DE1769005C3 - Kolonneneinrichtung zur Gegenstromextraktion von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolonneneinrichtung zur Gegenstromextraktion von Flüssigkeiten, deren Extraktionsstufen durch perforierte Trennwände voneinander getrennt sind, wobei jede Extraktionsstufe eine Mischvorrichtung aufweist

Durch die Wahl des freien Querschnittes der perforierten Trennwände, z. B. durch die Anzahl und den Durchmesser von kreisrunden Löchern, kann das Verhältnis des Wirkungsgrades einer Stufe und der Durchsatz solcher Kolonneneinrichtungen in weiten Grenzen beeinflußt werden. So zeigen beispielsweise Extraktionskolonnen, deren freie Querschnitte der perforierten Trennwände klein sind, hohe Wirkungsgrade bei kleinem Durchsatz; umgekehrt ergeben große freie Querschnitte der perforierten Trennwände erhöhte Durchsätze, infolge der verminderten Kontaktzeit der Flüssigkeiten jedoch klein--re Wirkungsgrade. Die perforierten Trennwände sind sehr einfache konstruktive Elemente, so daß die Möglichkeit "gesteht, durch Austausch von Trennwänden mit verschiedenen freien Querschnitten die Extraktionskolonne den gewünschten optimalen Betriebsbedingungen anzupassen. Es können aber auch die Größen der freien Querschnitte der einzelnen Extraktionsstufen der Kolonne verschieden gewählt werden, entsprechend den physikalischen Eigenschaften der zu behandelnden Flüssigkeiten.

Aus der CH-PS 3 75 328 ist eine Kolonneneinrichtung dieser Art bekannt, deren vertikales, zylindrisches Gehäuse durch horizontale, in einem zentralen Bereich perforierte Trennwände in mehrere Extraktionsstufen unterteilt ist In jeder Extraktionsstufe ist ein Flügelrad mit radialen Flügeln angeordnet, das auf einer Antriebswelle sitzt. Die Flügel laufen in einem Raum, der nach oben und unten mittels je einer kreisringförmigen, festen, horizontalen Leitwand begrenzt ist. Die Leitwände überragen die äußeren Enden der Flügel und sind durch vertikale Leitwände miteinander verbunden und mittels Distanzhülsen und mehreren Zugankern zwischen den Trennwänden gehalten.

Bei der Rotation des Flügelrades der bekannten Einrichtung bilden sich insbesondere zwischen den äußeren Kanten der Flügel und den festen Leitwänden Wirbel und es entsteht ein Strömungszustand mit einem sehr hohen Turbulenzgrad. Dadurch wird zwar eine intensive Vermischung der beiden Flüssigkeiten erreicht, die starke Verwirbelung führt aber leicht zu einer Emulgierung, welche die der Vermischung folgende Trennung der Flüssigkeiten erschwert.

Die Flügel der bekannten Einrichtung müssen einen genau bestimmten Abstand von den festen Leitwänden haben, da ein zu großer Abstand die Wirksamkeit der die Flüssigkeiten nach außen schleudernden Flügelräder beeinträchtigt und bei einem zu kleine,) Abstand die Gefahr besteht, daß die Flügel an den Leitwänden schleifen. Die Einhaltung eines bestimmten Abstands ist jedoch aufwendig, da die rotierenden Flügelräder und die festen Leitwände nicht miteinander verbunden werden können, sondern unabhängig voneinander an verschiedenen Elementen befestigt werden müssen. Infolge des komplizierten Aufbaus der Einrichtung ist auch deren Demontage und Montage bei Servicearueiten außerordentlich aufwendig.

ίο Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung sind diese Nachteile dadurch vermieden, daß als Mischvorrichtung zur Vermischung der Flüssigkeiten Pumpenräder mit radialen, zum Radius geneigten oder gekrümmten Laufschaufeln vorgesehen sind.

Es hat sich gezeigt, daß die Pumpenräder mit den radialen, zum Radius geneigten oder gekrümmten Laufschaufeln höchstens eine geringfügige Wirbelbildung verursachen, so daß keine Emulgierung und damit keine Störung des Trennvorgangs auftritt Dabei wird aber trotz des niedrigen Turbulenzgrades eine gleichmäßige, für den Stoffaustausch genügende Mischung der Flüssigkeiten erreicht Dies ist deswegen überraschend, weil man aufgrund der bekannten Kolonneneinrichtung annehmen mußte, daß eine genügende Mischung der Flüssigkeiten nur durch eine hohe Verwirbelung bzw. einen Viohen Turbulenzgrad erreicht werden kann.

Die Verwendung von Pumpenrädern anstelle der Flügelräder und Leitwände ermöglicht weiter einen

ju sehr einfachen konstruktiven Aufbau der Einrichtung. Die komplizierte Anordnung der festen Leitwände entfällt, da diese bei einem Pumpenrad durch die Pumpenradwände ersetzt sind, die an den Laufschaufeln befestigt sind und mit diesen rotieren. Dadurch ist auch

ν-, die Demontage und Montage der erfindungsgemäßen Einrichtung für Servicearbeiten wesentlich vereinfacht Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann ferner die Höhe der Extraktionsstufen kleiner gehalten werden als bei der bekannten Kolonneneinrichtung.

Vorzugsweise erfolgt die Vermischung der Flüssigkeiten durch die Pumpenräder in horizontaler Richtung, wodurch die den Wirkungsgrad beeinträchtigende Rückmischung in vertikaler Richtung vermindert wird. Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein

4¹J Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch zwei Stufen einer Kolonneneinrichtung zur Gegenstromextraktion von Flüssigkeiten,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1. Bei der in der Zeichnung teilweise dargestellten Extraktionskolonne sind die einzelnen Extraktionsstufen 1, 2 durch perforierte Trennwände 3 voneinander getrennt. In jeder Extraktionsstufe 1, 2 ist ein

y> Pumpenrad angeordnet, das auf einer gemeinsamen Antriebswelle 5 sitzt. Die Schaufeln 6 der Pumpenräder 4 sind gegen den Radius geneigt und der obere und untere Schaufeirand ist an den Pumpenradwänden 7 befestigt. Die Perforation der Trennwände 3 besteht aus

hö einer Anzähl kreisrunder Löcher 8, die im zentralen Teil der Trennwände angebracht sind, während der äußere, kreisringförmige Teil 9 zur Umlenkung der die Pumpenräder 4 verlassenden Flüssigkeitsströmung dient und vollwandig ist.

b5 Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Schaufeln der Pumpenräder gekrümmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kolonneneinrichtung zur Gegenstromextraktion von Flüssigkeiten, deren Extraktionsstufen durch perforierte Trennwände voneinander getrennt sind, wobei jede Extraktionsstufe eine Mischvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischvorrichtung zur Vermischung der Flüssigkeiten Pumpenräder (4) mit radialen, zum Radius geneigten oder gekrümmten Laufschaufeln (6) vorgesehen sind.