DE2550145A1

DE2550145A1 - Vorrichtung zur trennung durch dekantation

Info

Publication number: DE2550145A1
Application number: DE19752550145
Authority: DE
Inventors: Paul Maisonneuve; Paul Rouyer
Original assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Current assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Priority date: 1974-11-08
Filing date: 1975-11-07
Publication date: 1976-08-05
Also published as: CS194729B2; BR7507249A; JPS5537291B2; DD121877A5; ES442443A1; US4039458A; FR2290234B1; JPS5170568A; CA1054071A; SU727113A3; FR2290234A1; NL7512807A; GB1502504A; CH595126A5; IT1048635B

Description

RH0NE-P0ULE1TC TJiDUSTRIES, Paris / Frankreich

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung von heterogenen Gemischen durch Dekantation, deren kontinuierliche Phase flüssig und von höherer . Dichte ist. Die erfindungsgemäße verbesserte Vorrichtung kann insbesondere bei Dekantationstrennvorrichtungen für gasförmige und flüssige Gemische mit kontinuierlicher flüssiger Phase angewendet werden.

Häufig hat man eine gasförmige Phase in einer flüssigen zu dispergieren, entweder um eine chemische Reaktion zwischen der dispergierten Phase und der kontinuierlichen Phase herbeizuführen, oder um einen physikalischen Austausch zwischen den beiden Phasen sicherzustellen. Dafür verwendet man häufig Blasenkolonnen , in welchen die Flüssigkeit kontinuierlich vertikal von unten nach oben strömt , wobei die gasförmige Phase in der flüssigen Phase durch Hindurchströmen durch kleine, am Boden der Kolonne befindliche Öffnungen dispergiert wird. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, am Oberteil der Kolonne eine möglichst weitgehende Trennung der zwei, die Dispersion bildenden Phasen anzustreben oder es wird eine Trennung von Gas und Flüssigkeit um einen vorher bestimmten Grad bewirkt.

Die im allgemeinen am häufigsten verwendete Vorrichtung zur Trennung durch Dekantation besteht aus einem vertikalen Zylinder, der im folgenden als Gehäuse bezeichnet wird, dessen Durch-

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messer größer ist als der Durchmesser des Kopfes der Kolonne und der axial in der Kolonne derart angeordnet ist, daß sich, deren Oberteil zum Inneren der Trennvorrichtung hin verlängert. Im folgenden wird der Teil der Säule, welcher sich im Inneren der Trennvorrichtung befindet, als Überlauf bezeichnet.

Am unteren Teil der Trennvorrichtung läuft dann die flüssige Phase durch einen oder mehrere Kanäle ab, beispielsweise zu einer anderen Torrichtung, während die Gasphase durch einen oder mehrere Kanäle, welche im Oberteil der Trennvorrichtung gelegen sind, abgezogen wird.

Bei einer derartigen Vorrichtung ist es vorteilhaft, das Niveau der Dispersion etwas oberhalb des obersten Teils des Überlaufs zu regeln, um günstige Bedingungen für die Trennung von Gas und Flüssigkeit zu erhalten. Ein zu hoch gelegenes Niveau begünstigt nämlich das Mitreißen der flüssigen Phase durch die gasförmige Phase; ein zu niedriges Niveau am Oberteil des Überlaufs bewirkt Wirbelbildung und begünstigt das Mitreißen von Gasblasen durch die flüssige Phase.

Bei einer derartigen Dekantationstrennvorrichtung steigt die Dispersion kontinuierlich senkrecht von unten nach oben in den Überlauf · und erfährt an dessen Ausgang eine Richtungsänderung von 180°. Obzwar der Oberteil des Überlaufs eingetaucht ist, bezeichnet man das "Ablaufen" der Dispersion Gas/Flüssigkeit aus dem Überlauf in die Dekantationszone, d.h. in den ringförmigen Raum zwischen der Wand des Überlaufs und dem Gehäuse der Vorrichtung als "Abfluß" oder "Umlenken". Währ end der Richtungsänderung der Dispersion um 180° entweicht nur ein Teil der gasförmigen Phase an der freien Oberfläche der Dispersion, weshalb die Trennung von Gas und Flüssigkeit daher noch in der Dekantationsζ one erfolgen muß.

Die flüssige Phase reißt beim Abwärtsströmen durch die Ausströmkanäle Gasblasen mit, die nur entweichen können, wenn ihre Aufsteigegeschwindigkeit größer ist als die vertikale Komponente

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der örtlichen Geschwindigkeit der "Umlenk"-Strömung der Dispersion. Darübe'rhinaus ist es sehr schwierig, die örtliche "Abfluß"-Geschwindigkeit über den gesamten Umfang des Überlaufs in der Weise zu regulieren, daß ihre vertikale Komponente stets unter der Aufsteiggeschwindigkeit der Gasblasen gehalten wird und so das Mitreißen der gasförmigen Phase in die Ausströmkanäle der flüssigen Phase vermieden wird.

Um dieses Mitreißen der Gasblasen zu vermeiden, hat man "bereits vorgeschlagen, die Dekantationszone bezüglich des Überlaufs exzentrisch anzuordnen; eine Lageveränderung des Überlaufs in Richtung der Ausströmkanäle der flüssigen Phase oder eine Lageveränderung in die entgegengesetzte Richtung verbessern die Trennung von Gas und Flüssigkeit nicht und führen sogar zu einem verstärkten Mitreißen der Gasblasen durch die flüssige Phase in die Ausströmkanäle.

Man kann den Wirkungsgrad der Trennung von Gas und Flüssigkeit gegebenenfalls verbessern durch Anwendung einer Dekantationszone, die in einem Gehäuse von wesentlich größerem Durchmesser angeordnet ist, jedoch ergibt sich hierbei der Nachteil, daß eine wesentlich mehr Raum beanspruchende Trennvorrichtung erforderlich wäre'.

Durch die Erfindung werden die bisher vorhandenen Nachteile vermieden.

Erfindungsgemäß wird eine Torrichtung zur kontinuierlichen Trennung durch Dekantation eines heterogenen Gemisches, dessen kontinuierliche Phase flüssig und von sehr hoher Dichte ist, geschaffen, wobei die Vorrichtung einen Überlauf zur Einleitung des Gemisches, eine Dekantationszone, die durch den ringförmigen Raum zwischen dem Überlauf und dem Gehäuse der Vorrichtung in koaxialer Anordnung zum Überlauf gebildet wird und ferner Einrichtungen zum Entnehmen der verschiedenen Phasen nach ihrer Trennung aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie außerdem wenigstens ein Hindernis in der Dekantationsζone

enthält.

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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die folgenden Figuren Bezug genommen, welche "beispielhaft und schematisch verschiedene Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Torrichtung zur Trennung durch Dekantation erläutern.

Figur 1 zeigt in einer Gesamtansicht einen Schnitt durch die Symmetrieachse des Kopfes einer Blasenkolonne, die für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist.

Figur 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Figur 1.

Figur J zeigt in einer Gesamtansicht einen Schnitt durch die Symmetrieachse des Kopfes einer Blasenkolonne, die für eine Vorrichtung g^aäß der Erfindung vorgesehen ist.

Figur 4 zeigt verschiedene Ausführungsformen der Trennvorrichtung zwischen Gas und Flüssigkeit, und den Geschwindigkeitsverlauf der Flüssigkeit an verschiedenen Punkten der Dekantationsζone.

Figur 5 zeigt den Verlauf der Durchflußmenge an mitgerissenem Gas in der Dekantationszone für verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung zur Trennung von Gas und Flüssigkeit.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, die im Schnitt in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, besteht aus einem zylindrischen vertikalen Gehäuse (1), dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Kopfes der Blasenkolonne (2), über welcher die Vorrichtung gelegen ist. Dieses Gehäuse (1) ist in der Achse der Kolonne (2) derart angeordnet, daß sich deren Oberteil in das Innere der Trennvorrichtung hinein verlängert und den Überlauf (3) bildet. Am Boden der Trennvorrichtung fließt die flüssige Phase durch einen Kanal (4) ab, z.B. zu einer anderen Vorrichtung, während die gasförmige Phase durch eine Leitung (5) abgesaugt wird, welche im Oberteil der Trennvorrichtung gelegen ist. Ein dünnes Hindernis (6) von konstanter Dicke und variablem Profil, d.h. dessen horizontale Ausdehenung sich von einem

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Ende zum anderen Mn kontinuierlich verändert, ist in der Dekantationszone (7) über der Wand des Überlaufs senkrecht zur Achse der Vorrichtung angebracht. Das dünne Hindernis (6) ist in der Weise angeordnet, daß der Abstand zwischen diesem und dem Gehäuse der Vorrichtung am kleinsten über dem Ausströmkanal (4) für die flüssige Phase ist, während dieser Abstand an einem -diametral gegenüber gelegenen Punkt am größten ist. Die horizontale Ausdehnung des dünnen Hindernisses ist dann in der Umgebung dieses diametralen Punktes vorzugsweise gleich Null. Das dünne Hindernis mit variablem Profil ist vorteilhafterweise symmetrisch in Bezug auf einen axialen Schnitt, der durch den Kanal (4) gelegt ist. Das dünne Hindernis mit variablem Profil kann aus einem sichelförmigen Blech bestehen, das z.B. an die Wand des Überlaufs angeschweißt ist.

Das Gehäuse der Trennvorrichtung kann gegebenenfalls denselben Durchmesser wie der Kopf der Kolonne (2) haben. Der Kopf der Kolonne verjüngt sich dann in der Trennvorrichtung, sodaß der Überlauf einen kleineren Durchmesser als die Kolonne selbst hat.

Die Dispersion Gas/Flüssigkeit strömt kontinuierlich vertikal von unten nach oben durch die Kolonne (2) und verläßt diese durch den Überlauf (3). Die Dispersion erfährt am Ausgang des Überlaufs durch "Abfluß" bzw."Umlenkung" eine Richtungsänderung um 180° in deren Verlauf ein Teil der gasförmigen Phase zur freien Oberfläche (8) der Dispersion entweicht; die Trennung von Gas und Flüssigkeit findet nun in der Dekantationszone (7) statt. Das dünne Hindernis (6) mit variablem Profil bewirkt nun in der Dekantationszone (7) im Randbereich des Überlaufs einen einmaligen Druckabfall, der variabel ist und eine Funktion des Abstands zwischen dem Hindernis und dem Gehäuse der Vorrichtung und infolgedessen eine Funktion der Lage dieses Punktes am Umfang des Überlaufs (3) ist. Diese Druckabfälle sind über

dem Kanal (4) stärker als in einem Punkt diametral gegenüber und hängen von dem variablen Profil und von der Lage des dünnen Hindernisses ab. Man stellt fest, daß das dünne Hindernis (6) es erlaubt, die vertikale Komponente der örtlichen

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Anlaufgeschwindigkeit geringer als die Aufstiegsgeschwindigkeit der Gasblasen zu halten, die so ihre Tertikaie Bewegung von unten nach oben durch die Dekantationszone (7) zur freien Oberfläche (8) der Dispersion ausführen, während die flüssige Phase fortlaufend durch den Kanal (4) zu einer anderen Torrichtung gelangt.

Vorteilhafterweise ist das dünne Hindernis mit variablem Profil zwischen 0,5/10 und 9,5/10 und vorzugsweise zwischen 2/10 und 8/10 der Höhe der Dekantationsζone angeordnet. Tatsächlich hemmt ein zu nahe an der oberen Kante des Überlaufs angebrachtes dünnes Hindernis das Aufsteigen der Gasblasen, und gestattet es nicht, die erwünschte Leistung zu erreichen.

Alle Ausführung s variant en, die im Bereich des Fachwissens liegen, werden von der Erfindung umfaßt. Die im folgenden beschriebenen Varianten sind nur beispielsweise angeführt und stellen keine Beschränkung der Erfindung dar.

Figur 3 zeigt eine Dekantationstrennvorrichtung Gas/Flüssigkeit, die im Kopf einer Blasenkolonne mit innerer Rückführung ausgestattet ist und kontinuierlich arbeitet. In einer derartigen Kolonne wird die gasförmige Phase beispielsweise in einen ringförmigen Raum fortlaufend verteilt, der zwischen der Wand (9) der Kolonne und einem zentralen Schacht (10) zur Rückführung angeordnet ist. Der obere Teil der Kolonne endet in einem koaxialen Zylinder (3), der den Überlauf bildet. An dessen Wand ist das dünne Hindernis (6) mit variablem Profil in der Dekantationszone (7) angebracht, die durch den ringförmigen Raum zwischen der Wand des Überlaufs und dem Gehäuse (11) der Vorrichtung gebildet wird.

Das Gemisch aus Gas und Flüssigkeit strömt fortlaufend von · unten nach oben in den ringförmigen Raum (12), der zwischen dem überlauf (3) und dem zentralen Schacht (10) gelegen ist. Ein Teil der Dispersion erfährt bei der Richtungsänderung um 180° in Höhe der oberen Kante des zentralen Schachtes eine Entgasung

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und "bildet eine gasärmere Dispersion, die wieder durch den zentralen Schacht (10) zum Fuß der Säule zurückfließt. Der andere Teil der Dispersion wird durch Umlenkung nach oben zum Überlauf (3) in die Dekantationszone (7) geleitet. Die !Trennung zwischen Gas und Flüssigkeit der Dispersion vollzieht sich wie vorher während der Richtungsänderung am Ausgang des Überlaufs in der Dekantationszone (7). In dieser Dekantationsζone regelt das dünne Hindernis (6) mit variablem Profil am Umfang des Überlaufs die vertikale Komponente der örtlichen Strömungsgeschwindigkeit, damit diese geringer gehalten wird als die Aufstiegsgeschwindigkeit der Gasblasen durch Regelung der Durchflußmenge am Fuß der Säule. Die flüssige entgaste Phase wird nun fortlaufend durch den Kanal (4) abgeleitet.

Man kann gegebenenfalls zusätzlich zu dem dünnen Hindernis mit variablem Profil einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (13) vorsehen. Wenn der kegelstumpfförmige Abschnitt nicht vorhanden ist, bilden sich Wirbel in der Dekantationszone in unmittelbarer,.

("effektiven L Nähe der vertikalen Wand des Überlaufs, wobei diese Wirbel den\— ^f freien Raum für den Durchflußquerschnitt für die Flüssigkeit verringern und auf diese Weise am Ausgang des Überlaufs in der Dekantati ons zone ein Ansteigen der örtlichen Strömungsgeschwindigkeit hervorrufen. Der kegelstumpfförmige Abschnitt dient dazu, die Wirbelbildung an der Außenfläche der Wand örtlich zu begrenzen. Wenn die Wirbel oberhalb der vertikalen Wand des Überlaufs nicht vorhanden sind, wird eine Verengung des Durchflußquerschnitts in der Dekantationsζone vermieden, was die örtliche Strömungsgeschwindigkeit in der Flüssigkeit vermindert. Der kegelstumpfförmige Abschnitt (13) kann auch ersetzt werden durch einen ' Kugelabschnitt oder den Teil eines Paraboloids oder Ellipsoids oder gegebenenfalls durch eine andere gekrümmte Oberfläche. Diese Oberfläche ist je nach ihrer Krümmung nach außen oder nach innen zum Überlauf hin gewölbt und je nach ihrer Projektion auf einen Achsenschnitt der Vorrichtung gänzlich in der Oberfläche enthalten, die von der Projektion der Überlaufwand im Schnittbild begrenzt wird.

Es liegt im Bereich der Erfindung, wenn das dünne Hindernis mit variablem Profil an der Gehäusewand der Vorrichtung in der

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Dekantations25one angebracht wird. Das dünne Hindernis ist auch in der Weise angeordnet, daß der Abstand zwischen diesem und der Überlaufwand zu der Vertikalen des Abflußkanals (4) der flüssigen Phase minimal und zu einem diametral gegenüber gelegenen Punkt maximal wird.

Man kann auch gegebenenfalls ein oder mehrere dünne Hindernisse mit variablem Profil an der Überlaufwand und eines oder mehrere dünne Hindernisse mit variablem Profil an der Gehäusewand der Vorrichtung" befestigen. Die dünnen Hindernisse können eben sein und geneigt gegenüber der Achse der Vorrichtung oder senkrecht zu dieser Achse stehen. Das dünne Hindernis mit variablem Profil kann gegebenenfalls einstellbar sein.

Das dünne Hindernis mit variablem Profil kann auch durch einen !Teil der konusförmigen Wand gebildet werden, wobei der Scheitel de.s Konus. in Richtung des oberen Teils der Dekantationszone oder in Richtung des unteren Teils weist.

Das dünne Hindernis kann gegebenenfalls auch eine schräge oder krumme Fläche aufweisen. Diese zwei Arten von dünnen Hindernissen, die beispielsweise an der Wand des Überlaufs angebracht sind, sind in der Weise angeordnet, daß der freie Raum zwischen dem Hindernis und dem Gehäuse dieser Vorrichtung minimal zur Vertikalen des Abflußkanals der flüssigen Phase und maximal zu einem diametral gegenüber gelegenen Punkt wird. Diese dünnen Hindernisse werden an dem Gehäuse in analoger V/eise angeordnet.

Man kann gegebenenfalls dünne Hindernisse mit variablem Profil ersetzen durch eine Krone bzw. Ring, die beispielsweise senkrecht zur Achse der Vorrichtung angeordnet und gleichzeitig an der Wand des Überlaufs und am Gehäuse der Vorrichtung befestigt ist, wobei diese Krone mit Öffnungen versehen ist, die eine Zirkulation der flüssigen Phase gestatten und in der Weise verteilt sind, daß das Verhältnis der Oberfläche der Öffnungen je Einheit der Kronenoberfläche variabel ist, sodaß sie senkrecht über dem Ausströmkanal für die flüssige Phase in der geringsten Anzahl vorliegen und gleichmäßig zunehmen, bis sie an einem dia-

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metral gegenüber gelegene η Punkt die größte Anzahl erreichen. Die Öffnungen können verschiedene Oberflächen oder alle die gleiche Oberfläche aufweisen, wobei sie mehr oder weniger dicht verteilt sind.

Man kann das dünne Hindernis mit variablem Profil auch durch einen ein Yolumen einnehmenden Körper ersetzen, der in der Dekantationszone angeordnet ist. Dieser Körper ist vorzugsweise so, daß seine verschiedenen Querschnitte in einem die Achse enthaltenden Yertikalschnitt ähnlich sind und verschieden je nach der lage des Schnittes, wobei der Querschnitt senkrecht über dem Austrittskanal für die Flüssigkeit maximal ist.

Der Körper mit veränderlichem Querschnitt kann entweder mit der Wand des Überlaufs oder mit dem Gehäuse der Torrichtung verbunden sein. Der Körper mit veränderlichem Querschnitt kann konstante radiale Abmessungen haben und von variabler Höhe sein, er kann gegebenenfalls bezüglich einer Horizontalebene symmetrisch sein.

Der Körper mit veränderlichem Querschnitt kann auch in der Dekantationsζone angeordnet sein und wird dann als "toter Körper" bezeichnet, er wird an der Vorrichtung durch bekannte Mittel befestigt, wie z.B. mit Hilfe von Haltelaschen.

Der "tote Körper" kann gegebenenfalls so gestaltet sein, daß es möglich ist, seinen Querschnitt zu verändern, insbesondere durch Aufblasen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann gegebenenfalls mit mehreren Ausströmkanälen für die flüssige Phase ausgestattet sein. In diesem Pail verwendet man ein Hindernis mit variablem Querschnitt, wobei der Querschnitt derart variabel ist, daß die Maxima bei den Ausströmkanälen für die flüssige Phase liegen und die Minima von je zwei benachbarten Ausströmkanälen den gleichen Abstand haben.

Man kann zu jeder der genannten Ausführungsvarianten einen kegelstumpfförmigen Abschnitt anfügen, wie er in Figur 3 dargestellt ist. Ebenso kann man eine oder mehrere dieser Varianten unter-

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einander kombinieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung "bietet den Vorteil, die kontinuierliche Trennung von Gas/Flüssigkeit von heterogenen Gemischen durch Dekantation zu verbessern, sie gestattet es, eine bestmöglich entgaste flüssige Phase, die sogar auch ohne jede Gas-Blasen sein kann, zu gewinnen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß es möglich ist, große Ausstoßmengen zu erzielen, ohne daß Gasblasen in der flüssigen Phase mitgerissen werden, wie dies bei den bisherigen Vorrichtungen der Fall ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet es darüberhinaus, aufgrund der Regulierung der Geschwindigkeiten in der Dekantationszone, das Leistungsvermögen der Vorrichtung zu steigern. Tatsächlich ist die mittlere Geschwindigkeit in der Dekantationsζone ziemlich gleich mit der örtlichen "Ablauf-Geschwindigkeit, sodaß die ringförmige Oberfläche der Dekantationsζone auf diese Weise bestmöglich genützt wird.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß eine Trennung von Gas und Flüssigkeit zu einem vorher bestimmten Grad möglich ist. Tatsächlich gestattet die Anwendung eines verstellbaren Hindernisses oder eines Hindernisses, dessen Querschnitt nach Belieben veränderlich ist, die Menge der von der flüssigen Phase mitgerissenen Gasphase zu steuern.

Außerdem ist die erfindungsgemäße Trennvorrichtung von einfachem Aufbau und leicht bedienbar.

Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung wird vorteilhaft angewendet, um heterogene Gemische aus Gasen und Flüssigkeiten mit kontinuierlicher flüssiger Phase durch Dekantation zu trennen, wobei diese Gemische bei chemischen Prozessen sehr häufig anfallen.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Trennung von heterogenen Gemischen aus Gasen und.Flüssigkeiten. Man kann eine derartige

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Vorrichtung auch zur Trennung von heterogenen Gemischen Flüssigkeit/Flüssigkeit anwenden, wobei die kontinuierliche Phase aus der flüssigen Phase mit der höheren Dichte gebildet wird. Die Funktion der Vorrichtung und ihr Aufbau sind analog jenen, wie sie zur Trennung von heterogenen Gemischen aus Gasen und Flüssigkeiten beschrieben werden.

Beispiel

Das Experiment mit einer Trennvorrichtung gemäß der Erfindung für Gase und Flüssigkeiten wird mit Hilfe des binären Gemisches luft/Wasser durchgeführt. Dafür wird ein Modell aus Polyvinylchlorid gebaut, das einen Oxydationsreaktor für Gas/Flüssigkeit darstellt und auf dessen Oberteil eine Trennvorrichtung für Gas und Flüssigkeit, wie in Figur 3 dargestellt,"angeordnet ist.~~' Das Modell hat die folgenden Abmessungen: Durchmesser des Gehäuses (11): 800 mm, Durchmesser des Überlaufs (3): 715 mm, Höhe des Überlaufs: 600 mm,
lage des Ausströmkanals (4) für die flüssige Phase: 450 mm

unterhalb der Oberkante des Überlaufs, Durchmesser des zentralen Schachtes (10): 230 mm, Durchmesser des oberen Teils des zentralen Schachtes: 570 mm, Abstand zwischen der oberen Kante des Überlaufs und der Einblasvorrichtung für die luft in den Reaktor: 3400 mm.

Man leitet am Boden des Reaktors das Wasser, das diesen durch den Kanal (4) verläßt, wieder ein, nachdem es durch eine ergänzende Entgasungsvorrichtung geleitet wurde, die es gestattet, die Menge der mitgerissenen luft zu messen. Man ändert den Wasserdurchsatz mit Hilfe einer Kreiselpumpe, die in dem äußeren Kreislauf gelegen ist.

Während der Durchführung des Experiments hält man den luftdurchsatz konstant auf 53 nr pro Stunde, gemessen bei Normaltemperatur und Normaldruck, und das Niveau der Dispersion bei 250 mm oberhalb der oberen Kante des Überlaufs.

Die in den Kanal (4) mitgerissene luft trennt sich von dem

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Wasser in der Entgasungsvorrichtung und ein Volumenmesser gestattet es, die Menge der mitgerissenen Luft zu messen.

Mit einer Pitot-Sonde werden die Geschwindigkeiten des Wassers in der Dekantationszone gemessen, der Ort der Messungen liegt in einer horizontalen Ebene unterhalb der oberen Kante des Überlaufs .

Die Figuren 4A, 4B, 4C und 4D zeigen die Veränderungen der Geschwindigkeit· der Flüssigkeit in einem Punkt der Dekantationszone als Funktion der lage dieses Punktes am Umfang des Überlaufs (0 entspricht der Stelle vertikal über dem Ablauf und JTr der diametral gegenüber gelegenen Position). Die Messungen werden bei 1, 2 und 3 durchgeführt, d.h. an der Wand des Gehäuses der Vorrichtung (1), an der Wand des Überlaufs (3) und in der Mitte zwischen dem Gehäuse und der Wand (2).

Figur 4A zeigt die Änderung der Geschwindigkeiten in der Dekantationszone in einer bekannten Vorrichtung. Man stellt fest, daß die Änderung der Geschwindigkeiten ungefähr linear ist. Die Geraden zeigen diese Veränderung in den Punkten 1,2 und 3, als Funktion der Lage am Umfang des Überlaufs, sie sind sehr unterschiedlich und weisen eine· große Neigung auf.

Figur 4B zeigt, wie bei Anwendung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, d.h. wenn ein dünnes Hindernis mit variablem Profil an der Überlaufwand vorgesehen ist, die örtlichen "Ablauf-Geschwindigkeiten über den Umfang des Überlaufs reguliert werden. Man stellt fest, daß· die Geraden, welche die Geschwindigkeiten in den Punkten 1, 2 und 3 als Funktion der Lage am Umfang des Überlaufs darstellen, immer noch unterschiedlich sind, aber eine geringe Neigung aufweisen.

Figur 4C zeigt die Änderung der Geschwindigkeiten in der Dekantationszone bei einer bekannten Vorrichtung, an welcher ein kegelstumpfförmiger Abschnitt mit einem Scheitelwinkel- von 90° und einer Höhe von 100 mm angebracht wurde, der auf dem oberen Teil des Überlaufs sitzt. Man stellt fest, daß die Geraden, welche die Änderung der Geschwindigkeit^ in^ den Punkten 1,2 und 3 als

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!funktion der Lage am Überlauf darstellen, zusammenfallen und daß die Heigung der entsprechenden Geraden groß bleibt.

Figur 4-D zeigt die Änderung der Geschwindigkeiten in der Dekantationszone bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, d.h., bei welcher in der Dekantationsζone ein dünnes Hindernis mit variablem Profil vorgesehen ist, welches an der Wand des Überlaufs befestigt ist, zu welchem noch ein kegelstumpfförmiger Abschnitt hinzugefügt wurde. Man stellt fest, daß die Geraden, welche die Änderung der Geschwindigkeiten in den Punkten 1, 2 und 3 als Punktion der Lage am Überlauf darstellen, zusammenfallen und eine schwache Neigung aufweisen. Das entspricht Strömungsgeschwindigkeiten des Wassers, die in der Dekantationsζone gleich und ungefähr konstant über dem Umfang des Überlaufs sind.

ffigur 5 zeigt die Menge der in der Dekantationszone mitgerissenen Luft vor (Kurve A) und nach (Kurve B) dem Einsetzen eines Hindernisses mit variablem Profil und dem Anbringen eines kegelstumpf förmigen Abschnitts als !Funktion der mittleren Mitreißgeschwindigkeit in der Dekantationsζone.

Man sieht, daß die Anwendung des Hindernisses und des kegelstumpfförmigen Abschnittes die Schwelle, ab der die Luft mitgerissen wird, um 50$ erhöht.

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Claims

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Vorrichtung zur Trennung durch Dekantation von heterogenen Gemischen, deren kontinuierliche Phase flüssig und von höherer

Dichte ist, mit einem Überlauf zum Einleiten des Gemisches, einer Dekantat ions ζ one, die aus einem ringförmigen Raum zwischen dem Überlauf und dem Gehäuse der Torrichtung gebildet wird und koaxial zum Überlauf liegt und Einrichtungen zum Absaugen der verschiedenen Phasen nach deren Trennung, dadurch gekennzeichnet, daß die Torrichtung außerdem wenigstens ein Hindernis in der Dekantationszone enthält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Einrichtungen zum Abziehen der flüssigen kontinuierlichen Phase aufweist und daß die Querschnittsfläche des Hindernisses in einem die Achse der Vorrichtung enthaltenden Schnitt sich allmählich ändert, wenn sich die Schnittebene um die Achse dreht, wobei diese Querschnitt sflache ein Maximum aufweist in jener Ebene, wo eine Absaugvorrichtung für die kontinuierliche flüssige Phase enthalten ist und die Querschnittsflache ein Minimum aufweist, wenn die Schnittebene die Winkelhalbierende desjenigen Winkels enthält, der durch die Ebenen gebildet wird, die die Achse und jeweils eine der beiden Absaugvorrichtungen für die flüssige Phase enthalten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Hindernis mit variablem Profil an der Überlaufwand angebracht ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Hindernis mit variablem Profil an dem Gehäuse der Dekantationsζone angebracht ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens ein Hindernis enthält, das an der Wand des Überlaufs angebracht ist und wenigstens ein Hindernis, das an dem Gehäuse angebracht ist, das die Dekantationsζone enthält.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hindernis mit variablem Profil aus einer dünnen Platte besteht.
7. Torrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hindernis mit variablem Profil in einer Höhe zwischen 0,5/10 und 9,5/10 der Höhe der Dekantationsζone angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hindernis aus einem toten Körper besteht.
9. Torrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Hindernis eine Terlängerung der oberen Kante des Überlaufs, die einem Teil einer gekrümmten Fläche entspricht und gänzlich in der virtuellen Verlängerung des Überlaufs gelegen ist, vorgesehen ist.
10. Torrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Oberfläche kegelstumpfförmig ist.

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