DE1914267C3 - Verfahren zur elektrischen Behandlung von eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Dispersionen - Google Patents

Description

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derartiger Dispersionen mit hohen elektrischen FeI- Fig. 3 einen Querschnitt an der Linie 3-3 der

dem ist ferner aus wirtschaftlichen Gründen undurch- elektrischen Behandlungsvorrichtung von F i g. 2,

'ilirbar, weil die Stromkosten zu hoch werden. Fig. 4 einen Querschnitt an der Linie 4-4 der

im Hinblick auf diese Resultate mit stark leitenden elektrischen Behandlungsvorrichtung von Fi g. 2,

Dispersionen aus Rohöl und Wasser wurde die elek- ₅ ρ ig. 5 einen Querschnitt an der Linie 5-5 der

trische Behandlung zur Auflösung von stark leiten- elektrischen Behandlungsvorrichtung von F i g. 2,

den Dispersionen anderer Typen als der Rohöltypen Fig. 6 ein Schema einer Schaltung für die Er-

a!s nicht wirtschaftlich durchführbar angesehen. zeugung eines elektrischen Felds in der in Fig. 1

Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Er- gezeigten elektrischen Behandlungsvorrichtung,
findung, em Verfahren zur elektrischen Behandlung io Fig. 7 ein Schema einer verbesserten Schaltung von eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisenden für die Erzeugung von Spannungen geringer Inten-Dispersionen zu schaffen, mit welchem ohne erheb- sität in der in F i g. 1 gezeigten elektrischen Behandliehe Stromkosten auf großtechnischer Basis eine zu- lungsvorrichtung, und

fnedenstellende Abtrennung der inneren Phase vor- Fig. 8 eine Regelschaltung, die mit der in Fig. 7

genommen werden kann. ,₅ gezeigten Schaltung gemeinsam verwendet werden

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß kann.

dp.s an die Dispersion angelegte elektrische Feld F i g. 1 zeigt eine elektrische Behandlungsvorrich-

urterhalb von 400 V/cm liegt und daß die elektrisch tung 11 für die Auflösung von Emulsionen oder Dis-

behandelte Dispersion von dem Bereich der elektri- persionen und insbesondere von solchen, die eine

sehen Behandlung einem Beruhitungsbereich zu- a° elektrische Leitfähigkeit von mehr als 1 x 10"⁸Q-VCm

geführt wird, in welchem im wesentlichen gleich- aufweisen. Die Dispersionen enthalten unmischbare

förmige Strömungsbedingungen herrschen. äußere und innere flüssige Phasen. Diese Phasen

Im Rahmen der voiliegenden Erfindung sind die bestehen aus einem organischen Material bzw. aus

Sr ömungsbedingungen der Dispersionen nach dem einem stärker leitenden wäßrigen Material. Die Dis-

At.'stritt aus dem elektrischen Feld für eine optimale 35 persion wird durch eine Leitung 12, in der eine

Trennung der Phasen der Dispersion zufriedenstel- Pumpe 13 vorgesehen ist, in die Behandlungsvor-

lend. Durch die erzwungenen laminaren Strömungs- richtung 11 eingeführt. Die Dispersion kann von

bidingungen mit gleichbleibenden Strömungsge- irgendeiner Quelle stammen. Sie kann beispielsweise

schwindigkeiten wird die Phasentrennung sehr er- ein Produktstrom in einer Anlage zur Herstellung

leichtert. 30 von synthetischen Chemikalien sein. In die Dispersion

Der optimale Spannungsgradient beträgt Im Rah- kann zur Erleichterung der elektrischen Behandlung

inen der vorliegenden Erfindung bei einem Elektro- Wasser eingemischt werden. Für diesen Zweck wird

denabstand von etwa 10 cm zwischen 20 und Wasser von irgendeiner geeigneten Quelle vermittels

50 V/cm. »iner Pumpe 16 durch eine Leitung 14, durch ein

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfiii- 35 Meßventil 17 und dann in die Leitung 12, in der die

dungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gskennzeich- Dispersion fließt, geführt. Die Dispersionen können

net, daß zwischen der Elektrode und dem oberen durch eine geeignete Mischvorrichtung, wie z. B. eine

Ende des Behälters gerade Strömungskanäle vor- Zentrifugalpumpe 18, innig gemischt werden. Der

gesehen sind, und daß der Abstand zwischen dem Fluß der Dispersion oder des Gemischs aus Disper-

unteren Ende der Strömungskanäle und der Elek- 4° sion und Wasser zur Behandlungsvorrichtung 11

trode derart gewählt ist, daß der Spannungsgredient kann durch ein Ventil 19 in der Leitung 12 geregelt

nicht mehr als 400 V/cm beträgt. werden.

In vielen Fällen erweist es sich dabei als vorteil- Innerhalb der Behandlungsvorrichtung wird aus haft, wenn die die Strömung beruhigenden Kanäle der Dispersion das verhältnismäßig reine organische eine Mehrzahl von im unteren Bereich des Behälters 45 Material abgeschieden, welches Überkopf abströmt, angeordneten vertikalen Zellen sind, welche im we- Der Überkopfabstrom wird aus der Behandlungsvorsentlichen die gesamte horizontale Querschnittsfläche richtung 11 durch eine Leitung 21 abgenommen,
der Dispersionsbehandlungszone ausfüllen, ferner In der Leitung 21 ist ein Regelventil 22 votgewenn die Zellen obere Austrittsöffnungen direkt sehen, um einen ausreichenden Rückdruck auf die unterhalb der Trennwand und untere Eintrittsöffnun- 5<> Flüssigkeiten in der Behandlungsvorrichtung au^fgen oberhalb der Eintrittskammer am unteren Ende recht zu erhalten, damit ein sicherer und sauberer des Behälters aufweisen, und wenn die in die Ein- Betrieb gewährleistet ist. Gegebenenfalls kann ein trittskammer mündenden Dispersionseinlässe unter- Ventil 23 in der Leitung 21 vorgesehen werden, um halb der Zellen angeordnet sind, welche die einzige den Überkopfstrom zu regulieren. Das wäßrige Mate-Verbindung für die Flüssigkeitsströmung zwischen 55 rial, welches wasserlösliche Verunreinigungen mit der Eintrittskammer und der Trennwand ergeben. sich führt und welches innerhalb der Behandlungs-

In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, vorrichtung 11 abgeschieden wird, wird durch eine

wenn die geerdete Elektrode in einem Abstand unter- Leitung 24, in der ein Regelventil 26 vorgesehen ist, halb der isolierten Elektrode angeordnet ist, welcher vom unteren Teil der Behandlungsvorrichtung als in etwa dem Abstand der isolierten Elektrode von ^6o Bodenabstrom entnommen.

dem unteren Ende der Zellen entspricht. Elektrische Energie für die Errichtung des elektri-

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen sehen Felds in der Behandlungsvorrichtung 11 wird

näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt durch eine Regeleinheit 27 zugeführt, die in einem

F g i. 1 eine Ansicht einer elektrischen Behänd- gewissen Abstand von der Behandlungsvorrichtung lungsvorrichtung für die Behandlung von leitenden 65 Ii angeordnet sein kann. Die Regeleinheit 27 ist

Dispersionen gemäß der Erfindung, durch ein Leitungskabel 28 mit einem Schaltkasten

F i g. 2 einen Vertikalschnitt der elektrischen Be- 29 verbunden, der auf einer Platte 31 an der Ober-

händlungsvorrichtung von Fig. 1, sehe der Behandlungsvorrichtung 11 befestigt ist.

Eine isolierte Leitung 32 verbindet den Schaltkasten irgendeinem stromabwärtigen Teil der Behandiungs-

29 mit eiiier Elektrode in der BehandJungsvomch- vorrichtung 11, und zwar insbesondere auch größer

*""& ¹^ als derjenige Druckabfall, der beim Eintritt der Dis-

Die Behandlungsvorrichtung 11 kanE auch ver- perskra in die Eintrittskanuner 48 entsteht, innerhalb

schiede« Arten von Sicherheitsvorrichtungen auf- 5 dieser Struktur strömt die Flüssigkeit durch die ZeI-

wejsen, wie sie in der Technik üblich sind. Beispiels- Ien44 unter praktisch gleichförmigen Bedingungen

weise kann em Schalter 33, der einen fallenden Flüs- Insbesondere findet die nach oben gerichtete Strö-

sigkeilsspiegel feststellt, in der Behandlungsvorrich- mung der Flüssigkeiten durch alle Zellen 44 mit einer

tungll angeordnet sein, um sicbefzusteüen, daß kein im wesentlichen gleichförmigen Geschwindigkeit

elektrisches Feld angelegt wird, wenn die Behänd- « statt. Anders ausgedrückt heißt das, diese Struktur

^8*^™^!," ^{Iudlt m} geeigneter Weise mit sorgt für eine im wesentlichen gleichförmige Flüssig-

Flusagkeit gefüllt ist. Somit lcann kein Bogenschlag keifcströmung nach aufwärts durch einen horizon-

in der Behandlungsvorrichtung 11 stattfinde, der taten Abschnitt, der durch die Zellen 44 «bildet

eine gefährliche Explosion verursachen würde. Eine wird.

I^tamg34 kann mit der Behandlungsvorrichtung 11 _t5 Eine unter Energie versetzbare Elektrode 53 ist

verbunden scm, um die Strömung durch einen inne- innerhalb des Behälters 36 angeordnet, aber von die-

ren Stromungskanal zu regdn. Diese Vorrichtung sem elektrisch isoliert. Die Elektrode erstreckt sich

wird water unten naher beschrieben horizontal innerhalb der Dispersioiisbehandluns-

Wie es m Fig. 2 gezagtBt, umfaß» die Behänd- zone41. wobei Uc unterhalb derEintrittsteile 47 der

hmgsjornchtt^ll einen B^ «, Zellen44 liegt und von diesen einen gleichmäßigen

sem kann od«auch emc: andere Form besitzen kann Abstand aufweist Die Elektrode 53 ist vorzugsweise

und en* aufrechte Sttomut^achse aufwast. Der eben; ihre obere und ihre untere OberftachTSriäu«

S^S^it, W^L¹S?¹?⁸¹¹" S-TT.^ '^{m ν}**^α*&™ horizontal. Die EkdrtrSsS kann durch d* dekütscbe IWhandTung aufzulösende Di₅- Irgendeine geeignete Dicke in vertikal« Richte per»» auf Eme Kopfplatte 37 erweckt sh* hori- „ aufweisen, wie dies aus Konstniktion^den odc?

^!^^Ub^.^deilI^{anenraUmdesBehaiCrs36uild anderco Griind}en erforderSr^lSSonde e senkrecht zu dessen Strömungsachse. Die Kopfplatte kann die Elektrode 53. wie diefin ?ig 4 37 teilt das Innere des Behälters in zwei übereinander aus im Abstand ^Γ ⁸

angeordnete obere und untere Zonen 38 bzw. 39. D* SiiSfK^
untere Zone 39 enthält die Disr^kmsbehandlungs- *, öektrodenteife SSb^w 57 zone 41. Der Behälter 36 kann aus zwei Teilen hfr- geordnet S

Ϊ _R ^K°P^fP^{latte 37} ^ ^dmrt *> «W hart und too
geeignete Maßnahme, wh z.B. durcn von Haltestäben58 und 59

sssssr* "¹^ *■ ^Hd f⁵³ ÄS

^unteren Zone 39 des Behälters 36 angeordnet und Gitt^61 bestent SsS^A

nehmen prskösch vollständig die gcsanitt horizontale Neuwerks ähniich dem obersten N«^ T ι

Querscfanittsfläche des oberen Teils der D^persions- 4· trodeS3 angeotS^SdsS?ϊ!T^? t ^

befaandlungszone 41 ein. Die ZeUen 44 besitzen obere «, ihrem umWTeil nut e^m diAlS %,T,' *

Austrittsteile 46 unmittelbar unterhalb der Kopf- 63 bedeckt, wogegen S■ 2£ r$, T I ^

platte 37. Die Zellen 44 besitzen untere Eintntute.lc durch eine weSef dichi ^L ^C "

47, die sich in eine Eintnttskammer 48 öffnen. Die laufenden SdSS S^nd'SÄ* .T %T

ZeDen44 können mit dem Behälter 36 elekirisch 4^ 57 gebüdetW M £z£^T^? ^ * V

leitend verbunden sein, so daß ihre unteren Enden 49 trode 53^e Sdn^

ab geerdete Hektrode dienen. Es kann jedoch and, indem sie JSs e rim eS

eine andere Struktur die geerdete Elektrode boden. Halteteüen u dgfbeSeht

wie z. B. leitende Teüe oder sogar Flüssigkeiten, die Die Haltestäbe 58 und 59 r-«t™<i »,

mit dem Behälter 36 elektrisch verbunden sind. so oben durch eS öL^ ** "

In Fig. 3 können die Zellen 44 gesehen werden; Zellen 44^L S oSrseufSe

sie werfen durch sich schneidende Strak-turwandun- Isolatorträger 64 und 66 nffτ ^

gen51 gebildeL Vorzugsweise besitzen die Zellen44 sitzen rohrförmig^Te«e«ilJ^!, "^

einen quadratischen Querschnitt. Gewünschtenfalls Kopfplatte 37 nach Xn ,, u ^5ι^_τ ^νο,^{π dir}

können die Zellen 44 andere Querschnittsformen auf- 55 txäeerhalter 69 und 70 ' i^⁰^, ¹^ ^Iso!a;ir-

weisen. Die ZeDen44 soUten mindestens dreimal so scteSlMorc^T? 2h ™\™scbhdieu. Elekiri-

lang als ihre maximale Breite sein. Die Zellen 44 sind Sd «££S2 ortl^L ί"

an der Unterseite der Kopfplatte37 befestigt. Die HaItetabfiScte7?in?W JS ^^^l η

Kopfplatte 37 weist eine Reibe von Meßöfmungen 52 59 erstreckenÄh nS ^L. !, ^H^^abe _T ⁵^ ^und

auf, und zwar mindestens eine öffnung für jedeZeQe. 60 iräeerhater 69 rS 70 ™Ä" i^"* ^{ώε lsolat}°^r"

Diese öffnungen dienen dazu, den Hüssigkeitsstrom « »3dE S mh Slf^vn r ^⁶ ^- T^{1 ?3}"

zwischen den Zellen 44 und der oberen Zone 38 der befestigt sind a3 r™ λ T ^Gf™«ⁿ*wrbindungen

Behandlungsvorrichtimg 11 auf im wesentlichen HaltesräbeSS und sTvnnT^ ^"^S,⁵™'^{1 di}f

identische Geschwindigkeiten einzureguüeren. Die isohert. Behalter 36 elektnsch

Zellen 44 und die öffnungen 52 in der Kopfplatte 37 65 Die Elektmrtp « ™^ 1 1 -

boden die einzige FlussfcritsverbindungZwischen ter^4 unTcTSSnf™ S*"^ ⁰^ '"'^^{11 Ld}"

der Eintrittskammer 48 und der oberen Zone 38. Der des Haltestabs SR +f "^^{1 dem oberen Ende}

Druckabfan an den öffnungen 52 ist größer als an läuft durch eine £

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Flüssigkeitsdichtung ergibt, aus dem Behälter 36 nach Die Behandlungsvorrichtung 11 besitzt ein Mann-

außen. loch 91 im unteren Teil, damit die Einheit innerlich

Die Leitung 34 ist über einen Stutzen 77 mit dem gewartet werden kann. Ein Zugang 92 in der Träger-

rohrförmigen Teil 68 verbunden, welches den Isola- schürze 93 der Behandlungsvorrichtung 11 erlaubt

torträger 66 einschließt. Die Leitung 34 besitzt eine 5 eine Inspektion unterhalb des Behälters 36.

Meßvorrichtung 78. Die Flüssigkeit aus der Leitung Ils wurde gefunden, daß die Bchandlungsvorrich-

34 kann, nachdem sie abgemessen worden ist, irgend- tung 11 eine vorzügliche Dekantierungseinrichtung

einer Verwendung zugeführt werden. Ein Ventil 79 zum Auflösen von Dispersionen ist, wobei sich die

in der Leitung 34 erlaubt es, daß die Strömung durch Phasen bereits mindestens teilweise ohne Anwendung

die Vorrichtung 78 nach Bedarf verändert und ge- ίο eines elektrischen Felds trennen. Die Elektroden 53

regelt werden kann. Diese Leitung 34 gestattet eine werden hierzu nicht unter Strom gesetzt oder können

zweckmäßige Methode zur Regelung der Strömung gan/ fortgelassen werden. Die Zellen 44 schaffen eine

durch eine der Zellen 44, welche den Stab 59 enthüll. ausgezeichnete Zone für die Schwergewichtstrennung

In vielen Fällen kann es erwünscht sein, eine gc- einer verschmolzenen inneren Phase von der äußeren

sonderte geerdete Elektrode 81, die vorzugsweise 15 Phase einer Dispersion. Die Trennung wird als Folge

eben ist. innerhalb des Behälters 36 zu verwenden. der gleichförmigen Strömungsbedingungen in den

Diese Elektrode 81 erstreckt sich horizontal innei- Zellen 44 erhalten. Somit ist diese Struktur besonder«

halb der Dispersionsbchandlungszonc 41 unterhalb brauchbar in einem Behältern, kann aber auch bei

der unter Spannung versetzbaren Elektrode 53 und einer Dekantierung verwendet werden. Die Größe

»n einem gleichmäßigen Abstand von dieser. Dieser 20 der Zellen 44 können so gewählt werden, daß unter

Abstand ist vorzugsweise im wesentlichen gleich dem den Arbeitsbedingungen in der Behandlungsvorrich-

Abstand der unter Spannung versetzbaren Elektrode iung die nach oben gerichteten Flüssigkeitsströme

53 von den unteren Enden 49 der Zellen 44. F i g. 5 ständig unter einer viskosen und nicht unter einer

zeigt die geeredete Elektrode 81, die dem unteren turbulenten Strömung vorliegen. Auch können die

Abschnitt der unter Strom versetzbaren Elektrode 53 25 Zellen 44 für eine gegebene Strömungsgeschwindig-

sehr ähnlich ist. keit eine solche Länge aufweisen, daß sich eine Vcr-

Beispiekweisc werden gute Resultate erhalten, weilzeit in den Zellen ergibt, die ausreicht, daß ein

wenn die unter Strom versetzbare Elektrode 53 unge- gewünschter Vorgang (Verschmelzung, Ausfällung

fähr 10 cm unterhalb des unteren Ltntrittsteils 47 der usw.) stattfindet, bevor die Flüssigkeit aus den

Zellen 44 angeordnet ist. Die geerdete Elektrode 81 30 Öffnungen 52 austritt.

sollte dann vorzugsweise ungefähr 10 cm unterhalb In Fig.fi ist eine Energieversorgung in der Rcgeder unteren Oberfläche der unter Strom versetzbaren lungscinhcit 27 für die Errichtung eines elektrischen Elektrode 53 angeordnet sein. Zwischen den Elektro- Felds in der Behandlungsvorrichtung 11 erläutert, den und oder den Zellen 44 können auch andere Ab- Das elektrische Feld wird dadurch gebildet, daß eine stände verwendet werden. Es ist klar, daß durch eine 35 nichtglcichförmige Spannung zwischen der Elektrode geeignete Anordnung der unter Strom versetzten 53 und den geerdeten Zellen 44 angelegt wird. Mit Elektrode und der geerdeten Elektrode das elektii dem Ausdruck »nichtgleichförmige Spannung«, wie sehe Feld zwischen den Elektroden 53 und entweder er hier verwendet wird, ist eine Wechselspannung den Zellen 44 oder der geerdeten Elektrode 81 oder oder eine pulsierende Gleichspannung gemeint, sowohl zwischen den Zellen 44 als auch der geerde- 4° welche sich positiv und/oder negativ bei aufeinanderien Elektrode 81 bestellen kann. Der durch das An- folgenden Pulsen ändert, wobei kein Puls au^reichenlegen einer Spannung an die Elektrode 53 hervor- der Dauer vorhanden i*t, so daß man in tier Behandgemfenc Spannungsgradient sollte eine gewisse lungsvorrichtung 11 von einer nicht pulsierenden Größe, die weiter unten niiher abgehandelt wird, auf- Gleichspannung sprechen könnte. In !er Energieverweisen, damit die Dispersion eine optimale Behänd- 45 sorgun.gsschaltung ist ein Regeltransformator mit zwei hing durch das elektrische Fc!d erfährt. Abschnitten 94 an eine primäre Energiequelle, wie

Ein großer Dispersionsstrom betritt den Behälter z. B. 240 V Wechselstrom, mit Hilfe von Schaltern 36 aus der Leitung 12 durch das Verteilungsrohr 82. 96 und Sicherungen 97 angeschlossen. Abgreifer 98 Das Rohr 82 endet in einem vertikalen Auslaß 83 und 99 des Transformators 94 sind über Relaisinncrhalb der Eintrittskammer 48 des Behälters 36. 5= kontakte 101 bis 104 mit parallelen Primärwickliin-Eme mit einer öffnung versehene Scheibe 84 ist gen 106 und 107 von Sola-Transformatoren 108 und koaxial auf dem Auslaß 83 angeordnet. Vor dem 109 verbunden. Die Sola-Transformatoren sind Vor-Auslaß ist durch eine geeignete Einrichtung eine richtungen, die eine konstante Ausgangsspannung zweite Scheibe 86 vertikal im Abstand angeordnet. mit einer variablen Sperrung von Kurzschlußströmen Die geerdete Elektrode 81 und die Scheibe 86 kön- 55 ergeben. Die Sekundärwicklungen 111 und 112 der nen auf der mit einer Öffnung versehenen Scheibe 84 Sola-Transformatoren 108 und 109 sind über Relaisdurch rohrförmige Teile 87 befestigt sein, wobei sie kontakte 113 bis 114 und 116 bis 117 mit Ausgangsdurch eine Gewindeverbindung zusammengehalten leitungen 118 und 119 verbunden. Die Kontakte 113 werden. Die Anordnung der Scheiben und des Ver- bis 114 und 116 bis 117 sind so angeordnet, daß teilungsrohrs sind auch in F i g. 5 zu sehen. Der Dis- 60 durch eine geeignete Relaisschaltung die Sekundärpersionsstrom durch den Austritt 83 verläuft zwi- wicklungen 111 und 112 der Sola-Transformatoren sehen den Scheiben 84 und 86 unter einem verhältnis- in bezug auf die Leitungen 118 und 119 einzeln oder mäßig kleinen Druckunterschied. Diese Anordnung parallel geschaltet werden können. Durch diese Anveranlaßt eine turbulente Strömung durch die Ein- ordung können die Leitungen 118 und 119 mit der rittskammer 48 des Behälters 36, wenn die Dispersion «5 Ausgangsspannung der einzelnen Sola-Transformain Aufwärtsrichtung gegen die Elektrode 53 strömt. toren 108 und 109 oder mit der zweifachen Aus-Das Verteilungsrohr 82 ist durch eine Stütze 88 am gangsspannung versehen werden. Alternativ können unteren Teil des Behälters 36 befestigt. die Leitungen 118 und 119 mit der einzelnen Span-

nung und dem einzelnen Strom eines einzigen Sola- Sekundärwicklung 151 des Sola-Transformators 14< Transformators versorgt werden. Eine Sicherheits- ist über Relaiskontakte 154 und 156 mit der Primär sperrung wird durch zusätzliche Relaiskontakte 121 wicklung 152 eines Leistungsübertragers verbunden

und 122 in den Leitungen 118 und 119 geschaffen. Die Sekundärwicklungen 157 und 158 des Leistungs

Ein weiterer Relaiskontakt 123 ist quer zu diesen 5 Übertragers sind über Relaiskontakte 159 und 161

Leitern geshuntcd. Die Kontakte 121 und 122 sind parallel mit den Ausgangslcitungen 162 und 163 ver normalerweise geschlossen, und der Shuntkontakt 123 bunden. Ein Relaiskontakt 164 sorgt dafür daß dit

ist normalerweise offen. Bei dieser Einstellung wird Sekundärwicklungen 157 und 158 mit den Leitungci

der Energieausgang der Sola-Transformatoren auf die 162 und 163 in Reihe geschaltet werden können. Dk

Leitungen 118 und 119 gelegt. Durch eine geeignete io verschiedenen Relaiskontakte werden durch Rclai'

Relaisbetätigung werden jedoch die Kontakte 121 166 und 167 betätigt, die mit der Motorregelcinhei

und 122 geöffnet und der Shuntkontakt 123 geschlos- verbunden sind. Insbesondere versorgt ein einpolige,

sen so daß die Ausgangsleitungen 118 und 119 kurz 5-Stellungsschalter 168 mit zwei Abschnitten selektiv

geschlossen sind. Be₁ dieser letzteren Stellung kann die richtigen Relais mit Strom, so daß die Sekundär

das richtige Arbeiten der Sola-Transformatoren bei 15 wicklungen 157 und 158 des Leistungsübertrager

einem kurzgeschlossenen Stromkreis leicht bestimmt 153 in Reihe oder parallel mit den Leitungen 162 unc

^we™.^en: irj-T- ,,o ^{I63 verbunden} werden. Beispielsweise können die

j^in ^^{1 g}u ?,^eZeig ' ^verlaufc" die Leitungen 118 Leitungen 162 und 163 mit 230 V oder mit 460 \

und 119 durch das Leitungskabel 28 zum Schalt- Wechselstrom versorgt werden Für diesen /wecl

kasten 29, der an der Behandlungsvorrichtung 11 be- 20 wird der Schalter 168 zunächst' in Aus-Stclinnir ec

festigt ist. Die Leitung 118 ist durch die isolierte bracht. Dann bringt der Mo or137 vcrmi2-de·

Leitung 32, welche durch die Durchführungshülse 76 Schalters 142 die Abgriffe 132 und 132 s Rcccl"

hindurchgehl, mit der Elektrode 53 im Behälter 36 transformators 124 auf die gewünschte ' i ,„>■:»ngs

verbunden. Der Later 119. ,st mit einem Boden vcr- spannung für den Sola-Tramformator 144 Danr

bunden der seinerseits mit dem Behälter36, den «5 wird der Schalter 168 in die gewünschte Stcllun· pc

Zellen 44 und der geerdeten Elektrode 81 verbunden bracht, beispielsweise auf 230 V. Es ist klar \l u, ,.

^ISt", · , J₇..,, . ..... _ ^clicser Stellung die beiden Relais 166 und 167 imiei

In vielen Fallen kann eine kompliziertere Energie- Strom gesetzt werden, so daß der Kontakt 165 cc-Versorgung erwünscht sein, welche eine Fernsteuerung öffnet und die Kontakte 159 und 161 gesellige. und umfassende Regelungsschaltungen aufweist. Eine 3o werden. Die Sekundärwicklungen 157 und ils deiche Energieversorgung .st m den F . g. 7 und 8 ge- Lcisiungsübertragers 153 liegen nun an den I · η zeigt. Em Regeliransformator 124 mit zwei Abschnit- gen 162 und 163 naml!,·! αιΓ» ♦■ ι · i- ", . ten ist d-rch Schalter 126 und 127 und Sicherungen fer 168 auf die 460V Still» T u™ / " 128 und 12. mit einer geeigneten Energiequelle L durchVu"/ eirT RcS₇"ZUt^ ^"n Ti bunden, welche beispielsweise aus einem 240 V Ein- 35 Dies ergibt ein Schließen ^Tv I vl i*T ■
_Pv.,,enwechselstrom bestehen kann. Ein Ventilator öffnen derSaSe 155»„nJ«ι ? ·? T "" 131 sorg» für die Kühlung der verschiedenen Bestand- Sekundäticklu^n Hl ΰΐ ^ d s ΐ' isTu" "V r teile der Energieversorgung, die in der Regeleinheit tragers 153 in Reihe an die Leitungen 162 un
27 vorgesehen ist. Die Abgriffe 132 und 133 am angeschlossen. Leitungen 162 um. ">· Transformator sind mit einem geeigneten motorgetrie- 40 pj_nc juvätvUrV,,* «i-i.« u ·. 1 ,
benen Mechanismus für Fernsteuerung verbunden. E^^Ĺ???^ f
Für diesen Zweck ist eine Motorregelschaltung, die und 171 reschXTdL 2 H _T ^ReI _t ^aiskont^L^l
in F i g. 8 gezeigt ist, an A-B der Primärseite des 163 in Reihe geschaltet <2 η ^L^^{Itungen !}"
Transformators 124 angeschlossen. Die Motorregel- 171 werden S?„?i ^D'«e Kontakte U9
schaltung besitzt einen Wungsregulierenden s5a- « Reihe™ lT_gel SÄ an^derBef' df Transformator 134, dessen Primärseite durch einen vorrichtung 11 gefchaltet Ut 7 ίν¥ * thennostatischen Stromunterbrecher 136 geschützt Reihe ZSttS^^TS^^JZ

hen Stromunterbrecher 136 geschützt Reihe eeschahetfr ril nl

ist. Der Unterbrecher 136 öffnet die Motorregelungs- br^L^^L^S^ *™*™^Μ' schaltung, wenn die Temperatur in der Regeleinht^ überlastung schüS W H ^d«^S^^tV^{ng gCgc}

ist. Der Unterbrecher 136 öffnet die Motorregelungs- br^L^^L^S^
schaltung, wenn die Temperatur in der Regeleinht^ überlastung schüS Wenn H ^d«..^S^^tV^{ng gC}.^gcr 27 übermäßig steigt. Ein Motor 137, der mit dem^ der Behandlunivo^Xunc 11 ^^usslg^keitfP^eg.^{cl ir} Antriebsmechanismus für die einstellbaren Abgreifer ten Wert fäh T^m ?⁸■ IT" ^{einen bestimm} verbunden ist, ist quer zur Sekundärwicklung 138 de SdS StaRdS 172^ H ^?*&^s?™^{tcv 33} Sola-Transformators 134 angeschlossen. Die Arbeits- gibt eine ^S^^SkKS? TfJ⁵*⁵ Γ wicklungen 139 und 141 werden selektiv mit einem Leitungen 162 und 163 '"

einpoligen Umschalter 142 unter Strom gesetzt. Der 55 Die AusganBsleituneen 162 „n^ 1« a a-Schalter 142 veranlaßt in einer Stellung, daß der meinsame SnSuLlW ί I ™^d Γ Motor 137 die Abgriffe 132 und 133 auf dem Trans- Regeleinheil 27^uSSl Ύ Τ ^" ?' formatorl24 einander entgegenbewegt. Wenn sich der^ehandlung^riäW11
der Schalter in der anderen Stellung befindet, dann tungen 162und 174mkderfi;
bewegt der Motor 137 die Abgriffe 132 und 133 am *> mit der ^ΙΙχ^^Ι
Transformator 124 voneinander weg. Somit können Leitung 163 ist m£ ρ

die Abgriffe 132 und 133 am Transformator 124 von to^^^^^SÄShÄ SSTwSen¹¹* ^8eeißn ^"^P™^{8 eingC}- ^{und ist} »? ^d^ Strode 53 verbündt sfmfkann DieΓΑ 132 und 133 des Transformator 124 «5 ^JTS^SS^IS^ ? **?* sind über Schutzsicherungen 146 und 147 und Re- Elektrode 81 ^Eg1 cSen "e?d_ei "S N tfTSS 1aiskontaktel48 und 149 mit der Primärwicklung aus irgendeinem ^l r, J Notfall odei eines Sola-Transformators 144 verbunden. Di nung fas Tn I^SS"^SSi

worden, indem der Stromkreisunterbrecher 173 geöITnct wird, der in Reihe mit dem Relais geschaltet ist, welches die Kontakte 169 und 171 in den Leitungen 162 und 163 betätigt.

Die Energieversorgung ist mit einer geeigneten Spannungs- und Stromregelung versehen. Insbesondere ist ein Voltmeter 176 an C-D quer zu den Abgreifern 132 und 133 des Transformators 124 geschaltet, um eine direkte Ablesung der Spannung, die an den Sola-Transformator 143 angelegt ist, zu schatten. Ein zweiter Voltmeter 177 ist an E-F quer zu den Leitungen 162 und 163 geschaltet, wodurch eine direkte Ablesung der Ausgangsspannung ermöglicht wird, die an der Elektrode und an der Behandlungsvorrichtung 11 liegt. Zusätzlich ist eine Spannungsabtastwicklung 168 an der Leitung 163 an U-H mit einem Ampermeter 179 verbunden. Somit können die wichtigen Spannungen und Ströme, die durch die Energieversorgung gebildet werden, leicht geregelt werden.

Es wurde eine geeignete Energieversorgung für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung beschrieben, aber es können auch andere geeignete Schaltungen hergestellt werden, um die Elektrode 53 innerhalb der Behandlungsvorrichtung 11 mit einer geeigneten Spannung zu versehen.

Der Betrieb der Behandlungsvorrichtung bei der elektrischen Behandlung einer leitenden Dispersion verläuft wie folgt. Kurz gesagt, die Dispersion besteht aus unmischbaren äußeren und inneren Phasen, die aus einem organischen flüssigen Material und einem wäßrigen Material bestehen. Eine wasserlösliche Verunreinigung kann in diesen Phasen anwesend sein, worunter auch Verunreinigungen fallen, die mit Wasser benct/t werden können. Das wäßrige Material besitzt eine höhere Dielektrizitätskonstante als die äußere Phase. Die Dispersion kann eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 1 x 10"⁸Q '/cm aufweisen und trotzdem gemäß der Erfindung behandelt werden.

Die Dispersion wird durch das Verteilungsrohr 82 in den Reaktor 11 eingeführt und kontinuierlich zur Eintrittszone 48 in einem großen Strom zugeführt, der sich in einem turbulenten Fluß entlang der aufrechtstehenden Strömungspassage innerhalb des Behälters 36 bewegt. Dann wird die Dispersion kontinuierlich von der Eintrittszone 48 zwischen die unter Spannung gesetzte Elektrode 53 und die vertikalen Zellen 44 sowie die geerdete Elektrode 81, sofern eine solche verwendet wird, geführt. Die Behandlungsvorrichtung 11 wird mit einem elektrischen Feld einer nicht-gleichförmigen Spannung ausgerüstet, so daß ein Spannungsgradient entsteht, der nicht über ungefähr 400 V je cm Abstand zwischen der Elektrode 53 und den Zellen 44 beträgt. Vorzugsweise liegt der Spannungsgradient über ungefähr 20 V je cm Abstand zwischen der Elektrode 53 und den Zellen 44. Der Spannungsgradient ist die Spannung, welche das elektrische Feld hervorruft, dividiert durch den linearen Abstand (in cm) zwischen den Elektroden 53 und den Zellen 44 oder der geerdeten Elektrode. 81. Als Folge der Behandlung der Dispersion durch das elektrische Feld zwischen der Elektrode und den Zellen erfährt die innere Phase eine ausreichende Verschmelzung, so daß sie sich mit der Zeit auf Grund der Schwerkraft von der äußeren Phase trennen kann. Die innere Phase sammelt sich dann innerhalb des unteren Teils des Behälters 36 an. Es wird jedoch angenommen, daß sich ein Teil der innerer Phase von der Dispersion im Bereich des elektrischer Felds abtrennt.

Die zwischen der Elektrode und den Zellen hcrauskommende Dispersion wird kontinuierlich in die Seite an Seite angeordneten olfenendigcn Strömungskanäle geführt, welche durch die vertikalen Zellen 44 definiert werden. In den Zellen 44 strömt die im elektrischen Feld behandelte Dispersion, weiche den

ίο Rest der verschmelzenden inneren Phase enthält, unter im wesentlichen gleichförmigen Strömunpsbedingungen nach aufwärts. Die Zellen 44 ergeben optimale Strömungsbedingungen, so daß ein weiteres Verschmelzen und eine abschließende Trennung der verschmolzenen inneren Phase, die aus wäßrigem Material besteht, aus der äußeren Phase aus organischer Flüssigkeit gestattet wird.

Die nach oben gerichtete Strömung der Flüssigkeit in einer jeden der Zellen 44 verläuft kontinuierlich durch die öffnungen 52, die zur Regulierung der Strömung aus einer jeden der vertikalen Zellen mit im im wesentlichen identischen Geschwindigkeiten vorgesehen sind. Die aus den öffnungen 52 strömenden Flüssigkeiten vereinigen sich oberhalb der Kopfplatte 37 in einen größeren Strom aus organischem Material, welches im wesentlichen frei von innerer Phase und Verunreinigungen ist. Das organische Material wird von der Behandlungsvorrichtung 11 als Überkopfabstrom abgenommen.

Das wäßrige Material und die Verunreinigungen, die von der Dispersion abgetrennt worden sind, haufen sich innerhalb des unteren Teils des Behalten durch Schwergewichtseffekte an und werden als Bodenabstrom aus der Behandlungsvorrichtung 11 abgeführt.

Es wurde gefunden, daß ein Spannungsgradienl zwischen ungefähr 20 und ungefähr 47 V je cm Abstand zwischen der Elektrode 53 und den Zellen 44 äußerst günstige Resultate bezüglich der Auflösung von hochleitenden Dispersionen ergibt. Wenn insbesondere die Elektrode 53 einen Abstand von ungefähr 10 cm von den unteren Teilen 47 der Zellen 44 und auch von der geerdeten Elektrode 81 aufweist, dann sollte das an die Elektrode 53 angelegte Potential im Bereich von ungefähr 200 bis ungefähr 500 V liegen, um gute Resultate zu erzielen. Gewöhnlicli braucht der Gradient nicht oberhalb ungefähr 400 V je cm Abstand zwischen den Elektroden, zwischer denen das elektrische Feld errichtet wird, liegen um brauchbare Resultate zu erzielen.

Es wurde gefunden, daß größere Verunreinigungsmengen aus dem organischen Material abgetrenn werden können, wenn die Dispersion mit Wasser ge mischt wird, bevor sie dem elektrischen Feld unter· worfen wird. Gemäß F i g. 1 wird insbesondere Wasser durch die Leitung 14 geführt, welches sich mi der der Behandlungsvorrichtung 11 zugeführten Dis persion vereinigt Die Pumpe 18 und das Ventil Ii in der Leitung 12 mischen das Wasser mit der Dis persion innig. Innerhalb vernünftiger Grenzwerte unterstützt jede mit der Dispersion gemischte Wassermenge die Abtrennung der Verunreinigungen au: dem organischen Material. Es wurden jedoch besonders gute Resultate erzielt, wenn das Wasser in einei Menge von ungefähr 5 bis 35 Volumprozent, bezogen auf die der Behandlungsvorrichtung 11 zugeführte Dispersion verwendet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

ι 2 geordnet sind, welche die einzige Verbindung für Patentansprüche: die Flüssigkeitsströmung zwischen der Eintritts kammer (48) und der Trennwand (37) ergeben.

1. Verfahren zur elektrischen Behandlung von 6. Behandlungseinrichtung nach Anspruch 4 eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisenden 5 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geerdete Dispersionen, welche aus je einer unmischbaren Elektrode (81) in einem Abstand unterhalb der äußeren und eine höhere Dielektrizitätskonstante isolierten Elektrode (53) angeordnet ist, welcher als die äußere Phase aufweisenden inneren Phase in etwa dem Abstand der isolierten Elektrode in Form einer organischen Flüssigkeit und einer (53) von dem unteren Ende (49) der Zellen (44) wäßrigen Phase bestehen, wobei das Verfahren io entspricht

darin besteht, daß die Dispersion einem elektrischen Feld ausgesetzt wird und die wäßrige Phase und die organische Flüssigkeit durch die

elektrische Behandlung von der Dispersion ge-

trennt werden, dadurch gekennzeichnet, 15

daß das an die Dispersion angelegte elektrische

Feld unterhalb von 400 V/cm liegt, und daß die

elektrisch behandelte Dispersion von dem Bereich

der elektrischen Behandlung einem Beruhigungs- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein

bereich zugeführt wird, in welchem im wesent- 20 Verfahren zur elektrischen Behandlung von eine

liehen gleichförmige Strömungsbedingungen herr- hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisenden pisper-

schen. sionen, welche aus je einer unmischbaren äußeren

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- und eine höhere Dielektrizitätskonstante als die kennzeichnet, daß der Spannungsgradient zwi- äußere Phase aufweisenden inneren Phase in Form sehen 20 und 50 V/cm beträgt. »5 einer organischen Flüssigkeit und einer wäßrigen

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Phase bestehen, wobei das Verfahren darin besteht, gekennzeichnet, daß der Spannungsgradient durch daß die Dispersion einem elektrischen Feld ausgesetzt Anlegen einer Spannung zwischen 200 und 500 V wird uud die wäßrige Phase und die organische an etwa 10 cm voneinander angeordneten Elek- Flüssigkeit durch die elektrische Behandlung von der troden erzeugt wird. 30 Dispersion getrennt werden, sowie auf eine Vorrich-

4. Elektrische Behandlungseinrichtung zur tung zur Durchführung dieses Verfahrens, elektrischen Behandlung von einer Dispersion Elektrische Felder werden üblicherweise zur Aufgemäß der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein geschlos- lösung verschiedener Dispersionen verwendet, in sener Behälter mit einer vertikalen Strömungs- denen die innere Phase ein wäßriges Material — wie einrichtung, eine zwischen dem oberei. und dem 35 z. B. Wasser, Alkalien oder Säuren — und die unteren Ende des Behälters angeordnete isolierte äußere Phase ein Kohlenwasserstoff — wie z. B. Elektrode, eine an dem Behälter angeordnete Rohöl — ist. Wenn diese Dispersionen zwischen Dispersionszuführöffnung, eine Stromversor- Elektroden hindurchgeleitet werden, an welche eine gungseinrichtung zur Erzeugung einer den Elek- hohe Spannung angelegt ist, dann werden die Teiltroden zugeführten Hochspannung und am obe- 40 chen der inneren Phase zur Verschmelzung geren und dem unteren Ende des Behälters angeord- bracht. Hierbei werden aus der inneren Phase Teilnt:te Öffnungen zur Entfernung der Flüssigkeit chen mit gesteigerter Größe gebildet, die sich leicht vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grund eines Unterschieds in den spezifischen zwischen der Elektrode (53) und dem oberen Gewichten von der äußeren Phase abtrennen lassen. Ende des Behälters (11) gerade Strömungskanäle 45 Bei der herkömmlichen Technik mit elektrischen vorgesehen sind, und daß der Abstand zwischen Feldern zur Auflösung von Dispersionen aus Wasser dem unteren Ende der Strömungskanäle und der und Rohöl muß die an die Elektroden der Behand-Elektrode (53) derart gewählt ist, daß der Span- lungsvorrichtung angelegte Spannung eine gewisse nungsgradient nicht mehr als 400 V/cm beträgt. Größe aufweisen, weil sonst die elektrische Behand-

5. Behandlungseinrichtung nach Anspruch 4 5° lung der Dispersion nicht ausreichend ist. Beispielsmit einer horizontalen im Innern des Behälters weise liegt bei herkömmlichen Behandlungsvorrichsenkrecht zu der Strömungsrichtung angeordneten tungen (s. USA.-Patentschrift 3 205 161) die an den T -ennwand, welche das Innere des Behälters in Elektroden angelegte Spannung zwischen 11 000 und einen oberen und unteren Bereich trennt, wobei 33 000 V und darüber. Gewöhnlich besitzen die der untere Bereich innerhalb des Behälters eine 55 Elektroden einen Abstand zwischen 10 cm und 28 cm. Dispersionsbehandlungszone ergibt, dadurch ge- Derartige Elektrodenabstände und Spannungen werkennzeichnet, daä die άϊζ Strömung beruhigenden den unabhängig davon verwendet, ob nun das elek-Kanäle eine Mehrzahl von im unteren Bereich trische Feld durch eine Wechselspannung oder eine des Behälters (11) angeordneten vertikalen Zellen Gleichspannung gebildet wird. Die in diesem Zusam-(44) sind, welche im wesentlichen die gesamte ^6o menhang auftretenden Spannungsgradienten zwischen horizontale Querschnittsfläche der Dispersions- den Elektroden liegen dabei im Bereich von 1,0 bis behandlungszone ausfüllen, ferner daß die Zellen 3,3 kV/cm.

(44) obere Austrittsöffnungen direkt unterhalb Es hat sich jedoch gezeigt, daß stark leitende Disder Trennwand (37) und untere Eintrittsöffnungen persionen nicht behandelt werden konnten, weil oberhalb der Eintrittskammer (48) am unteren ⁶5 durch das Hochspannungsfeld sehr starke Ströme erEnde des Behälters (11) aufweisen, und daß die zeugt werden. Auch wird die innere Phase mit der in die Eintrittskammer (48) mündenden Disper- Zeit kontinuierlich, so daß die Elektroden kurz gelionseinllisse (82) unterhalb der Zellen (44) an- schlossen werden. Eine großtechnische Behandlung