DE2350653A1

DE2350653A1 - Verfahren und vorrichtung zum koaleszieren der dispersionsphase einer emulsion

Info

Publication number: DE2350653A1
Application number: DE19732350653
Authority: DE
Inventors: Jakob Dipl-Ing Murkes
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1972-10-09
Filing date: 1973-10-09
Publication date: 1974-05-02
Also published as: CA1007538A; NO132025B; US3902996A; SE368661B; JPS4973434A; NO132025C; GB1410694A; FR2201912A1; NL7312706A

Description

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A 1392

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Verfahren und Vorrichtung zum Koaleszieren der

Dispersionsphase einer Emulsion

Die vorliegende Erfindung oetrifft ein Verfahren zum Koaleszieren der Dispersionsphase einer Emulsion, die durch ein Koaleszenz-Bett laufen muß, das zwischen einem Ein- und Auslaß für die Emulsion liegt, und aus Körpern "besteht, die vor allen durch die Dispersionsphase benetzbar sind, z.B. aus Körpern von Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen, wenn es sich um Öl in Wasser handelt.

Zum Koaleszieren der Öltröpfchen, die sich beispielsweise im Ballastwasser von Schiffen befinden, hat man früher zwischen Netzen eingeschlossene Betten benutzt, die aus mineralischen oder plastischen Körpern bestehen. Dabei ergab sich die Schwierigkeit, daß diese Betten durch Schlamm-

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teilchen, die im Ballastwasser enthalten waren, verstopften. Nach der vorliegenden Erfindung wird die Gefahr dieses Verstopfens ausgeschlossen oder in schätzbarer Weise dadurch verringert, daß man die Emulsion vorzugsweise in senkrechter Richtung durch das Bett fließen läßt unter Bedingungen, die die gegenseitige Beweglichkeit der Körper während der Strömung gestatten, und zwar derart, daß das gesarate Bett innerhalb eines Raumes liegt, der vollständig von der fließenden Emulsion angefüllt ist. Für die gewünschte Beweglichkeit ist es von Vorteil, wenn die Arbeitsbedingungen derart sind, daß das Bett durch die beweglichen oder Strömungs-Kräfte nahe am Ausgang gehalten wird. Wenn die Strömungsrichtung senkrecht ist und das Bett durch die Strömungskräfte dicht am Ausgang gehalten wird, wird die gewünschte Beweglichkeit gefördert, wenn das spezifische Gewicht der Bett-Körper derart gewählt wird, daß die Körper das Bestreben haben, sich in einer Richtung entgegengesetzt zur Strömungsrichtung der Emulsion zu bewegen.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens, wobei das Bett zwischen zwei durchlässigen, zurückhaltenden Begrenzungen eingeschlossen ist, z.B. zwischen Fetzen, und die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen zwei End-

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Stellungen dieser Begrenzungen eingeschlossene Raumvolumen größer ist als das Volumen, das von den Bett-Körpern in loser Packung eingenommen wird. Die zurückhaltenden Begrenzungen können in Richtung auf ihre Endstellungen durch die Wirkung der Strömungskräfte "beweglich sein. Vorzugsweise sind aber die zurückhaltenden Begrenzungen festliegend. Als zweckmäßig wurde festgestellt, daß die Bettteilchen, in loser Packung, höchstens 75 "bis 95$, vorzugsweise höchstens 90$ des Saumvolumens einnehmen, welches durch die erwähnten Endstellungen "begrenzt wird. Die geeignete Größe der Bett—Körper liegt etwa "bei 0,5 bis 3 mm. Die Lochgröße der Netze oder dergleichen sollte nur etwas kleiner sein, um mit Leichtigkeit die Schlammteilchen hin-, durchzulassen. Um die gewünschte leichte Beweglichkeit der Bett-Körper sicherzustellen, sollten die Bettkörper ein spezifisches Gewicht besitzen, das nahe am spezifischen Gewicht der Emulsion liegt. Zu diesem Zweck kann den Bett-Körpern ein vorbestimmtes spezifisches Gewicht gegeben werden vermittels eines inneren Kernes, der aus einem anderen Material z.B. aus Metallkugeln, besteht» Wenn die Vorrichtung in Schiffen verwendet wird, kann man, um dem schädlichen Einfluß der Bewegung der See auf den Verlauf der Koaleszenz entgegenzuwirken, das Bett durch hauptsächlich vertikale

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Wände unterteilen. Es ist auch möglich, ähnliche Wände in einer festen Anlage anzuordnen, um die ungleichmäßige Verteilung der Bett-Körper und die mögliche Bildung von Kurzschlußkanälen im Bett zu verhindern.

Die Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen unter Bezug auf.Figur 1 der Zeichnung beschrieben, die schematisch einen Querschnitt durch eine beispielsweise Ausführung · entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt und unter Bezug auf Figur 2, die die Benetzbarkeit erläutert.

In der Fig. 1 bezeichnet 1 ein senkrechtes Rohr, dessen unteres Ende 2 den Einlaß und dessen oberes Ende 3 den Auslaß für die Emulsion bildet, die der Koaleszenz unterworfen werden soll. Vorausgesetzt wird, daß die Emulsion aus Mineralöl-Tröpfchen in Wasser besteht. Netze 4 und 5 begrenzen einen Raum 6, der durch vertikale Wände, z.B. durch konzentrische Röhren, unterteilt ist. Der Einfachheit halber ist nur eine Röhre 7 dargestellt. Bevor eine Emulsion in die Vorrichtung eingefüllt ist, ruht das Bett, das aus kleinen Plastikkörpern besteht, am Netz 4. Es wird vorausgesetzt, daß die Plastikkörper ein spezifisches Gewicht besitzen, das etwas größer ist als dasjenige der Emulsion. Die oberste Schicht des Bettes ist in der Zeich-

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nung dargestellt und mit 8 bezeichnet.. Wenn die Emulsion in die Rohre 1 gepumpt wird, wird das Bett 8 nach oben gehoben, so daß es am Netz 5 anliegen wird, wobei sich die Bett-Körper gegenseitig während des Hochhebens bewegen. Das Bett ist in der neuen Lage mit 8a bezeichnet. Zwischen den Körpern bilden sich im Bett enge, gekrümmte Kanäle, und die !Emulsion fließt dann durch diese Kanäle, während die Öltröpfen an den Körpern haften und zu größeren Tröpfchen werden. Wenn diese eine gewisse Größe erreicht haben, lösen sie sich von den Körpern ab und steigen nach oben durch das Netz 5 hindurch. Sehlammteilchen, die die Emulsion begleiten, drängen leicht zwischen den Körpern vorwärts aufgrund der gegenseitigen Beweglichkeit der letzteren und gehen gleichfalls durch das Netz 5 hindurch. Die so behandelte Emulsion wird im weiteren Verlaufe zu einer Trennvorrichtung geführt zwecks Trennung, des Öls vom Wasser» Wenn das Einpumpen der Emulsion in das Rohr 1 aufhört, sinken die Bett-Körper zum Netz 4 nieder, und während ihrer Anlagerung werden die Schlammteilchen losgelöst, die im Bett zurückgeblieben sein können. Das letztere kann dann mit Wasser saubergespült werden, weiches ebenfalls durch den Einlaß 2 eingepumpt wird. Es ist auch möglich, in der entgegengesetzten Richtung zu spülen.

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Figur 2 zeigt ein Öltröpfchen 9 in der erwähnten Emulsion, welches an der Oberfläche eines Bett-Körpers IO anhaftet. Daraus ist ersichtlich, daß das letztere durch Öl "besser benetzbar ist als durch Wasser, wenn der Kontaktwinkel <£. eines Öltröpfchens mit der Oberfläche des Bett-Körpers geringer ist als 90°, wobei der eine Schenkel des Kontaktwinkels durch eine Tangente zur Oberfläche des Öltröpfchens gebildet wird.

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Claims

A 1392 Patentansprüche

1.. Verfahren zum Koaleszieren der Dispersionsphase einer Emulsion, die durch ein Koaleszenz-Bett hindurchgeht, das zwischen einem Einlaß und einem Auslaß für die Emulsion liegt und aus Körpern besteht, die vor allem durch die Dispersionsphase benetzbar sindy dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion vorzugsweise in vertikaler Richtung zum Fließen durch das Bett (8) gebracht wird unter Bedingungen, die die gegenseitige Beweglichkeit der Körper während des Strömens gestatten, derart, daß das gesamte Bett(8) innerhalb eines Raumes (6) gelegen ist, der vollständig angefüllt ist mit der strömenden Emulsion«.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett (8) nahe am Auslaß (3) durch die beweglichen oder Strömungs-Kräfte gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2 mit senkrechter Strömungsrichtung und dem durch die Ströraungskräfte nahe am Auslaß gehaltenem Bett, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht der Bett-Körper (8) derart gewählt wird, daß die

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Körper "bestrebt sind, sich in einer Richtung zu bewegen, die entgegengesetzt zu derjenigen der Emulsion ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Einlaß und einem Auslaß für die Emulsion und einem Koaleszenz-Bett, das im Strömungsweg der Emulsion liegt und aus Körpern besteht, die vor allem durch die Dispersionsphase benetzbar sind und welches zwischen zwei durchlässigen, zurückhaltenden Begrenzungen, z.B. Netzen, eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumvolumen (6), das zwischen zwei Endstellungen für diese Begrenzungen eingeschlossen ist, größer ist als das Volumen, das von den Bett-Körpern in loser Packung eingenommen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bett-Körper in loser Packung höchstens 75 bis 95$, vorzugsweise höchstens 90$ des Raumvolumens (6) einnehmen, welches durch die erwähnten Endstellungen (4, 5) begrenzt

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bett-Körper eine Größe von etwa 0,5 bis 3 mm haben.

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7» Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet■, daiS das spezifische Gewicht der Bett-Körper an einen vorbestimmten Wert angepaßt ist vermittels eines inneren Kernes aus einem änderen Material*

8* Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daS das Bett (8) vermittels hauptsächlich vertikaler Wände (?) unterteilt ist*

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