(HTU) benotigt. Diese GroRen hangen in komplexer Weise von der Geometrie, dem Gas- und Fliissigkeitsstromungsfeld und den Stoffeigen- schaften ab. Obwohl bei der Vorausberechnung in der letzten Zeit groBe Fortschritte gemacht wurden, spielen in der Praxis nach wie vor pauschale Richtwerte eine wichtige Rolle.

Die Erfahrung zeigt, daR Schwierigkeiten beim Betrieb mit Packungs- Kolonnen in den allermeisten Fallen nicht auf die trennwirksamen Einbauten selbst, sondern vielmehr auf die haufig zu stiefmiitterlich behandelte ,,Peripherie" zuriickzufuhren sind. So ist fur eine sichere Funktionsweise der Kolonne die Verteilung von Gas- und Fliissigkeit von allergrobter Bedeutung. Wahrend die Gasverteilung im allgemeinen nur bei groBen Durchmessern besondere Aufmerksamkeit erfordert, ist die Anfangsverteilung der Fliissigkeit durch den Fliissigkeitsverteiler auch bei kleinen Kolonnen wichtig. Die Frage, ob und wann nach einer gewissen Lauflange die Flussigkeit gesammelt und wiederverteilt werden muR, hangt dariiber hinaus auch von den Verteilungseigenschaften der Einbau- ten sclbst ab (,,Natural Flow").

Mit vereinfachten Modellen, wie z. B. dem ,,Zone-Stage-Modell", konnen Hinweise auf die erforderliche Verteilgiite oder auf mogliche Ursachen fur mangelnde Trennwirksamkeit in der Kolonne gewonnen werden. Liegen verschmutzendc oder polymerisierende Systeme vor, miissen im allgemeinen hinsichtlich Verteilgiite und Trennleistung Abstri- che gemacht werden, damit ein sicherer und storungsarmer Betrieb realisiert werden kann. Nach wie vor verbleiben eine Reihe vonTrennauf- gaben, bei denen Querstrom- oder Dualflow-Boden die bessere Alterna- tive oder gar die einzige Moglichkeit darstellen.

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Auslegung kontinuierlich betriebener liegender Flussig/Flussig-Abscheider anhand diskontinuierlicher Absetzversuche

Dipl.-Ing. M. Henschke (Vortragender) und Prof. Dr.-Ing. H. Hurtmann, Lehrstuhl I1 fur Verfahrenstechnik der RWTH Aachen, Wiillnerstr. 5, 52056 Aachen.

Die Auslegung von FliissigFliissig-Abscheidern anhand theoretischer Modelle ist bis heute nicht zufriedenstellend moglich. Dies ist unter anderem auf den EinfluB von Spurenverunreinigungen zuriickzufiihren, die sich in technischen Stoffsystemen nie ganz vermeiden lassen, die aber das Trennverhalten einer FliissiglFliissig-Dispersion ganz erheblich beein- flussen konnen. Aus diesem Grund wurde ein einfaches Verfahren entwickelt, das die Auslegung eines kontinuierlich betriebenen Abschei- ders auf der Basis eines einfachen Absetzversuchs ermoglicht.

Ein solcher Absetzversuch ist links in der Abbildung dargestellt. Im Bereich dcr Sedimentationszone bewegen sich die Tropfchen gleichmaBig in Richtung der Phasengrenze. Tropfenwachstum durch TropfenlTropfen- Koaleszenz (TTK) findet in dieser Zone kaum statt. In der Regel sedimenticren die Tropfen schneller, als sic an der Phasengrenze durch Tropfen/Grenzflachen-Koaleszenz (TGK) verschwinden. Dadurch kommt es zum Riickstau der Tropfen. Dieser Riickstau wird auch als Koaleszenzzonc bezeichnet, da in diesem Bereich ausgepragte Trop- fenlTropfen-Koaleszenz stattfindet. Im Abscheider sind die Verhaltnisse ahnlich (rechts in der Abbildung). Dort bildet sich zuerst ein Einlaufbe- reich aus, in dem sich die Tropfen schichtcn und in dem Turbulenzen abgebaut werden (kaum'ITK und TGK). I m anschlieaenden Koaleszenz- bereich ist sowohl die TTK als auch die TGK deutlich zu beobachten.

Bei der Abscheiderauslegung auf der Basis des Absetzversuchs darf man nur koaleszenzspezifische Ergebnisse beriicksichtigen. Die Dicke (HDi,) der dichtgepackten Dispersionsschicht im Abscheider kann abhand des Absetzversuchs berechnet werden, wenn die Absetzkurve normiert in ein Diagramm (in dcr Mitte des Bildes zu sehcn) eingetragen wird. Es gilt dann:

Dabei ist HK die Fiillhohe der dispersen Phase im Absetzversuch, t E die Trennzeit im Absetzversuch, D der Abscheiderdurchmesser, V,, der Volumenstrom an disperser Phase, LK die Lange des Koaleszenzbereichs und @32 der Anfangstropfendurchmesser der Dispersion. Der Parameter C ergibt sich durchvergleichen der gemessenen Absetzkurve mit den im Diagramm enthaltenen typischen Verlaufen von Absetzkurven (in der Abbildung Kurve 6, d. h.: C = 0,424):

Kurve 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C [-] 0,60 0,57 0,54 0,51 0,47 0,42 0,37 0,30 0,22 0,14

Bei diesem Verfahren wird beriicksichtigt, daB im Fall von Kurve 1 eine vergleichweise hohe, im Fall von Kurve 10 hingegen nur eine sehr diinne Koaleszenzzone im Absetzversuch vorliegt. Entsprechend wird dieTrenn- zeit ( t E ) im ersten Fall hauptsachlich von der Koaleszenzgeschwindigkeit, im zweiten Fall von der Sedimentationsgeschwindigkeit der Tropfen bestimmt. Dies wird durch den Parameter C zum Ausdruck gebracht.

Die Lange des Einlaufbereichs kann folgendermaDen abgeschatzt werden (LE Einlauflange, g Erdbeschleunigung, 5 mittlere Geschwindig- keit, p mittlere Dichte der Dispersion, A@ Dichtedifferenz):

Der Tropfendurchmesser der Dispersion im Abscheider ist haufig nicht bekannt. Eine Abschatzung kann anhand der Steigung der Sedimenta- tionskurve des Absetzversuchs erfolgen. Entsprechende Gleichungen finden sich in der Literatur.

Abb. Schernatische Darstellung der Vorgehensweise bei der Abscheideauslegung.

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Stofftrennung durch Elektroextraktion

Prof. Dr.-Ing. J. Stichlmuir, Lehrstuhl A fur Verfahrenstechnik, Techni- sche Universitat Miinchen, Arcisstr. 21, 80333 Miinchen, und Dipl.-Ing. R. Proplesch (Vortragender), Universitat-GH Essen, Thermische Verfah- renstechnik, Universitatsstr. 15, 45117 Essen.

Die Elektroextraktion ist ein neuartiges elektrokinetisches Trennverfah- ren, bei dem ionogene Komponenten unter der Wirkung eines elektri- schen Gleichspannungsfeldes aus einer fliissigen Tragerphase in eine fliissige Extraktphase transportiert werden. Somit weist die Elektroex- traktion Ahnlichkeiten zur Fliissig/Fliissig-Extraktion sowie zu elektroki- netischen Trennverfahren, wie z. B. zur Elektrophorese und Elektrodialy- se, auf.

In ihrer einfachsten Form besteht eine Elektroextraktionseinheit aus zwei iibereinander geschichteten Flussigkeiten und a m zwei inerten Elektroden. Die Elektroden sind in den beiden fliissigen Phasen so angeordnet, daB sich die FliissiglFliissig-Phasengrenze genau zwischen

1114 Chem.-1ng.-Tech. 65 (1993) Nr. 9 , S. 1045-1136