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Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden der Bestandteile von Emulsionen,
- insbesondere des Petroleums. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Abscheiden der Bestandteile von Emulsionen, insbesondere des
Petroleums, mittels eines elektrischen Stromes und umfaßt außerdem einen für diesen
Zweck geeigneten Apparat.
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Es ist bekannt, daß einige Emulsionen, und zwar insbesondere die des
Petroleums, einen Bruchteil des darin enthaltenen Wassers hartnäckig festhalten;
daher sind zahlreiche Ver-. suche gemacht worden, um solche Emulsionen aufzuschließen,
mit dem Ziele, das Wasser durch Schwerkraftwirkung oder auf sonstige Weise abzuscheiden.
Eine große Anzahl von Verfahren ist auf die Anwendung eines elektrischen Stromes
gegründet.
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Für die Zerlegung von Emulsionen ist ein Verfahren bekannt, bei welchem
ein Ein-oder Mehrphasenstrom mittels einer Ventilröhre begrenzt und gerichtet wird.
Dieses Verfahren gründet sich in der Tat auf die Anwendung eines pulsierenden Gleichstromes
von
hoher Spannung, mit welchem wegen der rasch aufeinanderfolgenden kurzen Stromstöße
unter hoher Spannung eine sehr rasche Zerlegung der Emulsion erreicht wird. Die
Stärke des Stroms wird begrenzt, um ihn vom Widerstand der zu behandelnden Flüssigkeit
unabhängig zu machen. Bei der Anwendung dieses Verfahrens sind bedeutende Vorteile
erzielt worden; in der Praxis stößt es indessen auf verschiedene Schwierigkeiten.
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An erster Stelle ist die Kapazität der gebräuchlichen Ventilröhren
beschränkt, so daß für die Anwendung auf große Gewichte eine allzu große Anzahl
von Ventilröhren zu benutzen sein würde, was technische Schwierigkeiten verursacht.
An zweiter Stelle tritt bei der Anwendung eines pulsierenden Gleichstromes eine
elektrolytische Nebenerscheinung ein, welche auf das Verfahren eine störende Wirkung
ausübt, wenn es mit großer Kraft und in verkehrsüblichem Umfang durchgeführt wird.
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Die Erfindung besitzt ferner den Vorzug der rasch aufeinanderfolgenden
Stöße, aus denen sich eine außerordentlich rasche- Scheidung ergibt. Außerdem wird
die schon früher geoffenbarte Eigenschaft der Strombegrenzung zwar ebenfalls erreicht,
jedoch auf solche Weise, daß die erwähnten IVIißstä nde vermieden werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Wesen der Erfindung in
der Anwendung eines Wechselstromes, dessen Spitzenspannung ein Vielfaches, mindestens
das Doppelte der effektiven wirksamen Spannung ist. Die Erfindung ist schematisch
in den Abb. i und 2 der beiliegenden Zeichnung erläutert.
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Gemäß der Erfindung ist es ferner möglich, einen nur in der einen
Halbperiode pulsierenden Wechselstrom anzuwenden, bei welchem die Spitzenspannung
des positiven Teiles der Kurve ein Vielfaches der positiven effektiven Spannung
ist, während der negative Teil der Kurve einen ebenen Verlauf ohne Spitzen erkennen
läßt, jedoch von solcher Form, daß die effektive negative Spannung der effektiven
positiven Spannung gleich :ist (s. Abb. 3).
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Bei der Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es zu empfehlen,
einen Apparat zu benutzen, der gemäß der Erfindung die Eigentümlichkeit besitzt,
daß der ein- oder mehrphasige pulsierende Wechselstrom von gewöhnlicher bis mittlerer
Frequenz entweder unmittelbar mittels eines Generators mit einer spitzigen bzw.
unsymmetrischen Spannungskurve oder mittels eines Generators mit sinusförmiger Spannungskurve
erzeugt wird, in welch letzterem Fall der Stromerzeuger unmittelbar mit einem synchron
laufenden Stromunterbrecher gekuppelt wird, der den Strom in dem Augenblick unterbricht,
wenn die Spannung gleich Null ist; in beiden Fällen können ein oder mehrere Emulsionsscheider
entweder unmittelbar oder durch Zwischenumformer mit dein Stromerzeuger verbunden
sein.
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Bei Verwendung dieses letzteren Apparates kann das Verfahren gemäß
der Erfindung auch in der Weise durchgeführt werden, daß durch Vermittelung des
synchron laufenden Unterbrechers jeder der Emulsionsseheider nur während einer einzigen
Periode angeschlossen bleibt, worauf eine solche Anzahl von Perioden ausfällt, daß
dieser einzelne Emulsionsscheider nicht mit Energie versorgt wird, d. h. daß bei
jeder der nachfolgenden Perioden ein anderer Emulsionsscheider eingeschaltet ist,
derart, daß für jeden einzelnen Emulsionsscheider die Spitzenspannung ein Vielfaches,
nämlich mindestens das Doppelte der wirksamen Spannung erreicht (s. die Abb. q.
und 5).
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Die folgenden Erläuterungen dienen zur weiteren Darlegung der Erfindung:
Es ist bekannt, daß die Bestandteile einer Emulsion durch einen elektrischen Strom
von genügender Spannung getrennt werden kÖnnen, und daß, je höher die Spannung,
um so vollständiger die Scheidung ist. Indessen ist, je höher die Spannung steigt,
um so größer die Stromstärke, d. h. der Energieverbrauch, der für eine Emulsion
von bestimmtem elektrischen Widerstand erfordert wird. Wässerige Lösungen von niedrigem
elektrischen Widerstand verursachen bald einen so großen Energieverbrauch, daß das
Verfahren nicht mehr praktisch bleibt. Es ist nun gefunden worden, daß die zu erzielende
Wirkung, nämlich der geringere oder größere Vollständigkeitsgrad bei der Scheidung,
nicht von der effektiven Spannung abhängt, sondern ausschließlich durch die Höhe
der Spitzenspannung, d. h. des höchsten momentanen Wertes der Spannung, bestimmt
wird.
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Wird die Spitzenspannung gleich errat und die effektive Spannung gleich
E gewählt, so ist ihr Verhältnis
dann folgt, daß, wenn r den elektrischen Widerstand der zu behandelnden Emulsion
(gemessen bei der Spannung E) darstellt, die für die Scheidung der Emulsion verbrauchte
Energie ist:
Wird nun die Scheidung der Emulsion mittels Wechselstromes von sinusförmigem oder
angenähert sinusförmigem Verlauf bewirkt,
so folgt, da für eine
sinusförinige Spannungskurve die effektive gleich
der Spitzenspannung ist, daß der Energieverbrauch gleich
ist, d. h. die technische Wirkung des Verfahrens wächst mit der ersten Potenz, hingegen
der Energieverbrauch mit der zweiten Potenz der benutzten Spitzenspannung mit dein
Ergebnis, daß das Verfahren wirtschaftlich unbrauchbar wird, wenn nicht der Widerstand
der Emulsion- sehr groß ist. Letzteres trifft im allgemeinen bei wässerigen Emulsionen
nicht zu; hieraus erklären sich die Fehlschläge bei der Anwendung -der bekannten
Verfahren zum Scheiden von Emulsionen.
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Gemäß.der Erfindung wird ein pulsierender Strom zum Scheiden der Emulsion
benutzt; die Spitzenspannung ist mindestens das Doppelte und vorzugsweise das Fünf-
bis Zehnfache der effektiven Spannung, d. h. der obenerwähnte Faktor kann dann beispielsweise
- 5 sein.
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Der Energieverbrauch ist dann gleich:
und für f - 1o ist. der Energieverbrauch
zu vergleichen mit einem Energieverbrauch von
bei Anwendung eines gewöhnlichen Wechselstromes; es ist augenscheinlich, daß nur
8 bzw. 2 Prozent der Energie nunmehr benötigt werden.
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Die elektrolytische Nebenwirkung, welche sich bei einem pulsierenden
Gleichstrom ergibt, wird durch Benutzung eines Wechselstromes oder durch Benutzung
eines solchen Wechselstromes beseitigt, der in der Weise in nur einer Richtung pulsiert,
daß der positive Teil der Kurve eine Spitzenspannung vom 5- bis iofachen Betrage
der wirksamen positiven Spannung besitzt und der negative Teil der Kurve eine nur
wenig schwankende Spannung ohne Spitze erkennen läßt, so daß die effektive negative
Spannung der effektiven positiven Spannung gleich ist.
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Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der
Anwendung eines pulsierenden Wechselstromes, dessen Spitzenspannung ein Vielfaches,
und zwar mindestens das Doppelte der effektiven Spannung ist. Der Zweck der Benutzunz
eines pulsierenden Wechselstromes ist der, den Energieverbrauch herunterzusetzen,
was wie folgt dargetan werden kann Es ist eine wohlbekannte physikalische Erscheinung,
daß Emulsionen zerlegt werden, wenn sie der Einwirkung eines elektrischen Feldes
ausgesetzt sind. Ebenso ist es bekannt, daß, je höher die angewendete Spannung ist,
desto wirksamer die Trennung der beiden Bestandteile der Emulsion vor sich geht.
Dies ist wie folgt auseinanderzusetzen: Eine Emulsion von Rohpetroleum besteht aus
Wasserkügelchen von verschiedenen Größen, die in einer Umgebung von rohem Ö1 verstreut
sind. Die größeren Wasserkügelchen schließen sich bei verhältnismäßig niedriger
Spannung zusammen,- während die kleineren Kügelchen erst durch Anwendung einer höheren
Spannung zum Zusammenfließen gebracht werden können.
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Dies kann durch ein Beispiel aus der wirklichen Praxis erläutert werden.
Eine Menge vor. 1o 1 einer Emulsion von Rohpetroleum mit 35 Prozent Wassergehalt
wurde durch Behandlung mit i5oo Volt in einem geeigneten Behälter während 15 Minuten
auf r 5 ProzentWassergehalt heruntergebracht. Die nämliche Emulsion mit 35 Prozent
Wassergehalt könnte, während 15 Minuten einer Spannung von 1o ooo Volt unterworfen,
auf 5 Prozent Wassergehalt heruntergebracht werden. Eine weitere Heruntersetzung
des Wassergehaltes würde zweifellos durch Anwendung einer noch höheren Spannung
als 1o ooo Volt möglich gewesen sein; aber dies würde einen größeren Energieaufwand
erfordert haben, als der verfügbare Umformer liefern könnte. Dies ist leicht aus
der nachstehenden Berechnung zu verstehen: Im ersten Fall, beim Betriebe mit i5oo
Volt, zeigte das Amperemeter o,o2 Ampere an; somit war der Widerstand der Emulsion
75 ooo Ohm und der Energieverbrauch 30 Watt während 15 Minuten, d. h. 0,00.75
kW/h für die Behandlung von 1o 1 der Emulsion.
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Im zweiten Fall, beim Betriebe mit ioooo Volt, zeigte das Amperemeter
o,25 Ampere an-, somit hatte der Widerstand der Emulsion unter dem Einfluß der höheren
Spannung von 75 000 Ohm auf 4.o ooo Olim abgenoinrnen, während der Energieverbrauch
von 30 Watt auf 2500 Watt während 15 Minuten gestiegen war. Somit
waren zur Behandlung von 1o 1 der Emulsion statt 0,0075 kW /h o,625 kW/h
erforderlich.
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Es ist zu beachten, daß der Widerstand der nämlichen Emulsion im närplichen
Behälter bei den nämlichen Elektroden von 75 000
Ohm bei Anwendung
von i5oo Volt auf .to ooo Ohm bei Anwendung von 1o ooo Volt
herunterging.
Dies ist eine wohlbekannte Erscheinung. Im allgemeinen ist der Widerstand eines
Elektrolyten nicht gleichbleibend, sondern er ist eine Funktion der angewendeten
Spannung. Mißt man beispielsweise den Widerstand einer Petroleumemulsion bei ungefähr
zwei Volt, so wird er in der Regel als ein unendlich großer Betrag gefunden. Je
höher die benutzte Spannung ist, um so niedriger erscheint der Widerstand. In dieser
Hinsicht verhalten sich Petroleumemulsionen wie Elektrolyten. Dies verursacht an
sich schon einen höheren Energieverbrauch bei höherer Spannung, ist aber nicht die
einzige Ursache der im praktischen Betriebe auftretenden Schwierigkeiten.
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Das ungeheure Anwachsen des Energieverbrauchs bei höheren Spannungen
ist dem Umstande zuzuschreiben, daß :ler Energieverbrauch durch die Gleichung
dargestellt werden kann. In dieser Gleichung ist e die effektive Spannung und r
der Widerstand.
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Es ist zu beachten, daß die verbrauchte Energie umgekehrt proportional
zum Widerstand wächst. Somit verdoppelt sich der Energieverbrauch, wenn der Widerstand
auf die Hälfte abnimmt. Dies ist nicht bedenklich und kann leicht überwunden werden.
Wenn hingegen die Spannung verdoppelt wird, so vervierfacht sich die verbrauchte
Energie, und in den Fällen, wo eine hohe Spannung zu dem Zwecke benötigt wird, um
den Wassergehalt auf weniger als 15 Prozent herunterzusetzen, ist es klar, daß eine
zehnfache Spannung ein hundertfaches Anwachsen des Energieverbrauchs nach sich zieht.
Dies ist der Grund, warum im wirklichen praktischen Betriebe Petroleumemulsionen
öfters für unbehandelbar erklärt worden sind.
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Das Obige fußt zusammen, was über die elektrische Wasserentziehung
aus Petroleumemulsionen allgemein bekannt ist. Solche Emulsionen, welche einen verhältnismäßig
hohen elektrischen Widerstand aufweisen, können leicht behandelt werden. Als ein
Beispiel können die kalifornischen Emulsionen erwähnt werden, welche nach einem
der in den vielen bestehenden Patenten beschriebenen elektrischen Verfahren erfolgreich
behandelt worden sind.
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Emulsionen mit niedrigem elektrischen Widerstand werden als widerspenstig
bezeichnet und sind, wie z. B. die Emulsionen von mexikanischem Ursprung, als auf
elektrischem Wege unbehandelbar bezeichnet worden.
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Der Erfinder des neuen Verfahrens. hat gefunden, daß dies nicht richtig
ist. Alle Petroleumemulsionen können elektrisch behandelt werden; nur wird in denjenigen
Fällen, wo der elektrische Widerstand der Emulsion zu niedrig ist, der Energieverbrauch
so hoch, daß das Verfahren nicht wirtschaftlich ausgeführt werden kann.
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Nunmehr ist ein Verfahren gefunden worden, welches die Anwendung der
(für die Heruntersetzung des Wassergehaltes in einem merklichen Grade erforderlichen)
hohen Spannung ermöglicht, ohne den hohen Energieverbrauch der bekannten Verfahren
zu bedingen. Nach sorgfältiger Untersuchung hat der Erfinder gefunden, daß die Theorie,
auf welche die bisher bekannten Verfahren gegründet waren, nicht richtig war.
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Obgleich @es als zutreffend gefunden wurde, daß die wasserentziehende
Wirkung von der angewendeten Spannung abhängig war (d. h. je höher die Spannung,
desto besser die sich ergebende Wasserentziehung), so zeigten doch die Versuche
des Erfinders, daß nicht die effektive Spannung, sondern nur die Spitzenspannuzig
die Wasserentziehungsleistung beeinflußte.
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So hat, wenn eine gewisse Wasserentziehungswirkurg mit einem Wechselstrom
von, sagen wir, 3540 Volt mit einer Spitzenspannung von 5000 Volt (dies ist
das gewöhnliche Verhältnis für sinusförmigen Wechselstrom) erzielbar ist, der Erfinder
gefunden, daß die nämliche und sogar eine noch etwas bessere Wasserentziehungswirkung
mit einem pulsierenden Strom mit der nämlichen Spitzenspannung von 5000 Volt
und iiöo Volt effektive Spannung erzielt werden kann.
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Nehmen wir an, der elektrische Widerstand der Emulsion sei
5000 Ohm, so ist der Energieverbrauch beim gewöhnlichen sinusförmigen Wechselstrom
hingegen beträgt der Energieverbrauch bei einem pulsierenden Wechselstrom
Somit setzt in diesem besonderen Fall dieser besondere pulsierende Wechselstrom
den Energieverbrauch auf io Prozent von dem eines sinusförmigen Wechselstromes herunter.
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Auf allgemeinere Weise ausgedrückt: Da das Verhältnis zwischen der
Spitzenspannung und der effektiven Spannung eines Wechselstromes von Sinusform oder
angenäherter Sinusform gleich Y-2, -st und das Verhältnis der Spitzenspannung zur
effektiven Spannung bei einem pulsierenden
Wechselstrom durch f
dargestellt ist, so wird der Energieverbrauch (bei gleicher Spitzenspannung) durch
das Verfahren des Erfinders im Verhältnis f 22 heruntergesetzt.
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z Als ein Umstand von Belang kann erwähnt werden, daß die wirkliche
Durchführung des Verfahrens im praktischen Betriebe in den folgenden Stufen geschieht:
i: Eine Anlage mit einer täglichen Leistung von 5ooo Barrel (75oo hl) ist nunmehr
seit fünf Monaten im Betriebe. Der Faktor f für diese Anlage ist gleich 4,5 gemacht
worden. Tatsächlich ist der Energieverbrauch dieser Anlage gegenwärtig io Prozent
desjenigen, den die nämliche Emulsion bei Behandlung mit sinusförmigem Wechselstrom
erfordern würde.
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2. Eine Laboratoriumsanlage mit dem Faktor f - 6 ist nunmehr seit
8 Monaten in Benutzung.
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3. Eine neue Anlage mit dem Faktor f - 8 bis io wird entworfen.
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Um die vorstehende Auseinandersetzung zu vervollständigen, werden
einige Verfahren zur Erzeugung von pulsierendem Strom beschrieben: i. Erstes Verfahren
zur Erzeugung von pulsierend'enStrömen. Dieses Verfahren ist auf dem beiliegenden
Diagramm 2 erläutert und besteht in der Benutzung eines gewöhnlichen Dreiphasen-Wechselstromerzeugers
mit streifenförmigen umlaufenden Magneten. Um das Diagramm vollkommen klarzumachen,
ist ein gewöhnlicher Erzeuger für sinusförmigen Strom mit einem Erzeuger für pulsierenden
Wechselstrom in Vergleich gestellt. Es ist zu beachten, daß die umlaufenden Magnete
des Erzeugers für pulsierenden Wechselstrom (die in der gebräuchlichen Weise durch
Gleichstrom erregt werden) messerartige Polschuhe besitzen, die mit den gebräuchlichen
breiten Polschuhen des gewöhnlichen Dreiphasen-Stromerzeugers zu vergleichen sind.
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Die pulsierenden Wechselströme werden gewöhnlich mit einer effektiven
Spannung zwischen i io und 44o Volt erzeugt und dann in der gebräuchlichen Weise
mittels gewöhnlicher ruhender Umformer auf die für die Behandlung der Emulsion erforderliche
Spannung hinauf umgeformt.
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Der Erzeuger für pulsierenden Wechselstrom wird in dem vorliegenden
Patent nicht als eine neue Erfindung beansprucht. 2. Zweites Verfahren zur Erzeugung
von pulsierenden Strömen.
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Dieses Verfahren ist im Diagramm 3 erläutert und besteht darin, daß
ein gewöhnlicher sinusförmiger Wechselstrom in zwei, drei oder mehr pulsierende
Ströme durch Vermittelung eines vom Erzeuger (oder von einem synchron arbeitenden
Elektromotor) angetriebenen Kommutators in der Weise aufgespalten-wird, daß die
Anzahl der Umläufe des Kommutators genau die Hälfte, ein Drittel, ein Viertel, oder,
allgemein gesprochen, ein solcher Bruchteil der Anzahl der Umläufe des Stromerzeugers
ist, als die gewünschte Heruntersetzung der effektiven Spannung liefert, oder, wie
dies ausgedrückt werden kann, das Anwachsen des Faktors f wird durch die im Diagramm
3 gezeichnete Anordnung erreicht und kann wie folgt ausgedrückt werden: Der Stromerzeuger
sei zweipolig und laufe mit 36oo Umdrehungen, also 6o vollständigen Perioden in
der Sekunde. Die drei vollständigen im Diagramm von A bis B sich erstreckenden
Perioden nehmen also genau o,o5 Sekunden ein. Während dieser Zeitspanne von drei
vollständigen Wellen, I, II und III, wird die erste zu einem Stromkreis geführt,
an den ein Emulsionsbehandler I angeschlossen ist. Dies wird mittels . eines umlaufenden
Kommutators durchgeführt, der den Kreis bei A schließt und bei A' unterbricht,
d. h. gerade in dem Augenblick, wenn die Spannung Null ist, wodurch die Funkenbildung
beim Kommutator auf einen Kleinstbetrag heruntergeht. Während der Perioden II und
III ist dieser besondere Kreis I nicht an den Erzeuger angeschlossen; das Ergebnis
ist das, daß der Emulsionsbehandler I zwar die volle Spitzenspannung empfängt, aber
nur ein Drittel der effektiven Spannung. Somit wird der Energieverbrauch im Verhältnis
i :4,5 heruntergesetzt.
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Somit ist zu beachten, daß die Kreise II und III genau in der nämlichen
Weise gespeist werden, was die Möglichkeit bietet, die verfügbare Erzeugerleistung
bis zum vollen möglichen Betrag zum Betreiben eines zweiten und eines dritten Emulsionsbehälters
auszunutzen. Es ist unnötig, zu sagen, daß die Anordnung ebensogut bei nur einem
arbeitenden Stromkreis benutzt werden kann.
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3. Drittes Verfahren zur Er zeugungvonpulsierenden Strömen. Der Gleichstrom
von einem Gleichstromerzeuger wird gerade mit der Mitte der sekundären Wicklung
eines Umformers verbunden und fließt durch die zwei Emulsionsbehälter und zum Gleichstromerzeuger
zurück. Da der Umformer durch zwei Gleichströme von gleicher Stärke in entgegengesetzten
Richtungen magnetisiert wird, so ist die sich ergebende Magnetisierungswirkung
gleich
Null. Nun ist die Primärwicklung des Umformers mit einem Richtungswechsler verbunden;
somit wird in der Sekundärwicklung des Umformers ein Wechselstrom induziert, mit
dem Ergebnis, daß der eine von den Emulsionsbehältern während einer halben Periode
die Summe des Gleich-und des Wechselstromes und während der nächsten halben Periode
nur die Differenz der beiden Ströme empfängt, wogegen während dieser letzteren halben
Periode der andere Emulsionsbehälter den Summenstrom der beiden Erzeuger bekommt.
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Nun würde in diesem besonderen Fall unter der Voraussetzung, daß die
Spitzenspannung des Wechselstromes 2ooo Volt sei, der Gleichstrom eine Spannung
von 2ooo Volt haben. Infolgedessen bekommt der eine von den Emulsionsbehälternwährend
einer halben Periode eine Spitzenspannung von 4000 Volt und während der nächsten
halben Periode der andere Emulsionsbehälter ebenfalls die Spitzenspannung von 4ooo
Volt.
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Auf diese Weise wird die effektive Spannung bei den Emulsionsbehältern
beträchtlich niedriger als die effektive Spannung eines Wechselstromes von 4000
Volt Spannung, nämlich ungefähr 283o Volt.
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Überdies zeigt dieses Verfahren, wie es möglich ist, pulsierende Ströme
zu erzeugen, die beispielsweise stets positiv sind.
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Die obigen Beispiele sind gegeben, um zu zeigen, wie verschieden pulsierende
Ströme erzeugt werden können. Augenscheinlich ist es durch Benutzung unsymmetrischer
Umformer möglich, jede Art von Spannungskurve zu erzeugen, welche durch den Umstand
gekennzeichnet ist, daß die Spitzenspannung mindestens das Doppelte und zweckmäßig
mehr als das Doppelte der effektiven Spannung ist.
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Die Zeit, während welcher die Emulsionen der elektrischen Einwirkung
ausgesetzt werden. Oben ist bereits erwähnt worden, daß eine Einwirkungsdauer von
ungefähr fünfzehn Minuten gute Ergebnisse liefert. Gewisse Emulsionen erfordern
eine etwas längere Einwirkungsdauer, während umgekehrt in gewissen Fällen bemerkt
worden ist, daß für Emulsionen, insbesondere solche von kalifornischer Herkunft,
eine geringere Einwirkungsdauer als fünfzehn Minuten ausreicht. Wenn auch genaue
Zahlen hinsichtlich der erforderlichen Einwirkungsdauer des elektrischen Stromes
nicht gegeben werden können, so kann doch eine Einwirkung von fünfzehn Minuten als
ein passender Betrag angesehen werden. Die Strömungsgeschwindigkeit der Emulsion.
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Diese scheint ununterbrochene Behandlung zu bedingen. Indessen ist
beobachtet worden, daß in manchen Fällen unterbrochene Behandlung vorzuziehen ist,
weil die Inbewegungsetzung der Emulsion bis zu jedem möglichen Betrage verhütet
werden soll. Es ist wohlbekannt, daß das Durchrühren eines Gemisches von ,zwei Flüssigkeiten
ein Verfahren ist, um sie zum Emulgieren zu bringen. Somit ist es eine logische
Folgerung, daß für das Trennen einer Emulsion dem Inbewegungsetzen der Flüssigkeit
vorgebeugt werden sollte, damit die Wasserkügelchen nicht nach der Trennung von
neuem emulgieren. Im Falle einer ununterbrochenen Behandlung ist es zu empfehlen,
die Fließgeschwindigkeit der Emulsion innerhalb solcher Grenzen zu erhalten, daß
das Material für ungefähr fünfzehn Minuten oder um so viel länger, als für die besonderen
vorrätigen Emulsionen erforderlich sein mag, der elektrischen Einwirkung ausgesetzt
wird. Die Einwirkungsdauer des elektrischen Stromes ist kein wesentlicher Bestandteil
des erfundenen Verfahrens. Die Stromstärke. Diese hängt für eine gegebene Emulsion
vollständig vom Betrage des Faktors f der Spannungskurve ab. Wenn ermittelt worden
ist, daß eine gegebene, vorn Wassergehalt zu befreiende Emulsion eine Spitzenspannung
von beispielsweise 1 5 ooo Volt erfordert, um wirkliche Wasserentziehung herbeizuführen,
so ist der Faktor f des pulsierenden Stromes derart zu wählen, daß der Energieverbrauch
der Emulsion innerhalb erträglicher Grenzen gehalten wird.
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Das Folgende möge als Beispiel dienen: Wird die Spitzenspannung E
genannt und ist f das Verhältnis zwischen der Spitzenspannung und der effektiven
Spannung e, so ist der Energieverbrauch
Nun ist der elektrische Widerstand der zu behandelnden Emulsion zu messen. Angenommen,
dieser Widerstand sei gleich Zoo Ohm gefunden worden.
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Ist die für die Behandlung der Emulsion verfügbare Energie beispielsweise
.45 kW, so ergibt sich die folgende Gleichung
Hieraus errechnet sich f2=-2,5- oder f-5. -
Daher ist die
effektive Spannung
und die Stromstärke
Dieses Beispiel zeigt, wie die Stromstärke berechnet werden kann, nachdem zuvor
der elektrische Widerstand der Emulsion bestimmt worden ist. Es zeigt ferner, daß,
wenn die nämliche Emulsion mit sinusförmigem Wechselstrom von der nämlichen Spitzenspannung
von 15 ooo Volt behandelt werden würde, der Energieverbrauch betragen würde:
Offensichtlich würde in diesem besonderen Fall die Emulsion als nach jedem der bekannten
elektrischen Wasserentziehungsverfahren »unbehandelbar« erklärt werden.
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Die Stromstärke ist kein wesentlicher Punkt bei der Aufgabe, Emulsionen
mit Elektrizität zu behandeln.
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Die Emulsion wird unter dem Einfluß des elektrischen Feldes getrennt.
Der Strom stellt eine Nebenerscheinung dar, die von der Leitfähigkeit der wasserhaltigen
Emulsion herrührt.
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Das Verfahren des Erfinders bietet die Möglichkeit, diesen Strom auf
den gewünschten Betrag zu begrenzen, ohne die Wasserentziehungswirkung zu beeinträchtigen.