DE9309729U1

DE9309729U1 - Elektroden-Ölskimmereinrichtung

Info

Publication number: DE9309729U1
Application number: DE9309729U
Authority: DE
Original assignee: HIRNER EDMUND DIPL ING FH
Current assignee: HIRNER EDMUND DIPL ING FH
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2003-07-01

Description

Elektroden-Ölsldmmereinrichtung

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung,die mittels dem Elektrokoaguiations-Prinzip (Elektrophorese) ölbelastete wäßrige Medien, möglichst vollständig entölen soll. Der Grundgedanken ist,daß mit einfachem Aufwand eine Öl-ZWasser-Emulsionsspaltung in einem elektrischen Spannungsfeld ausgelöst wird und die ölige Phase aus dem wäßrigen Medium mit "drehenden Elektroden" ausgetragen werden soll. Die "drehenden Elektroden" sind gleichzeitig als Ölskimmerscheiben ausgebildet und üben damit eine Doppelfunktion aus. In ähnlicher weise wird dieser Effekt auch bei Bandölskimmern erzielt.

Öl-/ Wasseremulsionen fallen in großen Mengen in der metallbe- und verarbeitenden Industrie in Form von abgeafbeitenden Kühlschmierstoffen, Entfettungs- und Reinigungsbäder- und Phosphatierbäder an. Die Anwender solcher Anlagen verlangen hohe Stabilität und-wegen Kostenminimierung-lange Badstandzeiten,die durch neue Vorschriften des Wasserhaushaltsgesetzes noch verstärkt werden. Die vorliegende Erfindung soll einmal zur direkten Badpflege eingesetzt werden und zum andern als Zusatzmodul für Aufbereitungsanlagen der Öl-/ Wasseremulsionen. In der Praxis haben sich inzwischen zwei Richtungen für die Badpflege und Standzeitverlängerung herauzsgebildet und die sich nach Aufbau und Belastung der wäßrigen Bäder richten:

Bei demulgierenden Waschmedien und nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen werden Schwerkraftabscheider und sogenannte Ölskimmer Einrichtungen verwendet. Die ÖlsMmmereinrichtungen können als Schlauchskirnmer und Scheiben-Skimmer unterschieden werden.Die letzteren sind als einfache Geräte weit verbreitet und erfüllen bei frei aufschwimmbaren Fetten und Öle in einer beruhigten Badzone durchaus ihre Aufgabe zum austragen der unerwünschten Öl-und Fettphase. Die genannten mechanischen ÖlsMmmersysteme haben jedoch bei emulgierten Öle (feindisperse Öltröpfchen) keinen Trenneffekt und sind daher in diesem Bereich nicht einsetzbar. An dieser Stelle beginnt der Erfindungsgedanke.
Bei emulgierten Waschmedien und wassermischbaren Kühlschmierstoffen werden inbesondere für eine sorgfältige Waschmedienaufbereitung und ggf. Entsorgung,eine Reihe verschiedenster Verfahren eingesetzt, wie Ultrafiltration (Membrantrennverfahren), Zentrifugen, Verdampfer (Destillation) und chemische Verfahren mit (organischen) Spaltprodukten zur

Ölphasentrennung. Die Aufbereitungsverfahren werden je nach Anforderung und Ölfrachtbelastung auch in kombiniertere weise geschaltet. Um eine Entlastung der Baugruppen (wie Membrandurchgangsleistung bzw. Standzeiterhöhung bis zum nächsten Rückspülzyclus) zu erzielen, soll die Elektrokoagulationseinrichtung mit "drehenden Elektroden" dazwischengeschaltet werden. Dadurch werden zum Teil die sehr teueren Module wie Zentrifugen oder Verdampfersysteme durch ein preisgünstigeres Elektrokoagulations- Modul ersetzt, was dem zweiten Fall des Erfindungsgedankens entspricht.

Zu Figur I:

In einem Behälter (1) befindet sich ein -elektrisch leitendes -flüssiges Medium (4), das erfindungsgemäß eine Öl-/Wasseremulsion sein soll. Die feindispergierten Öltröpfchen sind durch Emulgatoren in dem Medium (4) als stabile Emulsion enthalten und symbolisch pünktchenfbrmig (2) in dem Medium (4) dargestellt. In das Medium (4) tauchen zwei Elektroden ein,die als Anode (6) und Kathode (5) an eine Strom-Spannungsquelle (9) angeschlossen sind. Die Kontakte der beiden Elektroden werden über federnde Schleifkontakte (3) und (11) hergestellt. Durch die angelegte Spannung wird zwischen den beiden Elektroden ein elektrisches Feld aufgebaut und in der Öl-/Wasseremulsion fließt ein Strom, dessen Größe durch den elektrischen Widerstand des Mediums (4), Abstand der Elektroden und benetzte Querschnittsfläche (10) bestimmt wird. Die effektive Querschnittsfläche ist in der Figur I symbolisch durch eine Schattierung dargestellt (10) und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als segmentförmige Fläche ausgebildet. Die Elektroden (5) und (6) können scheibenförmig (Kreis oder Polygon) oder rohrförmig (als konzentrische Rohre) angeordnet und gestaltet sein und sind wegen des korrosivenAngriffes durch geeignete Werkstoffauswahl oder durch geeignete Beschichtung auszubilden. Außerdem sind die beiden Elektroden (5) und (6) erfindungsgemäß drehbar und mit einem Antriebselement (8) verbunden.

Nach dem Van-der -Waischen Gesetz, werden hydralisierte Öltröpfchen durch elektrischen Ladungsaustausch gespalten und vereinigen sich durch Elektrokoagulation bzw. Koaleszenz zu einer Ölsphase im Medium (4). Die dispersen Öltröpfchen besitzen meist eine negative Ladung und wandern daher zur Anode (6). Zweckmäßiger weise wird zwischen Anode (6) und Kathode (5) noch ein Diaphragma vorgesehen, um eine erneute Vermischung der jetzt zweiphasigen Flüssigkeit zu vermeiden und ist in der Figur I nicht dargestellt. Die an der effektiven Elektrodenfläche (10) gebildeten Öltröpfchen (2) steigen infolge geringerem

spezifischem Gewicht gegenüber dem Medium (4) größtenteils nach oben an die Mediumsoberfläche.

Erfindungsgemäß wird bei "drehender Elektrode",also drehender Anode (6), die freien Öltröpfchen (2') aus dem Medium (4) infolge Adhäsion ausgetragen und werden bis zu dem federnde Schleifkontakt (3) zwangsweise transportiert. Die weitere Erfindungshöhe besteht darin, daß der federnde Schleifkontakt (3) als Abstreifer ausgebildet ist und somit eine Doppelfunktion erfüllt. Die abgestreiften Öltröpfchen oder Ölfilm (2¹) werden über Schwerkraftwirkung einem Ölsammelgefäß (7) zugeführt und dort zur Wiederverwertung oder Entsorgung gespeichert.

In der Figur I ist die Vorrichtung in allen drei Seiten dargestellt. Soll die Elektrokoagulationsleistung bzw. Ölspaltleistung erhöht werden, können durch weitere Aneinanderreihungen von Anoden-und Kathodenpaare, die zweckmäßigerweise mit dem gleichen Antrieb (8) verbunden sind, dies auf einfache und kostengünstige weise erzielt werden. In Figur I ist eine zweite Anode (6') dargestellt. Auf weitere Darstellungen mehrerer Elektrodenpaare wurde verzichtet. Die zweite Anode (6') kann z.B. mit der gleichen Spannungsquelle (9) parallel verbunden werden und ist durch eine Strichellinie (12) symbolisiert dargestellt. Die effektive Elektrodenfläche(lO) ist durch eine Zusatzanode (6') verdoppelt worden.

Die Kathode (5) kann sowohl drehend als auch feststehend angeordnet sein., die Strom-Spanmingsführung erfolgt über die Kontaktstelle (11). Bei drehender Ausführung wird die Kontaktstelle (11) zweckmäßiger weise ebenfalls als federnder Schleifkontakt ausgebildet.

Zu Figur &Pgr;:

Eine weitere Gestaltung des erfindungsgemäßen Gedanken ist in der Figur II dargestellt. Bei dieser Ausfuhrung wird als Anode (6) ein Bandskimmer verwendet Das Band selbst ist als geeigneter Werkstoff und elektrisch leitend ausgebildetDie Kathode (5)ist in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel als halbrundförmige Schale (5) so ausgebildet, daß sie zu einem bestimmten Abstand gegenüber dem anodisch geschaltetem Band (6) steht. Außerdem ist die Kathode (5) in diesem Beispiel stationär angeordnet. In dem Spalt zwischen Anoden-Band (6) und Kathoden-Halbschale (5) wird bei eingeschalteter Stromquelle (9) ein elektrische Feld aufgebaut und die Öl-AVasseremulsion, also das Medium (4) führt -wie zuvor beschriebenzur Elektrokoagulation bzw. Koaleszenzwirkung der dispergierten Öltröpfchen (2). Wird der

Antrieb (8) eingeschaltet, werden die Öltröpfchen aus dem Medium (4) ausgetragen. Die anoidische Kontaktstelle ist als federnder Abstreifer (3) ausgebildet und streift die Öltröpfchen bzw. Ölfilm (2¹) ab. Mittels Schwerkraft können die Öltröpfchen bzw. der Ölfilm in dem SammelgeJaß (7) gespeichert werden., wo sie als WertstofT Verwendung finden können oder zur Entsorgung geführt werden.

Der effektive Elektrodenquerschnitt (lo) ist sysmbolisch als Projektionsfläche mattiert dargestellt. Die Kathode (5) ist schraffiert dargestellt

Claims

Ansprüche:

- Ölskimmerscheiben sind dadurch gekennzeichnet, daß sie als Elektroden ausgebildet sind und paarweise angeordnet sind.

- Bandölskimmer sind dadurch gekennzeichnet, daß das Band als Anode ausgebildet ist bzw. elektrisch leitend ist.

-Ölskimmerscheiben sind dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest eine Scheibe dreht und angetrieben wird und diese Scheibe als Anode ausgebildet ist.

- Bandölskimmer sind dadurch gekennzeichnet, daß das Band mittels Umlenkrolle sich dreht und angetrieben ist.

- Ölskimmerscheiben und Bandölskimmer sind dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den drehenden Anoden und Kathoden ein bestimmter Abstand eingehalten wird

- Ölskimmerscheiben und Bandölskimmer sind dadurch gekennzeichnet, daß die Öl-Abstreifer als elektrische Kontaktverbindungen gestaltet sind und gleichzeitig zum Abstreifen der öligen Phase an der drehenden Anodenfläche dient.

- Ölskimmerscheiben und Bandölskimmer sind dadurch gekennzeichnet, daß sie an einer Strom-Spannungsquelle angeschlossen sind und dadurch ein elektrisches Feld zwischen Anode und Kathode in einem wäßrigem Medium (hier Öl-/Wasseremulsion) aufgebaut wird.

- Ölskimmerscheiben sind dadurch gekennzeichnet, daß sie als beliebig viele Elektrodenpaare angeordnet werden und einen gemeinsamen Antrieb besitzen.