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Liegende Waschkolonne Bei liegenden Waschkolonnen, in denen zwei oder
drei Flüssigkeiten verschiedenen spezifischen Gewichts zum Zwecke der Reinigung
der spezifisch leichtesten von ihnen übereinander weggeführt werden sollen, zeigte
es sich, daß infolge der Volumenzunahme der einen Flüssigkeit bei der Aufnahme der
Verunreinigungen aus der anderen eine Mischung der verschieden stark verunreinigten
Flüssigkeiten eintritt, sofern nicht durch Einbauten dafür gesorgt wird, daß auch
die einzelnen Phasen der gleichen Flüssigkeit, die verschieden stark mit den auszuwaschenden
Stoffen angereichert sind, oneinander getrennt gehalten werden.
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Gegenstand der Erfindung ist eine liegende Waschkolonne, die durch
Querwände in mehrere Abteilungen aufgeteilt ist, wobei die Ouerwände nur einen Teil
des Kolonnenquerschnitts ausfüllen. Zwischen den einzelnen Abteilungen sind Leitwände
so angeordnet, daß eine oder mehrere Flüssigkeiten beim Übergang von einer Abteilung
in die andere und beim Durchfließen der einzelnen Abteilungen eine Bewegung ausführen,
die eine in der Höhenrichtung liegende Komponente besitzt. Um zu verhindern, daß
die zu reinigende Flüssigkeit die von ihr mitgerissenen Teile der anderen Flüssigkeit
in die nächste Abteilung befördert, sind die für die zu reinigende Flüssigkeit vorgesehenen
Überläufe mit Filtern ausgestattet. Die leichteste Flüssigkeit durchläuft die Waschkolonne
in der entgegengesetzten Richtung wie die schwerste Flüssigkeit. Die durch die Leitwände
geschaffenen Überläufe sind aber für beide Flüssigkeiten derart treppenförmig angeordnet,
daß der jeder Flüssigkeit zur Verfügung stehende Raum in derjenigen Abteilung der
Kolonne, in die sie eintitt, am größten ist, und daß dieser Raum von Abteilung zu
Abteilung kleiner wird. Um den Austauschvorgang zwischen den übereinander hinbewegten
Flüssigkeiten nicht auf die ebene Berührungsfläche zu beschränken, sind in einer
oder mehreren Abteilungen Rührwerke vorhanden. Diese laufen entweder in zwei ineinander
unlöslichen Flüssigkeiten um, oder es kann auch ratsam sein, innerhalb derselben
Flüssigkeit Rührwerke umlaufen zu lassen, um eine gute Durchmischung zwischen den
mehr oder weniger mit Umsetzungsstoffen angereicherten Flüssigkeitsteilen zu bewirken.
Selbstverständlich dürfen die Rührwerke beim Vorhandensein von drei Flüssigkeiten
nicht gleichzeitig in Flüssigkeiten umlaufen, die miteinander mischbar sind.
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Ein Beispiel für die Behandlung dreier Flüssigkeiten in einer liegenden
Waschkolonne ist die Auswaschung phenolhaltigen Wassers durch ein Waschöl, dessen
spezifisches Gewicht etwas über dem des Wassers, beispielsweise bei 1,03 bis 1,05,
liegt, und die Bindung des im Waschöl gelösten Phenols durch Natronlauge zu Natronphenolat.
Eine für diesen Waschvorgang beispielsweise geeignete liegende Waschkolonne ist
in der Abb. I dargestellt. Die Waschkolonne zerfällt in der Längsrichtung in fünf
Abteilungen, I, 2, 3, 4 und 5. Die von
den übereinander befindlichen
Flüssigkeiten, Lauge, Waschöl und Wasser, eingenommenen Räume sind durch verschiedenartige
Schraffierung kenntlich gemacht. Das Wasser hat im Raum I die größte Schichthöhe,
diese nimmt bis zum Raum 4 dauernd ab. Das Wasser tritt durch das Rohr a ein und
gelangt von Abteilung zu Abteilung, indem es unter den Leitwänden b hindurchtritt,
alsdann die Filter durchfließt und über die Leitwände c in die nächste Abteilung
gelangt. Das Ö1 kann über die Leitwände d in der umgekehrten Richtung von einer
Abteilung in die nächste gelangen.
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Um eine große Berührungsfläche zwischen Ö1 und Wasser zu schaffen,
sind an einer durchlaufenden Welle g Rührflügel h angebracht, die sowohl in die
Wasser- wie in die 01-schicht eintauchen. Bei i fließt das entphenolte Wasser ab.
Die Natronlauge wird bei -k zugeführt unterhalb des Raumes 4 und tritt über die
Wände m und unterhalb der Wände d in die nächstfolgenden Abteilungen. Auf einer
weiteren Welle g1 sind Rührwerksflügel h1 angebracht, die teilweise eine Mischung
des reich mit Phenol gesättigten Waschöles mit der angereicherten Lauge, teils eine
Vermischung der mehr angereicherten Lauge mit der weniger angereicherten Lauge bewirken
sollen. Der Behälter 5 ist ein Olabscheider, in dem die letzten Spuren Ö1 zurückgehalten
und aus dem sie von Zeit zu Zeit bei n abgelassen werden sollen.
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Das Ö1 soll im Verhältnis zum Wasser und zur Natronlauge nur eine
sehr langsame Bewegung ausführen; etwaige Olverluste werden durch Zugabe frischen
Öles in die Abteilung 4 ersetzt.
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Die Abb. 2 zeigt eine liegende Waschkolonne, in der nur zwei Flüssigkeiten
miteinander behandelt werden sollen. Als Waschvorgänge kommen hier beispielsweise
in Frage die Behandlung des auf einer Kokereianlage gewonnenen Benzols mit Schwefelsäure
oder mit Natronlauge zur Entfernung der basischen bzw. der sauren Bestandteile des
Rohbenzols, ferner die Waschungvon BenzolwaschölmitWasser zur Entfernung von Ammoniakresten
aus dem Waschöl, außerdem die Behandlung phenolhaltigen Abwassers mit einem Phenollösungsmittel
oder die eines Phenol enthaltenden Lösungsmittels mit Natronlauge. Nehmen wir an,
es handele sich um die Auswaschung des Phenols aus Wasser durch ein Phenollösungsmittel,
das ein höheres spezifisches Gewicht als Wasser besitzt, so tritt das Wasser wieder
bei a ein, gelangt zwischen den Leitwänden b und c durch die Filter f in die folgenden
Abteilungen und gibt dkie letzten Reste mitgerissenen Öles im Ölscheider 5 ab, um
bei i abzufließen. Das Ö1 wird dann bei k zugeführt und fließt über die Leitwände
m in der entgegengesetzten Richtung und wird bei 0 abgezogen. Auf der Welle g sitzen
wieder Rührflügel h, die das Wasser mit dem Öl mischen. Die mitgerissenen Ölreste
können aus der Abteilung 5 bei n abgezogen werden.
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Im folgenden sollen noch Zahlenbeispiele, und zwar je eins für die
Behandlung von drei und eins für die Behandlung von zwei Flüssigkeiten, in der erfindungsgemäßen
liegenden Waschkolonne angegeben werden.
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Bespiel I In einer 12 m langen, fünfmal unterteilten Kolonne sind
Ammoniakwasser (spez. Gewicht 1,0), Öl (spez. Gewicht 1,04) und Natronlauge (spez.
Gewicht 1,2) übereinander geschichtet.
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Die Überfälle sind so angeordnet, daß die Schichthöhen folgende Werte
haben:
| Am Am |
| Wassereinlauf, Wasserablauf, |
| Flüssigkeit d.h. Laugen- d. h. Laugen- |
| ablauf einlauf |
| mm mm |
| Wasser ....... 525 130 |
| >1 350 645 |
| Natronlauge ... 100 200 |
Bei einer Auswaschung der Phenole von 4 g im Liter auf 0,4 g im Liter stellen sich
dann folgende Verhältnisse ein:
| Am Am |
| Wassereinlauf, Wasserablauf, |
| Flüssigkeit d. h. Laugen- d. h. Laugen- |
| ablaut einlauf |
| g Phenol/Liter g Phenol/Liter |
| Wasser ....... 4 0,4 |
| Öl ........... 8,4 0.09 |
| Natronlauge... 38,35 0,21 |
Beispiel 2 Die gleiche Kolonne wurde-durch Umbau der Leitwände für die Behandlung
je zweier Flüssigkeiten eingerichtet. Es wurde ein phenolhaltiges Lösungsmittel,
und zwar das bei der Verarbeitung der Benzolvorprodukte anfallende sogenannte Rücklauföl,
mit Natronlauge zur Auswaschung der Phenole behandelt. Es betrugen die Schichthöhen:
| Am Am |
| Oleinlauf; Olablauf, |
| Flüssigkeit d. h. Laugen- d. h. Laugen- |
| ablauf einlauf |
| mm mm |
| Rücklauföl.... 675 525 |
| Natronlaugë... 300 450 |
Im Gleichgewichtszustand ergab sich folgender Phenolgehalt der
beiden Flüssigkeiten:
| Am i Am |
| Oleinlauf, Olablauf, |
| Flüssigkeit d. h. Laugen- d. h. Laugen- |
| ablauf einlauf |
| g Phenol/Liter g PhenoliLiter |
| Rflcklauföl.... I6,3 I,5 |
| Natronlauge... 1 32,3 3 I, 6 |