegen und Gleichstromwäsche wird, je nach der geometrischen Form
des Behandlungsbehälters, ein kuppel-oder ein gewölbeartiges Gefälle (Kalottengefälle
oder Tonnengefälle) des lebendigen Spiegels hergestellt und das Separat vorzugsweise
in einer außen umlaufenden Rinne gesammelt.
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Mit welcher Form und mit welcher Überhöhung des Abrahmgefälles
gearbeitet
wird, richtet sich nach der jeweiligen Ausführung der Gaswäsche. In der Regel genügen
Gefälle von o,5 - o,8 cm/m. Durch die Einrichtung eines Abrahmgefalles werden alle
Hilfsmittel, die sonst in der Praxis zum abstehen oder Abstreichen von Aufgerahmtem
oder Aufgeschwommenem verwendet werden, wie z.B. mechanische Rechen, Eberflüssig.
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Technisch kommt es darauf an, das Separat möglichst an einer Stelle
des Behandlungsbehälters, dem Separatsammelpunkt, zusammenzutreiben, um es dort
abzuziehen (aussuschleusen). Zum Ausschleusen können bekannte Hilfsmittel, wie z.B,
von Hand betätigte Ablassvorrichtungen oder handelsübliche Trennschichtregelungen,
verwendet werden.
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Bei der Gaswäsche hat sich insbesondere in technischen Großanlagen
jedoch folgendes Verfahren als vorteilhaft erwiesen: Am Saparatsammelpunkt wird,
wie in Fig. 3 gezeigt, mit Hilfe einer Blechschürze 18 eine nicht durchgaste Schleusenkammer
19 eingerichtet, die für den Schwall, d. h. die mit/überlaufende Blüssigkeit, im
Tiefsten einen Rücklauf 20 zur Kammer 12 hat. In der Schleusenkammer befindet sich
eine automatisch arbeitende Schleuse. Diese besteht im wesentlichen aus einem schwimmenden
Überlauf 22, der so geformt und tariert ist, daß der mit Separat angereicherte Schaum
beständig im Pfeilrichtung 32 von der lebendigen Oberfläche 23 in die Überlaufwanne
24 schwappt.
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Der Überlauf 22 endet in einem unten offenen Rohr 25, das teleskopartig
titer ein engeres, auf Höhe einstellbares und nach draußen führendes Ablaufrohr
26 greift. In den Teleskopraum 27 gelangt kein Gas. Die Flüssigkeit bildet dort
einen toten Spiegel 28. Dieser steht entsprechend niedriger als der lebendige Spiegel
23 im Behandlungsraum 12. Der
überschwappende, separathaltige Schaum
zerfällt in der Ruhe, und das Separat 29 sammelt sich im Teleskopraum 27 auf dem
toten Spiegel 28. Die mitgeschleppte Flüssigkeit fällt nach unten durch und kehrt
durch den Rücklauf 20 in den Behandlungsraum 12 zurück.
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Das Ablaufrohr 26 ist mit einer möglichst leichten Ventilkugel 30
verschlossen und durch Verschieben in einer Stopfbuchse 31 so justierbar, daß die
Oberkante-des Ablaufrohres in Höhe des toten Spiegels steht. Separat gelangt dann
nur in das Ablaufrohr 26, wenn die Ventilkugel 30 angehoben wird. Dies geschieht,
sobald sich eine hinreichende Menge Separat 29 im Teleskopraum 27 angereichert hat,
da der tote Spiegel 28 im Verhältnis des spez. Gewichtsunterschiedes zwischen Separat
und Emulsion zwangsläufig ansteigt.
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Die beschriebene Schleuse setzt voraus, daß ein hinreichender Niveauunterschied
zwischen dem lebendigen und dem toten Spiegel besteht. Praktisch muß die Differenz
wenigstens 1-2 cm betragen; günstiger ist eine Differenz von 5 cm.
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Das ausgeschleuste Separat ist nicht sauber; Mineralöl aus Öl-inWasser-Emulsion
enthält z. B. im Mittel noch 30 - 50% Wasser. Die Klärung kann, sofern erforderlich,
nach bekannten Methoden der Aufbereitungstechnik vorgenommen werden.
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Schon bei einer Durchgasung von 70 - 80 cm3. min cm2 kann die Emulsion
unbedenklich in Jeder Richtung frei durch den Behandlungsraum geführt werden. Der
kräftige Durchgangs Strom sorgt dafür, daß die Emulsion nicht die natürliche Randgängigkeit
eines Behälters ausnutzt und an den durchgasten Räumen vorbeiläuft, d. h. unbehandelt
zum
Behälterausgang gelangt. Stehen aber Gasraten dieser Größenordnung nicht zur Verfügung
oder gelegen geringere Gasraten bzw. GEV für die Trennung der vorgelegten Emulsion,
so wird in den Behandlungsraum eine Zwangsführung eingebaut; am einfachsten erfolgt
dies mit Hilfe von Leitelementen, wie z.B Schotten oder Gittern.
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Je nachdem, ob die Emulsion horizontal oder vertikal durch den Behälter
geführt wird, ergeben sich verschiedene Anordnungen der Leitelemente. Die technisch
wichtigsten sind in den Fig. 4 - 7 am Beispiel der Diaphragmawäsche schematisch
im Schnitt (linke Bildreihe) und im Grundriss (rechte Bildreihe) dargestellt.
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Bei horizontalem Durchfluß werden zwei Arten von Zwangführung bevorzugt,
der Mäanderweg, Fig. 4, und der Gitterweg, Fig. 5. Ein Mäanderweg ergibt sich durch
Einbau von senkrechten Leiblechen 36, die abwechselnd auf der rechten und der linken
Seite einen Durchgang 37 offen lassen. So entsteht, wie durch die Pfeile 33 angedeutet,
ein Hin- und Herweg quer zur Hauptfließrichtung 34. In der Regel ragen die Leitbleche
aus dem lebendigen Spiegel 23 heraus. Die Zwangsfllhrung bleibt aber auch dann erhalten,
wenn sie unter dem lebendigen Spiegel enden. Die zweckmäßige Leitblechhöhe hängt
hauptsächlich davon ab, wie das Separat ausgetragen und welches Abrahmgefälle angewendet
wird.
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Beim Gitterweg (Fig. 5) stehen quer zur Hauptfließrichtung 34 Gitter
38 mit Öffnungen, z. B. Schlitzen von 0, - 0,5 mm Weite, die so bemessen sind, daß
der Durchfluß ein wenig gebremst wird und sich demzufolge eine erzwungene, fast
ebene. Strömungsfront ausbildet. Auch die Gitter können entweder unterhalb des lebendigen
Spiegels enden oder darüber hinausragen.
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Beim vertikalen Durchfluß werden der technisch einfache Gleichstrom,
Fig. 6, und der Berg- und lalweg, Fig. 7, bevorzugt.
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Beim vertikalen Gleichstrom (Fig. 6) wird die Emulsion am Boden des
Behandlungsbehälters durch eine Leitung 42 eingeleitet und fließt mit dem aufsteigenden
Gas nach oben. Die Leitelemente 43 sorgen für eine gleichmäßige FUhrung des Emulsionsstromes.
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Beim Berg- und Talweg (Fig. 7) sind seitlich abdichtende bleche quer
zur Hauptfließrichtung abwechselnd hoch und tief befestigt, so daß die tef stehenden
Bleche 39 dicht am Boden des Behälters anliegen und unter dem lebendigen Spiegel
23 enden, während die hoch stehenden Bleche 40 ein Stück über dem Behälterboden
beginnen und bis zur Behälterdecke rechen oder wenigstens aus dem lebendigen Spiegel
herausragen. Infolgedessen macht die Emulsion auf dem Weg durch den Behälter, entsprechend
der skizzierten Pfeilrichtung 41, einen Auf- und Abweg quer zur Hauptfließrichtung
und bewegt sich dabei einmal gegen den und dann mit dem Durchgasungsstrom.
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Außer auf die geschilderten Arten können vorteilhafte Zwangs strömungen
noch in anderer Form erzeugt werden.
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Wesentlich ist in allen Fällen, daß die Leitelemente bzw. Führungen
den Gasblasen auf ihrer Bahn möglichst nicht im Wege stehen, weil jede Prallfläche
die Vereinigung kleiner Blasen zu größeren fördert und damit dem gewünschten Verfahrensablauf
entgegenwirkt. Senkrecht stehende Leitbleche und Gitter ueben praktisch keine Prallwirkung
aus.
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Die Gaswäsche kann technisch am einfachsten als pneumatische Diaphragmawäsche
und als solche sowohl chargenweise
als auch kontinuierlich durchgeftihrt
werden. Bei der vorzugsweise angewendeten kontinuierlichen Betriebsweise wird nach
Fig. 8 ein kastenförmiger Behälter 44 von 3,75 m Länge, von 2,25 m Breite und von
2,25 m Höhe entsprechend einem Bruttovolumen von rd. 19m3, verwendet. Vier senkrecht
eingebaute Leitbleche 36 reichen jeweils vom Behälterboden bis zur Behälterdecke,
lassen aber abwechselnd auf einer Seite einen Durchgang 37 frei.
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So entstehen im Behandlungsraum fünf Kammern von 0,75 m Breite. Die
Emulsion gelangt durch den Einlaufstutzen 2 in die erste Kammer Ein Prallblech 48
vor der Stutzenmündung lenkt den Einlauf strom ab. Die Leitbleche 45 fUhren die
Emulsion in der eingezeichneten Pfeilrichtung durch die Kammern. Vom Ausgangsstutzen
2a fließt die gereinigte Pidssigkeit über ein Teleskopwehr 51 in einen Vorratsbehälter
52. Von dort wird sie durch eine Kreiselpumpe oder ein entsprechendes Pumpaggregat
53 kontinuierlich oder partienweise weggefördert.
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Das Separat fließt auf der lebendigen Oberfläche, dem Kaskadengefälle
folgend, zur ersten Kammer 12 und wird von der Schleuse 13, die in Einzelheiten
in Fig. 3 dagestellt ist, ausgetragen. Das Ablaufrohr 26 ist über eine Schlauchleitung
58 an den Separatsammelraum 59 angeschlossen. Durch Öffnen eines Schiebers 60 in
der Leitung 58 rahmt man ab.
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Obwohl das Separat in der Regel nass ist und immer auch Schwall in
die Schleuse überschlägt, gelangt bei der Teleskopschleuse gemäß Fig. 3 nur wenig
Schwall in den Separatsammelraum 59.
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Im Separatsammelraum 59 trennt sich nach und nach der Schwall vom
Separat. Mit einer Pumpe bekannter Bauart, z. B. einer Schraubenspindelpumpe 61,
werden beide Medien
ausgetragen. Der Schwall wird in den Einlaufstutzen
2 gedrückt, sodaß er in den Prozess zurückgelangt; das Separat wird zur weiteren
Verarbeitung durch die Leitung 62 weggepumpt. Um beides mit einer Pumpe bewerkstelligen
zu können, werden im Separatsammelraum ein Niveauregler 63 und ein Grenzschichtregler
64 bekannter Bauart angeordnet, die beide in Abhängigkeit vom Fltissigkeitsstand
die Pumpe 61 an oder aus und von einer Leitung auf die andere schalten.
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Das Durchgasungsgas gelangt durch eine Verteilleitung 65 in die unten
in den Kammern eingebauten Gaszuleitungsdiaphragmen 66. In jeder Kammer sind beispielsweise
16 Stück keramische Kerzen (mittl. Porendurchmesser 30/u, äußerer Durchmesser 70
mm und Länge 1000 mm) angeordnet, sodaß das Diaphragma insgesamt aus 80 Kerzen besteht.
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Nach Durchgasung der Vorlage strömt das Gas durch einen Dom 67 in
die Abgasleitung 68 ein. Diese ist mit dem Vorratsbehälter 52 durch eine Pendelleitung
69 verbunden.
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In der Abgasleitung wird, sofern mit brennbaren Gasen durchgast wird,
ein Überdruck von 50 - 200 mm WS aufrechtgehalten, sodaß der Behandlungsraum unter
diesem Druck steht. Bei Kreislaufbetrieb fAhrt die Abgasleitung 68 zu einem Kompressor,
der das Gas-verdichtet und in die Verteilleitung 65 zurtickdrtickt. Sofern erforderlich,
wird das Gas vor Eintritt in den Kompressor getrocknet.
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Der Behälter 44 ist zur Überwachung und Steuerung des Verfahrens mit
einer Reihe von Organen bekannter Bauart ausgestattet: einem Sicherheitsventil 70;
einem Niveauregler 71, der bei stark schäumenden Emulsionen erforderlichenfalls
die Frischgaszufuhr drosselt; einem Monitor 72, der in Abhängigkeit von der Reinheit
der abgehenden Flüssigkeit den Zulauf regelt; mehreren Sichtkontrollen 73 zur visuellen
Kontrolle des Waschvorganges und zur Einstellung des Kaskadengefälles; einer Füllstandanzeige
74
zur Kontrolle des toten Spiegels; einer Probeannahmestelle Je
Kammergruppe 75 zur Überprüfung der fortschreitenden Reinigung; den erforderlichen
Mengenme#geräten für das Gas 76 und Emulsion 77; Bodenablässen 78 zum Entleeren
der Behälter u. dgl.
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Zum Anfahren der Anlage wird ein Schieber 79 in der Verbindungsleitung
zum Vorratsbehälter geschlossen und der Behandlungsbehälter 44 bis auf die Höhe
der Oberkante des Teleskopwehres 51, das entspricht z. B. einer Höhe von 2 m, gefüllt.
Nunmehr wird der Behandlungsraum durchgast, bis die Füllung gereinigt ist. Mit den
Schiebern der Kerzenregister 80 wird das Kaskadengefälle einreguliert.
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Schließlich wird der Schieber 79 wieder geöffnet und somit auf Betrieb
(Durchgang) eingestellt.
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Die beschriebene Anlage reinigt kontinuierlich z. B. 2000 -2500 m3
Öl-inWasser-Emulsion Je Tag. Ob sie mit Frischgas oder mit einem Kompressor im Kreislauf
betrieben wird, hängt von den örtlichen Gegebenheiten ab.
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Verwendet man für das Diaphragma handelsübliche Filterkerzen (liegende
Zylinder), so ist es vorteilhaft, die Zone für den Blasenaustritt auf einen Sektor
von etwa 1200 im Bereich des Scheitels zu beschränken. Dazu wird der Einfachheit
halber die Ubrige Kerzenfläche totgelegt, indem die Kerzen in Wasserglas, Paraffin
oder einem anderen bekannten Mittel getränkt werden.
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Daß die Sichtkontrollen auch bei stark schmierendem Separat sauber
und durchsichtig bleiben, hängt unmittelbar mit der Wirkungsweise des Gaswäscheprozesses
zusammen. Die turbulent durchgaßte Vorlage wäscht Spritzer jeder Art sofort wieder
ab, sodaß die Scheiben einen ständigen, direkten Einblick in den Behandlungsraum
einer Gaswäsche gewähren.
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Die Gaswäsche wird technisch auch als Vakuumwäsche durchgeführt. Dabei
arbeitet man ebenfalls bevorzugt kontinuierlich und verwendet beispielsweise einen
stehenden, zylindrischen Gleichstromapparat gemäß Fig. 9.
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Die Emulsion wird durch ein zentrales Zulaufrohr 81 von unten her
in den Behandlungsraum 82 geleitet, auf dem Wege nach oben im Gleichstrom gereinigt
und fließt dann über eine Uberlaufkante 83 in einen Nachentgasungsraum 84. Dieser
Raum umgibt ringförmig den Behandlungsraum. Die gereinigte Flüssigkeit fällt über
das Teleskopwehr 51 in den Vorratstank 52, von wo sie mit einer Unterwasserpumpe
53 kontinuierlich oder periodisch abgefördert wird.
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Anstelle von ugeführtem Gas wird mit Dampfblasen gearbeitet. Diese
Dampfblasen werden mittels einer Heizplatte 88 aus der Blüssigkeit selbst erzeugt.
Ein von einem Heizmittel durchströmtes Rohrregister 89 gibt die Wärme an einen Heizraum
90 ab. Dieser ist mit Fldssigkeit voll gefüllt, sodaß die Heizplatte auf der ganzen
Fläche gleichmäßig erwärmt wird. Heizraum 90, Heizplatte 88, Rohrregister 89 und
Zulaufrohr 81 bilden einen geschlossenen Block; er ist an einem Montage- und Stabilisierungsreifen
91 befestigt.
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Die von der Platte 88 aufsteigenden Dampfblasen tragen das Separat
an die- Oberfläche 23. Mit einem Überschuß an Schwall stürzt das Separat in eine
in dieser Höhe angeordnete Überlaufrinne 93 und sammelt sich im Schleusenraum 94.
Das in das Schleusrohr 26 gelangte Separat und der Schwall fließen in einen Sammelraum
96. Dort seigert der Schwall im Sumpf 97 ab; obenauf schwimmt das Separat 98. Eine
Unterwasserpumpe 99 fördert den Sumpf in die Zulaufleitung 81 zurück. Sobald die
Grenzt Separat/Sumpf weit genug abgesenkt ist, wird durch eine
Schwimmersteuerung
101 auf die Separatleitung umgestellt und umgekehrt.
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Der Dampf sammelt sich im Dom des Behälters 105 und entweicht durch
eine Leitung 106. In einem Durchflu#kühler 107 wird der Dampf kondensiert und in
den Sammelraum 96 abgelassen. Da nur sehr geringe Mengen anfallen, lohnt es sich
in der Regel nicht, das Kondensat gesondert zu sammeln und absufördern. Auch bildet
die Separatdecke 98 oft, wie z. B. bei Öl-in-Wasser-Emulsion, einen guten Verdunstungsverschluß,
sodaß entsprechend weniger Evakuierungsarbeit von der Vakuumpumpe 108 aufzubringen
ist.
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Durch eine Sichtkontrolle 109 kann der Vorgang im Behandlungsbehälter
überwacht werden.
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In der Vakuumwäsche verläuft der Gaswäscheprozess folgendermaßen:
Durch die Vakuumpumpe 108 wird der Druck im Behandlungsraum bis auf etwa den Siededruck
der ankommenden Emulsion gesenkt. Gleichzeitig wird ein Heizmittl, wie z. B. Heißwasser,
in solcher Menge durch das Rohrregister 89 zirkuliert, daß durch Vermittlung -der
Heizraumfltissigkeit an der Oberfläche der Heizplatte 88 die Siedetemperatur überschritten
wird. Hierdurch entstehen auf der Heizplatte Dampffackeln, die ihrascher Folge Blasen
abstoßen. Die Dampfblasen bleiben um so feiner, Je größer das Temperaturgefälle
zwischen dem Heizregister und dem Behandlungsraum ist, und sie werden um so gröber,
Je mehr das Temperaturgefälle verschwindet. Für den Betrieb der Gaswäsche muß daher
bei gegebenem Vakuum ein bestimmtes Temperaturgefälle künstlich eingestellt werden.
Praktisch bewährt hat sich ein Gefälle bis zu 1000. Dies wird durch die kontinuierlich
in die Vorlage eintretende frische Emulsion selbsttätig aufrechterhalten. Dementsprechend
müssen die Durchflussrate und die Heizleistung des Registers aufeinander abgestimmt
werden.
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Alle übrigen Vorgänge gleichen denen in der zuvor beschriebenen Diaphragmawäsche.
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Die Vakuumwäsche kann auch im Gegenstrom oder in anderer Weise betrieben
werden. Statt Dampf auf einer Heizplatte zu erzeugen, kann auch Dampf durch ein
Diaphragma in die Vorlage geblasen werden (thermopneumatische Gaswäsche).
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Eine Gleichstrom-Vakuumwäsche wird technisch beispielsweise in einem
zylindrischen Behälter durchgeführt, der im Behandlungsraum einen Durchmesser von
rd. 1,80 m und eine Füllhöhe von rd. 2,5 m hat. Das ergibt ein Arbeitsvolumen von
rd. 7,5 m3 und eine Durchsatzleisung von etwa 35 m³.h-1.
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In Sonderfällen kann die Wirtschaftlichkeit der Gaswäsche verbessert
werden, indem in die Emulsion vor Eintritt in die Gaswäsche geringe Mengen an Lösungsmittel
oder an elektrochemisch regulierenden Stoffen einemulgiert werden.
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Die 80 vorbehandelte Emulsion trennt sich in der Gaswäsche leichter
als sonst. So werden beispielsweise in eine Bohrölemulsion auf 1 Teil Bohröl 20
- 50 Teile Waschbenzin vor Eintritt in die Gaswäsche einemulgiert. Am wirkungsvollsten
geschieht dies mit Hilfe eines Mehrstrahlapparates bekannter Bauart, indem die Emulsion
den Treibstrahl und das Lösungsmittel den Schleppstrahl bildet.
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Das Verfahren gemäß der Erfindunomist bei Jeder Art von Emulsion,
insbesondere bei solchen Typus leicht-in-schwer anwendbar. Durch Änderung des mittleren
Durchmessers der eingeleiteten Gasblasen, der Durchgasungsrate, des pH-Wertes und
anderer physikalisch-chemischer Werte kann die Gaswäsche der Jeweiligen Aufgabe
angepaßt werden. So ist es möglich, verschiedene Hilfsmittel zuzusetzen, die ein
Arbeiten mit gröberen Gasblasenfraktionen gestatten,
wodurch wiederum
handelsUbliche Diaphragmen verwendet werden können. Beispielsweise kann ein Zusatz
an Fangöl dazu dienen, um ein Reemulgieren von Öl zu verhindern.
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Besonders gut eignet sich Dieselöl, Petroleum oder Erdgaskondensat
flir diesen Zweck. Es muß jedoch für die beschleunigte Abfuhr des betreffenden Hilfsmittels
gesorgt werden, weil es sonst mit Wasser eine Wasser-in-OH-Emulsion bildet, die
eine zähe Decke erzeugt, die die Gasblasen nicht mehr durchstoßen.
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Es ist auch möglich, feste oder flüssige Schwimmittel zu benutzen,
wie z. B. hyperfein präpariertes Styropor.
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Erforderlichenfalls können auch Lösungsmittel zugesetzt werden, um
schwer zu behandelnde Öl-Wasser-Emulsion in leichter zu behandelnde Lösungsmittel-Wasser-Emulsion
umzuwandeln.