DE1432762B2 - Misch und Trennverfahren mit Gegenstromzentrifugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Misch- und Trennverfahren mit Gegenstromzentrifugen sowie Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zwar ist es beim Betrieb von Zentrifugen bekannt, einen Teil der einen abgetrennten Komponente dem Einlaß der Zentrifuge wieder zuzuführen. Bei diesen bekannten Verfahren ist jedoch die Menge der rückzuführenden Komponente und damit der Trennungsgrad begrenzt, weil durch die Rückführung der Anteil der aus abgetrennter und neu zugeführter Korn- ίο ponente zusammengesetzten Mischkomponente in der Zentrifuge steigt, wodurch der Wirkungsgrad der Trennung begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren dieser Art zu schaffen, das eine weitgehende Trennung der Bestandteile des Schleudergutes ermöglicht und dennoch eine geringe Menge des Lösungsmittels sowie eine geringe Anzahl von Zentrifugen benötigt.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Teil der einen oder beider, die Zentrifugen verlassenden, abgetrennten Komponenten der anderen Komponente vor dem Einlaß in die nächste Zentrifuge oder in den Rücklauf der eigenen Zentrifuge zugeführt wird.

Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der zurückzuführende Teil einer abgetrennten Komponente der anderen Komponente· vor deren Einlaß zugeführt. Es ist daher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, in einer beliebigen Zusammensetzung der Komponenten zu arbeiten und damit einen wesentlich günstigeren Wirkungsgrad der Trennung zu erzielen, wobei je Zeiteinheit ein Vielfaches der endgültig ausgetragenen Menge zurückgeführt und erneut einer Trennung unterworfen werden kann.

Dadurch kann sowohl die Menge des verwendeten Lösungsmittels als auch die Anzahl der Zentrifugen herabgesetzt werden. Mit der Verringerung des benötigten Lösungsmittels nimmt auch der Anteil der abgetrennten Komponenten im Lösungsmittel zu, so daß diese mit geringeren Kosten aus dem Lösungsmittel zurückgewonnen werden können.

Bei einer Anordnung zum Mischen und Trennen mittels Gegenstromzentrifugen ist vorzugsweise ein Auslaß oder beide Auslässe einer Zentrifuge über Regelventile enthaltende Leitungen mit dem Einlaß der anderen Komponente in der gleichen bzw. der nächstfolgenden Zentrifuge verbunden.

Dabei kann zwischen der Zuführstelle der zurückgeführten Komponente in die Zuführleitung für die andere Komponente und der zugeordneten Anschlußstelle der Zentrifuge ein Mischer eingeschaltet sein, um die Zentrifugen selbst vom Mischvorgang zu entlasten. Die Mischer können Schleuderpumpen sein.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades können zwischen dem Mischer und der Zentrifuge ein Zwischenbehälter als Verweilzone angeordnet sein.

Die in dieser Anordnung verwendeten Zentrifugen, die in der Schleudertrommel angeordnete konzentrische zylindrische Trennwände aufweisen, deren radialer Abstand nach außen abnimmt, sind vorzugsweise so ausgebildet, daß der radiale Abstand zwischen den beiden äußeren Trennwänden im Bereich der Zuführstelle für die leichtere Komponente größer ist als zwischen den unmittelbar benachbarten Trennwänden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Schleudertrommel, die in den beim erfindungsgemäßen Verfahren benutzten Misch- und Trennzentrifugen verwendbar ist,

Fig. 2 ein Flußschema des erfindungsgemäßen Verfahrens mit drei in Reihe geschalteten Misch- und Trennzentrifugen,

F i g. 3 ein Flußschema einer Misch- und Trennzentrifuge, der ein Mischer und ein als Verweilzone dienender Zwischenbehälter vorgeschaltet ist,

F i g. 4 das Flußschema einer Misch- und Trennzentrifuge mit einem zusätzlichen Rücklauf.

Die in F i g. 1 dargestellte Schleudertrommel 1, die um ihre strichpunktiert angedeutete Achse drehbar ist, weist einen Einlaß 15 für die eine und einen Einlaß 10 für die andere Komponente auf, die im Gegenstrom durch konzentrisch angeordnete, ringförmige Kammern 8 geleitet werden. Die Kammern 8 sind durch konzentrische, zylindrische Trennwände 5 mit Durchtrittsöffnungen 9 voneinander getrennt. _

Zur Erzielung eines langen Kontaktweges zwischen den beiden Komponenten sind in die einzelflen Kammern wendeiförmige Rippen 5 d eingesetzt, deren Abstand sich bei den weiter außen liegenden Kammern verringert, um trotz der steigenden Strömungsgeschwindigkeit nach außen eine gleich gute Vermischung zwischen beiden Komponenten und damit eine gleichmäßige Lösung in allen Kammern zu erreichen.

Die jeweiligen Auslässe der beiden Komponenten sind mit 19 und 23 bezeichnet.

Da erfindungsgemäß dem Einlaß 10 für die eine Komponente ein Teil der anderen, die Zentrifuge verlassenden Komponente wieder zugeführt wird, hat die an den Einlaß 10 anschließende äußere Kammer 8 α einen größeren Querschnitt als die unmittelbar benachbarten Kammern 8. Dies wird durch einen größeren radialen Abstand zwischen den beiden äußeren Trennwänden 5 α und 5 b dieser Kammer erreicht, der größer ist als der Abstand zwischen den beiden Trennwänden 5 b und 5 c der innen nächstliegenden Ringkammer. In dieser äußeren Kammer wird der größte Teil der zurückgeführten Komponente sofort wieder abgetrennt und fließt durch Öffnungen 24 zum Auslaß 23.

Diese äußerste Ringkammer soll also ein besonders großes Volumen haben, um die zusätzliche Menge der schweren Komponente aufnehmen zu können, die unter Einwirkung der in dieser Kammer infolge der hohen Umfangsgeschwindigkeit sehr großen Zentrifugalkraft sofort abgetrennt wird und durch die Öffnungen 24 austritt und zum Auslaß 23 strömt, während die leichtere Komponente, die noch Anteile der schwereren Komponente enthalten kann, aber in ihrem Volumen wesentlich vermindert ist, in die schmälere innere Ringkammer eintritt.

F i g. 2 zeigt drei hintereinandergeschaltete Misch- und Trennzentrifugen 25, 26 und 27. Diese Zentrifugen sind miteinander durch Rohrleitungen verbunden, welche die beiden Lösungskomponenten im Gegenstrom zueinander durch die Zentrifugen leiten. Zur Erleichterung der Darstellung in der folgenden Beschreibung wird beispielsweise angenommen, daß die eine Komponente Seife und die andere Komponente ein wäßrige Lösung eines Elektrolyten ist.

Jede Zentrifuge ist mit einer Einlaßleitung 28, 29,

30 für Seife und einer Einlaßleitung 31, 32, 33 für den Elektrolyten versehen. Der Austrag der Seife erfolgt durch Leitungen 34, 35, 36, während der Elektrolyt durch die Leitungen 37, 38, 39 ausgetragen wird. Den Einlassen für die Seife sind Schleuderpumpen 40, 41, 42 vorgeschaltet, während den Elektrolytauslässen Schleuderpumpen 43, 44, 45 und Ventile 46, 47, 48 zur Druckkonstanthaltung nachgeschaltet sind. Ventile 46 a, 47 a und 48 a halten den Druck in den Seifenauslaßleitungen der Zentrifugen konstant.

Abzweigleitungen 49, 50, 51 verbinden die Elektrolytaustragsleitungen mit den Seifeneinlaßleitungen, wobei in jeder Abzweigleitung ein Ventil 52, 53, 54 vorgesehen ist, das der Steuerung des Umlaufgrades des Teiles der Elektrolytlösung dient, der vom Zentrifugenauslaß zum Zentrifugeneinlaß von neuem in Umlauf gesetzt wird.

Diese Anordnung arbeitet folgendermaßen:

Seife wird durch die Pumpe 40 über die Leitung 28 aus einer Verseifungsanlage der Zentrifuge 25 gegen den in ihr herrschenden Gegendruck zugeführt. Die Elektrolytlösung wird durch die Leitung 31 der gleichen Zentrifuge zugeführt. Wenn nur eine einzige Zentrifuge vorgesehen ist, kann vorausgesetzt werden, daß die Elektrolytlösung frisch ist, während bei der in F i g. 2 gezeigten Anordnung die zugeführte Elektrolytlösung entsprechend dem Gegenstromprinzip bereits in zwei Zentrifugen zum Waschen der Seife benutzt worden ist. Die Seife verläßt die Zentrifuge 25 durch die Leitung 34 und gelangt zu den nachgeschalteten Zentrifugen, während die Elektrolytlösung die gleiche Zentrifuge durch die Leitung 37 verläßt, welche zu einer nicht gezeigten Anlage zur Rückgewinnung von Glyzerin führt. Eine steuerbare Menge Elektrolytlösung wird zur Zentrifuge 25 von neuem durch die Leitung 49 und die Seifeneinlaßleitung 28 in Umlauf gesetzt.

Der Prozeß, der in der Zentrifuge 25 stattfindet, wiederholt sich in den Zentrifugen 26 und 27. Dies bedeutet, daß frische Elektrolytlösung, beispielsweise eine Lösung von gewöhnlichem Salz, über die Leitung 33 zugeführt und angereichert mit Glyzerin als sogenannte Unterlauge durch die Leitung 37 ausgetragen wird, während die zu waschende Seifenmasse über die Leitung 28 zugeführt und gewaschen durch die Leitung 36 ausgetragen wird.

F i g. 3 zeigt eine einzige Zentrifuge, bei welcher ein Behälter 55 als Verweilzone in die Leitung 28 geschaltet ist. In diesem Behälter erfolgt eine Diffusion zwischen den beiden vermischten Komponenten, um den Trennungsprozeß zu verbessern. Die Verweilzeit ist der gewünschten Diffusion anpaßbar. Mit Rücksicht auf die Diffusion ist es ferner zweckmäßig, daß die Pumpe 40, bezogen auf die Strömungsrichtung, dem Behälter 55 vorgeschaltet ist, so daß die Seife gut mit der Elektrolytlösung vermischt in den Behälter eintritt.

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform mit einem doppelten Rückfluß, wodurch eine intensivierte Trennung im Vergleich zu dem Verfahren mit einem einfachen Rückfluß erzielt wird. Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ist nur eine einzige Zentrifuge gezeigt. Die zusätzliche Rücklaufleitung ist mit 56 bezeichnet und mit einem Ventil 57 versehen, das der Steuerung der Rückflußpumpe dient. Die Pumpen 58 und 59 entsprechen in ihrer Funktion den Pumpen 40 und 43.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Misch- und Trennverfahren mit Gegenstromzentrifugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der einen oder beider, die Zentrifugen verlassenden, abgetrennten Komponenten der anderen Komponente vor dem Einlaß in die nächste Zentrifuge oder in den Rücklauf der eigenen Zentrifuge zugeführt wird.

2. Anordnung zum Mischen und Trennen mittels Gegenstromzentrifugen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaß (37, 38, 39) oder beide Auslässe (34, 37) einer Zentrifuge über Regelventile (52, 53, 54, 57) enthaltende Leitungen (49, 50, 51, 56) mit dem Einlaß (28, 29, 30, 31) der anderen Komponente in der gleichen bzw. der nächstfolgenden Zentrifuge (25 bzw. 26, 27) verbunden sind.

3. Anordnung zum Mischen und Trennen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zuführstelle der zurückgeführten Komponente in die Zuführleitung (28, 29, 30, 31) für die andere Komponente und der zugeordneten Anschlußstelle der Zentrifuge (25, 26, 27) ein Mischer (40, 41, 42, 58) eingeschaltet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischer (40, 41, 42, 58) Schleuderpumpen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mischer (40) und der Zentrifuge (25) ein Zwischenbehälter (55) als Verweilzone angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 mit einer oder mehreren Gegenstromzentrifugen mit in der Schleudertrommel angeordneten konzentrischen, zylindrischen Trennwänden, deren radialer Abstand nach außen abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen den beiden äußeren Trennwänden (5 a und 56) im Bereich der Zuführstelle für die leichtere Komponente größer ist als zwischen den unmittelbar benachbarten Trennwänden (5 b, Sc).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen