METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUSLY AND COUNTER-CURRENTLY CONTACTING LIQUID AND SOLID MEDIA

Abstract: 1. An apparatus for continuously contacting a liquid phase with a solid phase in counter-current, comprising a column (1), a flow-in ring (2) for the liquid phase, arranged on the column, a conical column base (3), an outlet opening (4) for the solid phase below the flow-in ring (2) for the liquid phase as well as an air lift pump (7) communicating with the outlet opening (4) for the solid phase, and an overflow (9) for the liquid phase, characterised in that a cleansing apparatus comprising the outlet opening (4) arranged at the lower end of the conical column base (3) and two conduits (5, 6) for the supply of liquid phase is provided, in that the cleansing apparatus is connected to the air lift pump (7) arranged outside the column (1), in that one conduit (5) in the column base (3) is directed towards the outlet opening (4) and the other conduit (6) below the outlet opening (4) is orientated towards the air lift pump (7) and in that the two conduits (5, 6) are connected to the flow-in ring (2) via a conduit (8).

Description: Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Kontaktieren einer flüssigen Phase mit einer festen Phase im Gegenstrom Es ist bekannt, flüssige Phasen mit festen Phasen zu kontaktieren. So werden beispielsweise Abwässer, die mit organischen Inhaltsstoffen belastet sind, mittels körniger Aktivkohle gereinigt. Durch dieses bekannte Verfahren wird die Entfernung organischer Stoffe, die biologisch schwer abbaubar sind oder biologische Vorgänge stören, ermöglicht. Derartige Abwässer können beispielsweise bei Kokerei-, Kohlevergasungsanlagen, sowie Anlagen der Erdöl-, Stahl- und chemischen Industrie anfallen. Die Reinigung dieser Abwässer geschieht bekannterweise in einem im Gegenstrom durchströmten Wanderschichtadsorber spezieller Konstruktion, wobei das Abwasser von unten nach oben und die Aktivkohle von oben nach unten geführt wird. Andere bekannte Anwendungen des Kontaktierens einer flüssigen Phase mit einer festen Phase sind beispielsweise die Reinigung von organischen Lösungen, Reaktionen in Lösungen an festen Katalysatoren, die nassmetallurgische Gewinnung von Metallen, die Gewinnung pflanzlicher Öle aus Ölsaat o.ä. Aus der Zeitschrift Chem.Ind. XXVII/Juni 1975, Seiten 309 bis 311 ist eine Vorrichtung zum Kontaktieren von flüssigen mit festen Phasen bekannt, mittels welcher Abwässer an Aktivkohle aus Steinkohle regeneriert werden. Die zu verwendende Aktivkohle wird in dieser säulenartigen Vorrichtung von oben nach unten im Gegenstrom zu dem Abwasserstrom geführt. Am Ort des Eintritts des Abwassers wird dabei die Aktivkohle über eine Engstelle geführt. Die verbrauchte Aktivkohle wird anschliessend an dem unteren Ende der Säule aus dem Abwasserstrom geführt und mittels einer axial zu der Säule angeordneten Rohrleitung kontinuierlich im Gemisch mit Wasser der Regenerationsstufe zugeführt. Bei der Anwendung dieser Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern unter Verwendung von körnigen Aktivkohlen, die eine breite Teilchengrössenverteilung aufweisen, ergeben sich nachteiligerweise unterwünschte Verstopfungen an der Austragsvorrichtung für die gebrauchte Aktivkohle. Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung, die einen gleichmässigen Strom der festen Phase, z.B. körniger Aktivkohle ermöglicht, sowie in dem Feststoffstrom wenig oder keine Hindernisse aufweist. Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kontaktieren einer flüssigen Phase mit einer festen Phase im Gegenstrom, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus einer Säule 1, dem an der Säule 1 angeordneten Anströmring für die flüssige Phase 2 dem konisch angeordneten Säulenboden 3, der Austragsöffnung für die feste Phase 4 an der Säule 1 unterhalb des Anströmringes für die flüssige Phase 2, der Leitung 5, die in dem Säulenboden 3 angeordnet ist, der Leitung 6, die mit der Austragsöffnung für die feste Phase 4 und der Mammutpumpe 7 verbunden ist und dem Uberlauf für die flüssige Phase 9 besteht, wobei die Leitungen 5 und 6 über die Leitung 8 mit dem Anströmring für die flüssige Phase 2 verbunden sind. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Kontaktieren einer flüssigen Phase mit einer festen Phase im Gegenstrom mittels einer Säule 1, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man den Austrag des Feststoffes aus dem unteren Teil der Säule 1 durch eine Ausschlämmvorrichtung, dargestellt durch die-Leitungen 4,5 und 6, im Zusammenwirken mit der Mammutpumpe 7 durchführt. Dabei kann man den Austrag des Feststoffes intermittierend durch gleichzeitige, stossweise Aufgabe der Förderflüssigkeit zur Ausschlämmvorrichtung und des Fördergases zur Mammutpumpe 7 durchführen. Den Austrag des Feststoffes kann man mittels des Niveaureglers 13, der beim Anstieg des Feststoffniveaus in der Säule 1 ein Signal an den Intervallschalter 12 gibt, steuern. Zusätzlich kann man während der Austragperiode einen oder mehrere Unwuchtmotoren 20, die an der Wand der Säule 1 und/oder dem Säulenboden 3 angeordnet sind, betreiben. Die erfindungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Verfahren werden anhand der Zeichung erläutert: Gemäss Figur 1 wird die feste Phase beispielsweise körnige Aktivkohle, an dem oberen Ende der Säule 1 aufgegeben, von wo sie auf Grund der Schwerkraft nach unten sinkt. Die flüssige Phase, zum Beispiel industrielles Abwasser, wird über den Anströmring 2 in-die Säule 1 eingeführt. Sie fliesst im Gegenstrom zu der festen Phase zu dem oberen Ende der Säule 1 und wird an dem Uberlauf für die flüssige Phase 9 aus der Säule 1, im Beispiel des Abwassers in gereinigter Form entfernt. Die feste Phase wird an dem unteren Ende der Säule 1 mittels dem konisch angeordneten Säulenbodens 3 zu der Austragsöffnung für die feste Phase 4 geführt. Der konisch angeordnete Säulenboden 3 bzw. die Wandung der Säule 1 kann dabei mittels eines oder mehrere Unwuchtmotoren 20 gerüttelt werden. Die Austragsöffnung 4 ist mit der Leitung 6, die wiederum mit der Mammutpumpe 7 verbunden ist, verbunden. In Intervallen wird über die Leitung 5, welche in dem konisch angeordneten Säulenboden 3 hineinführt, ein Teil der flüssigen Phase in die Säule eingeführt. Gleichzeitig mit diesem Impuls der flüssigen Phase kann die Zufuhr an flüssiger Phase zu dem Anströmring 2 ganz oder teilweise unterbrochen werden, während ebenfalls gleichzeitig über die Leitung 8 ein Teil des Impulsstromes der flüssigen Phase durch die Leitung 6 zu der Mammutpumpe 7 geführt wird. Dadurch wird die feste Phase nach Durchschreiten der Austragsöffnung 4 in die Mammutpumpe 7 und mit dieser zu der Trennvorrichtung 10 gefördert. Dort wird die flüssige Phase von der festen Phase getrennt, wobei die feste Phase gegebenenfalls nach einer Aufbereitung, z.B. einer Reaktivierung der Aktivkohle, an dem oberen Ende der Säule 1 aufgegeben werden kann. Die abgetrennte flüssige Phase kann über die Leitung 19 dem Kreislauf der flüssigen Phase auf der Saugseite der Pumpe 18 zugeführt werden. Die Zufuhr der flüssigen Phase zu der erfindungsgemässen Vorrichtung erfolgt durch die Förderpumpe 18. Der Eintrag des Feststoffes (Aktivkohle) in die Säule 1 erfolgt an der Spitze 21 der Säule 1 über eine Dosiervorrichtung, wie z.B. eine Bandwaage oder eine Dosierschnecke. Der Feststoffaustrag aus dem konischen Säulenboden 3 wird durch den kontinuierlichen Betrieb von Mammutpumpe 7 und der Ausschlämmvorrichtung (dargestellt durch die Leitungen 4,5 und 6) bewirkt. Dabei werden gleichzeitig die Ventile 11, 15, 10 und 17 geöffnet und das Ventil 14 ganz oder teilweise geschlossen. Hierdurch wird über die Ventile 15 und 16 Förderflüssigkeit in den unteren Teil der Säule 1 - dem Säulenboden 3 und über das Ventil 17 Fördergas (z.B. Luft) in die Mammutpumpe 7 eingelassen. Die Betätigung der Ventile - die elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch - erfolgen kann, wird durch den Intervallschalter 12 gesteuert. Dieser ist so eingerichtet, dass sowohl die Öffnungszeiten der Ventile (Impulsdauer) als auch - falls mehrere Impulse bei schwierigen Förderbedingungen erforderlich sind - die Zwischenzeiten eingestellte werden können. Der Feststoffstrom wird durch den Niveauregler 13 geregelt, der beim Anstieg des Feststoffniveaus ein Signal an den Intervallschalter 12 gibt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass an der Austragsöffnung der Säule kein unerwünschtes Zusammenbacken der festen Phase und somit ein Verstopfen der Austrags öffnung eintritt. Die feste Phase kann, weil keine störenden Einbauten in der Vorrichtung vorhanden sind, gleichmässig auf Grund der Schwerkraft nach unten rutschen.

Claims: Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Kontaktieren einer flüssigen Phase mit einer festen Phase im Gegenstrom Patentanspruch 1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Kontaktieren einer flüssigen Phase mit einer festen Phase im Gegenstrom, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Säule (1), dem an der Säule (1) angeordneten Anströmring für die flüssige Phase (2), dem konisch angeordneten Säulen boden (3), der Austragsöffnung für die feste Phase (4) an der Säule (1) unterhalb des Anströmringes für die flüssige Phase (2), der Leitung (5), die in dem Säulen boden (3) angeordnet ist, der Leitung (6), die mit der Austragsöffnung für die feste Phase (4) und der Mammut pumpe (7) verbunden ist und dem Uberlauf für die flüs sige-Phase (9) besteht, wobei die Leitungen (5) und (6) über die Leitung (8) mit dem Anströmring für die flüssige Phase (2) verbunden sind. 2. Verfahren zum kontinuierlichen Kontaktieren einer flüs sigen Phase mit einer festen Phase im Gegenstrom mittels einer Säule (1), dadurch gekennzeichnet, dass man den Aus trag des Feststoffes aus dem unteren Teil der Säule (1) durch eine Ausschlämmvorrichtung, dargestellt durch die Leitungen 4,5 und 6, im Zusammenwirken mit der Mammut pumpe (7) durchführt. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Austrag des Feststoffes intermittierend durch gleichzeitige, stossweise Aufgabe der Forderflüssigkeit zur Ausschlämmvorrichtung und des Fördergases zur Mammut pumpe (7) durchführt. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Austrag des Feststoffes mittels des Niveau reglers (13), der beim Anstieg des Feststoffniveaus in der Säule (1) ein Signal an den Intervallschalter (12) gibt, steuert. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass man während der Austragperiode einen oder mehrere Unwuchtmotoren (20), die an der Wand der Säule (1) und/ oder dem Säulenboden (3) angeordnet sind, betreibt.

Inventors: SCHIRRMACHER, RUDIGER, SEMMERAU, GISBERT, Schirrmacher, Rüdiger
Applicants: DEGUSSA AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: B01D33
IPC codes: C02F1, B01D11, B01J8, B01D24