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Vorrichtung zur Trennung von Gas von Flüssigkeitsgemischen Zusatz
zum Patent: 1 181 674 In dem Patent 1 181 674 ist eine Vorrichtung geschützt zur
Trennung von Gas- oder Flüssigkeitsgemischen durch Anwendung von Adsorbentien oder
Ionenaustauschern. Sie besteht im wesentlichen aus einer drehbaren Ringtrommel mit
einer an deren Umfang im Kreis angeordneten Vielzahl von die Feststoffe aufnehmenden
Zellen mit radialen Trennwänden und radialen Zu- und Abführungen für das aufzubereitende
Gut und die Behandlungsmittel.
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Mehrere Zellen sind zu einer Zellengruppe zusammengefaßt, die gegen
jede benachbarte Zellengruppe oder Einzelzelle abgesperrt ist. Sie sind so geschaltet,
daß ein Durchströmen des aufzubereitenden Gutes oder der Behandlungsmittel durch
die einzelnen Zellen einer Gruppe in Umfangsrichtung der Ringtrommel ermöglicht
wird. Das wesentliche Kennzeichen dieses Austauschers besteht darin, daß jede Zelle
zu den beiden benachbarten Zellen je ein Absperrorgan enthaltende Verbindungswege
besitzt, so daß nach einem jeweils aufgestellten Schaltplan nebeneinanderliegende
Zellen entweder voneinander getrennt oder zur Führung des aufzubereitenden Gutes
oder des Behandlungsmittels in Umfangrichtung miteinander verbunden werden können.
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Grundsätzlich kann die Vorrichtung nach dem Füllen der Zellen mit
einem Festhaltestoff, insbesondere einem Adsorbens oder lonenaustauschmittel so
betrieben werden, daß das aufzuarbeitende Gut in eine der Zellen eingeführt, durch
diese und mindestens eine weitere benachbarte Zelle hindurchgeleitet und nach Abgabe
des oder der festzuhaltenden Bestandteile der Rest aus dem Zellensystem herausgeleitet
wird, worauf das System gedreht und eine Wiederabtrennung der an den Feststoffen
festgehaltenen Bestandteile vorgenommen wird. Vorteilhaft erfolgt die Drehung in
Gegenstromrichtung zu der Bewegung, die der Stofffluß auf dem Umfang durch die Zellen
macht.
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Es können auch mehrere Bestandteile, vorzugsweise von unterschiedlichem
Haftvermögen, an dem Absorbens oder Ionenaustauscher im aufzubereitenden Gut enthalten
sein oder auch Gasgemische aufbereitet werden.
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Die vorliegende Erfindung geht von der Vorrichtung des Hauptpatentes
aus. Sie soll diese Vorrichtung dadurch verbessern, daß es vermieden wird, die Zellen
des Systems zugleich mit dem drehbaren Teil des Steuerkopfes, mit dem die Zellen
starr verbunden sind, zu bewegen. Eine solche Drehbewegung kann insbesondere bei
großen Zellen unerwünscht sein, weil die Drehung erheblicher Massen um eine
zentrale
Achse aufwendig ist und technisch schwierig sein kann.
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Es wurde nun gefunden, daß man die Zellen und den mit ihnen verbundenen
Teil des Steuerkopfes stillstehen lassen kann. Dazu ist es jedoch erforderlich,
daß der diesem Teil des Steuerkopfes anliegende, bisher stillstehende Teil des Steuerkopfes
drehbar ist und ein weiterer, dem bisherigen stillstehenden Teil entsprechender
dritter Teil sich an den drehbaren Teil anschließt.
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Der Austauscher besteht nunmehr aus einem dreiteiligen Steuerkopf,
dessen beide äußere Teile stillstehen, während der mittlere Teil drehbar ist, und
aus stillstehenden Zellen. Einer der feststehenden Teile des Steuerkopfes ist zweckmäßig
auf seiner dem mittleren drehbaren Teil anliegenden Seite mit konzentrischen Nuten
versehen, welche zusammen mit der Fläche des mittleren Teiles konzentrische Kanäle
bilden. Im drehbaren Teil sind gerade und schräg von einer zur anderen Seite des
drehbaren Mittelteiles verlaufende Bohrungen vorgesehen.
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Die Betätigung der zwischen den Zellen angeordneten Absperrorgane
kann nach dem jeweiligen Schaltplan automatisch von dem drehbaren Steuerkopfmittelteil
gesteuert werden.
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An sich ist die Verwendung von Drehschiebern zum Steuern von Flüssigkeits-
oder Gasströmen bekannt.
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Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung können die Zellen im Kreis
angeordnet sein. Nach,einer Ausführungsform der Erfindung genügt es jedoch bereits,
eine kreisförmige Schaltung für die Zellen vorzusehen, so daß die räumliche Anordnung
der
Zellen selbst auch von der Kreisform abweichen kann. Dann brauchen
die seitlichen Zellenwände selbstverständlich nicht mehr radial zu verlaufen.
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Für die Zeichnung wurde als Beispiel die Reinigung eines chromsäurehaltigen
Spülwassers gewählt, wobei der Schaltplan in Fig. 1 dargestellt und erläutert ist.
Die F i g. 2 bis 9 stellen schematisch einen Austauscher gemäß der Erfindung dar,
bei dem die Zellen in einer Reihe aufgestellt und der dreiteilige Steuerkopf im
mittleren drehbaren Teil auch Schrägbohrungen aufweist.
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Die Bezugszeichen sind möglichst so gewählt worden, daß entsprechende
Teile dieselben Bezugszeichen tragen wie in der Zeichnung des Hauptpatentes. Im
einzelnen betrifft Fig. 2 die Zellen und ihre absperrbaren Verbindungswege, F i
g. 3 den dreiteiligen Steuerkopf, F i g. 4 und 5 den feststehenden äußeren Teil
des Steuerkopfes, Fig.6 und 7 den mittleren drehbaren Teil des Steuerkopfes, Fig.
8 und 9 den anderen feststehenden äußeren Teil des Steuerkopfes.
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Der Schaltplan nach Fig. 1 stellt den Stofffluß durch die gemäß F
i g. 2 im Kreis schaltbaren Zellen dar. Die als Beispiel gewählte Reinigung eines
chromsäurehaltigen Wassers geht nun wie folgt vor sich: Nach F i g. 4 tritt die
vom Behälter 91 kommende Lösung (chromsäurellakiges Spülwasser) über die Leitung
51 in die Bohrung 61 des feststehenden Steuerkopfteiles 25 ein. Am Ende der Bohrung
61 ist in die Innenseite des Teiles 25 eine kreisförmige Nut 44 eingearbeitet. Der
Nut 44 gegenüber befindet sich im mittleren drehbaren Steuerkopfteil 26 (F i g.
6 und 7) eine Bohrung 62, durch welche die Lösung sodann fließt. Sie tritt bei 63
aus der Bohrung 62 aus, um eine Winkelbohrung64 des anderen feststehenden Teiles
45 (F i g. 8) des Steuerkopfes zu durchfließen. Diese Bohrung 64 ist durch eine
Leitung 51' mit der Zelle 18 (F i g. 2) verbunden. Hier gibt die Flüssigkeit die
Chromsäure zum größten Teil an den in der Zelle befindlichen Ionenaustauscher ab.
Durch das geöffnete Ventil 32 erreicht die Flüssigkeit sodann die Zelle 2, darauf
bei geöffnetem Ventil 32' die Zelle 3 und schließlich bei geöffnetem Ventil 32"
die Zelle 4. Bei geschlossenem Ventil 32"' wird die Flüssigkeit über einen Anschlußstutzen
51" in den anderen feststehenden Teil 45 des Steuerkopfes (Fig. 8 und 9) geleitet.
Das inzwischen von Chromsäure völlig gereinigte Wasser wird nun durch die Winkelbohrung
65 und die Öffnung 66 in die drehbare Scheibe 26 (Fig.6 und 7) geleitet. Eine etwas
schräge Bohrung 67 leitet die Flüssigkeit sodann über die Öffnung 68 in die im Teil25
befindliche Nut 69, welche über Bohrung 70 mit der Abflußleitung 51"' verbunden
ist.
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Inzwischen wird auf analoge Weise durch die Zellen 16 und 16 a, welche
mit dem bereits beladenen Austauscher gefüllt sind, Wasser zum Spülen hindurchgeleitet.
Der Weg, den dieses Spülwasser nimmt, sei ebenfalls kurz geschildert: Vom Behälter
92 (F i g. 4) kommend tritt es durch die Leitung 52 bei 71 in die Scheibe 25 ein,
gelangt durch die Bohrung 72 in die Nut 73 und fließt hierauf von 74 an durch die
schräge Bohrung 75 (in F i g. 7) der mittleren drehbaren Scheibe 26 der Öffnung
76 zu. Sie trittt dann durch die öffnung 76 und Bohrung 77 in
die Leitung 52 ein
und gelangt über die Zelle 16, das geöffnete Ventil 32"" und die Kammerloa durch
die Leitung 52" zurück zum Steuerkopfteil 45, durch Öffnung 78 (F i g. 9), Schrägbohrung
79 und Öffnung 80 in die Nut 81 der feststehenden Scheibe 25 (F i g. 5), von wo
sie durch die Bohrung 82 abfließt.
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In ähnlicher Weise erfolgt der Ablauf des noch in der Zelle 6 befindlichen
Restwassers, die Regenerierung des chromsäurehaltigen Austauschers mit Natronlauge
in den Zellen 9, 10, 11 und 13, der Ab lauf der Restlauge aus Zelle 5 und die Spülung
in den Zellen 7 und 7a.
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In nicht näher gekennzeichneter Weise erfolgt entweder über mit der
mittleren drehbaren Scheibe verbundene Nocken, Vorsprünge oder ähnliche Elemente
auf mechanischem Wege ein Verschluß der zwischen den Zellen befindlichen Ventile
32, oder diese Betätigung geschieht durch elektrische Schaltelemente, welche mit
der mittleren Scheibe 26 fest verbunden sind und durch Ein- bzw. Ausschalten eines
Stromes zwischen den Zellen sitzende Magnetventile betätigen. Die Drehung der mittleren
Scheibe wird über einen Antriebsmotor gesteuert von dem Auftreten kleinster Mengen
von Chromsäure im Ab fluß. Hierzu werden chemische, optische und elektrische Verfahren
eingesetzt.
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Auch der Zufluß der Natronlauge zu den Zellen, welche regeneriert
werden sollen, kann von dem Vorhandensein einer bestimmten Menge freier Natronlauge
in der abfließenden Regenerierflüssigkeit durch öffnen oder Schließen eines Ventils
beeinflußt werden. In gleicher Weise werden auch die zufließenden Spülwassermengen
reguliert.