DE2524603A1

DE2524603A1 - Mehrstufige feststoff-fluessigkeits- kontaktvorrichtung der fluessigkeitsbettbauweise

Info

Publication number: DE2524603A1
Application number: DE19752524603
Authority: DE
Inventors: Chuichi Goto; Moriyuki Hirota; Yasunao Misaka; Hiroo Okada; Ikuo Tanaka; Mitsuru Tsuchiya; Masaaki Uesugi
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1974-06-03
Filing date: 1975-06-03
Publication date: 1975-12-04
Also published as: BR7503401A; IT1032991B; US4042500A

Description

Es ist bereits eine solche, einen Komplex bildende Vorrichtung bekannt, welche folgende Elemente umfaßt:

1) Eine Kontaktkolonne, welche aus einer vertikalen Kolonne besteht, in welcher eine Vielzahl von horizontalen, wasserdurchlässigen Tragplatten, beispielsweise perforierte Platten, in Form von mehrstufigen Gestellen angeordnet sind, wobei die Tragplatten in den jeweiligen Gestellen mit Ausnahme des untersten jeweils mit einem Rohr für eine Verbindung zwischen der Oberseite und der Unterseite versehen sind und auf jeder der Tragplatten ein fluidisiertes Bett bzw. ein Flüssigkeitsbett von Feststoffteilchen, beispielsweise aus Aktivkohle, einem Ionenaustauschharz oder dergleichen, ausgebildet ist.

509849/0805

2) Einen Rohflüssigkeitstank zum Speichern einer Rohflüssigkeit, die für die Behandlung der Kontaktkolonne zugeführt wird.

3) Eine Einrichtung zum Zuführen der Rohflüssigkeit von dem Rohflüssigkeitstank zu dem Raum unter der untersten Tragplatte in der Kontaktkolonne.

4) Einen Tank für die behandelte Flüssigkeit zum Speichern dieser Flüssigkeit, die von der Kontaktkolonne abgeführt worden ist.

5) Eine Einrichtung zum Zuführen der behandelten Flüssigkeit von dem Raum über der obersten Tragplatte der Kontaktkolonne zu dem Tank für die behandelte Flüssigkeit.

6) Eine Einrichtung zum Zuführen von Feststoffteilchen in den Raum über der obersten Tragplatte in der Kontaktkolonne und eine Einrichtung zum Abführen von Feststoffteilchen von der untersten Tragplatte in der Kontaktkolonne .

Die Feststoffteilchen für das Flüssigkeitsbett werden allmählich durch den Kopf der Kontaktkolonne nach unten befördert. Die Rohflüssigkeit wird kontinuierlich in den Raum unter der untersten Tragplatte in der Kontaktkolonne zugeführt und kann im Inneren der Kolonne nach oben strömen. Demzufolge werden die Feststoffteilchen auf den Tragplatten fluidisiert und bilden Kontaktschichten, die insgesamt als "Flüssigkeitsbetten¹¹ bezeichnet werden. In den Schichten kommen die Feststoffteilchen und die Rohflüssigkeit in gegenseitigen Kontakt. Abhängig von der jeweiligen Art der verwendeten Flüssigkeit und der eingesetzten Feststoffteilchen führt dieser Kontakt zu einer chemischen oder physikalischen Veränderung der Rohflüssigkeit. In der Zeit, während der die Flüssigkeit über die oberste Tragplatte

50 9849/0805

hochsteigt und aus der Kontaktkolonne abströmt, ist die chemische oder physikalische Veränderung abgeschlossen. Demzufolge entspricht die auf diese Weise aus dem Kopf der Kontaktkolonne abgeführte Flüssigkeit der vorstehend genannten "behandelten Flüssigkeit". In dieser bekannten Vorrichtung sind jedoch keine Einrichtungen für ein genaues Zumessen bzw. Dosieren vorgesehen. Deshalb ist zwar eine qualitative Behandlung der Flüssigkeit, nicht jedoch eine quantitative Behandlung möglich.

Weiterhin strömt in der Kontaktkolonne die Rohflüssigkeit kontinuierlich im Inneren der Kolonne empor, wobei sie nacheinander die Tragplatten passiert, während sich die Feststoffteilchen allmählich im Kolonneninneren über die Fallrohre nach unten bewegen. Auf diese Weise werden die Feststoffteilchen, deren Aktivität abgebaut worden ist, allmählich durch den Kolonnenboden abgeführt, während frische Feststoffteilchen in den Kolonnenkopf zugeführt werden.

Es ist möglich, daß in diesem Fall der Absatzstrom der Feststoffteilchen durch die Fallrohre von dem Aufwärtsstrom der Rohflüssigkeit behindert bzw. unterbrochen wird. Die auf diese Weise unbeweglich gewordenen Feststoffteilchen sammeln sich demzufolge in einem Haufen auf einer der Mehrstufengestelle in einem Ausmaß, daß das Innere der Kolonne vollständig blockiert wird. Dies führt dazu, daß nur auf den Tragplatten unter dem blockierten Gestell ein Abwärtsstrom von Feststoffteilchen weiter erfolgt und die Zuführung von Feststoffteilchen durch den Kolonnenkopf unterbrochen ist. Diese Erscheinung kann zu einem völligen Fehlen von Feststoffteilchen in der Kolonne führen.

Erfindungsgemäß soll nun eine solche mehrstufige Flüssigkeits-Feststoff-Kontaktvorrichtung der Flüssigkeitsbettbauweise dadurch verbessert werden, daß eine genaue Dosierung der darin benutzten Feststoffteilchen sowie die

5098 4 9/0805

Zuführung der Feststoffteilchen und die Zuführung der Rohflüssigkeit in die Kontaktkolonne glatt bewirkt werden.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Einrichtungen zum Zuführen von Feststoffteilchen und zum Abführen von verbrauchten Feststoffteilchen aus der Kontaktkolonne, mit einem Speichertank für die Feststoffteilchen und einem Tank für die Zumessung bzw. Dosierung von Feststoffteilchen versehen werden, die der Kontaktkolonne zugeführt werden.

Erfindungsgemäß wird jede der Tragplatten in der Kontaktkolonne aus zwei mit Durchbrechungen versehenen Platten gebildet, die so angeordnet sind, daß die Durchbrechungen in der oberen perforierten Platte und die in der unteren perforierten Platte versetzt sind und daß das Verhältnis der Durchbrechungen, närolich das Verhältnis der kombinierten Fläche der Durchbrechungen, die in die Platte gebohrt sind, bezogen auf die Gesamtfläche der Platte, in der tmteren perforierten Platte größer ist als in der oberen perforierten Platte. Dabei ist jedes der Fallrohre so angeordnet, daß es vertikal oder schräg durch die jeweilige Tragplatte hindurchgeht.

Aufgrund dieser Verbesserungen ist es möglich, daß die Kontaktkolonne reibungslos arbeitet, ohne daß Schwierigkeiten, wie das Blockieren des Innenraums der Kolonne mit Feststoffteilchen, auftreten. Wenn die Fallrohre die Tragplatten durchstoßen, wird erfindungsgemäß eine Verbesserung dadurch erzielt, daß dem oberen Abschnitt ein größerer Innenquerschnitt als üem unteren Abschnitt der Rohre,beispielsweise dadurch gegeben wird, daß der obere Abschnitt eines jeden Rohres in Form eines Trichters ausgebildet wird oder daß der Innenquerschnitt im oberen Abschnitt eines jeden Rohres auf das Zwei- bis Dreißigfache des des unteren Abschnittes vergrößert wird.

509849/0805

Bei der Einrichtung für die Zuführung von Feststoffteilchen ist das vordere Ende des Zuführungsrohres in einer horizontalen Richtung in den Raum über der obersten Tragplatte innerhalb der Kontaktkolonne so geöffnet, daß die Zuführung von Feststoffteilchen zur Kontaktkolonne reibungslos bewirkt wird, ohne daß der Zustand des Feststoff-Flüssigkeits-Gleichgewichtes innerhalb der Kolonne beeinträchtigt wird.

Gegenstand der Erfindung sind somit Verbesserungen an einer mehrstufigen Feststoff-Flüssigkeits-Kontaktvorrichtung der Flüssigkeitsbettbauweise. Die Vorrichtung weist eine Kontaktkolonne mit einer Vielzahl von beabstandeton horizontalen Tragplatten auf, von denen jede ein Flüssigkeitsbett von Feststoffteilchen und ein Fallrohr für die Verbindung zwischen der Oberseite und der Unterseite der Platte aufweist. Die Vorrichtung hat einen Speichertank für die durch den Kontakt mit der Schicht von fluidisierten Feststoffteilchen in der Kontaktkolonne zu behandelnde Flüssigkeit, einen Speichertank für die Aufnahme der behandelten Flüssigkeit und einen Speichertank für die Feststoffteilchen, die in den Schichten benutzt v/erden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Speichertank für die Feststoffteilchen mit einem Zumeß- bzw. Dosiertank versehen. Die Tragplatte einer jeden Stufe besteht aus einer oberen und einer unteren perforierten Platte. Wenn das Fallrohr durch die Tragplatte hindurchgeht, ist der Innendurchmesser des Rohres im oberen Abschnitt größer als im unteren Abschnitt. Das vordere Ende des für die Zuführung von Feststoffteilchen zu der Kontaktkolonne benutzten Rohres mündet in der Kolonne in horizontaler Richtung.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

509849/0805

Fig. 1 zeigt in einem Fließbild eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 zeigt schematisch eine erste Ausfuhrungsform der Tragplatte für die Kontaktkolonne.

Fig. 3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der Tragplatte für die Kontaktkolonne.

Fig. 4 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform für die Tragplatte der Kontaktkolonne.

Fig. 5 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines Fallrohres.

Fig. 6 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform eines Fallrohres.

Fig. 7 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform eines Fallrohres.

Fig. 8 zeigt schematisch im Schnitt das Rohr für die Zuführung von Feststoffteilchen zum oberen Abschnitt der Kontaktkolonne.

Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 8.

Bei der in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform sind in einer vertikalen Kolonne 1 Tragplatten 2 angeordnet, von denen jede viele Durchbrechungen aufweist und die in Form von Mehrstufengestellen in der Vertikalkolonne angeordnet sind. Jede Tragplatte dient dazu, darauf ein fluidisiertes Bett bzw. ein Flüssigkeitsbett von Feststoffteilchen zu tragen. Durch jede der Tragplatten geht ein Fallrohr 3 mit Ausnahme in der untersten Stufe. Das Fallrohr hat die Funktion, daß, wenn die auf der entsprechenden Tragplatte fluidisierten

509849/0805

Feststoffteilchen ein festgelegtes Volumen überschreiten, dieser Überschuß an Feststoffteilchen durch das Fallrohr in die Schicht von Feststoffteilchen auf der nächsten darunterliegenden Tragplatte fallen. Aus diesem Grund ist es erforderlich, daß das Fallrohr 3 mit seiner oberen öffnung auf einer festgelegten Höhe über der Tragplatte und mit seiner unteren Öffnung auf einem Niveau unter dem der oberen öffnung des Fallrohr liegt, welches in der nächsten darunterliegenden Tragplatte angeordnet ist. Jede Tragplatte besteht aus einer Vielzahl von Verbundplatten mit Durchbrechungen, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der einzelnen Feststoffteilchen. Die Durchbrechungen in der einen Verbundplatte und diejenigen in der anderen Verbundplatte sind versetzt. Die obere Verbundplatte und die untere Verbundplatte sind voneinander um einen festgelegten Abstand getrennt, der größer ist als der Durchmesser der Feststoffteilchen.

Ein Speichertankt 4 ist zur Atmosphäre offen und dient zur Speicherung von Feststoffteilchen. Die überführung von gespeicherten Feststoffteilchen erfogt in Formm einer Fluidsubstanz, die wie eine Flüssigkeit handhabbar ist. Wenn in der Vorrichtung als Feststoffteilchen beispielsweise Aktivkohle verwendet wird, können diese Teilchen im allgemeinen in einen Breizustand dadurch gebracht werden, daß die Teilchen in Wasser in einem Volumenverhältnis von 1o bis 3o % basierend auf Wasser eingebracht werden. Die Feststoffteilchen können in dem Speichertank in einem Zustand vermischt mit einer Flüssigkeit gehalten werden, so daß das Gemisch in Form einer Fluidsubstanz genauso wie eine Flüssigkeit gehandbabt werden kann. Eine solche Fluidsubstanz wird im folgenden als flüssigkeitsartiges Fluid bezeichnet. Wenn das flüssigkeitsartige Fluid, beispielsweise eine Brei bzw. eine Aufschlämmung, durch ein Rohr transportiert wird, kann der Transport nicht reibungslos erfolgen, wenn das Fluid eine

509849/0805

gasförmige Substanz enthält. Da der Speichertank 4 zur Atmosphäre offen ist, kann die gasförmige Substanz in der Aufschlämmung in die Atmosphäre diffundieren. Dies bedeutet, daß der Speichertank gleichzeitig als Entlüftungseinrichtung wirkt.

Im folgenden wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem die Kontaktschichten aus Feststoffteilchen, die als erste Schicht I, als zweite Schicht II ... als(n-1)~te Schicht und als n-te Schicht bezeichnet werden, auf den aufeinanderfolgenden unteren Tragplatten ausgebildet werden, die in der Kontaktkolonne angeordnet sind. Die die Feststoffteilchen enthaltende Aufschlämmung, die in dem Speichertank 4 gespeichert ist, wird durch eine Aufschlämmungspumpe P₁ in die Kontaktkolonne über deren Boden so zugeführt, daß die Aufschlämmung durch die Durchbrechungen in den einzelnen Tragplatten in die aufeinanderfolgend höheren Stufen nach oben strömt. Demzufolge sammeln sich die Feststoffteilchen in Form einer Schicht auf jeder der Tragplatten. Zu diesem Zeitpunkt trennt sich der Flüssigkeitsträger in der Aufschlämmung von den Feststoffteilchen selbst und strömt gegebenenfalls über den Kolonnenkopf ab. Die überströmende Flüssigkeit wird in einen Rohflüssigkeitstank 6 oder in den Flüssigkeitsteilchen-Speichertank 4 geführt.

Auf diese Weise werden die Kontaktschichten der I-ten, II-ten ... (n-1)-ten und η-ten Stufen auf allen entsprechenden Tragplatten ausgebildet.

Für die Behandlung der Rohflüssigkeit durch die Vorrichtung wird diese vom Rohflüssigkeitsspeichertank 6 über eine Rohflüssigkeitspumpe P„ in den Boden der Kontaktkolonnen eingeführt und dann zum Nachobenströmen durch die Kontaktschichten in den aufeinanderfolgenden höheren Stufen gebracht.

509849/0805

Demzufolge wird die behandelte Flüssigkeit an der obersten Schicht in der I-ten Stufe erhalten.

Die behandelte Flüssigkeit wird zuerst dem Tank 5 für die behandelte Flüssigkeit zugeführt, von welchem aus sie weiter zu den Stellen transportiert wird, wo sie gebraucht wird. Wenn die Rohflüssigkeit durch die Kontaktschicht in jeder Stufe strömt, wird die Kontaktschicht fluidisiert. Ein Teil der Feststoffteilchen der fluidisierten Kontaktschicht fällt durch das Fallrohr 3 in der entsprechenden Tragplatte nach unten in die Kontaktschicht auf der nächsten Stufe darunter. Auf diese Weise werden die Feststoffteilchen dazu gebracht, im Inneren der Kontaktkolonne nach unten zu strömen. Infolge einer solchen Abwärtsbewegung der Feststoffteilchen wird es erforderlich, Feststoffteilchen allmählich durch den Boden der Kontaktkolonne abzuziehen und auf dem Wege des Nachfüllens Feststoffteilchen durch den Kopf der Kolonne den aufeinanderfolgend darunter liegenden Kontaktschichten zuzuführen. Da die Feststoffteilchen während ihrer Bewegung nach unten im Kolonneninneren in einen Gegenstromkontakt mit der Rohflüssigkeit gebracht werden, die im Inneren der Kolonne für die Behandlung nach oben strömt, wird ihre Aktivität oder Fähigkeit für die Behandlung der Flüssigkeit umso mehr abgebaut, je nächer sie dem Boden der Kolonne kommen.

Das erste Merkmal der Erfindung besteht darin, daß mit dem Feststoffteilchenspeichertank 4 über ein Ventil V- ein erster Dosiertank 7 verbunden ist. Bei der Vorrichtung ist das Ventil V₁ für die Fluidflüssigkeit, nämlich die Feststoffteilchen enthaltende Aufschlämmung - im allgemeinen werden die Feststoffteilchen durch Zugabe einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, aufgeschlämmt - in den Speichertank 4 geöffnet, so daß sie nach unten in den Dosiertank 7 strömen kann. Das Ventil V₁ ist geschlossen, wenn die darin aufgenommene Aufschlämmung ein festgelegtes Volumen erreicht hat. Die Überführung der Feststoffteilchen enthaltenden

509849/0805

-1ο-

Aufschlämmung aus dem Dosiertank 7 zum Kopf der Kontaktkolonne erfolgt über ein in dem Fließbild gezeigtes Rohr 9.

Dem Speichertank für die behandelte Flüssigkeit 5 ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, eine Pumpe P₃ für den Transport der behandelten Flüssigkeit zugeordnet. Bei der in Fig. 1 gezeigten Rohranordnung wird der Inhalt des ersten Dosiertanks

7 durch das Rohr 9 zu der Kontaktschicht der ersten Stufe auf der obersten Tragplatte in der Kontaktkolonne durch Betätigung der Pumpe P₃ befördert. Der erste Dosiertank 7 ist mit einem Sieb bzw. einem Filter und einem Ventilrohr 8 versehen, welches gleichzeitig dazu dient, im Inneren enthaltene Gase in die Atmosphäre entweichen zu lassen und Wasser abzuführen. Beim Einführen der die Feststoffteilchen enthaltenden Aufschlämmung in den Dosiertank wird das Ventil in dem Rohr

8 geöffnet, um Wasser aus dem Tankinneren abzuziehen. Das Ventil wird geschlossen, wenn die Dosierung beendet ist. Die Dosierung wird dadurch ausgeführt, daß das Ventil V- offen gehalten und das Abströmventil V„ an der Basis des Dosiertanks geschlossen gehalten wird. Das Dosieren wird durch Schließen des Ventils V₁ in dem Augenblick vollendet, in welchem die nicht gezeigte Niveauanzeige, die an dem Tankkörper befestigt ist, fühlt, daß der Pegel der Aufschlämmung eine vorher festgelegte Höhe erreicht hat. Die übrigen, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Dosiertanks sind im Aufbau identisch und ermöglichen das Einführen, Abführen und Zumessen von Fluidflüssigkeit oder der Feststoffteilchen enthaltenden Aufschlämmung auf genau die gleiche Weise, wie sie vorstehend beschrieben wird.

Der Dosiertank 7 ist eines der Hauptmerkmale der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein integrales System, bei welchem die Erfindung praktisch angewendet wird. Von der Oberseite der Kontaktschicht in der η-ten untersten Stufe erstreckt sich durch die Wand der Kontaktkolonne ein Rohr 1o zum Abführen

509849/0805

von Feststoffteilchen nach unten. Dieses Rohr 1o ist über ein Ventil Vg mit einem zweiten Dosiertank 12 verbunden. Wie aus dam Fließbild von Fig. 1 zu sehen ist, kann der Teil der Feststoffteilchen, der sich über dem Pegel sammelt, auf welchem das obere Ende des Rohres 1o in der Kolonne' mündet, im Inneren des Rohres nach unten in den zweiten Dosiertank fallen, was dazu führt, daß die Oberseite der Kontaktschicht der η-ten Stufe auf einer festgelegten Höhe gehalten wird.

Der Boden der Kontaktkolonne 1 ist ebenfalls über ein Rohr 11 mit dem zweiten Dosiertank verbunden, so daß die Feststoffteilchen, welche auf den Bodenraum der Kontaktkolonne gefallen sind, in gleicher Weise in den zweiten Dosiertank geführt werden. Die Feststoffteilchen, welche in den zweiten Dosiertank geführt werden, sind bereits in Kontakt mit der zu behandelnden Flüssigkeit gebracht worden und haben deshalb ihre Aktivität allmählich entsprechend der Behandlung abgebaut. Zum Abführen der Feststoffteilchen, deren Aktivität abgebaut ist, in eine Regenerierungseinheit 16 dient ein Trichter 13. Für das Fördern der Feststoffteilchen von dem Trichter 13 zur Regenerierungseinheit 16 dient eine Einrichtung 15, beispielsweise ein Schneckenförderer. Für die Verbindung des Speichertanks 5 für die behandelte Flüssigkeit und des Trichters 13 über die Pumpe P₃ ist ein Rohr 14 vorgesehen.

Da der zweite Dosiertank in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet ist, kann das Volumen der Feststoffteilchen mit abgebauter Aktivität, die zum Trichter 13 transportiert werden, genau dosiert werden. Die Feststoffteilchen werden in Form einer Fluidflüssigkeit oder Aufschlämmung (behandelte Flüssigkeit) durch dieses Rohr transportiert. Ein dritter Dosiertank 17 ist mit der Regeneriereinheit 16 über das Auslaßventil V₄ verbunden und wird zum Dosieren der regenerierten Feststoffteilchen verwendet.

509849/0805

Für die Verbindung des Tanks 5 für die behandelte Flüssigkeit, des dritten Dosiertanks 17 und des Speichertanks 4 für die Feststoffteilchen über die Pumpe P^ ist ein Rohr 18 vorgesehen.

Die Feststoffteilchen, deren Aktivität abgebaut ist und die durch den zweiten Dosiertank 12 zugemessen und durch die Pumpe P_ zum Trichter 13 über das Rohr 14 gefördert worden sind, v/erden über den Schneckenförderer 15 in die Regeneriereinheit eingeführt. In dem Regeneriertank unterliegen die Feststoffteilchen einer Regenerierungsbehandlung, die der speziellen Art von verwendeten Feststoffteilchen und dem Ausmaß der erforderlichen Regenerierung angepaßt ist. Die Feststoffteilchen, deren Aktivität durch diese Behandlung wiederhergestellt worden ist, werden durch den dritten Dosiertank dosiert nnä dann mit der behandelten Flüssigkeit mit Hilfe der Pumpe P^ vermischt und in Form von Fluidflüssigkeit in den Speichertank 4 gefördert.

Ein Speichertank 19 dient sum Speichern benutzter Feststoffteilchen mit abgebauter Aktivität und ist mit einem vierten Dosiertank 21 über ein Ventil V₅ verbunden. Der Speichertank 19 ist mit einem Rohr 2o verbunden, welches von dem Rohr 14 abzweigt» welches die Pumpe P₃ und den Regenerierungstrichter 13 verbindet» Dieser Speichertank wird dazu verwendet, die Feststoffteilchen mit abgebauter Aktivität in geeigneter Weise entsprechend dem Volumen der Feststoffteilchen mit abgebauter Aktivität» die durch den Boden der Kontaktkolonne abgeführt worden sind, und entsprechend dem Betriebszustand der Regeneriereinheit verwendet. Die auf diese Weise Ia dem Speichertank 19 gehaltenen Feststoffteilchen werden von Zeit zu 2eit über das Rohr 22 dem Trichter der Regeneriereinheit zugeführt.

509849/0805

252A603

Der Transport der Feststoffteilchen wird unverändert in Form einer Aufschlämmung oder einer Fluidflüssigkeit ausgeführt, die man durch Zuführen der behandelten Flüssigkeit erhält. Die Aufschlämmung kann durch Betätigung der Pumpe P₃ frei transportiert v/erden, wenn die Ventile in den Rohren in geeigneter Weise geöffnet oder geschlossen sind. Infolge der Dosiertanks 7, 12, 17 und 21 können die einzuführenden und zu fördernden Volumina von Feststoffteilchen genau ausgemessen werden.

Da das Dosieren in der geforderten Weise genau ausgeführt werden kann und da die Feststoffteilchen unverändert in Form einer Fluidflüssigkeit, die man durch den Einschluß der Flüssigkeit erhält, transportiert v/erden, kann das System durch automatische Steuerung auf sehr einfache Weise betätigt werden, wenn die Ventile, Pumpen, Dosiertanks, die Kontaktkolonne und andere Bauteile sowohl funktionell als auch elektrisch wirksam verbunden und automatische Steuereinrichtungen dafür vorgesehen sind, so daß die optimalen Betriebszustände aufrechterhalten werden, die der Natur der zu behandelnder Rohflüssigkeit, dem Flüssigkeitsvolumen und den Eigenschaften der für die Behandlung benutzten Feststoffteilchen entsprechen. Als Beispiele für die Substanz der für die erfindungsgemäßen Zwecke benutzten Feststoffteilchen können körnige Aktivkohle und gekörntes Ionenaustauschharz genannt werden. Beispiele für eine zu behandelnde Rohrflüssigkeit sind Kloakenwasser, Industrieabfälle und Fabrikabwässer.

Im vorstehenden wurde ein System anhand von Fig. 1 beschrieben, bei welchem die Fallrohre durch ihre jeweiligen Tragplatten hindurchgehen. Alternativ können die Fallrohre längs den Seiten ihrer zugehörigen Tragplatten angeordnet werden, d. h. längs der Außenwand der Kontaktkolonne anstelle der durch die Tragplatten hindurchgehenden Durchbrechung.

509849/0805

Im folgenden werden die in der Vorrichtung vorgesehenen Tragplatten näher erläutert. Die zu behandelnde Rohrflüssigkeit wird zum Hochströmen im Inneren der Kontaktkolonne vom Boden aus, wie bereits beschrieben gebracht. Für eine wirksame Behandlung ist es erforderlich, daß.die Rohrflüssigkeit und die Feststoffteilchen miteinander auf einer Kontaktfläche in Kontakt gebracht werden, die so groß wie möglich ist» Die Grabplatten sollen die Feststoffteilchen tragen und den Kontakt zwischen den Feststoffteilchen und der RohflGssigkeit auf einem extrem großen Kontaktbereich ermöglichen. IM den innigen Kontakt zu gewährleisten, haben die Tragplatten die zusätzliche Funktion der Dispergierung der Rohflüssigkeit.

Bei der bekannten »ehrstufigen Kontaktvorrichtung der Flüssigkeitsbettbauweise, besteht die Tragplatte einer jeden Stufe aus nur einer perforierten Platte. Die in jeder Tragplatte vorhandenen Durchbrechungen haben einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser der Feststoffteilchen _t so daß die auf der Tragplatte gehaltenen Feststoffteilchen nicht leicht von der Platte fallen können.

Für ein gegebenes Gewicht von Feststoffteilchen nehmen der Oberflächenbereich und demzufolge die Kontaktwirkung proportional ZUf wenn der Teilchendtirchmesser abnimmt» Aiis diesem Grund sind die in der herkömmlichen Vorrichtung benutzten Feststoffteilchen insgesamt klein. Dementsprechend sind die Durchbrechungen in den Tragplatten extrem klein. Wenn die in Behandlung befindliche Rohflüssigkeit zufällig ein suspendiertes Material enthält, werden die feinen Durchbrechungen in den Tragplatten durch das suspendierte Material verstopft, so daB der pratkische Einsatz der Vorrichtung ernsthaft, beeinträchtigt wird. Dies erklärt, warum die mehrstufige Kontaktvorrichtung der Flüssigkeitsbettbauweise hauptsächlich für den Kontakt Feststoff-Gas und nicht für den Kontakt Feststoff-Flüssigkeit unabhängig von der

509849/0805

252A603

Tatsache verwendet wird, daß sie in der Lage ist, für eine sehr hohen Kontaktwirkungsgrad zwischen den sich in entgegengesetzten Richtungen bewegenden Fluiden zu sorgen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht deshalb jede der Tragplatten aus zwei Verbundplatten bzw. Einzelplatten, welche Durchbrechungen mit einem Durchmesser aufweisen, der größer ist als der der Feststoffteilchen, so daß, wenn die Rohfliissigkeit suspendiertes Material enthält, die Durchbrechungen von dem suspendierten Material nicht verstopft v/erden. Die beiden Einzelplatten sind in einem festgelegten vertikalen Abstand in einer solchen Beziehung angeordnet, daß die Durchbrechungen in der oberen Einzelplatte und die in der unteren Einzelplatte in der Horizontalrichtung versetzt sind.

Wenn gewöhnliche /vktivkohleteilchen, die einen Durchmesser von o,2 bis 1,6 mm haben, als Feststoffteilchen in der Kontaktvorrichtung der Flüssigkeitsbettbauweise verwendet werden, genügt es beispielsweise, wenn die Größe einer jeden Durchbrechung innerhalb 2o % des Innendurchmessers der Kontaktkolonne liegt und in den Bereich zwischen 1o bis 15o mm fällt.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform einer Tragplatte gemäß der Erfindung. Die obere durchbrochene Platte 23 und die untere durchbrochene Platte 24 bilden zusammen eine Tragplatte. Die beiden mit Durchbrechungen versehenen Einzelplatten werden auf einem vertikalen Abstand H durch ein Distanzstück 25 gehalten. Die Durchbrechungen 23' in der Platte 23 und die Durchbrechungen 24' in der Platte 24 sind bezüglich der Horizontalrichtung versetzt.

Die nachstehende Gleichung veranschaulicht die Beziehung zwischen der Art von Feststoffteilchen, dem Abstand zwischen benachbarten Durchbrechungen und Durchmesser der Durchbrechungen einerseits und dem Wert von H andererseits.

509849/0805

252A603

> L-id.+d,)
H ä ί—£_ tan θ

Darin sind L die Teilung zwischen benachbarten Durchbrechungen in mm, d₁ der Durchmesser der· Durchbrechungen in der oberen Tragplatte in mm, d₂ der Durchmesser der Druchbrechungen in der unteren Tragplatte in mm und Θ der Schütt winkel der Feststoffteilchen in Grad.

Wenn £ in % das Verhältnis der Durchbrechung in jeder Tragplatte bedeutet, d den Durchmesser der Durchbrechungen in der oberen und der unteren Einzelplatte und θ den Schüttwinkel der Feststoffteilchen, ergibt sich der vertikale Abstand H¹ zwischen zwei benachbarten Tragplatten durch die folgende Gleichung

Η« ä (5 i-lU- ~- -1) d· tan©

^ά vT

Wenn jede Tragplatte aus zwei perforierten Einzelplatten, wie vorstehend beschrieben, hergestellt ist, können sich die Feststoffteilchen, welche von der auf der Tragplatte gebildeten Kontaktschichten getrennt sind und durch die Durchbrechungen in der oberen Einzelplatte auf die untere Einzelplatte fallen, in Haufen der nachstehend beschriebenen Form sammeln. Die Feststoffteilchen fallen durch die Durchbrechung gen 23' der oberen Durchbrochenen Platte 23 auf die untere perfor erte Einzelplatte 24 und sammeln sich darauf in Form von Haufen, die durch den Schüttwinkel θ definiert sind. Wenn das System in Betrieb genommen wird, nachdem sich diese Haufen von Feststoffteilchen gebildet haben, fallen absolut keine oder sehr wenig Feststoffteilchen von den Tragplatten herab, wenn die Rohflüssigkeit in den in Fig. 2 durch die Pfeile gezeigten Richtungen geführt wird und der Betrieb unter normalen Umständen durchgeführt wird. Eine Unterbrechung des Durchführens von Rohflüssigkeit führt

509849/0805

natürlich nicht zu einem Herabfallen der Feststoffteilchen von der Tragplatte.

In Betrieb der Vorrichtung wird die Rohflüssigkeit so zugeführt, daß sie im Inneren der Kontaktkolonne nach oben strömt. Wenn die Vorrichtung so betrieben würde, daß die Flüssigkeit in der Kontaktkolorme nach unten fließen würde, werden als natürliche Folge die Feststoffteilchen durch die aufeinanderfolgenden unteren Stufen nach unten fallen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Kontaktkolonne beschreiben, die mit den erfindungsgemäßen Tragplatten versehen ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die zu behandelnde Rohflüssigkeit durch den Boden der Kontaktkolonne in Aufwärtsrichtung eingeführt. Die Feststoffteilchen werden durch den Kopf der Kolonne, wie beschrieben in Abwärtsrichtung zugeführt. Der Aufwärtsstrom der Rohflüssigkeit wird durch die Durchbrechungen erreicht, die in die Tragplatten gebohrt sind. Die Abwärtsbewegung der Feststoffteilchen erfolgt über die Fallrohre, die durch die Tragplatten gehend vorgesehen sind.

Die Feststoffteilchen werden dazu gebracht, ein Flüssigkeitsbett infolge des Aufwärtsstroms der Rohflüssigkeit zu bilden. Das so gebildete fluidisierte Bett bzw. Flüssigkeitsbett ist solange homogen, wie die benutzten Feststoffteilchen hinsichtlich des spezifischen Gewichtes und des Teilchendurchmessers gleichförmig sind. Diese Gleichförmigkeit gewährleistet auch einen reibungslosen Fall freigesetzter Feststoffteilchen durch die Fallrohre. Wenn die benutzten Feststoffteilchen hinsichtlich Dichte und Teilchendurchmesser nicht gleichförmig sind, ist das, wie vorstehend beschrieben, gebildete Flüssigkeitsbett von Feststoffteilchen nicht immer homogen. In diesem Fall besteht die deutlich erkennbare Neigung, daß die Feststoffteilchen mit einem kleineren

509849/0805

Durchmesser sich im Inneren der Kolonne durch die Fallrohre nach unten bewegen, während die Feststoffteilchen mit größerem Durchmesser auf dem Boden einer jeden Kontaktschicht verbleiben. Diese Erscheinung führt zu einem Abbau der Leistungsfähigkeit der Kontaktkolonne und macht es außerdem erforderlich, die auf dem Boden der Kontaktschichten verbleibenden Feststoffteilchen durch bestimmte Einrichtungen in der Kontaktkolonne nach unten zu bewegen. Dies wird dadurch erreicht, daß ein teilweiser Abwärtsstrom zu den Tragplatten aufgebracht wird, um so die gehaltenen Feststoffteilchen aus dem Kontakt mit den Schichten zwangsweise herauszuführen. Beispielsweise können solche Feststoffteilchen in ausreichendem Maße dadurch entfernt v/erden, daß sie durch die Durchbrechungen der unteren durchbrochenen Einzelplatte 24 gemäß Fig. 2 fallen können.

Ein vollständiges Abziehen aller Feststoffteilchen aus der Kontaktkolonne kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß eine Flüssigkeit im Inneren, der Kontaktkolonne nach unten strömen gelassen wird, so daß die Feststoffteilchen sich unmittelbar am Boden der Kolonne sammeln.

Fig. 3 und 4 zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Tragplatte für eine erfindungsgemäße Kontaktkolonne. Bei der in Fig. 3 gezeigten Einheitstragplatte sind, obwohl die Durchbrechungen in den beiden Einzelplatten einen identischen Durchmesser haben, sie in der unteren Einzelplatte dichter verteilt als in der oberen Einzelplatte. Bei der in Fig. 4 gezeigten Einheitstragplatte haben die Durchbrechungen in der oberen Einzelplatte einen größeren Durchmesser als die in der unteren Einzelplatte, so daß das Durchbrechungsverhältnis in der unteren Einzelplatte größer ist als in der oberen. Es ist auch zulässig, eine größere Dichteverteilung und ein größeres Durchbrechungsverhältnis zu kombinieren, d. h. daß die Durchbrechungen mit einem größeren Durchmesser

509849/0805

mit einer höheren Dichte in der unteren Einzelplatte als in der oberen verteilt sind. Aus der vorstehend beschriebenen Gleichung ergibt sich, daß der Vertikalabstand zwischen den beiden Einzelplatten in der Einheitstragplatte bis zu einem bestimmten Maß erhöht v/erden sollte, wenn das Durchbrechungsverhältnis in der unteren durchbrochenen Einzelplatte erhöht wird.

Wenn das Durchbrechungsverhaltnis in der unteren durchbrochenen Einzelplatte größer ist als in der oberen, ist der Betrag von Feststoffteilchen, die in der gepackten Schicht auf der oberen Platte verbleiben anstatt auf die untere Platte zu fallen, verglichen mit der Menge klein, die sich bei der Einheitstragplatte gemäß Fig. 2 ergibt. Wenn der Betrieb der Vorrichtung über lange Zeit ausgesetzt wird, besteht für die Einheitstragplatte von Fig. 2 die Möglichkeit, daß die große Menge von Feststoffteilchen, die in der gepackten Schicht bleibt, ein Konglomerat bildet und demzufolge Durchbrechungen in der oberen und unteren perforierten Einzelplatte blockiert. Wenn die untere Einzelplatte ein größeres Durchbrechungsverhaltnis als die obere erhält, wird diese Möglichkeit weitgehend ausgeschlossen, da der Betrag der Feststoffteilchen, die in der gepackten Schicht verbleiben, verringert ist.

Weiterhin besteht eine Korrelation zwischen dem Durchbrechungsverhältnis und dem Widerstand gegenüber der Flüssigkeit. Die fluidisierte Bewegung der Feststoffteilchen schreitet proportional günstiger fort, wenn der Widerstand durch die perforierten Platten gegenüber der Flüssigkeit zunimmt.

Um die Flüssigkeitsbetten der Feststoffteilchen in einem gewünschten Zustand zu halten, müssen die folgenden Forderungen erfüllt werden.

509849/0805

- 2ο -

Zuerst sollten die Durchbrechungen in der oberen Einzelplatte der Einheitstragplatte einen Durchmesser haben, der größer ist als der der Feststoffteilchen. Die Durchbrechungen sollten dünn genug verteilt sein, um ein ausreichend kleines Durchbrechungsverhältnis für die .Einheitstragplatte als Ganzes zu erhalten. Mit einem solchen kleinen Durchbrechungsverhältnis hat die Tragplatte einen höheren Widerstand gegenüber der Flüssigkeit und ermöglicht ein glattes bzw. reibungsloses Fortschreiten der Fluidisierung der Feststoffteilchen sowie gleichzeitig eine Reduzierung des möglichen Fallens von Feststoffteilchen von der oberen Einzelplatte auf die untere Einzelplatte auf ein Minimum.

Wenn ein höheres Durchbrechungsverhältnis bei der unteren Einzelplatte als bei der oberen Einzelplatte vorhanden ist, arbeitet die Kontaktkolonne ziemlich reibungslos als Ganzes, auch wenn die Feststoffteilchen hinsichtlich Dichte und Teilchendurchmesser ungleichförmig sind. Demzufolge wird kein ausreichender Kontakt zwischen den Feststoffteilchen in ihrem Fließbettzustand und der Flüssigkeit erreicht.

Im folgenden werden die Fallrohre näher erläutert. Von den Fallrohren, die für die Behandlung durch den Fesstoff-Flüssigkeits-Kontakt gemäß der Erfindung benutzt werden, sind die am häufigsten verwendeten Aktivkohleteilchen mit einem Teilchendurchmesser von o,3 bis 0,8 ram und einem spezifischen Gewicht von etwa 1,3.

Während des Betriebs der Kontaktkolonne wird der Aufwärtsstrom der Rohflüssigkeit im inneren der Kontaktkolonne hauptsächlich durch die Durchbrechungen in den Tragplatten abgewickelt. Die Rohflüssigkeit findet jedoch häufig ihren Weg aufwärts durch die Fallrohre, die primär für die Abwärtsbewegung der Feststoffteilchen vorgesehen sind. Wenn die Fallrohre einen gleichförmigen Innendurchmesser über

509849/0805

ihrer ganzen Höhe haben und wenn die Feststoffteilchen einen besonders kleinen Durchmesser aufweisen, kann der Aufwärtsstrom der Flüssigkeit kräftig genug sein, um zu verhindern, daß Feststoffteilchen in die Rohre eintreten, so daß ein reibungsloser Fall der Feststoffteilchen gestört wird. In diesem Fall sammeln sich die Feststoffteilchen an bestimmten Stellen in der Kontaktkolonne oder nur auf den Tragplatten in den unteren Stufen erfolgt vorherrschend eine Abwärtsbewegung von Feststoffteilchen und eine Nachfüllbewegung der Feststoffteilchen unterbleibt, so daß gegebenenfalls Abschnitte gebildet werden können, die völlig frei von Feststoffteilchen sind.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Fallrohres, bei welchem die vorstehend erwähnten Nachteile nicht auftreten. Die Querschnittsfläche der Bohrung eines jeden Fallrohres 3 ist in dem oberen Halbabschnitt 26 größer als in dem unteren Halbabschnitt 27. In der Zeichnung ist der obere Halbabschnitt so gezeigt, daß er einen größeren Außendurchmesser und der untere Halbabschnitt einen kleineren Außendurchmesser hat. Für die erfindungsgemäßen Zwecke ist jedoch der Unterschied im Außendurchmesser nicht erforderlich. Das bedeutet, daß das Fallrohr einen gleichförmigen Außendurchmesser über seiner ganzen Höhe haben kann, wenn nur der Innendurchmesser im oberen Halbabschnitt größer als im unteren Halbabschnitt ist. Alternativ können ein Zylinder mit einem größeren Durchmesser zur Bildung des oberen Halbabschnittes und ein weiterer Zylinder mit einem kleineren Durchmesser zur Bildung den unteren Halbabschnittes verwendet werden, wobei die Zylinder durch Dazwischensetzen einer ringförmigen Verbindung verbunden werden können. Es ist auch zulässig, den oberen Halbabschnitt in Form eines Trichters auszubilden, der einen größeren Durchmesser im oberen Ende und einen kleinen Durchmesser am unteren Ende hat, und den unteren Halbabschnitt in Form eines Zylinders mit einem kleinen Durchmesser vorzusehen.

509849/0805

Das ganze Fallrohr kann auch die Form eines Trichters haben, der sich allmählich nach unten ausgehend von einem größeren Durchmesser am oberen Ende zu einem kleineren Durchmesser am unteren Ende verengt.

Solange das Fallrohr eine Bohrung hat, dessen Querschnittsfläche im oberen Halbabschnitt 26 größer ist als im unteren Halbabschnitt 27, wie dies vorstehend beschrieben wurde, strömt eine Flüssigkeit, die ihren Weg durch das Rohr sucht, das Rohr mit einer niedrigeren Strömungsgeschwindigkeit im oberen.Halbabschnitt empor, der. eine größere Querschnittsfläche als der untere Halbabschnitt hat. Dadurch, daß das Fallrohr eine größere öffnung am oberen Ende hat, kann in Verbindung mit der Tatsache, daß die Strömungsgeschwindigkeit einer das Rohr hinaufströraenden Flüssigkeit im oberen Halbabschnitt niedriger ist, ein großer Teil der in dem Bereich über dem Pegel des oberen Endes des Fallrohres fluidisierten Feststoffteilchen in das Rohr eintreten. Der große Anteil der Feststoffteilchen, der in das Rohr eingetreten ist, dient nun dazu, die Rohflüssigkeit daran zu hindern, durch das Rohr vom unteren Ende des unteren Halbabschnittes des Rohres nach oben zu strömen. Demzufolge hat die gesamte Rohflüssigkext nur noch die Alternative, durch die Kontaktschichten nach oben zu strömen und die Feststoffteilchen in den Kontaktschichten zu fluidisieren. Wegen der Bildung der Fließbetten bzw. Flüssigkeitsbetten werden die Feststoffteilchen in einen innigen Kontakt mit der Rohflüssigkeit gebracht. Die Rohflüssigkeit unterliegt deshalb einer chemischen oder physikalischen Wirkung, die durch die Feststoffteilchen herbeigeführt wird. Darüber hinaus werden die Feststoffteilchen kontinuierlich zu den Kontaktschichten in den darauffolgenden unteren Schichten bewegt. Das Volumen der pro Zeiteinheit zu bewegenden Feststoffteilchen kann natürlich in einem weiten Bereich.entsprechend den Querschnittsflächen des Rohres in dem oberen Halbabschnitt und in dem

50 9 8 49/0805

unteren Halbabschnitt und entsprechend dem Verhältnis der beiden Querschnittsflächen festgelegt werden. Im allgemeinen werden jedoch die Leistungsfähigkeit des Systems als Ganzes und andere ähnliche Faktoren berücksichtigt. Die Querschnittsfläche der Bohrung des Fallrohres in der oberen Hälfte ist so gewählt, daß sie zwei-bis dreißigmal so groß ist wie die im unteren Halbabschnitt, so daß der Transport von Feststoffteilchen mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit auf stabile Weise erreicht werden kann. Ein besonders gutes Leistungsvermögen erhält man für einen Bereich zwischen dem 5- und dem 15-fachen. Für eine ungestörte Bewegung der Feststoffteilchen sollen die zwei Halbabschnitte 26 und 27 glatt miteinander durch Einsetzen einer Randzone 28 in Form eines umgekehrten Kegels verbunden werden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Fallrohres, die dem herkömmlichen Fallrohr dadurch ähnlich ist, daß das Rohr gerade ist. Es geht jedoch durch die Tragplatte 2 in einem Winkel θ bezüglich der Vertikalen.

Im Falle eines Rohres mit einem Kreisquerschnitt nimmt die obere Öffnung dieses Rohres, wenn das Rohr schräg durch die Tragplatte gehend angeordnet ist, in Horizontalrichtung eine elliptische Form an und hat deshalb eine größere Öffnungsfläche. Dies bedeutet, daß, wenn das Fallrohr schräg angeordnet ist, die Feststoffteilchen in das Rohr einfacher eintreten, als wenn das Rohr vertikal durch die Tragplatte gehend angeordnet ist. Wenn die Flüssigkeit im Inneren des Rohres nach oben strömen möchte, gleitet sie längs der oberen Innenwand 29 des schräg liegenden Rohres. Entsprechend dem Prinzip eines Feststoff-Flüssigkeits-Trennsystems mit einer schräg geneigten Platte werden deshalb die Feststoffteilchen längs der unteren Innenwand 3o des schräg liegenden Rohres zu der unteren Stufe reibungslos transportiert. Da auf diese Weise ein großes Volumen von Feststoffteilchen in das schräg liegende Rohr eintritt , dienen sie dazu, die Flüssigkeit

509849/0805

' ■ - 24 -

am Hochströmen im Inneren des Rohres auf die gleiche Weise •zu hindern, wie dies bei dem Rohr von Fig. 5 der Fall ist.

Das Volumen der Feststoffteilchen, dee durch das Fallrohr gehen, wird durch die Querschnittsfläche .des Rohres und den Neigungswinkel Θ- des Rohres bestimmt. Das Volumen kann nach Wunsch deshalb dadurch gewählt werden, daß der Durchmesser und der Neigungswinkel des Rohres festgelegt werden, wobei die spezielle Art der Flüssigkeit und der benutzten Feststoffteilchen berücksichtigt wird.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform eines Fallrohres, welches eine größere Querschnittsfläche in dem oberen Halbabschnitt 26 als in dem unteren Halbabschnitt 27 hat und welches um einen Winkel θ~ bezüglich der Vertikalen geneigt ist. Diese Ausführungsform ist eine Kombination der Ausführungsform des Fallrohres von Fig. 5 und der von Fig. 6. Das Prinzip des Rohres von Fig. 5 und des von Fig. 6 werden dazu benutzt, um den Effekt um ein bemerkenswertes Ausmaß zu erhöhen.

Die Erfindung wurde im vorstehenden anhand mehrerer Ausführungsformen erläutert. Die dabei benutzten Fallrohre können anstelle des beschriebenen kreisförmigen Querschnitts auch irgendeinen winkligen Querschnitt haben.

Im folgenden wird die Einrichtung zum Zuführen von Feststoffteilchen zu der Kontaktkolonne beschrieben. Im allgemeinen werden die Feststoffteilchen in Form einer Aufschlämmung oder einer Fluidflüssigkeit transportiert, die man durch Einschließen einer Flüssigkeit, wie beschrieben, erhält. Die Aufschlämmung wird nach unten in die Kontaktkolonne durch den Kopf der Kolonne eingeführt.

503843/0805

Eine mögliche Einrichtung besteht in einem Feststoffteilchenspeichertank, der an seinem Boden mit einem Drehventil versehen ist und der über der Kontaktkolonne installiert ist, so daß die Feststoffteilchen, die in dem Tank gespeichert sind, unter dem Einfluß der Schwerkraft in die Kontaktkolorme durch öffnen des Drehventils eingeführt werden können. Dieser Speichertank hat den Nachteil, daß die Feststoffteilchen infolge der Bewegung des Drehventils einer Zersetzung ausgesetzt sind.

Eine andere mögliche Einx'ichtung besteht darin, daß das vordere Ende eines Rohres von dem Feststoffteilchenspeichertank vertikal und offen in die Flüssigphase eingeführt wird, die entweder innerhalb oder über der gepackten Schicht von Feststoffteilchen auf der obersten Tragplatte vorhanden ist. In diesem Fall besteht jedoch die Möglichkeit, daß die einströmenden Feststoffteilchen den Zustand des Gleichgewichts in der Kontaktkolonne stören und demzufolge ein Teil der Feststoffteilchen, welche die Kontaktschicht bilden, abgehen und in die Flüssigkeit eintreten, die behandelt worden ist und von der obersten Kontaktschicht abgezogen werden soll.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile beseitigt, wobei das vordere Ende eines Rohres von dem Feststoffteilchenspeichertank in horizontaler Richtung in die Kontaktschicht auf der obersten Stufe mündet.

Fig. 8 und 9 zeigen bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung. Fig. 8 zeigt im Axialschnitt ein Transportrohr zum Zuführen von Feststoffteilchen in den Kopf der Kontaktkolonne, wobei Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 8 zeigt. Der untere Endabschnitt 32 des Transportrohres 31, welches in die Kontaktkolonne hineinragt, ist in Korizontalrichtung in der Kontaktschicht für die Stufe I abgebogen. Dieser Abschnitt ist an seinem Ende mit einer Düse

509849/0805

versehen, die in Tagentialrichtung oder längs der Umfangsrichtung in der Nähe der Innenwand der Kolonne mündet. Es
kann auch ein Transportrohr verwendet werden, welches sich vertikal längs der Achse der Kontaktkolonne bis zu einer geeigneten Tiefe erstreckt, wobei an dem unteren Ende des
Transportrohres eine hohle Scheibe befestigt ist, an der in Horizontalrichtung radial Düsen angeordnet sind. Dieses
Transportrohr ist so gebaut, daß die Feststoffteilchen durch das untere Ende des Transportrohres horizontal in die Kontaktschicht abgegeben werden, ohne die Kontaktschicht und
den Gleichgewichtszustand des Kontaktkolonneninneren als
Ganzes zu stören. Das Verhindern einer .möglichen Störung
des Gleichgewichtszustandes wird dadurch besonders wirksam erreicht, daß die an dem vorderen Ende des Transportrohres angeordnete Düse bzw. der dort angeordnete Rohrstutzen einen besonders großen Querschnitt erhält, um so die lineare Geschwindigkeit ausreichend zu verringern, mit welcher die
die Feststoffteilchen enthaltende Aufschlämmung aus der Düse bzw. dem Rohrstutzen in Horizontalrichtung ausströmt. In
der Praxis ist der Rohrstutzen bzw. die Düse nicht auf die gezeigte Form begrenzt. Zur Vergleichmäßigung der Strömung kann je nach Fall auch als Rohrstutzen bzw. Düse eine Segmentleitung bzw. ein mit Löchern versehenes Endrohr benutzt werden.

509849/0805

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Mehrstufige Feststoff-Flüssigkeits-Kontaktvorrichtung der Flüssigkeitsbettbauweise mit einer aus einer vertikalen Kolonne bestehenden Kontaktkolonne, mit Tragplatten, die horizontal in einer Vielzahl von Stufen in der Kolonne angeordnet sind, welche eine Vielzahl von Durchbrechungen aufweisen und von denen ^jede mit Ausnahme der speziellen Tragplatte in der untersten Stufe ein Fallrohr für eine Verbindung zwischen der Oberseite und der Unterseite einer jeden Tragplatte hat, wobei auf jeder der Tragplatten ein Flüssigkeitsbett der Feststoffteilchen vorgesehen ist, mit einem Rohrflüssigkeitsspeichertank für die Aufnahme einer der Kontaktkolonne zuzuführenden Rohflüssigkeit, mit einer Einrichtung zum Zuführen der Rohflüssigkeit von dem Rohflüssigkeitsspeichertank zu dem Raum unter der untersten Tragplatte in der Kontaktkolonne, mit einem Tank für die behandelte Flüssigkeit für die Aufnahme der aus der Kontaktkolonne abzuführenden Flüssigkeit, mit einer Einrichtung zum Transportieren der behandelten Flüssigkeit von dem Raum über der obersten Tragplatte in der Kontaktkolonne zu dem Tank für die behandelte Flüssigkeit und mit einer Einrichtung zum Zuführen von Feststoffteilchen auf den oberen Abschnitt der Kontaktkolonne und mit einer Einrichtung zum Abführen von Feststoffteilchen aus dem unteren Abschnitt der Kontaktkolonne, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zuführung der Feststoffteilchen mit einem Dosiertank (7, 12, 17, 21) zum Dosieren der Feststoffteilchen für die Zuführung zur Kontaktkolonne (1) versehen ist.

509849/0805

. - 28 -
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der innerhalb der Kontaktkolonne (1) angeordneten Tragplatten (2) aus einer Vielzahl von Einzelplatten {23, 24) besteht, die in einem festgelegten Abstand angeordnet sind, wobei die Einzelplattendurchbrechungen (23·, 24') einen Durchmesner aufweisen, der größer ist als der der Feststoffteilchen, und die Durchbrechungen (23') in der oberen Einzelplatte (23) und die Durchbrechungen (24') in der unteren Einzolplatte (24) versetzt zueinander sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchbrechungsverhältnis in der unteren Einzelplatte (24) größer ist als in der oberen Einzelplatte (23) .
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser einer jeden Durchbrechung nicht mehr als 2o % des Innendurchmessers der Kontaktkolonne

(1) ausmacht und in einen Bereich von 1o bis 15o mm fällt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fallrohre (3) vollständig durch die entsprechenden Tragplatten (2) gehend angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fallrohre (3) schräg bezüglich der Tragplatten

(2) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fallrohre (3) auf der Außenseite der entsprechenden Tragplatten (2) angeordnet sind.

509849/0805
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ^führungseinrichtung

(31) für die Feststoffteilchen in Horizontcilrichtung auf der obersten Tragplatte in der Kontaktkolonne (1) mündet.
9. Mehrstufige Feststoff-Flüssigkeits-Kontaktvorrichtung der Flüssigkeitsbettbauweise mit einer aus einer vertikalen Säule bestehenden Kontaktkolonne, mit horizontal in einer Vielzahl von Stufen in der Kolonne angeordneten Tragplatten, die eine Vielzahl von Durchbrechungen aufweisen und mit Ausnahme der speziellen Tragplatte in der untersten Stufe jeweils von einem Fallrohr durchbrochen sind, wobei auf jeder der Tragplatten ein Flüssigkeitsbett aus Feststoffteilchen vorgesehen ist, mit einem Rohflüssigkeitsspeichertank für die Aufnahme einer der Kontaktkolonne zuzuführenden Rohflüssigkeit, mit einer Einrichtung zum Zuführen der Rohflüssigkeit von dem Rohflüssigkeitspeichertank zu dem Raum unter der untersten Tragplatte in der Kontaktkolonne, mit einem Tank für die behandelte Flüssigkeit für die Aufnahme der von der Kontaktkolonne abzuführenden Flüssigkeit, mit einer Einrichtung zum Transportieren der behandelten Flüssigkeit von dem Raum über der obersten Tragplatte in der Kontaktkolonne zu dem Tank für die behandelte Flüssigkeit und mit Einrichtungen zum Zuführen von Feststoffteilchen auf den oberen Abschnitt der Kontaktkolonne und mit einer Einrichtung zum Abziehen von Feststoffteilchen von dem unteren Abschnitt der Kontaktfolonne, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen von Feststoffteilchen mit einem Dosiertank (7, 12, 17, 21) für das Dosieren der Feststoffteilchen für die Abgabe an die Kontaktkolonne versehen ist und daß die Fallrohre (3) jeweils einen oberen Abschnitt mit einer Öffnung haben, deren Fläche größer ist als die Querschnittsfläche des Innenraums des unteren Abschnitts.

509849/0805

252A603

-So
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Halbabschnitt eines jeden Fallrohres (3) die Form eines Trichters hat.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des oberen Halbabschnittes des Fallrohres (3) um das Zwei- bis Dreißigfache so groß ist wie die Querschnittsfläche des unteren Halbabschnittes.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Querschnittsfläche des oberen Halbabschnittes um das 5- bis 15-fache so groß ist wie die Querschnittsfläche des unteren Halbabschnittes.
13* Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fallrohre (3) schräg bezüglich der Tragplatten (2) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der innerhalb der Kontaktkolonne (1) angeordneten Tragplatten (2) aus einer Vielzahl von Einzelplatten (23, 24) besteht, die in einem festen Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Einzelplatten (23, 24) Durchbrechungen (23', 24') mit einem Durchmesser aufweisen, der größer ist als der der Feststoffteilchen, und die Durchbrechungen in der oberen Einzelplatte (23) und die in der unteren Einzelplatte (24) zueinander versetzt sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen von Feststoffteilchen (31) in Horizontalrichtung auf der obersten Tragplatte (2) in der Kontaktkolonne (1) mündet.

509849/0805

·3ι.

Leerseite