DE1786089A1 - Geformte Fasern - Google Patents
Geformte FasernInfo
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Description
DR. I. M. MA AS DR. W. G. PFEIFFER
FATE NTANWXLTE
78 085 MtJNCHEN 2 3
- TEL »OM*
Monsanto Company, St-.Louis, Miss. V.St.A.
GEPOBMUE PASERN.
Die Erfindung bezieht sioh auf geformte Pasern, Piltereinrichtungen,
die solche Fasern enthalten, und die Verwendung solcher PiItereinlieiten einschließlich von Geräten
mit diesen Piltereinricntungen,
In der !Technik des Filterns, wobei Pestatoffa von Oasen
oder HüRTi^keitör/ abgetrennt ■ worden, üen K
wobei Kßiulaionen otier Dispersionen 55«rle«t v/erden, oder
des Abt J."ο .inen.!« von I1T^böl v wol:<»3i flünrsißor Nebel von rnlt
10S848/0S96 BA0 original
Nebel beladenen Gasen abgetrennt wird, wurde bisher allgeraein
angenommen, daß das verwendete Trennmedium oder die
verwendete Pilterhilfe, insbesondere im Hinblick auf die Abtrennung kleiner Teilchen aus diesen Medien? wirksamer
^ arbeiten, wenn die als Pilterhilfe verwendete Faser einen
relativ kleinen Querschnitt hato Diese Trennmedien oder
Filterhilfen haben jedoch einen schwerwiegenden Nachteil, da sie «um Verfilzen oder zum Zusammenfallen unter normalen Strömungebedingungen der aufgeführten Stoffe neigen»
wae dazu führt, daß der Druckabfall an den Filtern übermäßig
groawird und/oder die Wirksamkeit des Trennmediums
oder der Pilterhilfe ebenso wie die Wirksamkeit des Systems
abnimmt. Ee ist deshalb einzusehen, daß eine biegsame Fa-ser
mit relativ großem Querschnitt und solcher Form, daß
ihr ein hoheβ Haß an Elastizität verliehen wird, die als
Pilterhilfe oder Trennoedium fUr kleine Teilchen verwendbar
ist, ohne daß sie nennenswert verfilzt oder zusammenfällt,
einen großen technischen Vorteil bringen würde»
Die Erfindung bezweckt deshalb eine geformte Fassr, die
in Filtereinrichtungen als Filterhilfe verwendet werden kann,
Die KrtCimiung bezweckt weiter sine biegsame ?aear» deren *
Form ihr ein höhe ,τ Haß a--.i F>. a st.Iz: 3 tut verleiht und c3ie als
109848/0S98
Weiter bezweokt die Erfindung als PiIt erhilf en mit bieg=
samen Fasern brauchbare Filtereinrichtungen»wobei die
Fasern den Filter ein hohes Maß an Elastizität Verleihern
Pie Erfindung sieht weiter VerfahrensmaSaahmen zum Filtern oder Abtrennen von kleinen feilchen aus einem fliee-Benden Medium unter Verwendung von Filtereinrichtungen vor,
die biegsase Fasern enthalten, welche so geformt sind,
daß sie ein höh·· Maß an Blastieitat aufweisen.
besweokt dl· Erfindung Filtervorrichtungen un
ter Verwendung von Filtern, die bieg»an« Fasern enthalten« welche so gefornt sind, defi sie ein hohes KaS an Ela
stizität aufweisen·
Das geformte Fasernaterlal nach dieser Erfindung besteht
aus Fasern mit vielen Schraubenwindungen und mit einer Wickellänge von wenigstens 100 ',S, einer Bruchdehnung von
wenigstens etwa 25 i> und einer Querechnitteflache von
wenigetena etwa 6,5 x 10""7 bis etwa 6,5 x 10"*·' ca (etwa
10 bJLa etwa 1000 square
1.09848/0696- bad original
Der Ausdruck "Winkellänge in $>n ist durch folgende Formel definiert:
gestreckte Länge minua schraubenförmig gewiekel-
(I) Wickellänge in <«lSL£te· ,
x 100
schraubenförmig gewickelt te Länge
Länge verstanden, auf die die entspanntet schraubenförmig gewickelte Faser durch Zug gestreckt werden muß, um alle
- ' · Ψ kommen gerade Fan·r au erhalten.
Der Auadruck »»Bruchdehnung in #" wird durch folgende Formel definiert:
(II) Bruchdehnung geetreokte Länge bei Bruch minus
1η9ί β ^«treckte Länge _ χ
geetreokte Länge
Hinter dem Ausdruck "geetreokte Länge bei Bruch" wird die
kttreeete Länge verstanden» auf die die Faser durch Zug gedehnt werden muß, um eie zu zerreißenο Der Ausdruck "ge*
streckte Länge" in Formel II definiert dasselbe Ma3 wie der
entsprechende Ausdruck in Formel I* \ v ■
109848/0598
Es wurde gefunden, daß die geformte Faser nach dieser Erfindung zur Verwendung als wirksame Filterhilfe ein MaQ
an Elastizität, Geschmeidigkeit und Festigkeit haben sollt das bewirkt, daß die Faser ihre Form beibehält und/oder
wiedererhält, während sie Beformierungakräften widersteht,
wie z.B. Gasdrücken, Flüssigkeitsdrucken u.dglo, denen eine
Filterhilfe unterworfen wird, ohne daß ein Zusammenfallen
■ ■
oder Verfilzen in einen wesentlichen Ka8 stattfindet. Die«
wird gemäß der Erfindung mit einer Faser erreicht, die eine ι
proaentuale Wickellänge in der GröSenordnung aufweist, daß
ein sohwammartige« oder federnd elastisches Faserbett alt
geschmeidiger, biegsamer oder nichtbrUohiger Natur go- '
schaffen wird, daa die Faser darin unterstutzt, ihre achraubenförmig gewundene Form unter den Deformierungskräften
beizubehalten« Veiter ist geaäß dieser Erfindung eine Quer- ä
sohnittsflache von solcher Größe wichtig, daß der geformten
Faser die notwendige Größe und Festigkeit verliehen wird,
um als Filterhilfe zu dienen, während sie die schraubenförmig gewickelte Fora unter diesen Deforaierungskrttf ten
beibehält.
Die Faser nach dieser Erfindung hat vorzugsweise ein· proaentuale Wiokellänge von etwa 1OG bis etwa 2 500 und ins«· :
besondere von etwa 400 bis 1500, obgleich in einigen
109848/0698 bad ONQ.NAL
eine Wickellänge von größer ale 2500 Anwendung finden kann,
wenn die Fasern die notwendige Geschmeidigkeit und Festigkeit aufweisen) um ihre schraubenförmig gewundene Form
beiiubehalten. Außerdem hat die Faser nach dieser Erfindung vorzugsweise eine Bruohlänge von etwa 25 bis etwa
700 ^i und insbesondere von etwa 200 bis etwa 500 t, obgleich
in einigen Fällen die Bruohlänge größer als 700 i» betragen
kann, wenn dl· Faser dl· notwendige Festigkeit, hat, na ihre schraubenförmig gewundene Form beisubehalten. DarUberhiaaue hat die Faser nach dieser Erfindung sine Querschnitts·»
fläohe von stw» $,5x 10~5 bis stwa 6,5 x NT3 "ce2 (etwa
10 bia etwa 1000 equar· nil) und insbesondere von etwa 38,7 XiO**5 bis etwa 1,29 x 1Q"5 oa2 (etwa 60 bis etwa
square all·.)Außerdes hat die Faser vorzugsweise einen la
^ «ie sent Hohen Über ihre Länge gleichförmigen Querschnitt·
Die Querschnittaforn der l'aser kann irgendeine geeignete
Fora haben, beispielsweise rund» elliptisch, reohteokföraig,
quadratisch u.dgl. sein· Sin rsohteckiger Querschnitt wird
bevorzugt, da Sr u.a· sine große Oberfläche pro Gewiohteeinheit der Faser ermöglicht, während gleichzeitig die
Festigkeit und Elastizität der Faser erhalten bleibt* inabesondere vrird eine solche Form mit einer Stärke von etwa
0,025 bis etwa 0,25 am (1 bin etwa 10 mile) und vorsugsweise von etwa 0,76 bis etwa 0,127 mm (etwa 3 bis etwa 5 all»)
109848/0596
BAO
und einer Breite von etwa 0,25 bis etwa 2,5 mm (etwa
10 bie etwa 100 mils), vorzugsweise von etwa 0,51 bis etwa 1,0 tarn (etwa 20 bis etwa 40 rails) angewandt» Sie Faser kann im allgemeinen irgendeine Länge und vorzugsweise
irgendeine Länge größer ale etwa 12,7· mm (0,5 inches) ha- λ
ben. Sie kann bis zu 152 m (500 FuS), 304 m (1000 FuS) und
sogar langer eein, wenn gewUnsoht. Das Faserbett kann aus
einer Vielzahl von solchen Fasern bestehen, die vorsugeweiee willkürlich gemischt und orientiert sind, oder in
einigen Fällen kenn» wenn ««wünscht, das Faeerbett au« Ib
wesentlichen nur einen kontinuierlichen Strang einer geformten Faser nach dieser Erfindung bestehen·
Die polymeren Stoffe, die zur Bildung der bruchwiderstandsfähigen Faser nach dieser Erfindung verwendet werden kön- i
nen, bestehen aus irgendeinem Kunststoff und insbesondere
aus nicht porösen, synthetischen polymeren Stoffen alt verhäitniamäSlg hoher Dichte wie je.B. FluorkohIenetoif-Polymeren (Polytetrafluorethylen und fluorinierten Xthylen-Propylenpoly«erenf Polyatyrol, Polyfnono- oder di-halo«en)-etyrol, Polyäaiden des Üylontype, Polyaorylnitril, PoIy-BetheoryInitril, Polyalkylnethacrylat, PoIy-^C- halogen*
alkylaorylat, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid u
Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid g Polyvinylcarbazol,
Polyvinylalkohol, polymeren Glyoolphthalaten (Polyäthylenterephthalat), Cellulosen (Celluloseacetat, Cellulosepro»
pionat, Celluloseacetat-butyrat, Cellulosenitrat, Äthylcellulose, usw), Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen,
Polyisobutylen, Polyvinylbutyral, Polyvinylacetat, Polyestern (Dicarboneäure-Glycol-'Polymere), Urethanen (Polyieooyanat-Polyäther- oder Polyeeterglycole) und dergleichen·
Die Wahl eines besonderen yasermaterials für einen bestimmten Zweck hängt von verschiedenen Paktoren ab, wie ZoB»
den Kosten, der Widerstandsfähigkeit gegenüber bestimmten
chemischen Mitteln, dem besonderen behandelten Medium oder von anderen Faktoren, die leicht von einem Fachmann er-Bittelt werden können,
Die geformte Faser nach dieser Erfindung kann auf viele und verschiedene Weisen gebildet werden in Abhängigkeit von
dem polymeren Stoff, der für die Faser verwendet wird, >.B.
kann ein gylindriecher Barren aus dem gewUnsohten polymeren Stoff maschinell abgedreht werden, wobei die Breite
der Faser der üchnitt-?iefe entspricht und die Stärke der
Paser durch die Vorsohubsgeschwinaigke.it des Schneidwerkzeugs und die Drehgeschwindigkeit dee zylindriecheη Barrene
bestimmt wird. Bei einem weiteren Beispiel wird die Faaer
W Λ
ua einenUylinder gewickelt, um ihr die schraubenförmigen
10984870ES8
BA© ORIGINAL
Windungen in dem gewünschten Maß zu verleihen und hierauf die polymere Paser wärmebehandelt, so daU sie ihre" Form
beibehält.
Wie oben erwähnt, können die Fasereinheiten nach dieser Er- g
findung für viele und unterschiedliche" Zwecke verwendet
werden» u.a. für die Abfilterung von Feststoffen aus Gasen
oder Flüssigkeiten, wie ss»B. in einem Staubfilter, um die Staubteilchen aua der Luft oder anderen Gasen abzutrennen,
zus Schutz von Vorratabehältern, um die bakterielle
Verunreinigung aus der Luft zu verhindern oder um giftige
Teilchen aus der Luft oder anderen Gasen abzuscheiden;
zum Koaleszieren durch Zerlegen von Emulsionen oder
Dispersionen, wie ζοB. von Wasser und Benzin oder Brennöl,
von HF-Alkyllerungskatalyeator und alkylierter Flüssigkeit, '
von Schwefeleättre-Alkylierungsketalysator und alkylierter
Flüssigkeit, von Alkylarylsulfonsäuren und Schwefelsäure, von Quecksilber und "Ätzaoda u.dgl.; und zur Beseitigung
von Nebeln, indem flüssige Hebel von mit Nebel beladenen
Gasen abgetrennt werden, wie z.B. Schwefelsäurenebel, Salpeter säurenebel, Phosphorsäurenebel, Fluorwasserstoffnebel
und Fluor.sulfansäurenebel u.dgl. aus Gasen, die mit diesen
Nebeln beladen sind. I1Ur die Filterung von Feststoffen aus
Gasen vie z.B. für die Verwendung in Staubfiltern, können
1098487 0 586 BAi>
ufiiüiNAL
- ίο -
die Fasern, wenn gewünscht, mit einer Bindern!ttelsubstane
übersogen werden, beispielsweise mit Glykol, Trikreeylphosphat, Petroleum u.dgl. Die vorstehenden Anwendungsgebiete sind als Beispiele genannt.
Das Faaerbett nach dieser Erfindung soll für die Verwendung
ala Filtereinriohtung komprimiert werden, a.o daß es eine
Packdiohte hat, die das DurohstrOmen des zu filternden
Mediums ohne übermäßigen oder unerwünschten Druckabfall an dir Filterfüllung ermöglicht oder ohne daß das Filterbett zusammenfällt, verfilst oder verstopft. Im allgemeinen wird die Paokdichte u.a. in Abhängigkeit von Faktoren
variieren, wie g.B» der Art der polymeren Faser, die verwendet wird, der Art des au filternden Mediums, der Gesohwindigkeit dieses Mediums durch die Filterfüllung u.dglo
Außerdem sind bei Fasern mit kleinerem Querschnitt im allgemeinen größere Packdichten erforderlich als bei Fasern
mit größeren Querβchnittaflachen.
Da die tatsächlichen Dichten der Fasern von Stoff «u Stoff
variieren, wird der Ausdruck "prozentualer freier Raum" in dieser Beschreibung verwendet, um die Stärke der Packung
au dafj.nl er en, die flir das Paeerbett notwendig ist, um als.
FiItereinrichtung zu wirken*
109048/0596 bad original
Der Auedruck "prozentualer freier Raum oder prozentualer
Leerrauffl* ist durch folgende Formel definiert:
(III) prozentualer tatsächliche Sichte minus
freier Raum« - χ 100
tatsächliche Sichte λ
den prozentualen freien Raum und der «Kenntnis der tatsächlichen' Sichte des polymeren Stoffes, der für das Faserbett verwendet wird» kann die Packungsdichte leicht berechnet werden. Gewöhnlich beträgt ein effektiver Prozentsatz des freien Raumes des Faserbettes nach dieser
Erfindung von etwa 55 '/·>
bis etwa 80 # und vorzugsweise von etwa 70 f* bis etwa 76 #» Insbesondere besteht eine effektive Packungsdichte des Faserbettes, das aus PolytetrafIuoräthylen hergestellt ist, von etwa 0,48 bis etwa 0,96
g/ccr (etwa 30 bis etwa 60 pounds pro cubic foot), wobei
Fackungsdiohten von, etwa 0,56 bis etwa 0,72 g/cnr (etwa
35 bis 45 pounds pro cubic foot) bevorzugt werden.
Das Faserbett kann leicht zusammengedruckt werden, um die
gewünschte Packungsdichte zu erhalten, indem eine Druck- ..
kraft gegen das Bett in einer Richtung angewandt wird, während- das Bett in einer konstanten Querschnittsflache aenk-
1OS84S/OS90
~ 12 -
recht zu der Richtung der angewandten Kraft eingeschlossen wird. Die Größe der erforderlichen Kraft variiert
unter anderem in Abhängigkeit von der besonderen ausgewählten faser so*ie von der GrUSe dee cu verdichtenden Faeerbetts. Um s«B. ein Bett aus einer Polytetrafluoräthylenfaser auf eint Packungsdichte von etwa 0,64 g/cnr (etwa
40 pound· pro o«bio foot) au verdichten, XeX einDruok
auf das Bett von etwa 2,10 bis 3,50 kg/om2 (etwa 50 bis
30 pounds pro square inch) dee Faeerblookes erforderlich.
Im allgemeinen kann die Tiefe des Faserbettβ nach dieser
Erfindung für die Verwendung als Piltereinrichtung Uca.
in Abhängigkeit von Faktoren variieren, wie z.B. der Art des Mediums« das gefiltert werden soll, der Geschwind ig-=
| keit dieses Mediums durch dae Faserbett u.dgl. Gewöhnlich ist eine wirksame Paserbetttiefe von etwa 6,3 mm (0,25 inches) bis etwa 30,4 cm (12 inches) und vorzugsweise von
etwa 12,7 mm (0,5 inches) bis etwa 15,2 om (6 inches) fur
die meisten Anwendungsswecke ausreichende Eine solche Betttiefe ergibt einen normalen Druckabfall an dem Filter,
dsho einen Druckabfall unter etva 112 era (56 inohns) Was-. aersäule.
109848/0598
ser Erfindung verwendet werden, um viele und verschiedenartige PlUseigkeita-PlUssigkeiteemulsionen oder ~Diepereionen au koaleszieren oder entemulgieren. Insbeeondere Bind die Fasereinrichtungen nach dieser Erfindung wirk-. sam, um Fltiseigkeits-FlUssigkeitsemulsionen oder -Die»
pereionen in Systemen su erBeugen, die geringe bia normale
Strömungsgeschwindigkeiten haben, d.h. Strömungagesohwin-
digkeiten bis au etwa 38 1 (10 Gallons) pro Minute und pro
929 00 (square foot) Raserbett, wobei Ströaiungsgesohwindigkeiten unterhalb etwa 15 1 (4 Gallone) pro Hinute bevorzugt werden.
Wie oben erwähnt, können die Pasereinrichtungen nach die~
serErfindung verwendet werden, um zahlreiche und unterschiedliche Arten von Flüssigkeitenebeln aua mit diesen
Nebeln beladenen Gasen abzutrennen. Insbesondere sind die
Pasereinrichtungen wirksam, um flüssige Hebel aus mit Nebel beladenen Gasen in Systemen abzutrennen, die hohe Gasgeschwindigkeiten verwenden« das sind Geschwindigkeiten
über etwa 57 b? (200 cubic foot) pro Minute und pro 929 cm
(equare foot) PaserfUllung, wobei Gasströmungsgeachwlndigkeiten von etwa 57 e? bis etwa 271 in5 (etwa 200 bis etwa
600 cubic foot) pro Minute unü pro 929 cm (square foot)
109848/0596
Faserbett bevorzugt werden. Unter Bezugnahme auf die vorstehenden Ausführungen werden nachfolgend einige Merkmale
und Vorteilet die aus der Verwendung eines erfindungageaäSen Faserbettes als Piltereinriohtung resultieren, aufgeführtι
(1) Infolge der Natur desFasert»·tt#e, das relativ große
Faeern aufweisen lcann, lcönnea noch relativ kleine Teil
chen entfernt werden, wae völlig unerwartet war.
(2) Daa faserbett weist «ine Elaetieität auf, die die Neigung zun Verfilzen oder Zusammenfallen auf ein Mini-
verringert.
(3} Daa ?aeerbett weist eine Größe, Fora und Geschmeidigkeit auf, die die Neigung zur Kanalbildung verringert,
d.h. die Neigung zur Bildung von nachteiligen örtlichen Passagen durch das Paserbett, die die Filterwirksamkeit vermindern wurden« -
(4) Das Faserbett kann leicht gereinigt und deshalb wiederverwendet werden*
(5) Dae T'aserbett kann aus niohtbenetsbaren oder hydrophon
10984$/05S8 bad original
ben Fasern, wie z.B. aue Folytetrafluoräthylen be~
etehen und dennoch für das Durchleiten von flUesigen
Medien wirksam sein*
(6) XiB Vergleich au einen Faserbett aus denselben Material»
Jedoch nit kleineren Querschnitten, kann «in erfindangegeiiäSee Fteerbett bei wesentlich geringeren Eruek-
abfällen an d#a Filter arbeiten» Kit anderen Worten
ertaöglicht dl« erfindungegeaSÖe ?aier größere Durch»
eatse, d.h. höher· 3tröttung»e«eohwindigkeiten bei vernünftigen Druckabfällen im Tergleich su PaeerfUllungen
mit Fasern« dl« einen feineren Durchmeeaer haben und aus
desselben Stoff bestehen*
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert: ■
Figur 1 zeigt in photographiseher Darstellung ein erfindungegemäßee Faserbett.
figur 2 aeigt in photographisoher Darstellung eine geformte
Faser nach dieser Erfindung« die la wesentlichen aus einem kontinuierlichen Strang besteht und auf
* etwa dreifache Größe vergrößert ist»
1098*8/0596 b»
eines Absorptionsturras beispielsweise für die Absorption von Schwefelsäure, in dem mehrere Nebeltrenneinriohtungen nach dieser Erfindung angeord-) net sind, um Säurenebel aus den Gasen, die aus dem
Figur 4 zeigt einen vergrößerten Querschnitt duroh eine der
Hebeltrenneinriohtungen, die in der in Figur 3 dargeateilten Vorrichtung verwendet wordene
Figur 5 «eigt eine abgeänderte Ausführungsform der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung, wobei die Nebeltrenneinrlchtungen von dem Bäureabsorptionsturm
ψ
getrennt sind.
zieren oder' Entemulgieren zweier unmischbarer Flüssigkeiten, wobei in dieser Vorrichtung eine Koalesziereinrichtung nach dieser Erfindung angeordnet
ist, und
einriohtung, die in einer Vorrichtung nach Figur 6
. , verwendet wird«-
■■■:■-? 109346/0588 bad original
Aue den Figuren 1 und 2 kann ersehen werden? daß die geformte Paser nach dieser Erfindung ein bauschiges oder
sperriges Aussehen hat, wobei die Faser in ein verflochtenes, elastisches, sohwammartigee Faserbett gekräuselt 1st·
•Mi Figur 3 der Zeichnungen ist der obere Teil des äußeren
Hantele eine β Säureabeorptioneturiae 10, in dem Beispieleweis« Schwefelsäure absorbiert wird, dargestellt. In dem
Turm werden die Dämpfe von.Schwefeltrioxid in einem eohwtf«!sauren Medium der gewünschten !Consent rat ion in bekannter
Weise absorbiert* VIe bekannt, erseugt diese Reaktion einen
Schwefelsäurenebelt in dem sehr feine Tröpfchen der Säure
in den AuafluÖgasen aus dem Absorber suspendiert sind« Ein
Abaug 23 ist vorgesehen, um die Oase aus dem Turm abzuziehen« i
Trägerplatten 11 mit herabhängenden Flanschen 12 sind auf geeignete Weise, beispielsweise duroh Verschweißen mit den
Innenwandungen dea Absorptionsturmeβ 10 verbunden. Die
Trägerplattan 11 sind rund um die'Innenwandungen des Absorptions turms 10 angeordnet und bilden eine quadratische
oder rechteckige öffnung, um die Passage der Gase durch den
Turm zu ermöglichen» Mit jedem herabhängenden Flansch 12
iet mit geeigneten Einrichtungen, beispielsweise mit Schraub-
9848/0 698 BAD ,
bolzen, eine Trenneinrichtung 13 ao verbunden, daß in dem
Turm sich eine quadratische oder rechteckige Anordnung von
vertikalen Trenneinriohtungen befindet, duroh die.die aufsteigenden &aae und Dämpfe hindurch müssen* Unmittelbar
unter jeder Trenneinrichtung 13 und mit geeigneten Einrichtungen, wie Β«ΰ. nit Schraubbolsen befestigt befindet Bioh
ein« Baaieplatte 14, die mit einem Leitblech 15 feat verbanden ist» das den Piassigkeiteatron von der Trenneinriohtung 13 eu einer in der Mitte angeordneten Leitung 16 leitet, um die Flüssigkeit aus de« unteren Teil des Absorptions turae 10 ab auf uhren*
Wie aue Figur 4 ersehen werden kann, ist die Trenneinriohtung 13 in jeden Fall mit einem rechteckigen oder quadra-
* tischen Gehäuse 17 ausgerüstet, dessen Stärke der gewünschten Stärke des Paser- oder Filterbetts 21 entspricht» Die
Vorder- und Hinterseite 18 bzw0 19 des Gehäuses· 1? ist
jetfeilß mit oinem Sieb 20 (es ist nur die Vorderseite 18
dargestellt) ausgerüstet, das als Begrenzung für das Paserbett 21 dient. Die Vorderseite oder die vordere Abdeckung hat einen Seitenflanseh 22, der zum Anschluß der
Trenneinrichtung \'5 in dem Absorptionsturai 10, wie oben
beschrieben wurde, dient»
1Q9848/0596 Λ·,ΜΝ4ΐ
BAD ORIGINAL
Im Betrieb werden die mit Nebel beladenen Gaaes die 3 η dem
Abgorptioagtiirm 1Q erzeugt »erden, nach oben und nach der
Seite durch die Trenneinrichtung 13 geleitete wodurch der
Kebei in den Gasen auf den Oberflächen der Fasern in der
Füllung oder dem Bett 21 gesammelt werden« Die gereinigten λ
Gaee strömen dann nach oben durch die öffnung, die durch
die Trägerplatten 11 gebildet wird« und fließen durch den
Absug 23 des Abaorptioneturme 10 nach außen= Die auf den Paeern der Trenneinrichtung gesammelte Plussigkeit flieSt
von den Faserbett unter Wirkung der Schwerkraft ab und wird
Ton de*Leitblech 15 in die Leitung 16 geleitet und durch
diese Leitung 16 als flüssige Phase in im wesentlichen unverdünnter Form abgesogen. Mit anderen Worten, die Flüssigkeit, die während des Betriebs durch die Leitung abfließt,
ist wiedergewonnene Säure, die sonst verloren gehen wUrdec \
Aus dieser Leitung gewonnene Säure kann, wenn gewünscht,
zu dem unteren Teil des Absorptlonatuinas_zurückgeleitet
- ' c—:—■—: ' ' - -
oder aus dem Absorptionsturm herausgeleitet werdenο
In Figur 5 der Zeichnungen 1st eine abgeänderte Ausführung ef or ο der oben beschriebenen Vorrichtung dargestellt, ·
die besonders in Kombination mit bereits bestehenden Anlagen verwendet werden kenn. Mn Behälter 30 ist neben einem
109848/0598
üblichen Säureabeorptionsturin 31 vorgesehen und mit diesem durch eine Leitung 32 verbunden, die die mit Nebel be»
ladenen Gaae von dem oberen Ende des Abeorptionsturmo 31
au dem unteren Ende des Behälters 30 führt. Der Behälter
let mit einem Auslaß 33 ausgerüstet, der im allgemeinen
dem Auslaß 23 nach Figur 3 gleicht. Welter 1st eine Luke
vorgesehen, durch die das Innere des Behälters zugänglich
ist·
An der Innenwand dee Behälters 30 sind sieb in seitlicher
Richtung erstrecktnd· Platten 33 alt herabhängenden Planschen 39 Torgeeehta, die its allgemeinen den Platten 11 und
dtn Flanschen 12 der oben beschriebenen Vorrichtung entepr«oben. Blut Vielaahl von Trenneinrichtungen 35, die den
Einrichtungen 13 dtr in Figur 3 dargestellten Ausführung8-forffl im allgemeinen gleichen, aind an den Planschen 39
befestigt und dienen in der oben beschriebenen Weise, um den Nebel durch die Einrichtungen 13 Über die Leitplatten
36 au der Leitung 37 abzuleiten0
In Betrieb werden mit Nebel beladen« Gase von dem Absorptions»
turm 31 zu dem Behälter 30 durch die Leitung 32 und hierauf durch die Trenneinriehtungen 35 -in dem Behälter 30 zu »
dem Auslaß 53 geleitet. Der Nebel, der in den Gasen enthal-
109848/0596 bab owginal
ten let, wenn sie durch die Einrichtungen 35 strömen» wird
dadurch in der ctoen. beschriebenen Weise wiedergewonnen
und in den Sumpf des Tanke 30 zurückgeleitet. Die wiedergewonnene Säure kann hierauf verwendet werden oder sie
kann zu dem unteren Teil des Atsorptionsturma zurüokgeleitet
werden·
In figur 6 d«r Zeichnungen ist eine Vorrichtung zum Keales«
»leren oder Entemulgieren zweier unmiaohbare- Flüssigkeit
ten, ζ .3» einer öisperaion von HF-Alkylierwiifalcatalysatoi
in einer aikyllerten Flüssigkeit dargestellt <= Wie bekannt»
Wird bei der Entemulgierung aweier Flüssigkeiten die diapergiert·
Pbaae veranlaßt, in Tröpfchen von soloher Größe
au koalfsaitron, daß ein Unterschied in der spezifischen
Dichte der zwei Phasen, d.h. der dispergieren Phase und ä
übt kontinuierlichen Phase besteht, was zur Scheidung der
Phasen In zwei Schichten führt, die leicht voneinander getrennt werden können.
!Das Gehäuse 40 der Sntemulgierungaeinrichtung 41 weist eine
öffnung mit einen Kingflanaoh 42, einen Auslaß 43 für dl«
k@iitinuierllohe Ph&ae und einen Aualaö 44 für die diepergiiirte
Bsase auf«, Ein deckel 45 mit einer Mittelöffnung» su·
die Mnlaßlettung 46 aafÄunehmenj, ist nit dem Ringfleneoh
109848/0596
dee Gehäuses beispielsweise durch Schraubbolzen verbunden·
Die Einlaßleitung 46, beispielsweise ein rundeβ Rohr, erstreckt
sioh im allgemeinen durch die öffnung in dem
Deckel 45 hindurch in daa Gehäuse hinein und 1st mit der Entemulgierungseinrichtung 47 nach dieser Erfindung fest
verbunden» Die Binlafileitung 46 weist eine Binlaßpaesags
für die awei unmiachbaren Flüssigkeiten in der Enteraulgierungeeinrichtvig
47 auf. Der untere feil des Gehäuses bildot
eine 'Kammer 43» üb die koaleasierten Tröpfchen oder
die disptrgierte Phase aufzunehmen, wenn die Tröpfchen
ei oh aus der Einrichtung 47 aach unten absetzen»
Xs Figur 7 ist äi« Ent eaulgiertinga einrichtung 47 aarge-
«teilt* Dtte* Einrichtung feat eine ringförmige Tragplatte
49 «it einer öffnung» na al« Leitung 46 aufzunehmen. Auf
der Unterseite der TragplfcSt« 49 befinden eich zwei kon-ÄentriftChe VoraprÜAge 50 m^ $1, die einen Träger bilden,
an dem ein Sude Ton 3«weüb zwei kcnsentrischen Crittern
55 ^KW* 54 »ef*»t*ei «i«»» »i« »itteas 53 mä 54 ai«a«ji als
[i für daa yaeerbett 55» Die unteren Enden der QItrait einer Basiaplatte 56 fest verbunden* Die Ba-56 dient «bJtafall« als Behälter für das ifaser-
^ $; eo daft dl» Wnmtm nicht infoXa« ihrer Söh%##r« aue
de* "PÜllung herauflfaXlen,
'■'.ν 10S848/0SS6 BADORiGiNAL
Ια Betrieb strömen die zwei unmischbaren Medien in die
Vorrichtung durch die EinlaQleitung 46 und durch die Entemulgierungeeinriehtung 47,. in der die die pergierte Phase TsranlaSt wird, zu relativ großen Tröpfchen zu koalesaleren. Wenn diese Tröpfohen den äußeren Teil der enteoul-
gierenden Einrichtung erreicht haben, haben die meisten dieser Tröpfchen eine hinreichende SröQe, um die Wirkung
der Geschwindigkeit der kontinuierlichen Phase asu überwinden und sich nach unten in der Kammer 48 abzusetzen,
wo sie eine getrennte Schicht der dispergieren Phase bilden, die durch den AuelaS 44 abgesogen wird, wenn ein vorbestirntes Jfireau erreicht ist. Einige der Tröpfchen können
in des entemulgieren an Element koalssxieren und neigen
infolge der Schwere' dazu, sich in den unteren feil des
Elenumtee abaueetzen, eo daß auf diese Weise eine StrSnüng t
der Tropfchen aus der dispergieren Phase Über die Oberseite äer Baeiaplattt und von hler aus in dl· Kammer 48
erhalten wird, im einen Teil der getrennten Schicht der
dieperglerten Pheee in. der Kaan«r su bilden· Bit kontinuierlich« Phase »trörat nach außen und In einigen fällen
nach oben aus der BnteBmlglerun^eelnrlchtung 4? und τ«γ- ,
Ulm Vorrichtung durch den Auslaß 43.
•109848/0598 '
mischbare Medien geeignet, von denen die dtapergierte Phase eine höhere spezifische Dichte ale die kontinuierliche
Phase hat· Die Vorrichtung kann jedoch auch mit einem
flüssigen Medium betrieben werden« das aus zwei unmischbaren Flüssigkeiten besteht, von denen die dispergierte Pha·»
ee eine geringere spezifische Dichte ale die kontinuierliche Phase hat.
Es wird weiter hervorgehoben, daß Variationen oder Modifikationen
der oben beschriebenen Koalesziervorrichtung und des beschriebenen Verfahren» möglich elnät a.B. kann das
flüssige Medium hori*ontal durch die Vorrichtung strömen
und/oder te kann eine Vorrichtung mit nur einer Auslaßpassage verwendet werden, wobei die zerlegte Dispersion
durch diese Aualaßpassage in einen Absetzbehälter zur Trennung strömt , wie dies allgemein bekannt istο
Anhand der Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert»
Die Gase, die zu feinem Waschturm in einer Phoaphoreäure-Anlage
strömen, enthielten etwa M mg Säurenebel mit einer
TeilchengröSe größer als 5 Mikron und otwa 23 mg Säurene"
bei mit einer ü'eiACheri^roß« kleiner al« 3 Mikron pro
109848/0596
•ζ
0,02832 mr (standard cubic foot) Gas« Die Gase wurden
duroh eine füllung oder ein Bett aus geformten Palytetrafluoräthylanfasern
nach dieser Erfindung gleitet mit
einer prozentualen Wiokellänge von etwa 600 bis etwa 800,
einer Bruöhdehnung von etwa 100 Ms etwa 300 $>9 einer
Breite von etwa 0,76 mm (30 mils), einer Stärke von etwa 0,1 mm (4 mile) und in Strängen von jeweils etwa 60 bis
etwa 120 m (etwa 200 bis 400 PuQ) Lttnge, *Das Faserbett
hat eine Stärke von etwa 12,7 mm (1/2 inch) und eine Pak~
lcungadichte von etwa O964 g/om (40 pounds pro cubic foot)·
Die Gasgeschwindigkeit durch das Bellt betrug etwa 96 m
(319 Fuß) pro Minute und der Druckabfall an der Füllung
betrug etwa 28 cm (11 inches) Wasser3äuleo Nach dem Betrieb Über etwa 2 Tage, in welcher /!sit der konstante Zustand
erreicht worden ist, wurde gefunden, daß die aus der
Füllung austretenden Gase etwa Ο,Ο6'·4-mg an Säurenebel mit
einer Teilchengröße größer als 3 Mihron und etwa 1,164 mg
Säurenebel alt einer Teilchengröße kleiner als etwa 3 Mikrön
pro 0,02332 ta (standard cubic foot) des Gases enthielten,.
Dies stellt einen durchschnittlichen Saramelwirfcungsgrad
von Nebelte!lohen größe? als 3 Mikron von etwa
99» 5 # und von Nebelteilöhen kleider al ο 3 Mikron von etwa 9>,3 $>
dar,.
1038^8/0596
Gase zu einem Scrubber oder einem VaBchturai in einer Phosphorsäureanlage wurden durch eine Füllung oder ein Bett
aus geformten Polytetrafluoräthylen-Fasern unter Bedingung-™ en geleitet, die im wesentlichen denen, die in Beispiel I
beeohrieben wurden, gleichen, alt Ausnahme, daß die Gase
etwa 56 ag Säurenebel mit einer Teilchengröße größer als
3 Mikron und etwa 12 ag Säurenebel mit einer Teilchengröße
kleiner als 3 Mikron pro O,O2S32 nr* (etamiarä cubic foot)
Gas enthielten. Außerdem betrug die Geschwindigkeit dee
Gaaee durch die Füllung etwa 117 m (389 Fuß) pro Minute
und der Druckabfall an dem Filterbett betrug etwa 21 cm
(6,2 inohee) Wassersäule. Haoh 60-tägigem Betrieb, in weife eher Zeit konstante Zustände erreicht wurden, enthielten
die au» dem Filterbett austretenden Gase etwa 0,271 ng
Säurenebel mit TellohengröBen größer als 3 Mikron, und etwa
2,12 sg Säurenebel nlt Teilohengrößen kleiner ale 3 Mikron
pro 0,02332 λ (standard cubic foot) Gas. Diea stellt einen
durchschnittlichen Saamelwirkungegrad der Teilchen größer
ale 3 Mikron von etwa 99,3 i* und der Seilchen kleiner als
3 Mikron von etwa 83 £ der*
1098*8/0696 bad
Die alkylierte Flüssigkeit und HF-Katalysatoriaieahung., die
etwa »5 Gewichtsprozent HP aus einem Alkylierungsreaktor
enthielt, In dem Olefine mit einer durchschnittlichen Kettenlänge
von etwa 12 bis 14 Kohlenstoffatomen mit Benzol unter Verwendung von HP als Katalysator alfcyllert wurden,
wurden durch ein "Bett aus geformten Polytetrafluoräthylenfasern
nach dieser Erfindung .mit einer prozentualen Wiokellänge
im Bereich von etwa 600 bie 800, einer Bruchdehnung
im Bereich von etwa 100 bis 300 5s, einer Breite von etwa
30 al Is «einer Stärke von etwa 4 mI3s und mit ;5 tr anglängen
von etwa 100 bis 300 Puß geleitet« Bas Faserbett hatte eine Stärke von etwa 6 inches und eine Dichte von etwa
Of54 g/ca C34 pounds pro oubio foot). Die Oberflächengeeehwlndigkeit
der alkylierten Flüssigkeit und des Fluorwasserstoffe durch die Füllung betrug etwa 0,5 Fuß pro
Minute« Nach einem 16 stunden dauernden Betrieb, in welcher
Zelt stabile Zustände erreicht morden waren, betrug der
Prosentgehalt von HF in der alkylierten Flüssigkeit und
der Prosentgehalt an alkylierter Flüssigkeit in dem HF-Katalysator
etwa 0,4 baw. 0,0, nachdem die alkylierte Flüssigkeit
und HP sich in-, "einem Abseizbehälter' absetzen konnten.
Wenn äie-aps System ohne «las koalaazierenöe Bett betrieben
wurde, befand en sich eVtia 2,2 ';'· HT in der alfcylierten Plus-
109848/0596
17#6i89
sigkeit und etwa 2,0 ?ί alkylierte Flüssigkeit .in dem HP.
Die Verwendung der koaleszlerenden !Einrichtung nach dieser
Erfindung stellt eine Verbesserung von etwa 82 «£ für den
. Fluorwasserstoff in der alkylierten Flüssigkeit etwa
W 100 jS.fUr die alkyllerte Flüssigkeit in der Fluorwasserstoff kataXysatorphase im Vergleich zu eiu»r normalen Trennung des Fluorwasserstoffe und der alkylierten Flüssigkeit
dar.
Unter im wesentlichen denselben Bedingungen,, wie sie Ια
Beispiel IXZ beschrieben wurden, alt Auenahne, daß das
koaleszlerende Paaerbett eine Stärke von etwa 23 cm (9 in-} ohes) hatte und die Einrichtung etwa 27 Stunden lang betrieben wurde, wurde einer alkylierten Flüssigkeit und einer
PluorvasBerstoffkatalysatormiBchung ermöglicht, eich in
«Ine« Absetzgafäö su trennen· Der Procentanteil an Pluor-■waeserstoff in der Elkylierten. Plünsigl:eit wurde mit etwa
0,5 i* und der Pros*ntant«ll der alkylierten PlUsslgkelt in
dem Fluorwasserstoff mit etwa 0,5 ^. festgestellt· Vienn diese β System ohne koaleaziercmde Pülljiag oder das koaleezieren«
de Be.it betrieben wurde, wurden etwa 2f2 $ HF In der alky~
lierten Flüssigkeit und efvya 2tQ '<
al*«yllö3*te Flüssigkeit
ΒΑ0 ORlGjNAL
21
in den HP festgestellt»
Unter Verwendung der oben "beschriebenen koale3J5ierenden
Einrichtung wird eine Verbesserung v<>ä etwa.77 f* für den
HP in der alkylierten Flüssigkeit und von etwa 75 $> für die
alkylierte Plüesigkeit in der HP Katalysatorphaae im Vergleich
au einer normalen Trennung voh HP und der alkylierten
Plüssigkeit erhaltene
Unter im wesentlichen denselben Bedingungen, die im Beispiel III beschrieben wurden, mit Ausnahme? daß die. Mischung aus der alkylierten Flüssigkeit und dem Pluorwasserstoff
mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 cm OSQ Pu3/
pro Minute strömte und die Einrichtung etwa 54 Stunden lang betrieben wurde, wurden einem Gemisch aus einer -alkylierten PlUssigkeit und HP ermöglicht, aich in einem Abstvtsgefaß
zu setaerto Der Prozentanteil an HF in dev alkylierten
Plüssigkeit betrug etwa 0y8 und der Prosjentant-eil an alky«
lierter PlUasigk&it in dem HP betrug etwa 0,7
109848/0596
Claims (1)
- PatentansprücheSSSSSSSSSS5SSSE1. Filtereinrichtung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, ein Faserbett, das schraubenförmig gewickelte oder gewundene polymere Fasern enthält, die eine prozentuale Wickellänge von wenigstens etwa 100, eine Bruchdehnung von wenigstens etwa 25 % und eine Querschnittsfläche von etwa 6,5 x 10""' bi3 etwa 6,5 x 10"^cra (etwa 10 bis etwa 1000 square mils) aufweisen, und Einrichtungen, um dieses Faserbett In dem Gehäuse zu halten.2. Filtereinrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet,daß das Faserbett einen Leerraum von etwa 55 bis etwa 80 % hat.3· Verfahren zum Abtrennen von Nebeln aus mit Nebel geladenen Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Nebel beladenen Gase durch eine Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 geleitet werden.k* Vorrichtung zum Abtrennen von Nebel aus mit Nebel beladenen Gasen, gekennzeichnet durch Einlaßeinrichtungen, durch die die Gase eingeführt werden, durch eine Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, um den Nebel von den Gasen abzutrennen, und durch Auslaßeinrichtungen, um die von dem Nebel abgetrennten Gase abzuführen sowie durch eine Sammeleinrichtung, um den Nebel zu sammelnο109848/0S965. Verfahren zum Koaleszieren eines Mediums, das zwei unmischbare Flüssigkeiten enthält» dadurch gekennzeichnet 3 daß das Medium durch eine Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 gerührt wird.6. Vorrichtung zum Koaleszieren von Medien> die zwei unmischbare Flüssigkeiten enthalten« gekennzeichnet durch EinlaSeinriehtungen, durch die die !»mischbaren Flüs- \ sigkeiten eingeleitet werden, durch eine Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 zum. Trennen der unmischbaren Flüssigkelten und durch Auslaßeinrichtungen, um die getrennten Flüssigkelten abzuführen. -109848/0596
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EP0190425A2 (de) * | 1985-01-08 | 1986-08-13 | Rhodia Ag | Filter zur Abtrennung von Substanzen mit lipophilen und/oder oleophilen und/oder unpolaren Eigenschaften aus andersartigen Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen |
EP0190425A3 (en) * | 1985-01-08 | 1988-06-01 | Rhodia Ag | Filter for the separation of materials with lipophilic and/or oleophilic and/or nonpolar properties from different liquids, gases or vapors |
US4753730A (en) * | 1985-01-08 | 1988-06-28 | Rhodia Ag | Filter for separating substances having lipophilic and/or oleophilic and/or apolar properties from different liquids, gases and vapors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US3352778A (en) | 1967-11-14 |
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GB1154442A (en) | 1969-06-11 |
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BE685576A (de) | 1967-02-16 |
NL6611557A (de) | 1967-02-20 |
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