DE2303990A1 - Vorrichtung zur steuerung des zusammenfliessens von troepfchen - Google Patents

Vorrichtung zur steuerung des zusammenfliessens von troepfchen

Info

Publication number
DE2303990A1
DE2303990A1 DE19732303990 DE2303990A DE2303990A1 DE 2303990 A1 DE2303990 A1 DE 2303990A1 DE 19732303990 DE19732303990 DE 19732303990 DE 2303990 A DE2303990 A DE 2303990A DE 2303990 A1 DE2303990 A1 DE 2303990A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
surface energy
threads
droplets
energies
different
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19732303990
Other languages
English (en)
Inventor
David Pryce Bayley
Graham Arthur Davies
Godfrey Vaughan Jeffreys
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knitmesh Ltd
Original Assignee
Knitmesh Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to GB3344471A priority Critical patent/GB1409045A/en
Application filed by Knitmesh Ltd filed Critical Knitmesh Ltd
Priority to DE19732303990 priority patent/DE2303990A1/de
Priority to FR7303413A priority patent/FR2216019A1/fr
Publication of DE2303990A1 publication Critical patent/DE2303990A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04Breaking emulsions
    • B01D17/045Breaking emulsions with coalescers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053Details of the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053Details of the reactor
    • B01J19/006Baffles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G33/00Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
    • C10G33/02Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils with electrical or magnetic means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G33/00Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
    • C10G33/06Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils with mechanical means, e.g. by filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • B01J2219/00765Baffles attached to the reactor wall
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • B01J2219/0209Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components of glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • B01J2219/0218Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components of ceramic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • B01J2219/0236Metal based
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • B01J2219/0236Metal based
    • B01J2219/024Metal oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • B01J2219/0245Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components of synthetic organic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Description

1) Graham Arthur DAVIES
19» Downesway
Alderley Edge, Cheshire/England
2) Godfrey Vaughan JEFFREYS
8 Heaton Drive, Four Oaks Park
Sutton Coldfield, Warwickshire/England
3) KNITMESH LIMITED
Clements House, Station Approach
South Croydon, Surrey/England
Vorrichtung zur Steuerung des Zusammenfließens
von Tröpfchen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Zusammenf ließ ens von Tröpfchen. Sie beruht auf der Erscheinung, daß Tröpfchen, die in Berührung mit einer durch die betreffende Flüssigkeit benetzbaren Oberfläche kommen, sich auf dieser Oberfläche in dünner Schicht auszubreiten suchen, wodurch benachbarte Tröpfchen zusammenfließen. Hierbei ist angenommen, daß die Oberfläche des betreffenden Werkstoffs und die Flüssigkeit nicht chemisch oder in anderer Weise miteinander reagieren, Die Benetzbarkeit der Oberfläche eines festen Körpers durch eine Flüssigkeit wird bekanntlich durch die Oberflächenenergie bestimmt, die für manche Flüssigkeiten hoch und für andere niedriger sein muß.
409832/0922
— 2 —
-Z-
Es kann gezeigt werden, daß Tröpfchen, die in disperser Phase in einer strömenden Flüssigkeit dispergiert sind, durch eine Lochplatte nicht hindurchgehen, wenn das Verhältnis der Lochgröße zur Tröpfchengröße kleiner als o,k : 1 ist. Ist die Platte durch die Flüssigkeit der dispersen Phase nicht benetzbar, so sammeln sich die Tröpfchen auf der Anströmseite der Platte an. Benetzt dagegen die Flüssigkeit in disperser Phase die Plattenoberfläche, so bilden die Tröpfchen auf der Platte einen Fun, der durch die Löcher hindurchfließen kann und sich auf der Abströmseite der Platte sammelt und zusammenfließt. Je nach der volumetrischen Strömungsmenge löst sich dieser Film entweder in Form großer Tropfen oder in Form eines zusammenhängenden Flüssigkeitsfadens von der Platte. Die Platte wirkt also als Vorrichtung zur Steuerung des Zusammenfließens der Tröpfchen.
Die Bedeutung der Oberflächenenergie'des Werkstoffs der Lochplatte kann wie folgt gezeigt werden. Wenn im obigen Beispiel die disperse Phase in Erdöl dispergiertes Wasser ist und der Werkstoff der Lochplatte eine hohe Oberflächenenergie hat (z.B. Edelstahl), tritt die disperse wässrige Phase zu großen Tropfen zusammen. Hat das Oberflächenmaterial der Lochplatte aber eine niedrige Oberflächenenergie (z.B. Polypropylen), so tritt kein Zusammenfluß der dispersen wässrigen Phase ein und das Wasser sammelt sich auf der Anströmseite der Lochplatte, was zum Überlaufen des Wasserabscheiders führt. Wenn dagegen umgekehrt das Erdöl die disperse Phase ist, muß das Oberflächenmaterial der Lochplatte eine niedrige Oberflächenenergie haben, um das Zusammenfließen der Erdöltropfchen herbeizuführen.
409832/0922 - 3 -
Vorrichtungen zur Steuerung des Zusammenfließens von Tröpfchen sind Tür verschiedene Zwecke anwendbar. In Kontaktverfahren mit fließfähigen Stoffen läßt man die Flüssigkeit in einer Richtung strömen (z.B. abwärts in einer Säule), während ein Dampf in der Gegenrichtung strömt. Im Strömungsweg sind passend geformte Vorrichtungen zur Steuerung der Tröpfchengröße vorgesehen, um große freie Oberflächen der Flüssigkeit zu gewährleisten und dadurch die Anreicherung des Dampfes durch die Flüssigkeit zu unterstützen. Beim Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen aus einem Dampf läßt man den mit Tröpfchen beladenen Dampf in einem Pfad strömen, der Vorrichtungen zur Steuerung der Tröpfchengröße enthält, die von den Tröpfchen selektiv benetzt werden und so dieselben zurückhalten, wodurch die Tröpchen aus dem Dampf abgeschieden werden. Bei der Abscheidung von Flüssigkeitströpfchen aus einer anderen unmischbaren oder teilweise mischbaren Flüssigkeit läßt man die zu behandelnde Flüssigkeit in einer Leitung strömen, die passende Steuervorrichtungen für das Zusammenfließen der Tröpfchen enthält, wodurch die Tröpfchen zu größeren Tropfen zusammentreten und abgeschieden werden können, Auch bei der Trennung einer flüssig/flüssig-Dispersion mittels eines Absetzgefäßes, das beispielsweise in den Trennvorgang eines flüssig/flüssig-Gemischs durch Lösungsmittelextraktion einbezogen ist, können Vorrichtungen zur Steuerung des Zusammenfließens der Tröpfchen verwendet werden, vorzugsweise in Form von Packungen (siehe später), um die disperse Phase im Sinne einer beschleunigten Trennung zu beeinflussen. Die Richtung der Flüssigkeitsströmung spielt hierbei keine Rolle; sie kann durch die Natur der Flüssigkeit bestimmt sein oder auch nicht, sie
409832/0922
kann naturbedingt vertikal oder auch horizontal sein.
Als typische Geräte und Apparate, in denen die Vorrichtungen zur Steuerung des Zusaramentretens von Tröpfchen verwendet werden können, seien Destillationskolonnen, Rektifikationskolonnen, Absorptionstürme, Flüssigkeitsextrahierungsanlagen und Flüssigkeitsabscheider, insbesondere Absetzvorrichtungen für die Phasentrennung von Dispersionen genannt. Die Gestalt der Steuervorrichtungen hängt von der jeweiligen Natur der auszuführenden Arbeiten ab. Beispielsweise können die Vorrichtungen als Prallplatten ausgebildet sein, so daß der Zusammenfluß der Tröpfchen auf einer ebenen Fläche stattfindet, die perforiert sein kann oder auch nicht. Die Steuervorrichtungen können auch als Dampfkondensatoren dienen oder Teile solcher bilden; in diesem Falle sammelt sich die Flüssigkeit durch den Zusammenfluß und wird in irgendeiner Weise von einer Prallfläche, gewöhnlich einer gekühlten Fläche, abgeführt. Die Vorrichtung kann auch aus durchsichtigem oder durchscheinendem Material bestehen, dessen Oberfläche in diesem Falle nicht anläuft, da die in Berührung mit der Oberfläche kommenden Tröpfchen zusammentreten und so einen praktisch ununterbrochenen Flüssigkeitsfilm auf der Oberfläche bilden. Für viele Zwecke (z.B. Filtrations-und Trennprozessf empfiehlt es sich, eine Steuervorrichtung für das Zusammentreten von Tröpfchen in Form einer perforierten Packung bereitzustellen, d.h. eines Körpers, der in Form eines Labyrinthes angeordnete enge Durchgänge aufweist, die zwischen den beiden Stirnflächen des Körpers verlaufen. Eine solche perforierte Packung kann aus ringförmigen, rohrförmigen, sattelförmigen
409832/0922
und/oder scheibenförmigen Einheiten aufgebaut sein, besteht
aber vorzugsweise aus gewebtem oder gewirktem fadenförmigen Material.
Die bekannten Vorrichtungen zur Steuerung des Zusammentretens von Tröpfchen bestehen sämtlich aus einem einzigen Werkstoff, d.h. einem Werkstoff mit gleichmäßiger Oberflächenenergio, der je nach der Natur der zu steuernden Flüssigkeit ausgewählt ist. Die Leistung solcher Vorrichtungen und Elemente zur Steuerung der Tröpfchengröße in Beziehung auf die Extraktion von Flüssigkeiten und die Phasentrennung ist in dem Aufsatz von G-.A. Davies und G.V. Jeffreys in "Filtration and Separation" Band 6, No. 4, Seite 349 bis 354 untersucht worden.
In gewissen Fällen ist es schwierig, ein Material zu finden, dessen Oberflächenenergie mit derjenigen einer zu verarbeitenden Flüssigkeitskomponente in der gewünschten Weise zusammenpaßt. Die Erfindung hat die Aufgabe, auch in solchen Fällen eine Vorrichtung zur Steuerung des Zusammentretens von Flüssigkeitströpfchen bereitzustellen, die zu einer verbesserten Leistung auch in solchen Fällen führt und in den oben erwähnten Geräten und Apparaten einsetzbar ist.
Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gekennzeichnet durch eine Reihe freiliegender Grenzübergänge zwischen Oberflächen von Stoffen verschiedener Oberflächenenergie..
Die Oberflächenenergien dieser Stoffe werden vorzugsweise so gewählt, daß die eine Oberfläche von der dispersen Phase der
409832/0922
betreffenden Flüssigkeit benetzbar und die andere nicht benetzbar ist. Je nach dem Ausmaß und der Anordnung der verschiedenen Oberflächen läßt sich so jede gewünschte Benetzbarkeit und damit jede gewünschte Tröpfchengröße einstellen.
Im allgemeinen genügt es, die Vorrichtung mit einer Reihe von Verbindungsstellen zwischen Werkstoffen mit nur zwei verschiedenen Oberflächenenergxen an der Oberfläche auszurüsten. Es sind aber auch andere Kombinationen denkbar, z.B. drei Werkstoffe mit den Oberflächenenergxen . A, B und C, die dann die Verbindungsstellen Α/Β, Α/θ und B/u in regelmäßiger Anordnung bilden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besitzt die Vorrichtung eine Oberfläche, die aus Elementarflächen der Werkstoffe mit verschiedenen Oberflächenenergien zusammengesetzt ist. Diese Anordnung kann eine Oberfläche aus einem Werkstoff mit einer bestimmten Oberflächenenergie aufweisen^ die durch Gebiete eines Werkstoffs mit anderer Oberflächenenergie unterbrochen ist. Die Gebiete mit der anderen Oberflächenenergie können z.B. durch Aufbringen des betreffenden Werkstoffs durch Spritzen, Malen oder Drucken auf die Oberfläche des ersten Werkstoffs gebildet werden. Es ist auch möglich, die Oberfläche des ge-
en samten Werkstoffs mit der ersten Oberfläcb/energie zunächst mit einem Überzug aus dem Werkstoff der zweiten Oberflächenenergie zu versehen und dann diesen Überzug örtlich zu entfernen, z.B. durch Abkratzen oder Ätzen. Auch kann das Material mit der zweiten Oberflächenenergie ein Netz oder ein sonstwie per-
409832/0922
2303930
foriertes Gitter sein, das an einer zusammenhängenden Oberfläche des Werkstoffs mit der ersten Oberflächenenergie fest anhaftet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Vorrichtlang zur Förderung des Zusammenfließens von Tröpfchen aus einem gewebten, gewirkten oder sonstwie vermaschten Stoff, dessen Fäden, Fasern oder sonstige Bestandteile aus mindestens zwei Werkstoffen mit verschiedenen Oberflächenenergien zusammengesetzt sind. Entweder bestehen schon die einzelnen Fäden oder Garne aus zwei Stoffen verschiedener Oberflächenenergie, oder die einzelnen Lagen der Packung bestehen aus Textilien verschiedener Oberflächenenergie.
Nachstehend werden einige Beispiele für die Zusammensetzung: und Verwendung solcher Vorrichtungen zur Bildung größerer Tropfen beschrieben.
Für die Phasentrennung einer Petroleum/Wasser-Dispersion kann eine Vorrichtung zur Tropfenvergrößerung in Form einer Packung dienen. Wenn Wasser die dispergiex'te Phase ist, hat man bisher die Packung aus gewirktem Edelstahl-Drahtnetz hergestellt, da Edelstahl die gewünschte hohe Oberflächenenergie hat und weder mit Wasser, noch mit Erdöl reagiert. Wenn das Erdöl die dispergierte Phase ist, hat man die Packung z.B. aus Polypropylenfäden hergestellt, da dieser Werkstoff die gewünschte niedrige Oberflächenenergie hat und ebenfalls weder mit Wasser, noch mit Erdöl reagiert. Die Phasentrennung kann bewirkt werden, indem man die Dispersion durch die Packung
409832/0922
in ein Trenngefäß strömen läßt. Falls das Packungsmaterial die passende Oberflächenenergie hat, ist die Wirkung unabhängig von der dispersen Phase folgendermaßen. Die disperse Phase benetzt die Drähte oder Fäden der Packung, so daß die Tröpfchen daran zu Flüssigkeitsfilmen zusammenfließen, welche die Strömung durch die Zwischenräume der Packung zur Austrittsfläche derselben unterstützen; dort verläßt die Flüssigkeit die Austrittsfläche in Form größerer Tropfen oder zusammenhängender Strahlen oder Ströme oder als Gemisch beider. In jedem Falle existiert eine maximale Durchflußrate durch die Packung, oberhalb derer Überflutung eintritt.
Gemäß den oben dargelegten Prinzipien soll nun eine Packung gleichen mechanischen Aufbaus verwendet werden, die jedoch aus Edelstahldrähten und Polypropylenfäden gemeinsam besteht, so daß durch die ganze Packung zahlreiche Übergangsstellen zwischen den Werkstoffen mit hoher und niedriger Oberflächenspannung, d.h. Berührungsstellen zwischen den Drähten und Fäden, verteilt sind. Dadurch ergeben sich zwei bemerkenswerte Vorteile. Erstens fließen die Tröpfchen stets zusammen, ob nun Wasser oder Erdöl die disperse Phase ist, und zweitens nimmt die Kapazität, deren Maß die Überflutungsgeschwindigkeit ist, erheblich zu.
Die am Schluß beigefügte TateLJel zeigt die Ergebnisse von Experimenten mit einer Erdöl/Wasser-Dispersion, die durch verschiedene Packungen gleichen Aufbaus geleitet wurde. Die Packungen bestanden aus einem Netz, das im ersten Falle allein
- 9 409832/0922
aus Edelstahldraht mit einem Durchmesser von o,12 mm bestand. Im zweiten Falle bestand das Netz allein aus Polypropylenfäden mit einem Durchmesser von 0,13 mm und im dritten Falle waren der Edelstahldraht und der Polypropylenfaden zusammen zu einem Netz verarbeitet. Die Zahlen in der rechten Spalte der Tabelle I zeigen, daß Edelstahl allein auf dispergiertes Erdöl praktisch keinen Einfluß hat, aber dispergiertes Wasser zur Bildung größerer Tropfen brachte, sowie daß Polypropylen allein auf dispergiertes Wasser keinen Einfluß hatte, aber dispergiertes Erdöl zum Zusammenlaufen brachte. Die gemischte Packung aus Edelstahl und Polyprolen war dagegen nicht nur stets wirksam, unabhängig von der dispergierten Phase, sondern hatte auch eine größere Durchflußkapazität als beide einheitlichen Packungen, wie die Werte der Überflutungsgeschwindigkeit zeigen.
i>ie verwendeten Packungen (Handelsname Knit Mesh D.C.) haben mindestens vier Verbindungsstellen je Knoten. Durch einfaches Ersetzen eines der Drähte oder nichtmetallischen Fäden in einem Gebilde, das ursprünglich nur aus einem Werkstoff bestehen sollte, durch einen Faden oder Draht aus dem entgegengesetzten Werkstoff ergibt sich überraschenderweise eine sehr wirksame Form der Vorrichtung zur Förderung der Tropfenbildung. Das Netz braucht nicht unbedingt aus einzelnen Drähten und Fäden geknüpft sein; diese können auch zwei- oder mehrfädig sein und beim Übergang von einem gleichmäßigen zu einem gemischten Netzgebilde können der Werkstoff einer vollständigen Vorrichtung oder nur eine oder mehrere Lagen derselben ausgewechselt werden.
- 1o -
409832/0922
Verbesserte Trenngeschwindigkeiten für Erdöl/Vasser-Dispersionen wurden auch bei Verwendung von Packungen erzielt, die ein Gemisch von Edelstahl und Polytetrafluorethylen (PTFE) enthielten. In beiden Fällen war eine Verbesserung der Trennung in einem Bereich der beiden Bestandteile zu beobachten, der von drei Teilen Stahl und ein Teil Polymer bis zu ein Teil Stahl und drei Teilen Polymer reichte; im allgemeinen wurden aber die besten Resultate mit dem Verhältnis 1:1 der beiden Werkstoffe erzielt.
Der Umstand, daß die Packung aus gemischten Werkstoffen im wesentlichen unabhängig von der Art der dispersen Phase gleich wirksam ist, hat besondere Vorteile bei Prozessen, die eine Trennung der Phasen einer Dispersion mit weitem Ambivalenzbereich zum Ziel haben. Der Ambivalenzbereich ist derjenige Bereich, in dem eine Phasenumkehr auftreten kann. Eine solche Phasenumkehr kann bei den hier verwendeten gemischten Packungen die Arbeitsweise nicht beeinträchtigen.
Die Wirksamkeit einer gemischten Packung bei solchen Operationen wie Destillation und Absorption kann aufgrund der sogenannten Äquivalenzhöhe beurteilt werden; die Definition der Äquivalenzhöhe (Englisch: height equivalent to a theoretical plate (h.e.t.p.) befindet sich in dem oben erwähnten Aufsatz. Je niedriger die
und Äquivalenzhöhe, desto besser ist die Leistung/desto wirksamer die Trennvorrichtung. Beispielsweise ist ein Aethanol/Wasser-System schwierig zu trennen, da ein solches System ein azeotropes Gemisch bildet. Um die relative Wirksamkeit von Packungen
- 1 1 -
409832/0922
aiis einem einzigen Bestandteil und aus mehreren Werkstoffen zu vergleichen, wurden Packungen der gleichen geometrischen Abmessungen aber verschiedener Zusammensetzung benutzt. Eine dieser Packungen bestand aus Edelstahldraht allein und die andere aus Edelstahldraht und Polypropylenfaden. Die in Tabelle II zusammengefaßten Ergebnisse zeigen, daß die gemischten Packungen erheblich verringerte Äquivalenzhöhen ergeben, was auf die bessere Tropfenbildung und erhöhte Kapazität infolge der Verwendung von zwei Stoffen mit verschiedenen Oberflächenenergien zurückzuführen ist.
Als Werkstoffe mit hoher Oberflächenspannung seien Metalle, Metalloxyde und Salze, Glas (einschließlich Glasfaser) und keramische Werkstoffe genannt. Stoffe mit niedriger Oberflächenenergie sind feste organische Polymere, nämlich Kunststoffe und künstliche oder natürliche Harze. Typische Beispiele sind Polypropylen, Nylon, Polytetrafluoräthylen und Polyäthylen. Die Auswahl der Kombination dieser Stoffe für einen bestimmten Zweck hängt weitgehend von der Natur der zu bearbeitenden Flüssigkeiten ab, z.B. um die Korrosion eines Metalls und die Quellung, Erweichung oder sonstige Zersetzung eines Polymers zu vermeiden. Netzpackungen können aus allen Werkstoffen hergestellt werden, die in Form von Drähten oder Fäden zum Weben oder Wirken zu verarbeiten sind. Diese Netzpackungen aus mindestens zwei verschiedenen Werkstoffen sind besonders vorteilhaft für die Arbeit in einem weiten Bereich von Dispersionen aus Wasser und organischen Flüssigkeiten.
- 12 -
409832/0922
Wenn eine Steuervorrichtung für das Zusammentreten von Tröpfchen benötigt wird, die als ebene oder gekrümmte aktive Oberfläche mit einer Anzahl von Verbindungsstellen zwischen Ober-Oberflächenflächen hoher und niedriger/Energie ausgebildet ist, kann die aktive Oberfläche nach verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise besteht die Vorrichtung aus einer Platte, die oder deren Oberfläche aus einem Werkstoff mit der ersten Oberflächenenergie besteht; auf diese Oberfläche wird nach irgendeinem Verfahren (z.B. durch Aufspritzen, Ma] en oder Drucken) ein zweiter Stoff mit anderer Oberflächenenergie in getrennten Oberflächenbereichen aufgebracht. Man kann auch eine perforierte Schicht des zweiten Materials auf der Oberfläche des ersten Materials befestigen, z.B. ein Sieb aus Kunststoff unmittelbar auf eine Metallschicht aufkleben oder ein Sieb aus Metall teilweise in eine Kunststoffschicht einbetten oder dergleichen. Wird der zweite Werkstoff zunächst als zusammenhängende Schicht auf den ersten Werkstoff aufgebracht, so läßt sich anschließend die Oberschicht örtlich entfernen, um die Unterschicht freizulegen, z.B. durch Ätzen Kratzen, Einschneiden usw. Wenn die Entfernung mechanisch, z.B. durch Einkerben geschieht, bedeutet es keinen Nachteil, wenn die Schnitte teilweise sich in die Unterschicht fortsetzen, weil es darauf ankommt, daß die Verbindungsstellen zwischen den Werkstoffen freigelegt werden und solche Verbindungsstellen liegen auch dann frei, wenn die Einkerbung etwas tiefer als die Dicke der Oberschicht ist.
409832/0922

Claims (1)

  1. I9» Dovnesway
    Al derley Edge, Cheshire/England
    2) Godfrey V. JEFFREYS
    8 Heaton Drive, Four Oaks Park
    Sutton Coldfield, Warwickshire/England
    3) KNITMESH LIMITED
    Clements House, Station Approach
    South Croydon, Surrey/England
    Pat entanspriiche
    1. Vorrichtung zur Steuerung des Zusammentretens von Tröpfchen, gekennzeichnet durch eine Reihe freiliegender Übergangsstellen zwischen Oberflächen von Stoffen verschiedener Oberflächenenergie.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus zwei Stoffen verschiedener Oberflächenenergie besteht.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Oberfläche aus Elementarbereichen der Stoffe mit verschiedenen Oberflächenenergien zusammengesetzt ist.
    409832/0922
    23U3990
    h. Vorrichtung nach. Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche mit bestimmter Oberflächenenergie durch Elementarbereiche eines Stoffes mit anderer Oberflächenenergie unterbrochen ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarbereiche aus Ablagerungen des Stoffes mit der anderen Oberflächenenergie auf der gleichmäßigen Oberfläche des Stoffes mit der ersten Oberflächenenergie bestehen.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarbereiche mit der anderen Oberflächenenergie Teile einer ursprünglich durchgehenden Schicht sind, deren andere Teile entfernt sind, um eine Unterschicht aus dem Stoff mit der ersten Oberflächenenergie freizulegen.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff mit der anderen Oberflächenenergie eine netzartige oder sonstwie perforierte Schicht ist, die an einer durchgehenden Oberfläche aus dem Stoff mit der ersten Oberflächenenergie haftet.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem gewebten, gewirkten, geknüpften oder sonstwie hergestellten Netz besteht, dessen Drähte, Fäden oder Pasern aus Stoffen verschiedener Oberflächenenergie bestehen.
    409832/0922
    -β- 23U3990
    4'sr
    9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einer perforierten Packung, die einen Körper mit labyrinthartig verteilten Durchlässen zwischen einer Eintrittsfläche und einer Austrittsfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstellen zwischen den Oberflächen verschiedener Oberflächenenergie sich an den Ein- und Austritts-, flächen und in den Durchgängen der Zwischenräume befinden.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Packung aus abwechselnden Elementen mit verschiedenen Oberflächenenergien besteht.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß
    die Packung aus mehreren Lagen besteht, deren Drähte, Fasern, Fäden oder dergleichen aus d©n Stoffen mit verschiedener Oberflächenenergie bestehen.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte, Fäden usw. mindestens teilweise zwei- oder mehrfädig sind, wobei die Einzelfäden aus Stoffen verschiedener Oberflächenenergie bestehen.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bestandteil vollständig aus einem Stoff einer einzigen Oberflächenenergie besteht.
    λΗ. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe mit verschiedenen Oberflücheii-
    - Zl· -
    409832/0922
    energien ein Metall und ein Polymer sind.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Stoff Edelstahl und der andere ein Polymer ist.
    16. Vorrichtung nach Anspruch I5» dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer aus Polypropylen, Nylon, Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen besteht.
    17· Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Packung aus einem gewirkten oder geknüpften Netz besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz aus Drähten und Polymerfäden gewirkt ist.
    18, Vorrichtung nach Anspruch 17t dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Metalldrähte zu den Polymerfäden im Bereich zwischen drei Teilen Draht zu einem Teil Faden und ein Teil Draht zu drei Teilen Faden liegt, vorzugsweise 1:1 beträgt.
DE19732303990 1971-07-16 1973-01-27 Vorrichtung zur steuerung des zusammenfliessens von troepfchen Pending DE2303990A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB3344471A GB1409045A (en) 1971-07-16 1971-07-16 Method and apparatus for coalescing dispersed droplets
DE19732303990 DE2303990A1 (de) 1971-07-16 1973-01-27 Vorrichtung zur steuerung des zusammenfliessens von troepfchen
FR7303413A FR2216019A1 (de) 1971-07-16 1973-01-31

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB3344471A GB1409045A (en) 1971-07-16 1971-07-16 Method and apparatus for coalescing dispersed droplets
DE19732303990 DE2303990A1 (de) 1971-07-16 1973-01-27 Vorrichtung zur steuerung des zusammenfliessens von troepfchen
FR7303413A FR2216019A1 (de) 1971-07-16 1973-01-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2303990A1 true DE2303990A1 (de) 1974-08-08

Family

ID=27185008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19732303990 Pending DE2303990A1 (de) 1971-07-16 1973-01-27 Vorrichtung zur steuerung des zusammenfliessens von troepfchen

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE2303990A1 (de)
FR (1) FR2216019A1 (de)
GB (1) GB1409045A (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2375890A1 (fr) * 1977-01-04 1978-07-28 Anvar Procede et dispositif de separation d'emulsions par coalescence
DE3411759C1 (de) * 1984-03-30 1985-04-25 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen An ihrer Oberflaeche durch hydrophile und hydrophobe Gruppen modifizierte Teilchen
GB2316016B (en) * 1994-03-08 1998-10-21 Pall Corp Corrosive liquid coalescer system
GB2321858B (en) * 1994-03-08 1998-10-21 Pall Corp Corrosive liquid coalescing element
RU2006137689A (ru) * 2004-03-26 2008-05-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (NL) Способ получения алкиленоксида
WO2007066826A1 (ja) * 2005-12-09 2007-06-14 Sumitomo Chemical Company, Limited 油水分離フィルター及び油水分離装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB1409045A (en) 1975-10-08
FR2216019A1 (de) 1974-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2800344C2 (de)
DE69125193T2 (de) Destillationsvorrichtung
DE2619688C3 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen
DE69412578T2 (de) Hochleistungswanne für gas-flüssigkeitskontaktvorrichtung
DE2052664A1 (de) Vorrichtung zum Mischen, Homogemsieren oder Teilen viskoser Flüssigkeiten
EP0151693A2 (de) Stoffaustauschkolonne
DE2434082C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Packungskörpers
WO2001019486A1 (de) Vorrichtung zur trennung von gas und flüssigkeit aus einem in einer leitung strömenden gas/flüssigkeitsgemisch und verfahren zur trennung desselben
DE2303990A1 (de) Vorrichtung zur steuerung des zusammenfliessens von troepfchen
DE2402181B2 (de) Vorrichtung zur Wärme- und Stoffübertragung zwischen Flüssigkeiten und Gasen
DE69101968T2 (de) Kolonnenpackung mit Leitvorrichtungen.
DE1442523A1 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen Beruehrung von Feststoffen mit Fluessigkeiten im Gegenstrom
DE1519550A1 (de) Destillationsapparat mit Aufprallplatten
DE2262142A1 (de) Wasserausscheidevorrichtung
DE2312475C3 (de) Vorrichtung zum Entgasen von Wasser unter Überdruck, insbesondere von Kesselspeisewasser
DE2702512C2 (de) Flüssigkeits-Flüssigkeits-Kontaktboden
DE2559992C3 (de) Tropfenabscheider bei einer Vorrichtung zum Kühlen durch Verdunsten eingespritzter Flüssigkeit
DE2310652A1 (de) Fluidum-fluidum-kontaktapparat
DE2102424A1 (de) Flüssigkeitsverteiler für eine Stoffaustauschkolonne
DE2352177C3 (de) Siebboden für Stoffaustauschkolonnen
DE1937397B2 (de) Verfahren zum Trennen eines Gemisches aus mehreren flüssigen Phasen
DE2340736A1 (de) Vorrichtung zum extrahieren von fluessigkeitstroepfchen aus einer gasstroemung
DE3707285C2 (de)
DE2438551B2 (de) Fremdstoffabscheider fuer eine oelumlaufanlage
DE1517937A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Trennung unvermischbarer Fluessigkeiten

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee