DE2223627A1

DE2223627A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kontaktieren von Fluessigkeiten und (Fest)stoffen im Gegenstrom

Info

Publication number: DE2223627A1
Application number: DE19722223627
Authority: DE
Inventors: Clotete Francis Louis Dirk; Haines Alan Keith
Original assignee: NAT INST METALLURG
Current assignee: NAT INST METALLURG
Priority date: 1971-05-14
Filing date: 1972-05-15
Publication date: 1972-12-07
Also published as: DE2223627B2; JPS5713333B1; CA978722A; GB1399473A; FR2137875B1; AU472709B2; IT955497B; AU4212072A; BE783407A; NL7206549A; ZA713139B; DE2223627C3; FR2137875A1

Description

OR-ING. DIPI INQ. M. SO. DIPL.-I HYS. OR. DIPL.-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART Z 2 2 3 D 2

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10. Mai 1972

National Institute for Metallurgy 1 Yale Road, Milner Park, Johannesburg, Transvaal,

Verfahren und Vorrichtung zum Kontaktieren von Flüssigkeiten und (Fest)stoffen im Gegenstrom

Die Erfindung betrifft die Kontaktierung von Flüssigkeiten und Feststoffen (solids) im Gegenstrom.

Die Verfahrensgattung, mit dem sich die Erfindung befaßt, ist in der britischen Patentschrift 1 070 251 beschrieben» Diese Patentschrift wird im Folgenden "das britische Patent" genannt, In großen Zügen ist in dem britischen Patent ein Verfahren erläutert, bei dem Feststoffe und eine Flüssigkeit im Gegenstrom in einer Reihe von Stufen miteinander in Berührung gebracht oder kontaktiert werden, wobei die Feststoff© von einer ersten Stufe zu einer letzten Stufe und aus dieser letzten

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Stufe ausströmen/ während die Flüssigkeit von der letzten Stufe zur ersten Stufe und aus dieser ersten Stufe herausfließt; die Strömungsgeschwindigkeit wird dabei zyklisch oder periodisch varriiert, so daß während sines ersten Teils jedes Zyklus die Feststoffe dazu gebracht werden, sich in der flüssigen Phase abzusetzen, in einem zweiten Teil des Zyklus veranlaßt werden, von einer Stufe zur nächster! /.u gelangen, während in einem dritten Teil des Zyklus die Flüssigkeit die Feststoffe fluidisiert (oder aufwirbelt) and von der letzten Stufe zur ersten Stufe, fließt.

Gewöhnlich werden die Stufen von einer Reihe übereinander angeordneter Tröge oder Böden gebildet... Es kann vorkommen, daß selbst bei sorgfältigster Konstruktion und Bemessung der Anlage die Stoff Volumina, weiche, zwischen den Böden überführt werden, nicht iminer konstant sind«. So kann der Fall eintreten, daß einige der Tröge unterhalb des oberen Troges allmählich ihre Feststoff beschickung variieren ,> was zn der Konsequenz eines Ausbeute- oder Wircsehaf tliefo?''3it3verlustes bei dem Kontaktierverfahren führte

Es ist Aufgabe der Erfindung_f e:^;.n '/erfahren vorzuschlagen, bei dem die Böden :ait Feststoff überflutet bleiben.

Bei dem oben in groben Eugen erläuterten Prozeß besteht die Erfindung in de>r Verbesserung, daß das Stoff- oder Feststoffvolumen, weichet? veranlaßt wird, aus eier letzten Stufe auszutreten, kleiner als das Stoffvolumen ist, welches zwischen irgendeinem Stufeupaar fließt,

ErfindungsgemMiJ i.sfc der Verfahrens schritt vorgesehen, die Stoffe

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oder Feststoffe aus der letzten Stufe durch einen auch von der Flüssigkeit durchquerten Raum zu führen, wobei der Flüssigkeitsstrom derart ist, daß die Stoffe oder Feststoffe von der Flüssigkeit aus dem Raum verdrängt werden, und die Feststoffe den Raum füllen, bevor sie aus der letzten Stufe austreten. In dem britischen Patent sind verschiedene Ausführungsformen solcher Räume in unterschiedlichen Konstruktionen dargestellt und beschrieben. Jedoch haben diese Räume zwischen den verschiedenen Stufen jeweils dasselbe Volumen. Die erfindungsgemäße Verbesserung besteht darin, daß das Volumen in der letzten Stufe größer als zwischen den Stufen ist.

Die Erfindung läßt sich grundsätzlich auf jede der in dem britischen Patent beschriebenen Ausführungsformen anwenden, die erfindungsgemäße Modifikation besteht darin, ein größeres Volumen an Stoff in der letzten Stufe aufzuhalten.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ionenaustauscherkolonne;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht der Ausführungsform aus Fig. 2 und

Fig. 4 eine Schnittansicht einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform.

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Die Fig, 1 entspricht im wesentlichen der Fig. 3 des britischen Patents, wobei diese Ausfünrungsformen jedoch in Übereinstimmung mit der Erfindung modifiziert ist. Fig. 1 zeigt eine Kolonne aus einer Reihe von Trögen oder Siebböden, von denen lediglich drei, mit den Bezugsseichen 4, 5 und 6 bezeichnete Böden dargestellt sind. Der untere Boden 6 repräsentiert die letzte Stufe der Kolonne« Jeder Boden weist eine Reihe von Kaminen 7 auf, die jeweils von einer Haube oder einem Helm 8 überfangen oder abgedeckt sind. Dabei schließen jedoch die Hauben 8 des untersten Bodens 6 ein größeres Volumen als die anderen Hauben ein.

Die Betriebsweise der Vorrichtung 1st die gleiche wie in dem britischen Patent. Das heißtj während des dritten Teils des Arbeitszyklus räumt die Flüssigkeit Feststoffe aus dem Bereich unter den Hauben weg_r während des ersten Teils des Arbeitszyklus setzen sich Feststoffe oberhalb der Böden ab und während des zweiten Teils treten Feststoffe unter die Hauben 8 ein und gelangen schließlich durch den Kamin 7 zur darunter liegenden Stufe. Das Volumen, das schließlich durch den Boden 6 tritt, ist kleiner als dasjenige, das die Böden 4 und 5 passiert, weil dort ein großer Raum gefüllt werden mußte, bevor die Feststoffe durch den Kamin gelangen können.

Die Figuren 2 und 3 zeigen einen untersten Boden 10 und einen direkt darüber liegenden Boden 12. Alle weiteren Böden über dem Boden 12 sind mit diesem Boden identisch. Der Boden 10 ist der gleiche wie der Boden € in Fig, I.

Der Boden 12 besitzt eine Reihe von Perforationen oder Öffnungen

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17 mit Kappen oder Deckeln 18. Jede Kappe 18 weist auf ihrer Unterseite eine Anzahl radial verlaufender (stegartiger) Abstandshalter 20 auf. Die meisten dieser Abstandshalter verlaufen lediglich über eine kurze radiale Distanz hinweg nach einwärts. Ein Abstandshalter 20 erstreckt sich hingegen diametral über die Kappe 18 hinweg. Die Höhe der Abstandshalter 20 ist in allen Fällen die gleiche.

Von dem diametral verlaufenden Abstandshalter 20 steht nach unten ein Vorsprung 24 ab, dessen unteres Ende konisch ausgebildet ist. In der Nähe der Kegelbasis besitzt jeder Vorsprung 24 ein Paar von Eingriffsschultern 26/ so daß der Vorsprung 24 im Preßsitz fest am Rand der öffnung 17 verankert werden kann, ohne diese voll zu verschließen. Im Innern des VorSprunges 24 verläuft zentral und senkrecht eine öffnung 28 teilweise nach unten, so daß der Vorsprung 24 beim Einsetzen in die öffnungen 17 zusammengedrückt werden kann. Die Kappen 18 entsprechen in ihrer Funktion den Kaminen und Hauben 7 bzw. 8 der Ausführungsform gemäß Fig. 1, sie sind jedoch leichter herzustellen und anzubringen.

Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist es wesentlich, daß die Hauben 8 ein größeres Volumen als die Kappen 18 umschließen, um so ein Aufhalten der Feststoffe auf dem Boden 10 und allen davor angeordneten Böden zu gewährleisten.

Es wurde auch gefunden, daß es nicht notwendig ist, (besondere) Aufhalteeinrichtungen zwischen den einzelnen Stufen vorzusehen. So arbeitet beispielsweise die Ausführungsform gemäß Fig. 4 einwandfrei. In diesem Falle bildet ein Boden 30 die letzte

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Stufe und die darüber befindlichen Böden 21 und 22 sind lediglich mit unbewehrten Löchern oder Perforationen 23 ausgestattet. Es wurde gefunden, daß unter der Voraussetzung, daß im zweiten Teil eines Arbeitszyklus weniger Feststoffe durch den Boden 30 hindurchtreten als durch die Böden 21 und 22, das Verfahren wirksam durchführbar ist, ohne daß dabei die Verfeinerungen oder Raffinationsbehandlungen nötig sind, wie sie in dem britischen Patent vorgesehen sind.

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Claims

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Patentan Sprüche:

Verfahren zur Kontaktierung eines Stoffes (Feststoffes) mit einer Flüssigkeit im Gegenstrom in einer Reihe von Stufen, bei dem die Feststoffe von einer ersten zu einer letzten Stufe und aus der letzten Stufe ausströmen und die Flüssigkeit von der letzten zur ersten und aus der ersten Stufe ausfließt und wobei die Strömungsgeschwindigkeit zyklisch derart varriiert wird, daß während eines ersten Teils jedes Zyklus die Feststoffe dazu gebracht werden, sich in der flüssigen Phase abzusetzen, in einem zweiten Teil des Zyklus veranlaßt werden, von einer Stufe zur nächsten zu passieren, während in einem dritten Teil des Zyklus die Flüssigkeit die Feststoffe fluidisiert und von der letzten Stufe zur ersten Stufe strömt, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoffvolumen, welches dazu gebracht wird, aus der letzten Stufe auszutreten, kleiner als dasjenige Feststoffvolumen ist, welches zwischen zwei vorangehenden Stufen fließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe aus der letzten Stufe durch einen auch von der Flüssigkeit durchquerten Raum geführt werden, daß der Flüssigkeitsstrom so eingerichtet wird, daß die Feststoffe von der Flüssigkeit aus diesem Raum während des dritten Teils eines Zyklus verdrängt werden, und daß die Feststoffe den Raum im zweiten Teil des Arbeitszyklus füllen, bevor sie aus der letzten Stufe austreten.

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3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Reihe hintereinander geschalteter Abteile (4, 5, 6), die das Strömen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit vom letzten zum ersten Abteil und das Strömen von Feststoffen unter entgegengesetztem Druck von dem ersten zum letzten und den Ausfluß aus diesem letzten Abteil ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (8), die den Ausfluß aus dem letzten Abteil (6) ermöglicht, so bemessen ist, daß sie ein kleineres Feststoffvolumen als zwischen den Abteilen (4, 5) strömt, ausfließen läßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abteile oberhalb von Trögen oder Böden (4, 5, 6) liegen, die zum Zwecke des Durchflusses von Flüssigkeit und Stoff perforiert sind, und daß der das letzte Abteil bildende Boden (6) mit Mitteln (8) ausgestattet ist, die den Durchtritt von Feststoff verhindern, es sei denn, dieser stehe unter entsprechend gerichtetem, positivem Druck.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abteile zwischen Böden (4, 5, 6) angeordnet sind, die jeweils durchlöchert sind, um den Durchtritt von Flüssigkeit und Stoff zu ermöglichen, und daß die Perforationen im Boden

(6) des letzten Abteils mit Rückhaltemitteln (7, 8) ausgestattet sind, die ein bestimmtes Stoffvolumen aufnehmen, jedoch ein Strömen des Feststoffes verhindern, es sei denn, dieser stehe unter einem entsprechend gerichtetem, positivem Druck.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

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jeder Boden (4, 5, 6) mit Aufhaltemitteln (8, 18} versehen ist und die Aufhaltemittel des letzten Bodens (6) ein größeres Volumen als die Aufhaltemittel der anderen Böden (4_r 5) aufnehmen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltemittel einen Kamin (7) umfassen, der über eine Perforation des Bodens vorsteht und durch eine Haube (8) abgedeckt ist.

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