DE3823703C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Extraktion flüchtiger Inhaltsstoffe aus einer Flüssigkeit, bestehend aus einem Extraktionsturm mit einer Sprüh- und Rieselstrecke, einem Auffangbehälter mit Füllstandsregulierung und einer Fördereinrichtung.

Eine Vorrichtung der angegebenen Art ist aus der DE 29 06 654 A1 zur Entgasung von Kesselspeisewasser bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird in einem stehenden Behälter ohne Einbauten durch eine Umwälzpumpe Wasser über Düsen in einen von Dampf durchströmten Raum gesprüht, wobei die in dem Wasser enthaltenen Gase ausgetrieben und über eine Blende am höchsten Punkt des Behälters zusammen mit dem Trägerdampf abgeführt werden. Das entgaste Wasser wird von dem unteren Teil des Behälters aufgefangen, der teilweise mit nicht-entgastem Wasser gefüllt ist. Die Umwälzpumpe zieht über ein seitlich unterhalb des Wasserspiegels in den Behälter mündendendes Fallrohr kontinuierlich Wasser ab und fährt es über ein Druckrohr in den Düsenstock zurück. An das Fallrohr ist außerdem eine Kesselspeisepumpe angeschlossen, die dem Kreislauf entgastes Wasser entnimmt, wobei die Entnahmemenge geringer ist als die von der Umwälzpumpe geförderte Kreislaufmenge. Das nicht-entgaste Wasser wird über ein Schwimmerregelventil beim Absinken des Wasserspiegels in den unteren Teil des Behälters geleitet. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist durch das Zusammenführen von entgastem und nicht-entgastem Wasser in einen einzigen Behälter nicht gewährleistet, daß ausschließlich entgastes Wasser zur Kesselspeisepumpe gelangt. Ferner läßt die bekannte Vorrichtung keinen freien Durchfluß des Wassers zu, da der Wasserzulauf gesperrt ist, wenn der vorgesehene Füllstand im Behälter erreicht ist. Einem freien Durchfluß des Wassers steht auch der Überdruck im Behälter entgegen.

Bei einer anderen, aus der GB-PS 9 02 149 bekannten Vorrichtung wird Wasser zur Entgasung in einen von Dampf durchströmten Behälter gesprüht, wobei das entgaste Wasser am Behälterboden gesammelt und von einer Umwälzpumpe über eine Rückförderleitung im Kreislauf in die Sprüheinrichtung zurückgefördert wird. Das nicht-entgaste Wasser wird über eine Speisepumpe in die Rückförderleitung eingespeist, wobei es sich mit dem bereits entgasten Wasser vermischt. Entsprechend der von der Speisepumpe eingeleiteten Wassermenge wird über eine an den Ausgang der Umwälzpumpe angeschlossene Druckleitung entgastes Wasser an einen Kessel abgegeben. Auch bei dieser unter einem Überdruck stehenden Vorrichtung ist ein freier Durchfluß des Wassers nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der zwischen Zuführung und Abführung der Flüssigkeit ein freier Durchfluß besteht und die abgeführte Flüssigkeitsmenge sich nach der zugeführten Menge richtet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• a) Die Füllstandsregulierung einen freien Auslauf aufweist und
• b) der Auffangbehälter durch eine unterhalb des Füllstands geführte Leitung mit einem auf gleichem Niveau angeordneten Mischbehälter verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Fördereinrichtung ein Mischbehälter vorgeschaltet, dem das flüssige Extraktionsgut zugeführt wird und der nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren mit dem Auffangbehälter in Verbindung steht. Hierdurch wird erreicht, daß über den freien Auslauf des Auffangbehälters jeweils die Flüssigkeitsmenge aus der Vorrichtung austritt, die über einen Einlauf dem Mischbehälter zugeführt wird, ohne daß es hierzu besonderer Regeleinrichtungen bedarf. Die Auslaufmenge gleicht sich selbsttätig an Änderungen der Zuführmenge an, wobei sich die Rückführungs- oder Zirkulationsrate ändert. Durch den freien Durchgang zwischen dem Mischbehälter und dem Auffangbehälter und dem freien Auslauf am Auffangbehälter wird weiterhin gewährleistet, daß die zugeführte Flüssigkeit im Falle einer Störung die Vorrichtung ungehindert passieren kann. Von Vorteil ist schließlich der einfache Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die beim Betrieb der Fördereinrichtung wirksame Trennung des Extraktionsgutrückstands im Auffangbehälter von dem zugeführten Extraktionsgut, wodurch der von Inhaltsstoffen befreite Extraktionsgutrückstand nicht mehr durch unbehandeltes Extraktionsgut verunreinigt wird.

Eine besonders hohe Extraktionsleistung läßt sich erfindungsgemäß dadurch erzielen, daß der Sprühkegel von einer oder von mehreren Verteilerdüsen einen Strahlwinkel von 30° hat. Das Extraktionsgut wird dabei der Verteilerdüse bzw. den Verteilerdüsen mit einem Überdruck von wenigstens 1 bar zugeführt. Besonders vorteilhaft hat sich auch eine Ausgestaltung der Extraktionsvorrichtung erwiesen, bei der die Sprühstrecke und die Rieselstrecke etwa die gleiche Länge haben. Die Füllkör­ pereinbauten können nach einem Vorschlag der Erfindung aus Profilblockpaketen gebildet sein, die aus Kunst­ stoff, vorzugsweise aus Polyäthylen oder Polypropylen, bestehen.

Die erfindungsgemäße Extraktionsvorrichtung ermöglicht mit einfachen Mitteln eine Modulbauweise, die eine Grö­ ßenanpassung an den jeweiligen Anwendungsfall gestattet. In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Extraktionsleistung an die unterschiedlichen Erfor­ dernisse, beispielsweise den zu reinigenden Wassertyp, in idealer Weise angepaßt werden, wobei Änderungen der Zuführmengen oder der Schadstoffkonzentrationen im jewei­ ligen Anwendungsfall durch Variation der Rückführungsrate ausgeglichen werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer schematischen Zeichnung Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Extrak­ tionsvorrichtung zur Entfernung von Kohlendioxyd aus Was­ ser nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Die dargestellte Extraktionsvorrichtung weist einen Misch­ behälter 1, einen rohrförmigen Extraktionsturm 2 und einen am Fuß des Extraktionsturmes 2 angeordneten Auffangbehäl­ ter 3 auf. Der Mischbehälter 1 und der Auffangbehälter 3 sind über eine jeweils an dem Behälterboden angeschlos­ sene Leitung 4 miteinander verbunden. In den Mischbehäl­ ter 1 mündet eine Zuführleitung 5 für die Zufuhr des Roh­ wassers, aus dem Kohlendioxyd extrahiert werden soll. Mit einer Pumpe 6 wird Wasser aus dem Mischbehälter 1 über eine Leitung 7 mit einem Druck von wenigstens 1 bar einer Verteilerdüse 8 am oberen Ende des Extraktionsturmes 2 zugeführt. Die Extraktionsstrecke im Inneren des Extrak­ tionsturmes 2 gliedert sich in eine obere Sprühstrecke 9 und eine darunterliegende Rieselstrecke 10, die durch Füllkörpereinbauten in Form von zwei übereinanderlie­ genden Profilblockpaketen 11 gebildet wird. Als Träger­ gas für die Extraktion des Kohlendioxyds wird unterhalb der Rieselstrecke einem Anschluß 12 Luft zugeführt, die die Extraktionsstrecke im Gegenstrom durchströmt und am oberen Ende des Extraktionsturmes 2 über eine Öffnung 13 abgeleitet wird. Das Rohwasser tritt an der Verteilerdüse 8 in Form eines kegeligen Sprühstrahles aus, der einen Win­ kel von etwa 30° hat, so daß das Wasser in gleichmäßiger Verteilung die gesamte Oberfläche des oberen Profilblock­ paketes benetzt. Hierbei kommt es zu einer innigen Berüh­ rung zwischen den einzelnen Wassertröpfchen und der durch die Sprühstrecke hindurchgeleiteten Luft, wodurch ein schneller Übergang des Kohlendioxyds vom Wasser in die Luft erreicht wird. In Verbindung mit der sich anschlie­ ßenden Rieselstrecke 10 ergibt sich somit bei dem erfin­ dungsgemäßen Extraktionsturm eine hohe Extraktionsleistung.

In dem Auffangbehälter 3 wird das aus der Rieselstrecke 10 austretende Wasser, dessen Kohlendioxydgehalt erheblich vermindert ist, aufgefangen und, sobald ein vorgegebener Füllstand erreicht ist, über eine Überlaufschwelle 14 und eine Leitung 15 abgeleitet. Da der Auffangbehälter 3 über die Leitung 4 mit dem Mischbehälter 1 verbunden ist, so daß sich in beiden Behältern ein gleiches Niveau ein­ stellt, fließt über die Überlaufschwelle 14 jeweils nur soviel Wasser zur Leitung 15 ab, wie über die Leitung 5 dem Mischbehälter 1 zugeführt wird. Der Wasserdurchsatz wird somit bei der beschriebenen Vorrichtung allein durch die zugeführte Rohwassermenge bestimmt, ohne daß es zusätz­ licher Regeleinrichtungen bedarf.

Um eine hohe Extraktionsleistung zu erzielen, beträgt die Förderleistung der Pumpe 6 ein Mehrfaches des tatsäch­ lichen Wasserdurchsatzes. Dies hat zur Folge, daß ein Großteil des in seinem Kohlendioxydgehalt bereits reduzierten Wassers aus dem Auffangbehälter 3 über die Leitung 4 in den Mischbehälter 1 zurückgeführt wird, von wo es mit Rohwasser vermischt erneut in den Extraktions­ turm gefördert wird. Die Extraktionsleistung ist daher in dem Maße höher, in dem die Förderleistung der Pumpe 6 den Wasserdurchsatz übersteigt. Beträgt die Förderleistung der Pumpe 6 das Dreifache des Wasserdurchsatzes, so ent­ spricht die erzielte Extraktionsleistung einem dreimaligen Durchgang des Wassers durch den Extraktionsturm. Hierbei ergibt sich allerdings der Vorteil, daß die Verweilzeit des Wassers in der Extraktionsvorrichtung nur der eines einmaligen Durchganges durch den Extraktionsturm ent­ spricht.

Die Anpassung der Extraktionsleistung der beschriebenen Vorrichtung an unterschiedliche Anforderungen bzw. unter­ schiedliche Rohwasserqualitäten erfolgt zweckmäßigerweise über die Regelung des Wasserdurchsatzes. Die Förderleistung der Pumpe 6 und die Größe des Extraktionsturmes 2 werden aufeinander abgestimmt und bei der Konzeption einer neuen Anlage im Sinne einer maximalen Extraktionsleistung opti­ miert. Dabei sind die Größen so festzulegen, daß bei maxi­ malem Wasserdurchsatz die geforderte Extraktionsrate er­ zielt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat weiterhin den Vorteil, daß sie in eine Wasseraufbereitungsanlage mit offenem Durchgang integriert werden kann, da im Falle einer Störung der freie Durchfluß des Wassers von der Leitung 5 zur Leitung 15 nicht beeinträchtigt ist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Extraktion flüchtiger Inhaltsstoffe aus einer Flüssigkeit, bestehend aus einem Extraktionsturm mit einer Sprüh- und Rieselstrecke, einem Auffangbehälter mit Füllstandsregulierung und einer Fördereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Füllstandsregulierung (14) einen freien Auslauf aufweist und
• b) der Auffangbehälter (3) durch eine unterhalb des Füllstands geführte Leitung (4) mit einem auf gleichem Niveau angeordneten Mischbehälter (1) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerdüse (8) einen Sprühkegel mit einem Strahlwinkel von 30° erzeugt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsgut der Verteilerdüse (8) mit einem Überdruck von wenigstens 1 bar zugeführt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühstrecke (9) und die Rieselstrecke (10) etwa die gleiche Länge haben.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörpereinbauten (11) aus Profilblockpaketen gebildet sind, die aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyäthylen oder Polypropylen, bestehen.