CH617358A5

CH617358A5 -

Info

Publication number: CH617358A5
Application number: CH61477A
Authority: CH
Inventors: Jacob Pielkenrood
Original assignee: Pielkenrood Vinitex Bv
Priority date: 1976-01-28
Filing date: 1977-01-18
Publication date: 1980-05-30
Also published as: FR2339425A1; AU2150077A; SE7700358L; ES455319A1; CA1093283A; AR213945A1; NL180383B; MY8100116A; NO770271L; NL7600848A; BR7700533A; GB1563062A; DE2701560A1; DE2701560C2; FR2339425B1; AU509427B2; DK36977A; ZA77105B; US4253964A; GR62649B

Description

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Einrichtung, bei denen im Gegensatz zu den vorstehend erwähnten Druckschriften der Kanal, in dem das Partikelwachstum stattfindet, in einem Winkel zur vertikalen Richtung einschliesst und in jedem Kanalquerschnitt die Geschwindigkeitsverteilung in Querrichtung derart ist, dass keine Vernichtung des Partikelwachstums durch Scherkräfte als Folge des Geschwindigkeits-gradienten in der Strömung erfolgt. Hierbei hat sich unerwarteterweise gezeigt, dass die Strömungsgeschwindigkeit in den in dieser Weise gerichteten Kanälen ausreichend gross gemacht werden kann, um die Partikel durch den Kanal ohne eine wesentliche Trennung mitzureissen. Eine solche von der vertikalen Richtung abweichende Anordnung führt in vielen Fällen zu einer günstigeren Ausnützung des verfügbaren Raums beim Zusammenbau der Einrichtung.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung nach der Erfindung,

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Fig. 2 eine Teilansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Einrichtung und

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung von verschiedenen Arten der Anordnung der Einrichtung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Schnitt der Einrichtung nach der Erfindung 5 in sehr vereinfachter Weise dargestellt. Die Einrichtung enthält einen Behälter 1 mit Seitenwänden 2 und Endwänden 3, wobei in dem Behälter Trennwände 4 vorgesehen sind, die parallel zu den Endwänden 3 angeordnet und abwechselnd mit der einen oder der andern Seitenwand 2 verbunden sind. Auf 10 diese Weise werden Kammern oder Kanäle 5 begrenzt, die bei 6 zwischen einem Ende der Trennwand 5 und der benachbarten Seitenwand 2 miteinander verbunden sind.

Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Kanal mit ab-wechselnder Strömungsrichtung geschaffen, wobei der Kanal einerseits mit einer Zuführungsleitung 7 und anderseits mit einer Auslassleitung 8 in Verbindung steht. Die Auslassleitung 8 ist mit einer Trennvorrichtung verbunden.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann in der Weise 2o aufgebaut sein, dass die einzelnen Kanäle 5 wechselseitig übereinander angeordnet sind, es ist aber auch möglich, diese Kanäle in einer anderen Richtung nebeneinander anzuordnen.

Wegen der Reibung gegen die Trennwände 4 wird die Flüssigkeitsströmung verzögert, so dass ein Quergeschwindig- 25 keitsgradient erzeugt wird. Die Partikel in einem schnelleren Flüssigkeitsströmungsteil können Partikel in einem etwas langsameren benachbarten Strömungsteil überholen, und darüber hinaus erhöhen kleine Turbulenzen die Zusammentreffwahrscheinlichkeit weiter, was zu einer Koaleszenz dieser Partikel 30 und somit zu einem wesentlichen Partikelwachstum führt. Es ist aber auch möglich, dass die auf diese Weise erhaltenen grösseren Partikel wieder als Folge von Scherkräften zwischen benachbarten Strömungsschichten mit verschiedener Geschwindigkeit auseinandergerissen werden, so dass es manch- 35 mal ratsam ist, den Geschwindigkeitsgradienten in Abwärts-

stromrichtung zu verringern. Dies kann, wie dargestellt, dadurch ausgeführt werden, dass der Abstand zwischen den Trennwänden 4 in Strömungsrichtung vergrössert wird, so dass bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit die lineare Geschwindigkeit und somit der Geschwindigkeitsgradient auch verringert werden. Darüber hinaus wird der Abstand zwischen den Wänden grösser, was auch eine Verringerung des Geschwindigkeitsgradienten ergibt.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der, wie in der DE-OS 24 54 159 beschrieben, die Strömung nicht über einen Behälter 1 mit Trennwänden 4, sondern stattdessen über Rohre 9 geleitet wird, die mittels gebogener Elemente 10 miteinander verbunden sind. Diese Rohre 9 sind im wesentlichen horizontal gerichtet und können übereinander oder nebeneinander angeordnet sein. Die aufeinanderfolgenden Rohre können in Strömungsrichtung gesehen zunehmenden Querschnitt aufweisen, wobei die Bogen dann als Anpassungselemente dienen.

Es ist für eine wirtschaftliche Ausnutzung des vorhandenen Raumes vorteilhaft, die Kanäle 5 oder die Rohre 9 schräg übereinander oder in einem Winkel in bezug auf die horizontale Ebene anzuordnen. Fig. 3 zeigt schematisch verschiedene Möglichkeiten, d. h. bei A in einer horizontalen Ebene und bei B in einer vertikalen Ebene. Bei C und D sind die Rohre wie gezeigt in einer geneigten Ebene angeordnet. Gleichartige Möglichkeiten bestehen auch im Falle der Ausführungsform der Fig. 1.

Selbstverständlich ist die Zahl der aufeinanderfolgenden Kammern 5 oder der Rohrteile 9 nicht auf den dargestellten Fall beschränkt.

Es ist möglich, zusätzliche Geschwindigkeitsdifferenzen, die das Partikelwachstum vergrössern, in die Strömung einzuführen. Dies kann beispielsweise durch Elemente, z. B. Stäbe (in der Zeichnung nicht dargestellt), erreicht werden, die sich in wenigstens einem Teil des Kanals in Strömungsrichtung erstrecken.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Herbeiführung von Partikelwachstum in einer strömenden Flüssigkeitssuspension als Vorbereitung für eine nachfolgende Trennung der gewachsenen Partikel von der Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeit durch einen Kanal geführt wird, die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit während der ganzen Behandlung auf einem solchen Wert gehalten wird, dass im wesentlichen alle Partikel längs der Strömung mitgeschleppt werden und die Verweilzeit in der Strömung derart gewählt wird, dass das Partikelwachstum durch Koaleszenz der Partikel als Folge von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Partikeln erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal einen Winkel mit der vertikalen Richtung einschliesst und dass in jedem Kanalquerschnitt die Geschwindigkeitsverteilung in Querrichtung derart ist, dass keine Vernichtung des Partikelwachstums durch Scherkräfte als Folge des Geschwindigkeitsgradienten in der Strömung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit in wenigstens mehreren aufeinanderfolgenden Strömungsteilen allmählich oder stufenweise verringert wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Geschwindigkeitsdifferenzen, die das Partikelwachstum vergrössern, in die Strömung eingeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal horizontal gerichtet ist.

5. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Vorrichtung zum Begrenzen wenigstens eines Flüssigkeitsströmungskanals, der sich zwischen einem Ein-lass und einem Auslass erstreckt, wobei der Einlass und der Auslass so angepasst sind, dass sie jeweils mit einer Flüssig-keitszuführungseinrichtung und dem Einlass einer Trenneinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kanal begrenzende Vorrichtung in einem Winkel in bezug auf die Vertikale gerichtet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei welcher der Kanal in eine Anzahl von im wesentlichen geraden, in Reihe geschalteten Teilkanälen aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkanäle übereinander oder in einer von der vertikalen Ebene abweichenden Ebene nebeneinander angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kanal begrenzende Vorrichtung horizontal gerichtet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente, die sich im wesentlichen in Strömungsrichtung erstrecken, in wenigstens einem Teil des Kanals vorgesehen sind.

In der DE-OS 23 20 859 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herbeiführung von Partikelwachstum in einer strömenden Flüssigkeitssuspension beschrieben.

Die zu behandelnde Flüssigkeit wird durch wenigstens einen im wesentlichen vertikalen Strömungskanal geleitet, bevor sie zu einer Trennvorrichtung geführt wird, wobei die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit während der ganzen Behandlung auf einem solchen Wert gehalten wird, dass im wesentlichen alle Partikel längs der Strömung mitgeschleppt werden und wobei das Partikelwachstum durch Koaleszenz der Partikel als Folge von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Partikeln erhalten wird, wobei die Differenzen wenigstens teilweise eine Folge eines Quergeschwindigkeitsgra-dienten der Flüssigkeitsströmung sind, der durch Reibung an den Wänden des Strömungskanals verursacht wird. Darüber hinaus werden auch geringe Turbulenzen erzeugt, welche die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass Partikel aufeinandertreffen. Im einzelnen kann der Flüssigkeitskanal in eine Zahl von aufeinanderfolgenden, miteinander verbundenen und im wesentlichen parallelen Kanalteilen mit abwechselnder Strömungsrichtung aufgeteilt sein, um zu ermöglichen, dass ein Kanal mit einer gewünschten Länge innerhalb eines beschränkten Raumes angeordnet werden kann. Des weiteren kann dieser Kanal oder seine aufeinanderfolgenden Teile so ausgebildet sein, dass der Quergeschwindigkeitsgradient nicht gross werden kann, dass die dadurch und durch die diesbezüglichen auf die gewachsenen Partikel wirkenden Turbulenzen verursachten Scherkräfte zu einer Vernichtung des Partikelwachstums führen, die insbesondere durch Vergrösserung der Querschnittsfläche quer zur Strömungsrichtung entweder stufenweise oder allmählich erhalten wird, so dass bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit die lineare Geschwindigkeit der Strömung abfällt und/oder der Wandabstand ansteigt, so dass der Geschwindigkeitsgradient dementsprechend weiter abfällt. Durch Einsetzen von Hilfstrennwänden, die sich im wesentlichen in Strömungsrichtung erstrecken, kann der Quergeschwindigkeitsgradient erhöht werden, wobei die Trennwände längsverschiebbar gemacht werden können, um eine Änderung ihrer Wirkung zu ermöglichen. Gemäss der in Rede stehenden Patentmeldung kann der Strömungskanal dadurch begrenzt werden, dass im wesentlichen vertikale Trennwände in einem Behälter angeordnet werden, die aufeinanderfolgende Kammern begrenzen, die abwechselnd oberhalb und unterhalb der Trennwände miteinander verbunden sind.

In der DE-OS 24 54 159 ist eine ähnliche Vorrichtung beschrieben, bei welcher der Kanal durch ein Rohr oder einen Schlauch begrenzt ist, das/der aufeinanderfolgende Teile aufweist, die durch angepasste gebogene Elemente miteinander verbunden sind, was in vielen Fällen zu einer Vereinfachung des Aufbaus der Vorrichtung führt, insbesondere wenn im Handel erhältliche Rohre verwendet werden.

Die vorstehend erwähnten Patentanmeldungen basieren auf der Überlegung, dass ein Partikelwachstum nur in einem im wesentlichen vertikalen Kanal zufriedenstellend stattfindet, da in einem im wesentlichen horizontalen Kanal die Trennungsweglänge der Partikel in Richtung der Schwerkraft auf eine benachbarte Wand zu relativ klein ist, so dass während des Durchlasses durch den Kanal eine gewisse Trennung stattfinden kann und sich die getrennten Partikel an den Kanalwänden absetzen können, was auf dem langen Weg zu einer Stauung führen würde, da diese Vorrichtung nicht als Separator ausgebildet ist und deshalb nicht mit Einrichtungen zum kontinuierlichen Entfernen der getrennten Komponenten versehen ist.