DE3624626A1 - Process for separating off substances from a mixture of substances using magnetic liquids - Google Patents

Process for separating off substances from a mixture of substances using magnetic liquids

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Abstract

In the process according to the invention, a mixture of substances is brought into contact, in a sorption vessel, with a magnetic liquid, which is able to sorb constituents of the mixture of substances. The magnetic liquid can be moved or fixed in the mixture of substances by the action of unhomogeneous magnetic fields until the mass transfer has proceeded to the desired extent. Magnetic or magnetisable large-surface area internals having highly curved surfaces separate off the magnetic liquid from the mixture of substances and free it in a desorption vessel from the sorbed substances. The regenerated magnetic liquid is returned to the sorption vessel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Stof­ fen aus einem Stoffgemisch unter Verwendung von magnetischen Flüssigkeiten, die in der Lage sind, die abzutrennenden Stoffe zu sorbieren. Die magnetische Flüssigkeit wird dabei verteilt und mit dem Stoffgemisch in Kontakt gebracht. Durch die Schaf­ fung einer möglichst großen Oberfläche an magnetischer Flüs­ sigkeit wird eine große Stoffaustauschfläche und damit eine schnelle Einstellung des Sorptionsgleichgewichtes erreicht. Durch die Einwirkung von Magnetfeldern - insbesondere inhomo­ gener Felder - kann die magnetische Flüssigkeit im Stoffge­ misch bewegt oder im fließenden Stoffgemisch fixiert werden.The invention relates to a method for separating substances from a mixture of substances using magnetic liquids which are able to sorb the substances to be separated. The magnetic liquid is distributed and brought into contact with the mixture of substances. By creating as large a surface of magnetic liquid as possible, a large mass transfer area and thus a rapid adjustment of the sorption equilibrium is achieved. Due to the action of magnetic fields - especially inhomogenous fields - the magnetic liquid in the substance mixture can be moved or fixed in the flowing substance mixture.

Zur Erhöung der Verweilzeit der magnetischen Flüssigkeit befinden sich im Sorptionsgefäß magnetisierbare oder magneti­ sche Einbauten, die sich mit einem Film von magnetischer Flüs­ sigkeit überziehen. Durch die Stärke des Magnetfeldes und durch den Volumenstrom an magnetischer Flüssigkeit kann die Verweilzeit in weiten Grenzen variiert werden. Die Abtrennung der mit Stoffen beladenen magnetischen Flüssigkeit aus dem Stoffgemisch erfolgt durch Anziehung in einem inhomogenen Mag­ netfeld, indem die magnetische Flüssigkeit zu den Stellen höherer Feldliniendichte bewegt wird und sich dort abscheidet.To increase the dwell time of the magnetic liquid are magnetizable or magneti in the sorption vessel built-in that deals with a film of magnetic flux liquid. By the strength of the magnetic field and due to the volume flow of magnetic liquid, the Residence time can be varied within wide limits. The separation the magnetic liquid loaded with substances from the Mixture of substances takes place by attraction in an inhomogeneous mag netfeld by adding the magnetic fluid to the spots higher field line density is moved and is deposited there.

Die so abgetrennte magnetische Flüssigkeit kann nun in einem separaten Behälter durch bekannte Trennverfahren, wie durch Verdampfen der sorbierten Stoffe, regeneriert werden.The magnetic liquid so separated can now be in one separate container by known separation methods, such as Evaporation of the sorbed substances to be regenerated.

Die Regenerierung der magnetischen Flüssigkeit von sorbierten Feststoffteilchen erfolgt durch Einwirkung von inhomogenen Magnetfeldern, indem die magnetische Flüssigkeit beim Fließen zu den Stellen höherer Feldliniendichte eine Filterschicht passiert oder indem diamagnetische Feststoffteilchen aus der magnetischen Flüssigkeit herausgedrängt und mechanisch von der Oberfläche der Flüssigkeit entfernt werden.Regeneration of the magnetic fluid from sorbed Solid particles are made by the action of inhomogeneous Magnetic fields by the magnetic fluid when flowing a filter layer at the points of higher field line density happens or by diamagnetic solid particles from the magnetic fluid pushed out and mechanically by the Surface of the liquid to be removed.

Bei den herkömmlichen Sorptionsverfahren werden die Stoffe aus dem Stoffgemisch durch Adsorption an festen oder flüssigen Phasengrenzen oder durch Absorption in Flüssigkeiten oder Feststoffen entfernt. Bei den Absorptionsverfahren, die ein flüssiges Absorptionsmittel verwenden, wird eine möglichst große Oberfläche durch Rieselfilme, Tropfenbildung oder Zer­ stäubung geschaffen und das Sorptionsmittel mit dem Stoffge­ misch in Kontakt gebracht. Die Güte des Stoffaustausches ist durch die apparativen Parameter und durch die Kinetik der Sorptionsvorgänge bestimmt. Ein intensiver Stoffaustausch er­ fordert eine möglichst große Austauschfläche, große Geschwin­ digkeitsunterschiede zwischen Sorptionsmittel und Stoffgemisch und große Sorptionskoeffizienten. Nachteilig bei den herkömm­ lichen Verfahren sind die geringen Kontaktzeiten zwischen Sorptionsmittel und Stoffgemisch, vor allen Dingen bei Zer­ stäubungswäschern, und die Trennung von Sorptionsmittel und Stoffgemisch nach erfolgter Sorption.In the conventional sorption process, the substances are made from the mixture of substances by adsorption on solid or liquid Phase boundaries or by absorption in liquids or Solids removed. In the absorption process, the one Using liquid absorbent is one if possible large surface due to falling films, droplet formation or Zer created dust and the sorbent with the Stoffge mixed in contact. The quality of the substance exchange is by the apparatus parameters and by the kinetics of the Sorption processes determined. An intensive exchange of materials requires the largest possible exchange area, large speed Differences in density between sorbent and mixture of substances and large sorption coefficients. A disadvantage of the conventional process are the short contact times between Sorbent and mixture of substances, especially at Zer dust washers, and the separation of sorbents and Mixture of substances after sorption.

Die Investitionskosten solcher Sorptionsverfahren sind hoch und die Emission von Sorptionsmitteln in die Umwelt problema­ tisch.The investment costs of such sorption processes are high and the emission of sorbents into the environment problema table.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art unter Vermeidung der genannten Nachteile bei der Sorption von Stoffen aus einem Stoffgemisch eine Verringerung der Investi­ tions- und Betriebskosten sowie eine Reduzierung der Emission von Sorptionsmitteln in die Umwelt zu erreichen.The invention specified in claim 1 is the object on the basis of a procedure of the type specified at the beginning while avoiding the disadvantages mentioned in the sorption of Substances from a mixture of substances reduce the investment tion and operating costs as well as a reduction in emissions of sorbents to reach the environment.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß manAccording to the invention this is achieved in that

  • a) einen Teil der Stoffe aus dem Stoffgemisch sorbiert, indem man das Stoffgemisch mit magnetischen Flüssigkeiten in Kon­ takt bringt, die eine zum Sorbieren der Stoffe geeignete Zusammensetzung besitzt, a) sorbed some of the substances from the mixture by to mix the substance with magnetic liquids in Kon tact brings the one suitable for sorbing the substances Has composition,  
  • b) auf die magnetische Flüssigkeit Magnetfelder einwirken läßt, die die Verweilzeit der magnetischen Flüssigkeit im Stoffgemisch erhöht und den Kontakt zum Stoffgemisch inten­ siviert,b) magnetic fields act on the magnetic liquid lets the residence time of the magnetic liquid in the Substance mixture increased and the contact to the substance mixture inten siviert,
  • c) im Sorptionsgefäß magnetische oder magnetisierbare Einbau­ ten anbringt, die die Verweildauer der magnetischen Flüs­ sigkeit erhöhen und die im Stoffgemisch enthaltene magne­ tische Flüssigkeit abtrennen,c) Magnetic or magnetizable installation in the sorption vessel attaches the dwell time of the magnetic flux Increase liquid and the magne contained in the mixture separate table liquid,
  • d) die mit einem Teil der Stoffe aus dem Stoffgemisch beladene magnetische Flüssigkeit unter Einwirkung von Magnetfeldern aus dem Sorptionsgefäß entfernt,d) the loaded with part of the substances from the mixture magnetic liquid under the influence of magnetic fields removed from the sorption vessel,
  • e) zur Regnerierung der magnetischen Flüssigkeit mindestens einen Teil der sorbierten Stoffe aus der magnetischen Flüs­ sigkeit entfernt und die Desorption in einem anderen Gefäß als die Sorption durchführt.e) at least for the regeneration of the magnetic liquid part of the sorbed substances from the magnetic flux liquid removed and the desorption in another vessel than sorption does.

Die magnetischen Flüssigkeiten bestehen aus magnetischen Ein­ domänenteilchen mit einem Teilchendurchmesser im Bereich von 5-50 nm und einem Dispersionsmittel, das die abzutrennenden Stoffe sorptiv binden kann. Damit die Magnetteilchen auch unter Magnetfeldeinwirkung nicht agglomerieren, sind sie mit einer Schicht von Stabilisatormolekülen umgeben.The magnetic liquids consist of magnetic ones domain particles with a particle diameter in the range of 5-50 nm and a dispersing agent that is to be separated Can bind substances sorptively. So that the magnetic particles too do not agglomerate under the influence of magnetic fields, they are with surrounded by a layer of stabilizer molecules.

Erfindungsgemäß ist es günstig, daß die Stabilisatormoleküle chemisch mit der Magnetteilchenoberfläche verbunden sind, da dann nicht die Gefahr besteht, daß sorbierte Moleküle durch Konkurrenzadsorption die Stabilisatormoleküle von der Teil­ chenoberfläche verdrängen und mit die Magnetteilchen agglome­ rieren und die magnetische Flüssigkeit zerstören können. Außerdem können solche chemisch gebundenen Stabilisatormole­ küle mit Substanzen verbunden sein, die mit den zu sorbieren­ den Stoffen Wechselwirkung eingehen und so die sorbierenden Eigenschaften des Dispersonsmittels verbessern können. Solche an Stabilisatormoleküle chemisch gebundenen Substanzen können niedermolekulare anorganische und organische Verbindungen sein, wie Phosphorsäure, Borsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Äthylendiamintetraessigsäure usw. oder höhermolekulare Ver­ bindungen, wie Enzyme, Antigene, Antikörper, Bakterien usw.According to the invention, it is favorable that the stabilizer molecules are chemically connected to the magnetic particle surface because then there is no danger that sorbed molecules through Competitive adsorption of the stabilizer molecules from the part Displace the surface and agglome with the magnetic particles and destroy the magnetic liquid.  In addition, such chemically bound stabilizer moles cooler with substances associated with that to sorb interact with the substances and so the sorbent Can improve properties of the Disperssmittel. Such substances chemically bound to stabilizer molecules low molecular weight inorganic and organic compounds be like phosphoric acid, boric acid, citric acid, tartaric acid, Ethylenediaminetetraacetic acid etc. or higher molecular weight Ver bonds such as enzymes, antigens, antibodies, bacteria etc.

Die verwendeten Dispersonsmittel können reine Flüssigkeiten, wie Wasser, Paraffinöl, Alkylaromaten, Ester, Äther, Ketone usw. sein, Flüssigkeitsgemische, wie wäßrige alkoholische Lösungen, oder Mischungen von Lösungsmittel und gelösten Sub­ stanzen, wie in Wasser gelöste Säuren, Laugen, Salze.The means of dispersion used can be pure liquids, such as water, paraffin oil, alkyl aromatics, esters, ethers, ketones etc. be liquid mixtures such as aqueous alcoholic Solutions, or mixtures of solvents and dissolved sub punch, like acids, bases, salts dissolved in water.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können gasförmige, flüs­ sige und feste Stoffe sorbiert werden, wobei feste Stoffe be­ vorzugt aus Gas-Feststoff-Gemischen sorbierbar sind.With the method according to the invention, gaseous, liquid sige and solid substances are sorbed, whereby solid substances be are preferably sorbable from gas-solid mixtures.

Je nachdem welche Stoffe aus dem Stoffgemisch sorbiert werden sollen, wählt man geeignete magnetische Flüssigkeiten aus. Diese Auswahl richtet sich nach den Eigenschaften der zu sor­ bierenden Stoffe, d.h. danach welche Wechselwirkungen zwischen der magnetischen Flüssigkeit und den zu sorbierenden Stoffen bei der Sorption ausgenutzt werden sollen.Depending on which substances are sorbed from the mixture suitable magnetic liquids should be selected. This selection depends on the properties of the sor substances, i.e. then what interactions between the magnetic liquid and the substances to be sorbed should be used in sorption.

Die magnetischen Flüssigkeiten werden im Sorptionsgefäß mit dem Stoffgemisch in Kontakt gebracht.The magnetic liquids are in the sorption vessel brought into contact with the mixture of substances.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn die magnetischen Flüssigkeiten eine möglichst große Oberfläche besitzen. Zur Oberflächenvergrößerung von Flüssigkeiten gibt es viele be­ kannte technische Verfahren, die prinzipiell zur Anwendung kommen können, wie z.B. die Filmbildung auf großen Feststoff­ oberflächen, Tröpfchenbildung durch Zerstäubung. According to the invention, it is advantageous if the magnetic Liquids have the largest possible surface. To There are many surface enlargements of liquids known technical processes that are principally used can come, e.g. film formation on large solids surfaces, droplet formation through atomization.  

So kann bei der Sorption von Gasen aus Gasgemischen die magne­ tische Flüssigkeit mittels Ultraschallzerstäubung oder einer Einstoffdüse in das Gasgemisch eingespritzt oder mit Hilfe des Gasgemisches in einer Zweistoffdüse zerstäubt werden.This is how the magne can sorb gases from gas mixtures table liquid by means of ultrasonic atomization or a Injector injected into the gas mixture or with the help of Gas mixture can be atomized in a two-substance nozzle.

Bei flüssigen Stoffgemischen sollte die magnetische Flüssig­ keit nicht mit dem Stoffgemisch mischbar sein. Hier kann eine einfache Verteilung der magnetischen Flüssigkeit durch Rühren erreicht werden.With liquid mixtures of substances, the magnetic liquid should not be miscible with the mixture of substances. Here one can easy distribution of the magnetic liquid by stirring can be achieved.

Die verteilte magnetische Flüssigkeit kann im Sorptionsgefäß durch Magnetfelder transportiert oder fixiert werden, da auf magnetische Flüssigkeiten in einem inhomogenen Kraftfeld immer Kräfte einwirken, die sie zu den Stellen höchster Feld­ liniendichte strömen lassen. So können magnetische Flüssigkei­ ten bei genügend großen Feldstärkegradienten auch gegen den Stoffstrom transportiert werden. Je nachdem wie die inhomo­ genen Magnetfelder im Sorptionsgefäß angeordnet sind und wel­ che Feldstärkegradienten vorherrschen, kann die magnetische Flüssigkeit im Gleichstrom, Gegenstrom oder Kreuzstrom zum Stoffgemischstrom transportiert werden.The distributed magnetic liquid can be in the sorption vessel can be transported or fixed by magnetic fields because on magnetic liquids in an inhomogeneous force field always act on forces that place them in the highest field let line density flow. So magnetic liquids with sufficiently large field strength gradients also against the Material flow are transported. Depending on how the inhomo magnetic fields are arranged in the sorption vessel and wel prevailing field strength gradient, the magnetic Liquid in cocurrent, countercurrent or crossflow to Mixture stream are transported.

Um die Verweildauer der magnetischen Flüssigkeit im Sorptions­ gefäß zu erhöhen, können in bestimmten Bereichen des Sorp­ tionsgefäßes magnetische oder magnetisierbare Einbauten ange­ ordnet werden, die aus Feststoffen mit großen, stark gekrümm­ ten Oberflächen, wie Faserbündel, Gewirke, Lamellen usw., bestehen. Ordnet man diese magnetischen Einbauten im Bereich der zum Transport der magnetischen Flüssigkeiten angewendeten Magnetfelder an, so herrschen auf der Oberfläche solch stark gekrümmter Einbauten schon bei relativ niedrigen Feldstärken hohe Feldstärkegradienten, durch die die magnetische Flüssig­ keit stark angezogen und fixiert wird. Es bilden sich so Film­ schichten von magnetischen Flüssigkeiten aus, deren Dicke von den magnetischen Parametern und den wirkenden Kräften, insbe­ sondere der Strömungsgeschwindigkeit des Stoffgemisches abhän­ gen. The residence time of the magnetic liquid in the sorption can increase vessel, in certain areas of the Sorp tion vessel magnetic or magnetizable internals be classified from solids with large, strongly curved surfaces, such as fiber bundles, knitted fabrics, slats, etc., consist. Arrange these magnetic internals in the area the one used to transport the magnetic liquids Magnetic fields are so strong on the surface curved installations even with relatively low field strengths high field strength gradients through which the magnetic liquid strongly tightened and fixed. This is how film is formed layers of magnetic liquids, the thickness of which the magnetic parameters and the acting forces, esp depend in particular on the flow rate of the mixture of substances gene.  

Es bildet sich eine Filmdicke aus, die unabhängig von der an­ gezogenen Menge an magnetischer Flüssigkeit ist, wenn der Ab­ transport der magnetischen Flüssigkeit durch Magnetfelder oder durch Stoffgemischströmung erfolgen kann. Die mittlere Ver­ weildauer der magnetischen Flüssigkeit kann durch die zuge­ führte Menge und durch die magnetische Sättigungsinduktion der magnetischen Flüssigkeit variiert und dem Sorptionsprozeß an­ gepaßt werden.A film thickness is formed that is independent of the drawn amount of magnetic fluid is when the Ab transport of the magnetic liquid through magnetic fields or can be done by mixture flow. The mean ver dwelling time of the magnetic liquid can led quantity and by the magnetic saturation induction of the magnetic liquid varies and the sorption process be fitted.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bisherigen Sorptionsverfahren auch den Vorteil, daß die Sättigungsinduk­ tion der magnetischen Flüssigkeit mit steigender sorbierter Stoffmenge kleiner und damit die Anziehungskraft im inhomoge­ nen Magnetfeld geringer wird. Mit Stoff beladene magnetische Flüssigkeit wird dadurch leichter von den magnetischen Einbau­ ten enfernt als frische unbeladene magnetische Flüssigkeit, was den Wirkungsgrad der Sorption erhöht.The inventive method has compared to the previous Sorption processes also have the advantage that the saturation induct tion of the magnetic liquid with increasing sorbed Smaller amount of substance and thus the attraction in the inhomogeneous magnetic field becomes smaller. Magnetic fabric loaded This makes liquid easier from magnetic installation removed as fresh unloaded magnetic fluid, which increases the efficiency of sorption.

Die Abtrennung der magnetischen Flüssigkeit vom Stoffgemisch­ strom kann durch die magnetischen Einbauten erreicht werden, wenn im Inneren des Sorptionsgefäßes ein Feldstärkegradient aufgebaut ist, der die magnetische Flüssigkeit zu einem äuße­ ren oder inneren Rand des Sorptionsgefäßes fließen läßt. Hier kann die mit Stoff beladene magnetische Flüssigkeit aus dem Sorptionsgefäß entfernt und dem Desorptionsgefäß zugeführt werden, indem sie abgepumpt oder durch eine magnetische Flüs­ sigkeitsabdichtung abfließen kann.The separation of the magnetic liquid from the mixture of substances current can be achieved through the magnetic internals, if there is a field strength gradient inside the sorption vessel is built up that the magnetic liquid to an exterior ren or inner edge of the sorption vessel can flow. Here can the magnetic liquid loaded with material from the Sorption vessel removed and fed to the desorption vessel be pumped out or by magnetic flux liquid seal can drain off.

Um auch restliche, mit dem Stoffgemischstrom mitgerissene mag­ netische Flüssigkeit abzutrennen, können weitere in Reihe geschaltete magnetische oder magnetisierbare Einbauten großer Oberfläche angeordnet werden, die die magnetische Flüssigkeit durch inhomogene Magnetfelder abscheiden und durch magnetische Flüssigkeitsabdichtungen zum Desorptionsgefäß abfließen lassen. In order also to like remaining ones entrained with the mixture of substances Separating net liquid can be done in series switched magnetic or magnetizable internals large Surface to be arranged, the magnetic liquid deposit by inhomogeneous magnetic fields and by magnetic Drain the liquid seals to the desorption vessel to let.  

Im Desorptionsgefäß erfolgt die Abtrennung der sorbierten Stoffe entsprechend deren physikalischen und chemischen Eigen­ schaften durch bekannte Trennverfahren, wie z.B. Verdampfen, Extrahieren, Dialyse, Ultrafiltration.The sorbed particles are separated in the desorption vessel Substances according to their physical and chemical properties by known separation processes, e.g. Evaporate, Extract, dialysis, ultrafiltration.

Die zum Transport, zur Erhöhung der Verweilzeit und zur Ab­ scheidung der magnetischen Flüssigkeit verwendeten Magnetfel­ der können durch Permanentmagnete oder durch Elektromagnete erzeugt werden. Bei elektrisch erzeugten Magnetfeldern können es Gleichfelder, Wechselfelder, gepulste Felder oder auch rotierende oder lineare Wanderfelder sein.The for transport, to increase the dwell time and for Ab separation of the magnetic fluid used magnetic field which can be by permanent magnets or by electromagnets be generated. With electrically generated magnetic fields it constant fields, alternating fields, pulsed fields or also rotating or linear moving fields.

Die magnetischen oder magnetisierbaren Einbauten bestehen aus ferro-, ferri- oder superparamagnetischen Materialien, wie z.B. γ -Fe2O3, Fe3O4, Ferrite, Fe, Ni oder magnetische Metallegierungen.The magnetic or magnetizable internals consist of ferro-, ferri- or superparamagnetic materials, such as γ -Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , ferrites, Fe, Ni or magnetic metal alloys.

Die Erfindung ist nicht durch die Form, Anordnung oder Stärke der verwendeten Magnete beschränkt, ebenso nicht durch die an­ gewendeten Materialien, Formen und Anordnungen der magneti­ schen oder magnetisierbaren Einbauten.The invention is not in shape, arrangement, or strength of the magnets used, not limited by the materials, shapes and arrangements of the magneti or magnetizable internals.

Die Erfindung ist nicht auf die Gefäßstruktur oder auf das Gefäßmaterial beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die Trennung vieler Stoffgemische einsetzbar, wie z.B. für die Trocknung von Gasen und Flüssigkeiten, für die Abtrennung von Lösungsmitteln aus Gasen, für die Entfernung von schwe­ felhaltigen Verbindungen aus Erdgas, für die Absorption von Schwefel- und Stickstoffverbindungen aus Rauchgasen, für die Abtrennung von Feinststäuben aus Luft oder Industriegasen, für die biologische Reinigung von Abluft, für die extraktive Ent­ fernung von in Wasser gelösten organischen Inhaltstoffen, für die extraktive Entfernung von in organischen Flüssigkeiten gelösten Stoffen. The invention is not on the vascular structure or on that Vascular material limited. The method according to the invention is can be used for the separation of many substance mixtures, e.g. For the drying of gases and liquids, for the separation of solvents from gases, for the removal of sw Compounds containing natural gas, for the absorption of Sulfur and nitrogen compounds from flue gases, for the Separation of fine dust from air or industrial gases, for the biological purification of exhaust air, for the extractive Ent removal of organic ingredients dissolved in water, for the extractive removal of in organic liquids dissolved substances.  

In Fig. 1 ist eine grundsätzliche Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.In Fig. 1, a basic embodiment of the inventive method is shown schematically.

Über die Leitung 1 wird das Stoffgemisch 2 in den Sorptionsbe­ hälter 3 eingeleitet. Über die Leitung 4 wird magnetische Flüssigkeit 5 von der Zerstäuberdüse 6 angesaugt und in den Sorptionsbehälter versprüht. Die z.T. mit Stoff beladenen Tröpfchen aus magnetischer Flüssigkeit 7 treffen auf die mag­ netischen Einbauten 8, die sich im inhomogenen Magnetfeld des Ringmagneten 9 befinden. Die magnetischen Flüssigkeitströpf­ chen scheiden sich unter der Wirkung der inhomogenen Magnet­ felder der stark gekrümmten Oberflächen der magnetischen Ein­ bauten ab und sorbieren weiterhin Stoffe aus dem Stoffgemisch. Aufgrund der höhren Magnetfeldstärke auf der Oberfläche der Ringmagnete fließt die mit Stoffen beladene magnetische Flüs­ sigkeit zum Ringmagneten 9. Die magnetischen Einbauten sind am äußeren Rand von einem perforierten Rohr 10 umgeben, in dem sich die magnetische Flüssigkeit sammelt und durch die Lei­ tung 11 in das Desorptionsgefäß 12 abgeführt wird. Hier er­ folgt z.B. die thermische Regeneration der magnetischen Flüs­ sigkeit. Am Kopf des Desortionsgefäßes 12 entweichen die sor­ bierten Stoffe 13, im Sumpf wird die magnetische Flüssigkeit über Leitung 14 in den Sorptionsbehälter 3 zurückgeführt. Die aus dem Sorptionsbehälter 3 in Leitung 14 mitgerissenen Tröpf­ chen von magnetischer Flüssigkeit werden im nachgeschalteten Magnetabscheider 15, der nach dem gleichen Prinzip wie die Ab­ scheidung durch den Ringmagneten 9 und die magnetischen Ein­ bauten 8 arbeitet, abgeschieden und der Regenerierung zuge­ führt. Der von den Stoffen befreite Stoffgemischstrom 16 ver­ läßt die Apparatur durch die Leitung 17.Via the line 1 , the mixture 2 is introduced into the Sorptionsbe container 3 . Magnetic liquid 5 is sucked in via the line 4 from the atomizing nozzle 6 and sprayed into the sorption container. The droplets of magnetic liquid 7 , some of which are loaded with material, meet the magnetic internals 8 , which are located in the inhomogeneous magnetic field of the ring magnet 9 . The magnetic liquid droplets separate under the effect of the inhomogeneous magnetic fields of the strongly curved surfaces of the magnetic internals and continue to sorb substances from the mixture of substances. Due to the higher magnetic field strength on the surface of the ring magnets, the magnetic liquid loaded with substances flows to the ring magnet 9 . The magnetic internals are surrounded on the outer edge by a perforated tube 10 , in which the magnetic liquid collects and is discharged through the line 11 into the desorption vessel 12 . Here he follows, for example, the thermal regeneration of the magnetic liquid. At the head of the desorption vessel 12, the sor substances 13 escape, in the sump the magnetic liquid is returned via line 14 into the sorption container 3 . The entrained from the sorption container 3 in line 14 droplets of magnetic fluid are separated in the downstream magnetic separator 15 , which works on the same principle as the separation by the ring magnet 9 and the magnetic constructions 8 , and leads to the regeneration. The substance mixture stream 16 freed from the substances leaves the apparatus through line 17 .

Erfindungsgemäß können mehrere Sorptionsgefäße, auch für un­ terschiedliche Stoffe, angewendet und auch mehrere Magnetfil­ ter in Reihe angeordnet werden.According to the invention, several sorption vessels, also for un Different materials, applied and also several magnetic fil ter be arranged in series.

Claims (9)

1. Verfahren zur Abtrennung von Stoffen aus einem Stoffge­ misch, gekennzeichnet dadurch, daß man
  • a) einen Teil der Stoffe aus dem Stoffgemisch sorbiert, indem man das Stoffgemisch mit magnetischer Flüssigkeit in Kon­ takt bringt, die eine zum Sorbieren der Stoffe geeignete Zusammensetzung besitzt,
  • b) auf die magnetische Flüssigkeit Magnetfelder einwirken läßt, die die Verweilzeit der magnetischen Flüssigkeit im Stoffgemisch erhöht und den Kontakt zum Stoffgemisch inten­ siviert,
  • c) im Sorptionsgefäß magnetische oder magnetisierbare Einbau­ ten enthalten sind, die die Verweildauer der magnetischen Flüssigkeit im Sorptionsgefäß verlängern und die im Stoff­ gemisch enthaltene magnetische Flüssigkeit abtrennen,
  • d) die mit einem Teil der Stoffe aus dem Stoffgemisch beladene magnetische Flüssigkeit unter Einwirkung von Magnetfeldern aus dem Sorptionsgefäß entfernt,
  • e) zur Regenerierung der magnetischen Flüssigkeit mindestens ein Teil der sorbierten Stoffe aus der magnetischen Flüs­ sigkeit entfernt und die Desorption in einem anderen Gefäß als die Sorption durchführt.
1. Process for the separation of substances from a material mixture, characterized in that
  • a) sorbed some of the substances from the mixture of substances by bringing the mixture of substances into contact with magnetic liquid which has a composition suitable for sorbing the substances,
  • b) magnetic fields act on the magnetic liquid, which increases the dwell time of the magnetic liquid in the substance mixture and intensifies contact with the substance mixture,
  • c) the sorption vessel contains magnetic or magnetizable inserts which extend the dwell time of the magnetic liquid in the sorption vessel and separate the magnetic liquid contained in the substance mixture,
  • d) the magnetic liquid loaded with some of the substances from the mixture of substances is removed from the sorption vessel under the action of magnetic fields,
  • e) for regeneration of the magnetic liquid, at least some of the sorbed substances are removed from the magnetic liquid and the desorption is carried out in a vessel other than the sorption.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Intensivierung des Sorptionsprozes­ ses eine große Oberfläche an magnetischer Flüssigkeit erzeugt wird, wie z.B. durch Filmbildung oder Zerstäubung.2. The method according to claim 1, characterized in that to intensify the sorption process It creates a large surface area of magnetic liquid such as through film formation or atomization. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die mag­ netische Flüssigkeit aus magnetischen Eindomänenteilchen mit einem Durchmesser von 5-50 nm und einem Dispersionsmittel be­ stehen, wobei die magnetischen Teilchen durch eine Schicht von Stabilisatormolekülen umgeben sind. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mag netic liquid from magnetic single domain particles with a diameter of 5-50 nm and a dispersant stand, the magnetic particles through a layer of Stabilizer molecules are surrounded.   4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die magne­ tische Flüssigkeit aus anorganischen und/oder oganischen Flüs­ sigkeiten, wie z.B. Wasser, Paraffinöl, Alkylaromaten, Ketone, Äther, Alkohole oder aus deren Mischungen besteht und daß da­ rin Säuren, wie z.B. Schwefelsäure, Diäthylendiamintetraessig­ säure oder Basen, wie z.B. Natronlauge, Diäthylentriamin oder antimikrobielle Substanzen, wie z.B. zinnorganische Verbindun­ gen oder biologisch aktive Substanzen, wie z.B. Enzyme, Anti­ körper, Antigene, Mikroben enthalten sind.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the magne table liquid from inorganic and / or organic rivers liquids such as Water, paraffin oil, alkyl aromatics, ketones, Ethers, alcohols or mixtures thereof and that there rin acids, e.g. Sulfuric acid, diethylenediaminetetraacetic acid or bases, e.g. Sodium hydroxide solution, diethylene triamine or antimicrobial substances, e.g. organotin compounds genes or biologically active substances, e.g. Enzymes, anti body, antigens, microbes are included. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß auf die magnetische Flüssigkeit inhomogene Magnetfelder einwirken, die durch Permanent- oder Elektromagnete erzeugt werden und die eine Strömung der magnetischen Flüssigkeit im Gleichstrom, Kreuzstrom oder Gegenstrom zur Stoffgemischströmung unterstüt­ zen.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that on the magnetic liquid act on inhomogeneous magnetic fields that are generated by permanent or electromagnets and the a flow of the magnetic liquid in direct current, Cross flow or counter flow to the mixture flow is supported Zen. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Magnet­ felder rotierende oder lineare Wanderfelder, Gleichfelder, Wechselfelder oder pulsierende Felder sein können.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the magnet fields rotating or linear moving fields, constant fields, Alternating fields or pulsating fields can be. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß im Sorp­ tionsgefäß magnetische oder magnetisierbare Einbauten mit großen, stark gekrümmten Oberflächen, wie z.B. Fasern, Teil­ chen, Gewebe, Lamellen, enthalten sind. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the Sorp tion vessel with magnetic or magnetizable internals large, strongly curved surfaces, e.g. Fibers, part Chen, tissue, lamellae are included.   8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die mit Stoff beladene magnetische Flüssigkeit aus dem Sorptionsgefäß entfernt und in einem Desorptionsgefäß regeneriert wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the with Magnetic liquid loaded with substance from the sorption vessel removed and regenerated in a desorption vessel. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Sorption im Temperaturbereich von -270°C bis 350°C und im Druckbereich von 0,001 bis 150 bar durchgeführt wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sorption in the temperature range from -270 ° C to 350 ° C and in the pressure range from 0.001 to 150 bar.
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