DE2851805A1

DE2851805A1 - Contact appts. for immiscible liquids - comprises container with internal rotating discs and foraminous ring for temporarily storing liq.

Info

Publication number: DE2851805A1
Application number: DE19782851805
Authority: DE
Inventors: Theodor Josef Maria Hohlbaum
Original assignee: RTL Contactor Holding SA
Current assignee: RTL Contactor Holding SA
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1980-06-12

Abstract

Contact appts. for immiscible or partly miscible liqs. comprises a container into which the liqs. can be supplied and from which they can be withdrawn as separate phases. Discs. divide the container internally into a series of connected compartments and are mounted for rotation with, or within, the container. In some of the compartments a ring of foraminous material between the discs receives and temporarily stores liq. so that as the discs rotate liq. is carried from one phase and is shed in the other phase. The ring may be made of expanded metals or plastics, metal or plastics filaments or brushes with wire or plastic bristles. Used in extraction processes for extracting a material contained in one liq. and transferring it as completely as possible to the other liq.

Description

B e schreibung Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontaktbehandlung nicht mischbarer oder teilweise mischbarer Flüssigkeiten, um z.B. ein in einer der Flüssigkeiten enthaltenes Material zu extrahieren und dieses Material möglichst vollständig auf die andere Flüssigkeit zu übertragen.The invention does not relate to a device for contact treatment miscible or partially miscible liquids, for example one in one of the liquids to extract the material contained and this material as completely as possible to transfer the other liquid.

Eine derartige Vorrichtung ist aus den UK-PS 972 035 und 1 037 573 sowie der gleichzeitig anhängigen Anmeldung UK 23633/78 bekannt. Die Vorrichtung gemäß der UK-PS 972 053 besteht aus einem Behälter, durch den die Flüssigkeiten gegensinnig in einer im wesentlichen horizontalen Richtung strömen können, in dem Behälter ist ein Rotor angeordnet, der eine Vielzahl von Rotorscheiben besitzt, die axial voneinander beabstandet sind, wobei zwischen der Kante jeder Scheibe und der Innenfläche des Behälters ein Spalt vorhanden ist, um eine Reihe verbundener Kammern zu schaffen, zwischen den Scheiben sind ferner Gefäße für die Flüssigkeiten angeordnet. Wenn sich der Rotor dreht, übertragen die Gefäße oder Eimer Flüssigkeit der einen Phase und geben diese Flüssigkeit in die andere Phase ab, durch die die abgegebene Flüssigkeit zu der ersten Phase zurückkehrt.Such a device is from UK-PS 972 035 and 1 037 573 and the co-pending application UK 23633/78. The device according to UK-PS 972 053 consists of a container through which the liquids can flow in opposite directions in a substantially horizontal direction in which A rotor is arranged in the container, which has a plurality of rotor disks, axially spaced from each other with between the edge of each disc and the inner surface of the container is a gap to connect a number of To create chambers, between the panes are also vessels for the liquids arranged. As the rotor turns, the vessels or buckets transfer liquid one phase and give this liquid to the other phase through which the dispensed liquid returns to the first phase.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Kontaktbehandlung nicht mischbarer oder teilweise mischbarer Flüssigkeiten dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter vorgesehen ist, in den die Flüssigkeiten eingegeben und als getrennte Phasen aus dem Behälter abgeleitet werden können, und durch den die Flüssigkeiten strömen, daß mehrere Scheiben innerhalb des Behälters vorgesehen sind, die den Behälter in eine Reihe von miteinander verbundenen Kammern teilen, daß die Scheiben drehbar innerhalb des Behälters oder drehbar mit dem Behälter angeordnet sind, und daß in mindestens einigen Kammern ein Ring aus einem mit Löchern versehenen Material zwischen den die Kammern bildenden Scheiben vorgesehen ist, daß das löcherige Material in der Lage ist, Flüssigkeit aufzunehmen und zeitweilig zu speichern, so daß Flüssigkeit von einer Phase aufgenommen wird und in die andere Phase geschüttet wird, während sich die Scheiben drehen. Der Ring mit Löcher enthaltendem Material, der dem Umfang der Scheiben benachbart angenordnet ist, kann entweder als kontinuierlicher Ring oder als unterbrochener Ring ausgebildet sein.According to one embodiment of the invention, a device is for Contact treatment immiscible or partial miscible liquids characterized in that a container is provided into which the liquids can be entered and derived from the container as separate phases, and through which the liquids flow that several discs within the container are provided which divide the container into a series of interconnected chambers share that the disks are rotatable within the container or rotatable with the container are arranged, and that in at least some chambers a ring of one with holes provided material is provided between the discs forming the chambers, that the foraminous material is able to absorb liquid and temporarily to store so that liquid is absorbed from one phase and into the other Phase is poured while the disks rotate. The ring with holes containing Material, which is arranged adjacent to the periphery of the disks, can either be designed as a continuous ring or as an interrupted ring.

Das löcherhaltige Material kann irgendein beliebiges Material sein, welches untereinander verbundene flüssigkeitsaufnehmende Zellen besitzt; Beispiele hierfür sind expandierte Metalle und Kunststoffmaterialien, geflochtene, vernetzte, gehobene, gestrickte und mattierte Fäden oder Gewebe aus Metallen, Kunststoffen oder natürlichen Materialien, Drahtbürsten oder Bürsten mit natürlichen oder künstlichen Borsten. Das für den Ring verwendete Material soll sich jedoch durch die zu behandelnden Flüssigkeiten chemisch nicht angreifen lassen.The foraminous material can be any material which has interconnected fluid-receiving cells; Examples for this are expanded metals and plastic materials, braided, cross-linked, raised, knitted and matted threads or fabrics of metals, plastics or natural materials, wire brushes or brushes with natural or artificial Bristles. However, the material used for the ring should differ from the one to be treated Do not allow liquids to be chemically attacked.

Bevorzugt besitzt jede Karmer innerhalb des Behälters einen Ring aus dem löcherhaltigen Material, obwohl in einigen Anwendungsfällen abwechselnd Kammern derartige Ringe aus löcherhaltigem Material enthalten und nicht enthalten. Normalerweise treten die Flüssigkeiten in den Behälter an einander entgegengesetzten Enden ein und strömen durch die Kammern; in jeder Kammer mit dem löcherhaltigen Material werden die Flüssigkeiten durch die Ringe berührt, welche die schwere Stoffphase aufwärts in die leichtere Stoffphase, und die leichtere Phase abwärts in die schwerere Phase tragen, wobei die Flüssigkeit der einen Phase fortschreitend während des Transports durch die andere Phase von der anderen Phase verdrängt wird. Als Ergebnis fließen Strömungen jeder Flüssigkeit durch die andere Flüssigkeit.Each Karmer preferably has a ring within the container the material containing holes, although alternating chambers in some applications such rings made of holey Material included and not contain. Usually the liquids enter the container in opposite directions Ends and flow through the chambers; in each chamber with the holey one Material, the liquids are touched by the rings, which are the heavy material phase upwards into the lighter material phase, and the lighter phase downwards into the heavier one Carry phase, the liquid of one phase progressing during transport is displaced by the other phase from the other phase. As a result flow Flows of each liquid through the other liquid.

Das löcherhaltige Material kann durch eine der Flüssigkeiten bevorzugt benetzbar sein, mit der Folge, daß dann zwar diese Flüssigkeit transportiert und in die andere Flüssigkeit abgegeben wird, daß dagegen die andere Flüssigkeit nur in geringem Maß oder gar nicht in die erste Flüssigkeit mitgenommen wird. Das Material in einigen der Kammern kann dann durch eine erste dieser Flüssigkeiten bevorzugt benetzbar sein, während das Material in anderen Kammern durch die zweite Flüssigkeit bevorzugt benetzbar ist. Alternativ lassen sich, wenn der Ring unterbrochen ist und aus einer Vielzahl von segmentartigen Elementen besteht, einige Elemente aus einem Material herstellen, das bevorzugt durch die erste der Flüssigkeiten benetzt wird, und andere Elemente in derselben Kammer lassen sich aus einem anderen Material herstellen, das bevorzugt durch die zweite Flüssigkeit benetzt wird.The foraminous material can be preferred by one of the liquids be wettable, with the result that this liquid is transported and is released into the other liquid, whereas the other liquid only to a small extent or not at all in the first liquid. The material in some of the chambers can then be preferred by a first of these liquids be wettable, while the material in other chambers by the second liquid is preferably wettable. Alternatively, if the ring is interrupted and consists of a plurality of segment-like elements, some elements from produce a material that is preferentially wetted by the first of the liquids will, and other elements in the same chamber can be made of a different material produce, which is preferably wetted by the second liquid.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 und 2 radiale Schnitte durch zwei verschiedene Formen einer Vorrichtung zur Kontaktbehandlung.The invention is described below by way of example with reference to the drawing described. 1 and 2 show radial sections through two different shapes a device for contact treatment.

Die Vorrichtungen zur Kontaktbehandlung sind allgemein in der UK-PS 972 035 beschrieben und bestehen aus einem äußeren zylindrischen und feststehenden Behälter oder Hülle 12, in der ein Rotor angeordnet ist, der aus einer Welle besteht, welche eine Vielzahl beabstandeter Scheiben trägt, von denen eine Scheibe 13 dargestellt ist. Die Scheiben teilen den Innenraum des Behälters 12 in eine Reihe axial beabstandeter Kammern. Die Kante aller Scheiben ist vom Behälter 12 derart beabstandet, daß sich ein schmaler ringförmiger Spalt 14 bildet, durch den die Flüssigkeiten von einer Kammer zur anderen Kammer hindurchlaufen können. Der Behälter 12 besitzt Endplatten und derart angeordnete Einlässe und Auslässe für die beiden Flüssigkeiten, daß diese beiden Flüssigkeiten durch den Behälter gegensinnig hindurchströmen. Der Rotor kann durch eine Welle oder durch Wellenstümpfe getragen werden, die in Lagern in den Endplatten gelagert sind, wobei an einem Ende des Rotors eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist.The contact treatment devices are general in the UK-PS 972 035 and consist of an outer cylindrical and fixed Container or shell 12, in which a rotor is arranged, which consists of a shaft, which carries a plurality of spaced apart disks, one of which disk 13 is shown is. The disks divide the interior of the container 12 into a series of axially spaced ones Chambers. The edge of all the discs is spaced from the container 12 so that forms a narrow annular gap 14 through which the liquids of a Chamber can pass through to the other chamber. The container 12 has end plates and so arranged inlets and outlets for the two liquids that these two liquids flow through the container in opposite directions. The rotor can be carried by a shaft or by stub shafts that are in bearings in the End plates are mounted, with a drive device at one end of the rotor is provided.

Anstelle der aus der UK-PS 972 035 bekannten Gefäße oder Eimer enthält jede Kammer - mit Ausnahme eventuell derjenigen Kammern, in denen eine Komponente aus dem Behälter abgeleitet wird - einen Ring aus löcherhaltigem Material, der aus irgendeinem der genannten Materialien bestehen kann. Der Ring aus löcherhaltigem Material erstreckt sich in jeder Kammer von der einen Scheibe zur anderen Scheibe dieser Kammer. Der Ring kann kontinuierlich ausgebildet sein, vergl. die Stelle 15 in Fig.2, oder er kann unterbrochen sein, vergl. Fig. 1, wobei dann der Ring aus einer Reihe beabstandeter Segmente 16 besteht. Die Dicke des Rings in radialer Richtung beträgt etwa 1/4 der Dicke des Innendurchmessers des Behälters 12. Dieser Durchmesser liegt bei Laborgeräten in der Größenordnung von einigen Zentimetern, und er reicht bei industriellen Vorrichtungen zur Kontaktbehandlung bis in die Größenordnungen von einigen Metern.Instead of the vessels or buckets known from UK-PS 972 035 each chamber - with the possible exception of those chambers in which a component is derived from the container - a ring of perforated material, which is made of can consist of any of the named materials. The ring made of holey Material extends from one disk to the other in each chamber this chamber. The ring can be continuous, see. The location 15 in Fig.2, or it can be interrupted, see Fig. 1, in which case the ring consists of a series of spaced segments 16. The thickness of the ring in radial Direction is about 1/4 of the thickness of the inner diameter of the container 12. This The diameter of laboratory devices is in the order of magnitude of a few Centimeters, and it extends into the orders of magnitude in industrial devices for contact treatment of a few meters.

Im Betrieb werden die beiden Flüssigkeiten von entgegengesetzten Enden in die Vorrichtung eingeführt. Da die beiden Flüssigkeiten ein verschiedenes spezifisches Gewicht besitzen, bilden sie zwei Phasen 17, 18, deren Grenzfläche ungefähr am zentralen horizontalen Durchmesser des Behälters 12 verläuft. Wenn sich der Rotor dreht, wird die Flüssigkeit 18 der schwereren Phase in dem Ring aufgenommen und aufwärts in die leichtere Phase 17 getragen, wo sie allmählich von der Flüssigkeit der leichteren Phase verdrängt wird. Die verdrängte schwerere Flüssigkeit fällt dann in Form von Tröpfchen durch die leichtere Phase und kehrt zu der schwereren Phase 18 zurück. In ähnlicher Weise wird Verdrängungsflüssigkeit der leichteren Phase vom Ring in die schwere Phase 18 getragen und dort freigegeben, um durch die schwerere Phase zurück zur leichteren Phase zu wandern.In operation, the two fluids are from opposite ends introduced into the device. Because the two liquids have a different specificity Have weight, they form two phases 17, 18, the boundary surface approximately at the central horizontal diameter of the container 12 runs. When the rotor turns, will the liquid 18 of the heavier phase is taken up in the ring and up in the lighter phase 17 worn, where it gradually from the liquid of the lighter Phase is displaced. The displaced heavier liquid then falls in the form of Droplets through the lighter phase and returns to the heavier phase 18. Similarly, displacement liquid of the lighter phase from the ring is in the heavy phase 18 is worn and released there to go through the heavier phase to hike back to the easier phase.

Die Drehgeschwindigkeit des Rotors hängt von der Größe des Geräts und den Eigenschaften der beiden Flüssigkeiten ab. Die Geschwindigkeit sollte nicht so groß sein, so daß eine Mitnahme der einen Flüssigkeit in der anderen Flüssigkeit beim Verlassen der Vorrichtung nicht erfolgt.The speed of rotation of the rotor depends on the size of the device and the properties of the two liquids. The speed shouldn't be so large that one liquid is entrained in the other liquid when leaving the device does not take place.

Der Spalt 14 sollte derart bemessen sein, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms genügend groß ist, um eine Rückmischung, d.h. ein Hindurchtreten einer Flüssigkeit aus einer Kammer in die nächste Kammer in der der allgemeinen Strömungsrichtung dieser Flüssigkeit entgegengesetzten Richtung durch die Vorrichtung auf ein Minimum zu reduzieren. Andererseits sollte die strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms nicht zu groß sein, um einen unerwünscht hohen Druckabfall zu verhindern. Es hat sich bei den Labormodellen gezeigt, daß eine Geschwindigkeit von 0,5 bis 1 cm/Sekunde geeignet ist.The gap 14 should be dimensioned such that the flow rate of the liquid flow is large enough to allow back-mixing, i.e. passage a liquid from one chamber to the next chamber in the general Direction of flow of this liquid opposite direction through the device reduce to a minimum. On the other hand, the flow velocity of the liquid flow should not be too great, in order to avoid an undesirably high pressure drop to prevent. The laboratory models have shown that a speed from 0.5 to 1 cm / second is suitable.

Es ist nicht erforderlich, daß jede Kammer einen Ring aus dem löcherhaltigen Material enthält. So kann z.B. nur jede zweite Kammer dieses Material enthalten, während die Zwischenkammern kein löcherhaltiges Material aufweisen.It is not necessary that each chamber has a ring from the holey Contains material. For example, only every second chamber can contain this material, while the intermediate chambers have no material containing holes.

Eine derartige Anordnung wird z.B. verwendet, wenn ein Reaktionsmittel an beabstandeten Punkten längs der axialen Länge der Vorrichtung zur Kontaktbehandlung eingeführt wird.Such an arrangement is used, for example, when a reactant at spaced points along the axial length of the contact treatment device is introduced.

Gemäß der bisherigen Beschreibung wird das für die Ringe verwendete löcherhaltige Material gleich oder nahezu gleich von beiden Flüssigkeiten benetzt. Alternativ läßt sich jedoch auch bevorzugt ein Material verwenden, das durch die eine oder die andere der Flüssigkeiten benetzt wird. Bei einem Beispiel, bei dem das bevorzugt benetzte Material verwendet wird, besitzt jede zweite Kammer der Vorrichtung einen kontinuierlichen oder unterbrochenen Ring mit einem ersten löcherhaltigen Material, das bevorzugt durch eine erste Flüssigkeit benetzt wird; die dazwischenliegenden Kammern besitzen ähnlicheRinge aus einem zweiten löcherhaltigen Material, welches bevorzugt durch die zweite Flüssigkeit benetzt wird. In den Kammern, die das erste Material enthalten, wird die erste Flüssigkeit in die zweite Flüssigkeit transportiert und mit der zweiten Flüssigkeit vermischt, ohne daß eine größere Menge der zweiten Flüssigkeit in die erste Flüssigkeit transportiert würde, und in den anderen Kammern wird die zweite Flüssigkeit in die erste Flüssigkeit transportiert und mit dieser vermischt, ohne daß eine wesentliche Bewegung der ersten Flüssigkeit in die zweite Flüssigkeit stattfindet.According to the description so far, this is used for the rings Material containing holes is wetted equally or almost equally by both liquids. Alternatively, however, a material can also preferably be used, which by the one or the other of the liquids is wetted. In an example where the preferably wetted material is used, has every second chamber of the device a continuous or discontinuous ring with a first perforated ring Material that is preferentially wetted by a first liquid; the ones in between Chambers have similar rings made of a second foraminous material, which is preferably wetted by the second liquid. In the chambers that the first Contain material, the first liquid is transported into the second liquid and mixed with the second liquid without a major amount of the second Liquid would be transported into the first liquid, and into the other chambers becomes the second Liquid transported into the first liquid and mixed with this without any substantial movement of the first liquid takes place in the second liquid.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzen die Ringe die in Fig. 1 dargestellte Form, und die Segmente sind alternierend aus dem ersten und dem zweiten bevorzugt benetzbaren Material hergestellt. Jede Flüssigkeit wird dann in jeder Kammer in die andere Flüssigkeit getragen.In a further embodiment of the invention, the rings have the shape shown in Fig. 1, and the segments are alternating from the first and the second preferably wettable material. Any liquid will then carried into the other liquid in each chamber.

Claims

Device for contact treatment of liquids Claims 1. Device for contact treatment of immiscible or partially miscible liquids, with a container in which the liquids are introduced as separate phases and can be derived, and through which the fluids flow, with several Discs inside the container that divide the container into several interconnected Subdivide chambers, with the disks coinciding with the container or within the Rotate container, characterized in that in at least some chambers a Ring (15, 16;) made of material containing holes between the disks forming the chamber (13) it is provided that the material containing holes is liquid can absorb and temporarily store, and that liquid from the one phase is picked up and poured into the other phase, while the discs (13) turn.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the ring (14; 16) made of material containing holes in the vicinity of the circumference of the disks (13) is.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the chambers alternately contain and not contain material containing holes.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the ring (15) is formed continuously from material containing holes.

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the ring (16) made of material containing holes is interrupted.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the ring (16) is composed of several segments that some of the segments are made of one material exist, which is preferably wetted by one of the liquids, and that the rest Segments (16) are made of one material that is preferred by the other Liquid is wetted.

7. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that some chambers contain rings (15; 16) made of a material that is preferred by one of the Liquids is wettable, and that at least some the remaining chambers contain rings (15; 16) made of a different material, which is preferably wettable by the other liquid.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the chambers alternating rings (15; 16) made of different differentially wettable materials contain.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the material containing holes is made of expanded metals, expanded plastics, braided, meshed, woven, knitted or matted threads or fabrics made of metal, plastic or natural materials, or made of wire brushes or brushes with natural or artificial bristles can be selected.