DE1767596C3 - Vorrichtung für die Extraktion einer Flüssigkeit durch eine andere - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Extraktion einer Flüssigkeit durch eine andere, aus einem senkrechten Gefäß in Form eines Zylinders mit Stutzen für die Zu- und Abführung von Flüssigkeiten, in dem mindestens zwei übereinander angeordnete horizontale Böden vorgesehen sind, welche die gleiche umkehrbare Schiebbeweguing in Richtung der Längs achse des Gefäßes ausführen.

Bei der Durchführung von chemischen Reaktionen und physikalischen Prozesisen in einem industriellen Maßstab ist es oft notwendig, zwei oder mehr flüssige Phasen in enge Berührung zu bringen oder in Berührung zu halten. Zur Durchführung und Steuerung solcher Prozesse werden Vorrichtungen verwendet, in die geeignete innere Vorrichtungen, wie beispielsweise verschiedene, durch individuelle Elektromotoren angetriebene Mischer eingebaut sind, oder es Werden in solchen Einrichtungen verschiedene zusammengesetzte und angepaßte Zwischenwände oder Böden angeordnet oder eingebaut.

Um den ungleichmäßigen: Fluß der beiden Phasen im gegebenen Querschnitt derartiger Vorrichtungen zu verbessern, ist es bereits bekannt, den Grad der erzielten Verteilung und damit den Durchsatz durch Zahl und Größe der Löcher in den Lochscheiben zu beeinflussen. (Unterlagen der Dt-Pätentanmeldüng F 9 16 412g/IVa).

Es sind auch Extraktoren ohne Schwingungsbewegung der Böden oder Destillationskolonnen bekannt, bei denen Platten mit mehreren Arten von Lochgrößen Verwendung finden oder die Lochtypen gegenüber denen der benachbarten PÜatte versetzt sind (DT-PS 5 66 S45 und CH-PS 3 83 928).

Durch den bekannten Stand der Technik wird zwar die Lehre erteilt, die Größe und Zahl der Tropfen und den Durchsatz durch eine geeignete Wahl der Größe der Löcher der Böden zu beeinflussen. Es wurde jedoch noch nicht erkannt, daß gerade die Kombination großer und kleiner Löcher in einem Boden eine besondere Wirkung hervorruft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die Durchsätze besonders groß sind und dabei die Tropfen klein gehalten weiden. Darüber hinaus soll eine schädliche Rückmischung der Phasen ausgeschlossen werden und durch den Kreuzstrom der kontinuierlichen und dispergierten Phase in jeder Stufe die Wirksamkeit des Stoffaustausches gesteigert werden.

Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß in den Böden zwei Arten von öffnungen mit unterschiedlicher Größe angebracht werden, wobei die Fläche der einzelnen öffnungen der größeren Art mindestens das Dreifache· der Fläche der einzelnen öffnungen der kleineren Art ausmacht. Dabei wird die Anzahl der kleineren öffnungen so gewählt, daß sie mindestens 65 % der Gesamtzahl aller öffnungen des Bodens beträgt, wobei beide Arten von öffnungen verschiedene Teile des Bodens bedecken. Erfindungsgemäß unterscheidet sich die Lage der öffnungen in jedem Boden von der in den Nachbarböden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden in jedem Boden zwei Arten von öffnungen mit unterschiedlicher Form vorgesehen.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Böden an der Seite, zu der die dispergierte Phase strömt, mit einer senkrechten, z. B. einstellbaren Zwischenwand zu versehen, die sich höchstens bis zu ⁹Ao der Entfernung zwischen benachbarten Böden erstreckt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer Vorrichtung der angegebenen Art die umkehrbare Schubbewegung der Böden die Turbulenz in der kontinuierlichen Phase und die Zirkulation in Tropfen steigert und daß auch die Zwischenphasenoberfläche vergrößert werden kann, wodurch der Wirkungsgrad gesteigert wird.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine größere Zwischenphasenoberfläche erzielt werden, ohne daß ein bedeutsamer Anteil einer zu feinen Dispersion entsteht, die leicht durch die zusammenhängende Phase mitgenommen wird. Die gesteigerte Zwischenphasenoberfläche entsteht durch eine geeignete Kombination der umkehrbaren Schubbewegung und der Größe der öffnungen im Boden. Dadurch entstehen genügend große Tropfen, die durch die kontinuierliche Phase nicht mehr mitgenommen werden, die aber gleichzeitig genügend klein sind, um genügend große Zwischenphasenflächen zu bilden.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann marl deshalb mit größeren relativen Geschwindigkeiten arbeiten, z. B. mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 cm/Sekunde, wodurch hohe Leistungen erzielt werden können. Die am unteren oder oberen Rand der großen öffnungen angeordnete senkrechte Zwischenwand ruft bei der umkehrbaren Schubbewegung des Bodens derartige Druckverhältnisse in dessen Umgebung hervor, daß während eines Teils der Schwingung, in der sich der Boden entgegengesetzt zur Richtung, in der sich die dispergierte Phase fortpflanzt, bewegt, der Durchfluß der dispergierten Phase durch kleine Löcher verstärkt wird, während der Durchfluß durch die Kroßen

Öffnungen weiter abgeschwächt wird. Die Einstellbarkeit der Zwischenwand ermöglicht dann auf Grund dieses Mechanismus eine unabhängige Regulierung des Behälters der dispergierten Phase zwischen den einzelnen Böden. Es ist selbstverständlich, daß das gleiche Resultat auch durch geeignete Wahl der Höhe und der Richtung der festen Zwischenwände erzielt werden kann. Eine zur Achse des Gefäßes unterschiedliche Lage der großen Löcher in benachbarten Böden ist wünschenswert, um einen direkten Durchfluß der kontinuierlichen Phase auf kürzestem Wege zu verhindern.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen senkrecht stehenden Extiaktor mit zwei Böden,

Fig. 2 eine andere Ausbildung des Bodens nach Fig. 1.

F i g. 3 eine andere Ausführung des Bodens,

Fig.4 einen Boden mit einer senkrechten Zwischenwand in Form eines Zylinders,

F i g. 5 einen Boden, der am unteren Rand mit einer von einem Befestigungsring gehaltenen Dichtung versehen ist,

F i g. 6 einen Boden mit einer senkrechten Zwischenwand, die in Richtung der senkrechten Achse einstellbar ist, und

F i g. 7 ein vergrößertes Detail nach F i g. 6.

Gemäß der Darstellung in F i g. 1, die einen Extraktor im Axialschnitt zeigt, wird die spezifisch schwerere Phase durch den Zuführstutzen 2 in den Extraktor geleitet, der sich über dem Abführstutzen 4 der schwereren Phase befindet. Der Zuführstutzen der spezifisch leichteren Phase 3 ist unterhalb des Abführungsstutzens 5 dieser Phase angeordnet. An der senkrechten Welle 6, die durch das Spurlager 7 geführt ist, sind horizontale Böden 8 befestigt, in denen große Öffnungen 9 und kleinere Öffnungen 10 angeordnet sind.

F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsart des Bodens. Die in einem Teil des Bodens angeordnete große öffnung 9 besitzt die Form eines Kreisausschnittes, während im übrigen Teil des Bodens 8 kleinere Öffnungen 10 angebracht sind.

Fig. 3 zeigt einen Boden, in dem sowohl die große öffnung 9 als auch die kleinen öffnungen 10 kreisförmig gestaltet sind. Die große Öffnung 9 ist am unteren Teil mit einer senkrechten Zwischenwand 11 von zylindrischer Form ausgerüstet.

F i g. 4 zeigt einen Boden 8, in dem sowohl die großen öffnungen 9 als auch kleine öffnungen 10 kreisförmig gestaltet sind. Der Boden 8 ist an seinem Umfang, der an der inneren Wand des Mantels des Extraktors 1 anliegt, mit einer senkrechten Zwischenwand 12 versehen, die sich unterhalb der unteren Fläche des Bodens erstreckt und an der inneren Wand des Mantels des Extraktors 1 anliegt. Die große öffnung 9 ist an ihrer unteren Seite mit einer senkrechten Zwischenwand 11 versehen, die die Form eines Zylindermantels besitzt.

Fig.5 zeigt einen Boden mit großen und kleinen öffnungen, der an der unteren Seite mit einer elastischen Dichtung 13 versehen ist, die durch einen Befestigungsring 14 gehalten wird.

Fig.6 zeigt einen Boden 8 mit einer senkrechten Zwischenwand 11, in der zwei längliche öffnungen 15 in einer zur Längsachse des Gefäßes parallelen Richtung angeordnet sind. Durch diese länglichen öffnungen 15 führt je eine Schraube 16, durch die die Lage der Zwischenwand 11 am Boden 8 eingestellt werden kann. In der in Fig.6 gezeigten Lage befinden sich die Schrauben in der unteren Lage und in der in Fig.7 gezeigten Lage befinden sie sich in der mittleren Lage der länglichen öffnung 15.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Extraktion einer Flüssigkeit durch eine andere, aus einem senkrechten Gefäß in Form eines Zylinders mit Stutzen für die Zu- und Abführung von Flüssigkeiten, in dem mindestens zwei übereinander angeordnete horizontale Böden vorgesehen sind, welche die gleiche umkehrbare Schiebbewegung in Richtung der Längsachse des Gefäßes ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Böden zwei Arten von öffnungen mit unterschiedlicher Größe angebracht sind, wobei die Fläche der einzelnen öffnungen der größeren Art (9) mindestens das Dreifache der Fläche der einzelnen Öffnungen der kleineren Art (10) ausmacht und die Anzahl der kleineren öffnungen (10) mindestens 65 % der Gesamtzahl aller öffnungen des Bodens beträgt, wobei beide Arten von öffnungen verschiedene Teile des Bodens bedecken und sich die Lage der öffnungen in jedem Boden von der in den Nachbarböden unterscheidet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Boden zwei Arten von öffnungen mit unterschiedlicher Form vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (8) an der Seite, zu der die dispergierte Phase strömt, mit einer senkrechten z.B. einstellbaren Zwischenwand (11) versehen ist, die sich höchstens bis zu ⁹/io der Entfernung zwischen benachbarten Böden erstreckt.