DE2210994A1

DE2210994A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ausfällen von Festkörpern aus einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2210994A1
Application number: DE19722210994
Authority: DE
Inventors: James W.; Vydra Charles; Fort Saskatchewan Alberta Gulyas (Kanada)
Original assignee: Sherritt Gordon Mines Ltd
Current assignee: Viridian Inc Canada
Priority date: 1971-03-29
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1972-10-12
Also published as: OA03973A; YU67472A; CA947046A; US3771657A; AU466827B2; ZA72965B; FR2131990B1; GB1384362A; BR7201810D0; YU34842B; FR2131990A1; JPS5535994U; JPS5611922Y2; AU3903972A; DE2210994B2; DE2210994C3

Description

PATENTANWÄLTE

Dr. rer. nat, DIETER LOUIS O 9 1 Π Q Q /

Dipl-Phys. CLAUS PÖHLAU " I U V 3 *t

DipL-lng. FRANZ LOHRENTZ . -12.710

NÜRNBERG .

KESSLERPLATZ 1 ^^U/ ^{d a}

SHEEEITT GORDON MIKES LIMITED, Toronto, Ontario, Canada

Vorrichtung und Verfahren zum Ausfällen von Pestkörpern aus' einer Flüssigkeit

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausfällen von Pestkörpern aus einer Flüssigkeit von der Art, bei der zwischen strömenden Medien ein inniger Kontakt hergestellt wird. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Vorrichtung und einem Verfahren, bei denen eine Flüssigkeit und ein Gas im Gegenstrom eine Kontaktzone durchströmen, um aus der Flüssigkeit Festkörper abzuscheiden.

Bei dor Erhitzung von Flüssigkeiten, um in industriellem Eahmen flüchtige Komponenten daraus abzudestillieren und das Abscheiden von Festkörpern zu bewirken, wird als Heizmedium häufig ein Gas verwendet. Die- Flüssigkeit wird durch das Gas in Killbehältern erhitzt, die aus Tanks bestehen, durch die sowohl die Flüssigkeit als auch das Gas hindurchströmen. Gewöhnlich sind Rührwerke vorgesehen, um die Flüssigkeit in Bewegung zu hai ton. liach Abschluss der Eeaktion wird die entstandene Auf-" cchlümmung aus den Tanks entfernt und zur Abtrennung des Fest-

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körperniederschlages weiter behandelt.

Der Einsatz von Fällbehältern bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich. Die Festkörper, die aus der Lösung ausfallen, beeinträchtigen häufig die Funktionsweise des Fällbehälters. Viele derartige Festkörper neigen nämlich dazu, sich an den Innenflächen des Fällbehälters festzusetzen und sich relativ rasch an den Seitenwänden sowie an den Rührwerken aufzubauen. Dies erfordert ein periodisches Abschalten und eine Reinigung der Vorrichtung. Darüberhinaus kann der Festkörperniederschlag nicht kontinuierlich ausgetragen werden, wenn nur ein einziger Fällbehälter verwendet, wird. Nach der Reaktion zwischen der Flüssigkeit und dem Gas muss die Vorrichtung vielmehr abgeschaltet werden, um die Flüssigkeit und die Festkörper zu entfernen.

In den letzten Jahren hat man langgestreckte Säulen oder Waschtürme zur Herstellung eines Kontakts zwischen Flüssigkeiten und Gasen eingesetzt. Diese Vorrichtungen haben den wesentliehen Vorteil, dass der Gas/Flüssigkeit-Kontakt kontinuierlich ablaufen kann. Im Betrieb wird bei diesen Vorrichtungen die Flüssigkeit als Strom in der Nähe der Turmspitze eingeführt, während das Gas gleichzeitig in den Boden des Turmes einströmt. Die Flüssigkeit fällt 'innerhalb des Turmes nach unten, während das Gas im Gegenstrom zu der Flüssigkeit aufsteigt.

Die vorstehend in Zusammenhang mit den aus den Flüssigkeiten abgeschiedenen Festkörpejii erläuterten Probleme erwachsen in ·

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gleicher Weise "bei der Durchleitung der Flüssigkeit durch die erwähnten Waschtürme und erweisen sich als genauso gravierend wie "bei den Fällbehältern. Dämpfe, die nach oben die Türme durchströmen, schlagen die im Gegenstrom fliessende Flüssigkeit an die Innenwände der Türme, was zur Folge hat, dass die Flüssigkeit längs dieser Innenwände herabströmt. Als Ergebnis die·= ses sogenannten "Wandeffektes" neigen die aus der Lösung ausfallenden Festkörper dazu, sich an der Wand anzusammeln. Diese Festkörper beeinträchtigen ernstlich die Funktionsweise des Turmes. Werden keine Schritte unternommen, um diese Festkörper zu entfernen, so wächst die Dicke der Festkörperauskleidung im Turm zusehends, so dass gegebenenfalls" sogar der lichte Querschnitt überbrückt und die weitere Strömung von Flüssigkeit und Gas durch den Turm unterbrochen wird. Es müssen deshalb Massnahmen ergriffen werden, um den'Festkörperniederschlag zu entfernen, bevor der Turm wieder mit zufriedenstellender Funktion in Betrieb genommen werden kann,

Der Festkörperniederschlag wird gewöhnlich dadurch entfernt, dass die Einlassventile für die Flüssigkeit und das Gas geschlossen werden und der Turm geöffnet wird, so dass die einzelnen Kontaktzonen 'freiliegen und durch Anwendung von Lösungsmitteln oder sonstigen Mitteln gereinigt werden können. Der Reinigungsvorgang ist jedoch zeitaufwendig und verursacht kostspielige Unterbrechungen nicht lediglich des Betriebes des Turmes, sondern auch anderer Verfahrensvorgänge, die von der

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kontinuierlichen Strömung der Flüssigkeit durch den Turm abhängen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der vorstehend erläuterten Art, in der aus Flüssigkeiten darin gelöste Komponenten kontinuierlich abgeschieden werden, vorzuschlagen, bei der eine kontinuierliche Selbstreinigung von. den abgeschiedenen Festkörpern erfolgt. Weiterhin soll ein Verfahren vorgeschlagen werden, durch das die kontinuierlich aus Lösungen innerhalb der Kontaktzone abgeschiedenen Festkörper auch kontinuierlich aus dieser Zone ausgetragen werden. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung zum Abscheiden von' Festkörpern aus einer Flüssigkeit mit einem vertikal stehenden Behälter, der obenliegend einen Einlass für die Flüssigkeit und einen Auslass für Gas sowie untenliegend einen Einlass für das Gas und einen Auslass für die Flüssigkeit und abgeschiedene Festkörper besitzt. Erfindungsgemäss ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter eine Anzahl übereinanderliegender Flüssigkeit/ Gas-Kontaktzonen enthält, die durch Querwände abgegrenzt sind, von denen jede Querwand aus einer im wesentlichen horizontal liegenden durchlässigen Trennwand und mindestens einem an die Trennwand anschliessenden undurchlässigen, zur Behälterinnenwand nach oben hin geneigt verlaufenden Wandelement besteht, und dass in jeder Kontaktzone sich eine Anzahl von leichtgewichtigen und frei beweglichen Kugeln befindet, die durch dasmit hoher Geschwindigkeit aufwärtsströmende Gas hochgewirbelt

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werden und längs der Behälterinnenwand und des undurchlässigen Wandelements wieder herabsinken.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung entstehen im unteren Bereich jeder Kontaktzone, von den Querwänden ausgehend nach "oben, Schichten mit zunehmender Querschnittsfläche, so dass die Geschwindigkeit des den Behälter durchströmenden Gases am höchsten beim Durchgang durch jede Trennwand ist und dann über dieser abnimmt. Die in der Kontaktzone befindlichen Kugeln werden in der Hauptsache von der Trennwand aus in einer aufsteigenden Bahn durch das Gas bewegt und verfolgen dann eine nach aussen und unten gerichtete Bahn längs der Innenwand des Behälters im Bereich der Kontaktzone sowie der geneigten undurchlässigen Wand. Auf diese Weise dienen die Kugeln dazu, an den Wandflächen abgesetzte Festkörper zu entfernen.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Ausfällen von Pestkörpern aus einer Flüssigkeit durch gegenseitigen Kontakt der Flüssigkeit mit einem im Gegenstrom zur Flüssigkeit strömenden Gas ist dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer geschlossenen Kontaktzone, die unten und oben durch durchlässige Wände begrenzt ist, mittels'des durch die Kontaktzone geführten Gasstromes in der Kontaktzone vorhandene leichtgewichtige Kugeln ständig hochgewirbelt werden, so dass die Kugeln in Berührung mit den seitlichen Wänden der Kontaktzone wieder herabfallen.

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so

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen.

Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung, die zum Zwecke der Einsicht in zwei innenliegende Kontaktzonen teilweise aufgeschnitten ist;

Figur 2 einen schematischen vertikalen Teilschnitt der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Figur 3 eine Draufsicht längs der Linie 3-3 in Figur 2;

Figur 4 einen weiteren schematischen Teilschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung, jedoch im Betrieb der Vorrichtung, und

Figuren

5 und 6 eine zweite und dritte Ausführungsform von Querwänden in perspektivischer Darstellung.

Genäss der Darstellung in Figur 1 besteht eine erfindungsgemäcse Vorrichtung im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Turm 10 bekannter Art, der zur Hindurchführung von Flüssigkeit in Gegenstrom zu Gasen ausgebildet ist. Im Bereich des oberen Turmendes ist ein Einlass 12 für die Zuführung der Flüssigkeit und an der Spitze ein Auslass 14 für die Abfuhr des Gases vorgesehen. Am unteren Ende des Turmes sind ein Einlass 16 für'

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die Zufuhr des Gases und am·Boden eine Auslassöffnung 18 vorgesehen, durch die die Flüssigkeit sowie ausgefällte Festkörper entnommen werden. Im Mittelbereich des !Turmes ist eine Anzahl von Querwänden 20 angeordnet, die in vertikalem Abstand übereinander liegen:

Durch den oberen Einlass 12 wird Flüssigkeit zugeführt, die im Gegenstrom zu einem durch den Einlass 16 eingeblasenen Gas nach unten strömt. Beim Abwärtsströmen kommt der aufsteigende Gasstrom mit der Flüssigkeit in Kontakt und erhitzt diese, wodurch sich Gase entwickeln und Festkörper daraus ausfallen. Die Flüssigkeit wird zusammen mit den ausgefällten Festkörpern aus dem Auslass 18 am Boden des Turmes entnommen, während die Dämpfe zusammen mit den am Einlass 16 eingeführten Gasen sowie Gase, die aus dem Kontakt der zugeführten Flüssigkeit mit dem aufsteigenden Gasstrom entstanden sind, aus dem oberen Dampfauslass 14 an der Spitze des Turmes abgezogen werden.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Querwand 20, die aus einer unteren durchlässigen Trennwand 22 sowie einer massiven undurchlässigen kegelstumpfförmigen Wand 24 besteht. Die durchlässige Trennwand 22 liegt horizontal im Turm, während die undurchlässige Wand 24 nach aussen und oben von der Trennwand 22 aus 'ansteigt und zu einem nach aussen abgebogenen kreisförmigen Rand 26 ausläuft. Der kreisförmige Rand 26 ist zwischen das jeweils obere und untere Ende von Turmabschnitten 28a

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und 28b eingefügt. Ringförmige !Flansche 30 und 32, die sich von den Aussenwänden der Turmabschnitte 28a und c?8b nach aussen erstrecken, werden durch eine Anzahl von Schrauben 34, von denen nur zwei gezeigt sind, durchsetzt und gegeneinander verspannt. Das Entfernen der Schrauben 34- und Abheben der Turmabschnitte voneinander an der Trennstelle ermöglichen den Zugang zu jeder Querwand 20.

Die Querwand 20 und die nächstfolgend darüberliegende Querwand ■ definieren die obere und untere Grenze einer Gas/Flüssigkeit-Kontaktzone. Eine Anzahl von leichtgewichtigen Kugeln 36 ist innerhalb der Zone eingeschlossen und kann sich darin frei bewegen. Das spezifische Gewicht der Kugeln muss derart gewählt sein, dass das aufsteigende Gas bei der Durchströmung der Trennwände in der Lage ist, die Kugeln anzuheben. Das Gas darf aber nicht mit einer Geschwindigkeit strömen, die ein überfluten des Turmes ergeben würde. Das "dynamische" Bett von Kugeln stellt eine ,grosse Kontaktfläche zwischen der abströmenden Flüssigkeit und dem aufsteigenden Gas dar, auf der sich ein wirkungsvoller Wärme- und Massenübergang von dem Gas zur Flüssigkeit vollzieht. Zusätzlich dienen die Kugeln in der nachfolgend noch näher zu erläuternden Weise sowohl dazu, ausgefällte Festkörper von den Innenwänden, mit denen die Flüssigkeit in Kontakt gekommen ist, abzuschaben, als auch auf den Kugeln selbst abgesetzte Festkörper zu entfernen.

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Die Figur 4 zeigt die Bewegungsbahn und die Bewegungsrichtung der Kugeln 36, wenn diese durch den aufsteigenden Gasstrom hochgehoben v/erden. Der Gasstrom verengt sich an jeder Querwand und kann lediglich durch die Trennwand 22 hindurchgelangen. Die Geschwindigkeit v^ des aufströmenden Gases ist an der Trennwand 22 am grössten. Nach der Durchströmung der Trennwand 22 wird die Gasgeschwindigkeit Vp wieder geringer, so dass die Tragfähigkeit des Gases für die Kugeln 36 ebenfalls abnimmt.

Die Geschwindigkeit des in den unteren Einlass 16 eingeblasenen. Gases wird so gewählt, dass die Aufwärtsströmung des Gases beim Durchströmen jeder Trennwand hinreichend ist, um jegliche darauf ruhende Kugeln anzuheben. Wenn das Gas längs der undurchlässigen Wand 24 strömt, muss seine Geschwindigkeit wieder ausreichend abnehmen, so dass es die Kugeln nicht mehr halten kann. Die Richtung der Bewegungsbahn der Kugeln ist durch Pfeile angedeutet. Die Hauptströmung des Gases im Zentrum des Turmes verursacht, dass die auf den Trennwänden liegenden Kugeln zuerst aufsteigen, bis sie den Raum über der Oberkante der Wand 24 erreichen. Zu diesem Zeitpunkt bewegen sie sich radial nach aussen und längs der Innenwand 37 sowie der undurchlässigen Wand 24 nach unten und gelangen zur Trennwand wieder zurück. Die Pfeile zeigen die Bahnrichtung der Kugeln in ihrer Gesamtheit an und beziehen sich nicht auf die Bewegungsbahn, die durch einzelne Kugeln verfolgt wird. Einzelne Kugeln können nämlich durch andere Kugeln abgelenkt werden, so dass ihre Bcwegungsbahnen von der gezeigten abweichen und nicht

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vorherbestimmbar sind.

Im allgemeinen fällt die Flüssigkeit gerade durch jene Trennwand 22 und wird solange durch den "Wandeffekt" nicht radial nach aussen gedrängt, bis sie einen bestimmten Punkt unterhalb der Trennwand erreicht. Es ist daher unnötig, dass die ganze Innenfläche des Turmes zwischen zwei übereinanderliegenden Querwänden durch die Kugeln beaufschlagt wird. Die Kugeln brauchen demzufolge nicht in den Raum hochgeschleudert zu werden, in dem die "Flüssigkeit von der oberen Querwand her direkt nach unten fällt. Die rasche Bewegung der Kugeln kann jedoch die Ursache dafür sein, dass eine, gewisse Flüssigkeitsmenge gegen den oberen Abschnitt der Innenwand zwischen zwei übereinanderliegenden Querwändengespritzt wird. Um dort den Aufbau von Festkörpern zu verhindern, ist es empfehlenswert, diesen Wandbereich, wie bei 38 angedeutet, mit einem Material zu überziehen, auf dem ausgefällte Festkörper nicht besonders gut haften. Ein bevorzugtes Überzugsmaterial ist Polypropylen, da auf diesem ausgefällte Festkörper nur geringfügig haften und durch einfache Methoden leicht entfernt werden können. Wenn beispielsweise basische Nickelkarbonate aus einer wässrigen ammoniakalischeh Ammoniumkarbonatlösung, die den Turm durchströmt, ausgefällt werden, dann können auf der mit Polypropylen beschichteten Oberfläche ausgefällte Nickelkarbonate häufig dadurch entfernt werden, dass der Turm einfach mit Wasser ausgewaschen wird, das eine etwas niedrigere Temperatur als die Amiioniumkarbonatlösung besitzt, die normalerweise den Turm durchströmt.

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Die Kugeln verhindern wirksam, dass sich ein Niederschlag an der Innenwand 37 und der kegelstumpfföxmigen Wand 24 aufbaute Sie sind jedoch nicht in gleichem Masse wirksam, den Aufbau, von Niederschlag auf der Trennwand 22 zu verhindern«, Da jeder Teil der durchlässigen Trennwand als Oberfläche wirkt, auf der sich Niederschlag festsetzen und bilden kann, sollte die Oberfläche der Elemente, aus denen die Trennwand aufgebaut ist_s so klein wie möglich sein. Deshalb sollten vorzugsweise auch die öffnungen in der Trennwand nicht kleiner sein als gerade notwendig ist, um ein Hindurchfallen der Kugeln zu verhindern.

In Fällen, in denen ausnehmend klebrige Festkörper aus der Lösung ausgefällt werden, kann es erforderlich sein, die Festkörper von den Trennwänden durch andere Mittel zu entfernen. Eine Vorrichtung, die sich hierfür als besonders geeignet erweist, ist in Figur 5 dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einer Leiste 40, die mit Handhaben 42a und 42b verbunden ist. Die Leiste bildet zusammen mit im Abstand voneinander angeord-

neten parallelen Stäben 44 die durchlässige Trennwand jeder Querwand. Die Leiste 40 weist öffnungen 46 auf, die geringfügig grosser als die Querschnittsfläche der Stäbe 44 sind. Die Stäbe ragen durch diese Öffnungen hindurch und stehen rechtwinkelig zur Leiste. Sie sind unterhalb der Unterkante der nicht durchlässigen Wand 47 befestigt. Nebeneinanderliegende Stäbe sind in einem hinreichend kleinen Abstand voneinander angeordnet, so dass sie ein Hindurchfallen der Kugeln verhindern.

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Die Leiste 40 kann längs der Stäbe 44 manuell von der Aussenseite des Turmes her mittels der Handhaben 42, die durch die Turmwandung hindurchragen, bewegt werden. Bei dieser Bewegung werden an den Stäben abgesetzte Festkörper abgeschabt. Auf diese V/eise kann der Aufbau von Pestkörpern auf der Trennwand mittels Verwendung der Schiebeleiste 40 verhindert werden.

Die Neigung.der Wände 24 (Figuren 2, 3 und 4) und der Wand 47 (Figur 5) soll so sein, dass durch die darauf aufprallenden Kugeln der Aufbau von Niederschlag verhindert wird. Die Neigung hängt von dem zu behandelnden Material ab und wird am besten experimentell bestimmt. Gewöhnlich liegt jedoch der Winkel zwischen der Wand und der Horizontalen im Bereich zwischen 35-50°.

Der zufriedenstellende Betrieb des Turmes hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Die Neigung der undurchlässigen Wand Jeder Trennwand muss so gewählt sein, dass das aufsteigende Gas die Bewegung der Kugeln vorwiegend in der erforderlichen Richtung bewirkt. Die Tiefe des Kugelbettes auf jeder Trennwand ist für die zufriedenstellende Betriebsweise des Turmes ebenso von Bedeutung wie der Durchmesser und-das spezifische Gewicht der Kugeln. Diese Faktofen ändern sich entsprechend dem zu behandelnden Material, den Abmessungen des Turmes und den Verfahrensbedingungen. Es sind jeweils Versuche erforderlich, um die Bedingungen festzulegen, die zu einer zufriedenstellenden Betriebsweise des Turmes führen. Für gewisse Anwendungen ist die in den Figuren 2 bis 4 gezeigte Trennwand lediglich für Türme geeignet,

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die einen vergleichsweise kleinen Innendurchmesser, im allgemeinen von 0,6 Meter oder darunter, aufweisen. Für Türme mit grösseren Innendurchmessern ist in solchen Anwendungsfällen die Ausführungsform gemäss Figur 6 geeignet.

Die in Figur 6 dargestellte Trennwand, die im ganzen mit 50 bezeichnet ist, besteht aus einer Anzahl von undurchlässigen V-förmig gestalteten Rippen 52a, 52b und 52c, die zueinander parallel angeordnet sind. Die Rippen öffnene sich nach unten und stehen an ihren Unterkanten mit einer durchlässigen Trennwand 54- in Verbindung, die sich quer zur Innenwandung des Turmes erstreckt. Eine aussenliegende kegelstumpfförmige Wand verläuft nach oben und radial nach aussen bis zur' Turminnenwand hin. Die Trennwand besteht vorzugsweise aus einer Anzahl dünner paralleler Stäbe 58, deren Abstand voneinander klein genug ist, um ein'Hindurchfallen von Kugeln 60 zu verhindern. Es versteht sich, dass die Querwand 50 in-einem Turm von beliebigem Innendurchmesser eingesetzt werden kann und dass man durch entsprechende V/ahl der Anzahl von in der Trennwand vorgesehenen Rippen die oben erläuterten Anforderungen erfüllt. Bei besonders klebrigen Festkörpern, die sich trotz der Wirkung der Kugeln an den Rippen 52 ansetzen und auf diese Weise eine Beeinträchtigung der Betriebsweise des Turmes bilden können, müssen allerdings durch intervallweises Abschalten des Turmes und eine Reinigung der Trennwand entfernt werden.

Es ist nicht erforderlich, dass der erfindungsgemässe Turm einen Kreisquerschnitt besitzt. Der Querschnitt kann auch rechteckig sein oder eins sonstige Gestalt aufweisen,,'

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Die Betriebsweise des Turmes wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem Ausfällen und der Abscheidung von Festkörpern aus einer speziellen Lösung, nämlich aus einer wässrigen ammoniakalisehen Ammoniumkarbonatlösung, die gelöstes Nickel in Form von basischen Nickelkarbonaten enthält, erläutert. Der Turm ist gefüllt mit einer Anzahl von Polypropylen-Hohlkugeln. Die Lösung wird in die obere Turmzone eingeführt, während in die untere Turmzone Dampf eingestrahlt wird. Die Dampfströmung wird so eingestellt, dass sich die Kugeln ständig entweder in einem sogenannten "Sprudelzustand" oder in einem "Springzustand" befinden. Das "Sprudeln" tritt auf, wenn die Kugeln in dem dynamischen Bett ihre Position zwar laufend verändern, jedoch über das Bettniveau nicht hinausspringen. Dagegen tritt ein "Springen" auf, wenn die Kugeln ihre Position in dem dynamischen Bett mit einer derartigen Kraft verändern, dass einige Kugeln 2 1/2 cm oder sogar mehr über das Bettniveau hinausgeschleudert werden.

In der oberen Turmzone werden Ammoniak und Kohlendioxid desorbiert und es tritt kein Niederschlag von Nickelkarbonat auf. Die Kugeln, Querwände und Turmwandungen bleiben deshalb weitgehend sauber und zeigen keinen nennenswerten Ansatz. In der Mittelzone des Turmes vollzieht sich eine kräftige Ausfällung und ein Aufbau von Nickelkarbonat. Zusätzlich werden grosse Mengen an Schaum über jeder Querwand erzeugt. Die Bewegung der Kugeln verhindert v/irksam den Aufbau von Krusten an den Turminnenwandungen sowie den undurchlässigen Teilen der Querwände. Die Lösung, die die untere Turmzone durchströmt, ent-

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hält nur noch, geringe Mengen von Ammoniak und Kohlendioxid, dagegen praktisch alle die flüchtigen Komponenten, die aus der Lösung in dieser Zone freigesetzt werden. Die Kugeln bewegen sich in dieser Zone nicht so weit wie in der mittleren Turmzone.

Das Gas sollte eine ausreichende Geschwindigkeit aufweisen, um die Kugeln in der unteren Turmzone, in der sie lediglich zu einer geringfügigen Bewegung neigen, sowie in der mittleren Zone, in der eine starke Schaumbildung vorliegt, die sich der Kugerbewegung widersetzt, in Bewegung zu halten. Für jede Gaszone wird die Gasgeschwindigkeit experimentell bestimmt. Für den besten Betrieb des Turmes liegt die Gasgeschwindigkeit lediglich geringfügig unter der ÜberfIut-Geschwindigkeit.

Die Zuführtemperatur hat einen merklichen Einfluss auf die Lage der Grenzen zwischen aufeinanderfolgenden Zonen. So verschiebt beispielsweise ein grob geschätzter Temperaturabfall von etwa 14-⁰C gegenüber der normalen Zuführtemperatur von 79⁰C die Grenze zwischen der oberen und der mittleren Zone um eine Querwand nach unten. Auf diese Weise lässt sich eine Einstellung der Bedingungen in den drei Zonen teilweise durch Temperaturveränderung der Lösung bei der Zuführung erreichen.

Der erfindungsgemässe Vorschlag beruht also im wesentlichen darauf, dass das Ausfällen von Festkörpern aus einer Flüssig-

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keit innerhalb einer umgrenzten Kontaktzone dadurch stattfindet, dass herabfliessende Flüssigkeit durch einen aufsteigenden Heissgasstrom geführt wird. Eine Anzahl von leichtgewichtigen Kugeln sind innerhalb der Zone, darin frei beweglich, angeordnet. Die oberen und unteren Grenzen der Zone sind durch Querwände definiert, die (jeweils aus einer horizinal liegenden durchlässigen, zum Beispiel perforierten, Trennwand und einer nicht perforierten undurchlässigen Wand bestehen. Die undurchlässige Wand erstreckt sich nach oben und aussen von der Trennwand aus und endet an einer Wandung, die die seitliche Begrenzung der Kontaktzone bildet.

Die Geschwindigkeit des aufsteigenden Gases ist am höchsten, wenn das Gas durch die Trennwand hindurchströmt. Über der Trennwand verringert sich die Gasgeschwindigkeit. Das Gas hebt die auf der Trennwand liegenden Kugeln an und bewegt sie nach oben und aussen, bis die Gasgeschwindigkeit die Kugeln nicht mehr halten^ kann, so dass diese längs der Seitenwand sowie der undurchlässigen Wand herabfallen und darauf niedergeschlagene Festkörper abschaben.

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Claims

Patent-( Schutz-)Ansprüche

"I. Vorrichtung zum Ausfällen von Pestkörpern aus einer Flüssigkeit, mit einem vertikal stehenden Behälter, der obenliegend einen Einlass für die Flüssigkeit und einen Auslass für Gas sowie untenliegend.einen Einlass für das Gas und einen Auslass für die Flüssigkeit und abgeschiedene Pestkörper besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) eine Anzahl übereinanderliegender Plüssigkeit/Gas-Ivontaktzonen enthält, die durch Querwände (20) abgegrenzt sind, von denen jede Querwand (20) aus einer im wesentlichen horizontal liegenden durchlässigen Trennwand (22, 44, 58) und mindestens einem an die Trennwand anschliessenden undurchlässigen, zur Behälterinnenwand nach obenhin geneigt verlaufenden Wandelement (24, 47? 52a,b) besteht und dass in jeder Kontaktzone sich eine Anzahl von leichtgewichtigen und frei beweglichen Kugeln (36, 60) befindet, die durch das mit hoher Geschwindigkeit aufwärtsströmende Gas hochgewirbelt werden und längs der Behälterinnenv/and und des undurchlässigen Wandelements wieder herabsinken.

2. Vorrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, dass das undurchlässige Wandelement (24) kegelstumpfförmig ist

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und sich von der Trennwand .(22) zur Behälterinnenwand hin nach oben erstreckt.

j>. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über jeder durchlässigen Trennwand (5^-) mindestens eine V-förmige Rippe (5^a,b,c) angeordnet ist, die mit ihrer Spitze nach oben weist und sich quer über den Querschnitt des Behälters (10) erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durchlässige Trennwand aus einer Anzahl von parallel zueinander angeordneten Stäben(44) besteht, dass senkrecht zu den Stäben (44) eine mit Öffnungen (46) versehene Leiste (40) angeordnet ist und dass die Leiste (40) mit den öffnungen (46) auf den Stäben (44) verschiebbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Leiste (40) Handhaben (42a,b) verbunden sind, die sich nach ausserhalb des Behälters (10) erstrecken.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Behälters (10) im oberen Bereich jeder Kontaktzone mit Polypropylen beschichtet ist.

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7. Verfahren zum Ausfällen von Festkörpern aus einer Flüssigkeit durch gegenseitigen Kontakt der Flüssigkeit mit einem im Gegenstrom zur Flüssigkeit strömenden Gas, dadurch gekennzeichnet, dass innerhall) einer geschlossenen Kontaktzone, die unten und oben durch durchlässige Wände "begrenzt ist, mittels des durch die Kontaktzone geführten Gasstromes in der Kontaktzone vorhandene Ieichtgewichtige Kugeln ständig hochgewirbelt werden, so dass die Kugeln in Berührung mit den seitlichen wänden der Kontaktzone wieder herabfallen.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit eine wässrige ammoniakalische Ammoniumkarbonatlösung verwendet wird, die gelöstes basisches Uickelkarbonat enthält.

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