DE2460623A1

DE2460623A1 - Verfahren zum abscheiden von in einer fluessigkeit suspendierten teilchen und einrichtung zur ausfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2460623A1
Application number: DE19742460623
Authority: DE
Inventors: Jacob Pielkenrood
Original assignee: Pielkenrood Vinitex BV
Current assignee: Pielkenrood Vinitex BV
Priority date: 1973-12-22
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1975-07-03
Also published as: NL175032B; GB1490227A; BE823666A; AT336519B; IT1030892B; NL7317649A; FR2255107A1; NO146079B; DK145795C; CH588881A5; FI369874A; SE7415671L; SE412997B; DK145795B; ZA747668B; AU7646674A; CA1036718A; DK674074A; FR2255107B1; MY8000134A

Description

DR. CLAUS REINLÄNDER DIPI. -IKG. KLAUS BERNHARDT

D-8 München 60 · Orthstraße 12 · Telefon (089) 832024/5

Telex 5212744 · Telegramme Interpatent

214/15

Pielkenrood-Vinltex B.Y.

Assendelff /Fiederlände Industrieweg 13

Verfahren zum Abscheiden von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen und Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens

Priorität: 22. Dezember 1973 Niederlande 73/17 649

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden Von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen und eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

Zur Abscheidung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen, welche schwerer oder leichter sein können als diese Flüssigkeit, sind verschiedene Arten von Abseheidungseinrichtungen bekannt geworden, insbesondere sogenannte Plattenabscheider, in welchen die Flüssigkeit durch Durchlässe geführt wird, welche durch übereinander angeordnete, parallele und insbesondere gewellte Platten gebildet werden. Der Abseheidungseffekt hängt unter anderem von der Größe der suspendierten Teilchen und vom Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen diesen Teilchen und der Trägerflüssigkeit ab. TJm die ' Abscheidung zu fördern, kann es vorteilhaft sein, zuerst ein Teilchenwachstum hervorzurufen.

Abgesehen oder anstelle von Mitteln für ein vorgänglgea Teilchenwachstum kann die Abscheidung auch durch die Einleitung von luft oder einem anderen Gas in die Flüssigkeit gesteigert werden, um durch Anhaften von Gas an den abzuscheidenden Teilchen einen Flotationseffekt zu erreichen. Die Erfindung sieht

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OHiGlNAL ίNSPEGTSD

ein Verfahren und eine Einrichtung vor, mittels welchem bzw. welcher dies wirksam verwirklicht werden kann.

Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck eine mit einem Gas oder einem verdampfbaren Stoff gemischte Flüssigkeit bei Umgebungstemperatur unter Druck gesetzt und in die Zuführkammer der Abscheidungaeinrichtung eingeleitet. Dieses Gasflüssigkeitsgemisch wird kurz vor seiner Einleitung in die Abscheidungseinrichtung entspannt, so daß eine mehr oder weniger kolloidale Gasblasenmischung entsteht, in welcher Teilchen, die in der Flüssigkeit in dieser Zufuhrkammer vorhanden sind, durch Anhaften von Gasblasen schwimmbar gemacht werden.

Je nach den Umständen ist die genannte Flüssigkeit die zu behandelnde Flüssigkeit selbst oder eine mit Gas gemischte Flüssigkeit, welche der Zufuhrkammer getrennt von der zu behandelnden Flüssigkeit zugeführt wird, insbesondere die von suspendierten Teilchen befreite Trägerflüssigkeit, welche vom Auslaß der Abscheidungseinrichtung geliefert wird.

In der Regel kann Luft als Gas verwendet werden , aber in einigen Fällen kann auch von einem in der Flüssigkeit schon vorhandenen Gas oder von einem verdampfbaren Stoff Gebrauch gemacht werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird.

Es zeigt:

Fig. 1 eine echematische Darstellung einer Abscheidungseinrichtung,

Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht einer Einspritzdüse oder eines Mündungsstückes für die Einrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Teils der Einrichtung von Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung besitzt einen Behälter 1, von welchem mittels einer Trennwand 2 eine Zufuhrkammer 3 und eine Ableitkammer 4 abgetrennt sind. Eine zweite als Überlaufwehr ausgebildete Trennwand 5 trennt eine Überlaufkammer 6 ^:"'""'"^:'"" 509827/0271

OAGtNAL INSPECTS0

für die abgeschiedenen Teilchen, welche über das Überlaufwehr 5 wegfließen können, vom Behälter 1 ab. In der Zufuhrkammer 3 ist eine Plattenanordnung 7 vorgesehen, welche an einer schrägen Wand 8 des Behälters 1 abgestützt ist. Das untere Ende der oberen Wand 9 der Plattenanordnung 7 ist mit der Trennwand 2 verbunden. Die untere Seite der Ableitkammer 4 läuft in einen Sammeltrichter 10 aus, und nicht gezeigte Mittel zur Ableitung der gereinigten Flüssigkeit sind an der oberen Seite der Kammer 4 angeschlossen.

Die zu behandelnde Flüssigkeit wird mittels einer Leitung 11 zugeführt, welche in einer Düse oder einem Mündungsstück 12 endigt j das im dreieckigen Raum zwischen der Trennwand 2 und der oberen Wand 9 der Plattenanordnung 7 angeordnet ist. Dieses Mündungsstück 12 wird vorteilhaft durch ein Rohr, das sich quer über die ganze Weite dieses Zwischenraums erstreckt, gebildet. Dieses Rohr ist mit einem Iiängsschlitz versehen, welcher insbesondere so geformt ist, daß er die Flüssigkeit gleichmäßig ausfließen läßt. Möglicherweise schon abgeschiedene, schwimmende Teilchen steigen unverzüglich zur Oberfläche der Flüssigkeit in der Kammer 3. Die Flüssigkeit fließt dann durch die Plattenanordnung 7 weiter, in welcher verbleibende, schwimmende und möglicherweise auch sich sedimentierende Teilchen abgeschieden werden. Die von diesen Teilchen entblößte Flüssigkeit fließt dann aufwärts in die Ableitkammer 4 und wird abgeleitet.

Die Ablagerungen gleiten von den Platten der Plattenanordnung 7 abwärts und gelangen in den Sammeltrichter 10. Die schwimmenden Teilchen gleiten längs der Platten aufwärts und schwimmen auf der Flüssigkeit in der Kammer 3.

Unterhalb des MündungsStücks 12 ist ein zweites Mündungsstück 13 angeordnet, das mit einer leitung 14 verbunden ist. Diese Leitung 14 enthält ein Entspannungsventil 15 und ist an der Druckseite einer Druckpumpe 16 angeschlossen. An der Ansaugseite dieser Druckpumpe 16 ist eine Leitung 17 angeschlossen, mittels welcher Flüssigkeit aus der Ableitkammer 4 angesogen werden kann. Zudem mündet eine Leitung 18 in die Leitung 17,

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so daß Luft aus der Umgebung angesogen und mit der Flüssigkeit gemischt wird. Diese Luft wird in der Druckpumpe 16 innig mit der Flüssigkeit gemischt. Diese Druckpumpe 16 ist zweckmäßigerweise eine Zentrifugalpumpe, und möglicherweise auftretende Luftblasen werden durch die Pumpenflügel . zerteilt. Die Druckpumpe 16 ist in der Lage, in der Leitung 14 vor dem Entspannungsventil 15 einen gewünschten Druck von beispielsweise

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0,5-1 Nmm zu erzeugen.

Im Hinblick auf die Unterschiede im statischen Druck kann es manchmal ratsam sein, zum Einführen von Luft mit einem bestimmten Druck in die Flüssigkeit eine Hilfspumpe in der Leitung anzuordnen.

Die unter Druck gesetzte Flüssigkeit, welche eine erhebliche Menge Luft enthält und insbesondere damit gesättigt ist, wird plötzlich hinter dem Entspannungsventil 15 entspannt, so daß dann ein übersättigter Zustand erreicht wird. Dieser Zustand zeigt sich in einer mehr oder weniger kolloidalen Verteilung von kleinen Luftblasen, die durch das Mündungsstück 15 in den Raum über der Plattenanordnung 7 eingespritzt werden. Diese Blasen wandern nach oben und mischen sich mit der durch das Mündungsstück 12 in diesen Raum eingeleiteten Flüssigkeit. Die Luftblasen haften an den in dieser Flüssigkeit suspendierten Teilchen. Diese werden dadurch leichter und steigen zur Oberfläche der Flüssigkeit.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des zweiten Mündungsstückes 13, welches sich praktisch über die ganze Breite der Kammer 3 erstreckt und mit einem Längsschlitz 19 versehen ist, durch welchen die zugeführte Flüssigkeit ausfließen kann. Um eine einheitliche Verteilung der ausfließenden Flüssigkeit zu erreichen, ist dieser Schlitz 19 in Flußrichtung konvergierend ausgebildet. Auch das Mündüngsstück 12 kann in der gleichen Art konstruiert sein. Insbesondere ist der Schlitz 19 nach unten gerichtet, um eine bessere Verteilung der erscheinenden Luftblasen zu erhalten. Überdies kann diese bessere Verteilung durch die Anordnung einer Verteilplatte 20 über dem MUndungsstück 13 gefördert werden. Es ist auch möglich, das

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Mündungsstück 13 um seine eigene Achse drehbar auszügestalten, um die Ausflußrichtung nach Belieben einzustellen. Auch die Verteilplatte 20 kann regulierbar angeordnet sein, und es ist auch möglich, diese Yerteilplatte 20 an einer anderen Stelle zu plazieren, z.B. über dem Mündungsstück 12.

Hg. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher mittels einer zusätzlichem Pumpe 21, die den benötigten Druck liefert, Luft an der Druckseite der Druckpumpe 16 zugeführt wird. Dadurch kann oft eine bessere Sättigung mit luft erreicht, werden. Da die eingeleitete Luft dann nicht mehr bis zur Druckpumpe 16 gelangt, sind in der Regel zusätzliche Mittel zur Zerteilung der Luftblasen vorzusehen. Zu diesem Zweck ist in der Leitung H ein Mischgefäß 22 mit einem Rührer 23 vorgesehen, mittels welchem die Luftblasen zerkleinert werden können. Insbesondere ist es möglich, dieses Mischgefäß 22 als ein Puffergefäß zu bauen, in welchem die Flüssigkeit während einiger Zeit aufbewahrt werden kann, um die Mischung zu fördern. Ein solches Puffergefäß kann natürlich auch im Falle von Fig. 1 verwendet werden.

Es kann manchmal auch vorteilhaft sein, die durch die Leitung zugeführte Flüssigkeit vorher einer Koaleszierbehandlung zu unterziehen, um eine bestimmte Teilchenzunahme zu erreichen. Hierfür sind bereits Apparate bekannt geworden (DOS 23 20 859).

Ein solcher Koaleszierapparat kann auch im dreieckigen Raum zwischen der Trennwand 2 und der oberen Wand angeordnet sein. In diesem Falle wird die Einspritzung der Luftflüssigkeitsmischung am Einlaßende dieses Koaleszierapparates erfolgen. Dies kann natürlich auch in einer Koalesziereinrichtung, die außerhalb der eigentlichen Abscheidungseinrichtung angeordnet ist, erfolgen.

Weiter ist es auch möglieh, nur ein Mündungsstück zur Injektion zu verwenden, in welchem Falle die Leitungen 11 und H vor diesem gemeinsamen Mündungsstück miteinander verbunden sind, und es ist auch möglich, eine Mischdüse zu verwenden, welche z.B. aus den Mündungsstücken 12 und 13 besteht, die einander umgeben. _5ü9827/0271

Ein einfaches Mündungsstück kann insbesondere verwendet werden, wenn die zu behandelnde Flüssigkeit selber unter Druck gesetzt wird und durch die Druckpumpe 16 mit luft gemischt wird. Die leitung 17 ist dann mit der Flüssigkeitszufuhr verbunden. Dies ist natürlich nur möglich, wenn die Art der Suspension derart ist, daß die Druckpumpe 16 und das Ent spaniiungs ventil 15 dadurch nicht wesentlich verschmutzt werden oder wenn dies in Kauf genommen werden kann.

Anstelle von Luft kann natürlich auch irgendein anderes Gas zugeführt werden. In einigen Fällen enthält die zu behandelnde Flüssigkeit ein Gas oder einen Stoff, welcher bei Umgebungstemperatur flüchtig ist, so daß, wenn diese Flüssigkeit unter Druck gesetzt wird, kein zusätzliches Gas zugeführt werden muß.

Weiter ist es möglich, zusätzliche Stoffe beizufügen, die die Abscheidung oder das Teilchenwachstum in irgendeinem Punkt der oben erwähnten Leitung fördern. Es ist ersichtlich, daß zur Beschaffung der Gasflüssigkeitsmischung auch eine Flüssigkeit verwendet werden kann, welche nicht aus dein System selbst stammt, wenn diese Flüssigkeit mit den übrigen Flüssigkeiten kompatibel ist, z.B. Leitungswasser, wenn die Trägerflüssigkeit der Suspension Wasser ist.

Durch die beschriebene Weise, wird es möglich, die Abscheidung von oft schwierig abzuscheidenden Teilchen erheblich zu verbessern.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abscheiden von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen mittels einer Abscheidungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Gas oder einem verdampfbaren" Stoff gemischte Flüssigkeit unter Druck gesetzt und in eine Zufuhrkammer der Abscheidungseinrichtung eingeleitet wird, und daß die Gasflüssigkeitsmischung kurz vor der Einleitung in die Abscheidungseinrichtung entspannt wird, so daß eine mehr oder weniger kolloidale Gasblasenmischung erhalten wird, mittels welcher in der in der Zufuhrkammer (3) vorhandenen Flüssigkeit suspendierte Teilchen durch Anhaften von Gasblasen schwimmbar gemacht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit unter einen Druck von 0,5 bis 1 U/mm gesetzt wird.

.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck gesetzte Flüssigkeit die behandelte, von den suspendierten Teilchen gereinigte Flüssigkeit ist,

4-. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck gesetzte Flüssigkeit eine zusätzliche Flüssigkeit ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck gesetzte Flüssigkeit die zu behandelnde Suspension ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Suspension zusammen mit der unter Druck gesetzten Flüssigkeit in die Zufuhrkaramer eingeleitet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Luft ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas oder der verdampfbare Stoff schon in der unter Druck gesetzten Flüssigkeit vorhanden ist.

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9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas an der Ansaugseite der für die Unterdrucksetzung der Flüssigkeit verwendeten Druckpumpe in die Flüssigkeit eingeleitet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck gesetzte Gas unter Druck an der Druckseite einer für die ünterdrucksetzung der Flüssigkeit verwendeten Druckpumpe in die Flüssigkeit eingeleitet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß möglicherweise erscheinende Gasblasen mittels eines Mischers oder eines Rührers (23) zerkleinert werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasflüssigkeitsmischung in einem Puffergefäß (22) gelagert wird, um eine bessere Verteilung oder Lösung des Gases in der Flüssigkeit zu bewirken.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension vor ihrer Einleitung in die eigentliche Abscheidungseinrichtung einem Koalesziervorgang unterzogen wird.

14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Flüssigkeitsdruckpumpe (16), ein Entspannungsventil (15) und eine Mündungsöffnung (13) in die Zufuhrkammer (3) der eigentlichen Abscheidungseinrichtung.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Mittel (18, 21), durch welche der Flüssigkeit ein Gas beigefügt wird.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Gasdruckpumpe (21), durch welche der Flüssigkeit ein Gas beigefügt wird.

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17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der zusätzlichen Gasdruckpumpe (21) mit der Druckseite der Flüssigkeitsdruokpumpe (16) verbunden ist und daß die damit verbundene Leitung mit einem Mischer oder einem Rührer (23) zur Spaltung möglicherweise auftretender Gasblasen versehen ist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekennzeichnet durch ein Puffergefäß (22), das vor dem Entspannungsventil (15) in die Leitung eingebaut ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, gekennzeichnet durch eine Zufuhrleitung (11) für die zu behandelnde Flüssigkeit, welche Leitung in den Zufuhrraum (3) der Abscheidungseinrichtung mündet, wobei die öffnung (12) dieser Zufuhrleitung (11) über der Öffnung (13) zur Einleitung der mit Gas gemischten Flüssigkeit angeordnet ist.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Zufuhrleitung (14) für die zu behandelnde Flüssigkeit und die mit Gas gemischte Flüssigkeit, welche Leitung in den Zufuhrraum (3) der Abseheidungseinrichtung mündet.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Mündungsstück (13) für die Zufuhr der mit Gas gemischten Flüssigkeit ein Rohr ist, das sich über einen wesentlichen Teil der Weite der Zufuhrkammer (3) erstreckt und mit einer oder mehreren Ausflußöffnungen versehen ist, welche derart geformt sind, daß ein gleichmäßiger Ausfluß der Flüssigkeit erhalten wird.

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Mündungsstück (13) drehbar ist.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, gekennzeichnet durch eine Verteilplatte (20), die über dem Mündungsstück (13) für die Zufuhr der mit Gas gemischten Flüssigkeit angeordnet ist.

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24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung für die zu behandelnde Flüssigkeit von einem die zu behandelnde Flüssigkeit einem Zoalesziervorgang unterziehenden Apparat ausgeht.

25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Koaleszierapparat in der Zufuhrkammer (3) über dem Mündungsstück für die zu behandelnde Flüssigkeit und die mit Gas gemischte Flüssigkeit angeordnet ist.

26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugseite der Flüssigkeitspumpe (16) mit der Ableitkammer (4) der Abscheidungseinrichtung verbunden ist.

27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25» dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugseite der Flüssigkeitspumpe (16) mit einer Zufuhrleitung (17) für die zu behandelnde Flüssigkeit verbunden ist.

28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugseite der Flüssigkeitspumpe (16) mit einer separaten Zuführung verbunden ist.

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