AT393633B - Verfahren zum mischen von medien unterschiedlicher zaehigkeit - Google Patents

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Description

AT 393 633 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von Medien unterschiedlicher Zähigkeit, insbesondere von Gasen mit Flüssigkeiten, vorzugsweise bei der Bleiche einer Zellstoffsuspension mit Sauerstoff, unter Geschwin-digkeitsänderung der einzelnen Komponenten, und eine Mischdüse zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, Medien unterschiedlich» Zähigkeit zu mischen, wobei jedoch die Strähnenbildung Schwierig-S keinen bereitet. Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Strähnenbildung zu bekämpfen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Medium mit höherer Zähigkeit in zwei Teilströme aufgespalten wird, deren erst», insbesondere nach ein» weit»en Aufspaltung der Teilströme, durch jeweils einen Injektor mit nachgeschalteter Mischstrecke geführt wird, wobei im B»eich d» engsten Stelle des Injektors das Medium mit niedrig»» Zähigkeit durch die Strömungsenergie angesaugt und in Kontakt mit dem 10 ersten Teilstrom gebracht wird, und daß die entstehende erste Mischung in einer Mischkammer am Ende der Mischstrecke mit dem zweiten Teilstrom überlagert, insbesondere umhüllend überlagert, wird und diese zweite Mischung abgebremst wird. Die »findungsgemäße Mischdüse zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Teilstrom eines Mediums mit höherer Zähigkeit ein oder mehrere parallel geschaltete Injektoren vorgesehen sind, an welchen saugseitig das Medium mit niedrigerer Zähigkeit angeschlossen ist 15 und daß an jedem Injektor abstiömseitig eine Mischstrecke vorgesehen ist, die in eine Mischkammer mündet, an welche d» zweite Teilstrom des Mediums mit höher» Zähigkeit, insbesondere exzentrisch, angeschloss»i ist.
Die Erfindung ist in den angeschlossenen Fig. 1 bis 3 beispielsweise und schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Mischdüse in einfachster Bauweise; Fig. 2 zeigt eine Mischdüse mit mehreren Mischkanälen, die zu einem gemeinsamen Mischstrang führt, und Fig. 3 zeigt eine Mischdüse mit einer Lochplatte. 20 Vor dem Eintritt in die Mischdüse wird der zu mischende zähere Bestandteil wie z. B. die zu bleichende Zellstoff suspension in zwei Teilströme (1) und (6) aufgespalten, wobei d» Teilstrom (1) in den Injektor (2) der Mischdüse eingeführt wird und hiebei an d» engsten Stelle das zuzumischende Medium (3) mit niedrigerer Zähigkeit ansaugt und in den Teilstrom (1) mischt. Die Mischung wird nun längs einer Mischstrecke (4) mit konstanter Geschwindigkeit geführt, die in ein» Mischkammer (5) mündet, in der ähnlich wie beim Injektor (2) d» Teil-25 ström (6) anstelle des Mediums (3) zugemischt wird, wobei die Einleitung exzentrisch erfolgt, so daß der Teilstrom (6) den Teilstrom (1) umhüllend durch die Mischkammer (5) in den angeschlossenen Diffusor (7) geführt ist. Durch die Abbremsung am Diffusor (7) erfolgt eine vollständige Einbindung des Mediums (3) mit der niedrigeren Zähigkeit, so daß Randblasen oder Randstrecken mit niedriger Zähigkeit vermieden werden. Geregelt wird dieses Verfahren durch Zumischung von Wasser üb» die Leitung (6') oder durch Entfernung von Was-30 ser über die Leitung (6"), wodurch die Zähigkeit des zuzumischenden Teilstromes (6) mit höherer Zähigkeit verändert wird.
In Fig. 2 ist eine ähnliche Konstruktion schematisch dargestellt, wobei d» Teilstrom (1) vor dem Eintritt in den Mischapparat in drei Teilströme (1), (Γ), (1") aufgeteilt wird, die zuerst mit dem Medium (3) mit niedriger» Zähigkeit ähnlich wie in Fig. 1 vermischt werden, worauf die angeschlossenen Mischstrecken (4), 35 (4'), (4") so verflochten werden, daß der austretende gemischte Mediumstrom einen Drall aufweist In der
Mischkammer (5) wird nun der zweite Teilstrom (6) zugemischt wobei hier jedoch bedacht wird, daß der Teilstrom (6), d» den Teilstrom (1) umhüllt einen Gegendrall aufweist so daß die beiden Teilströme (1) und (6) praktisch im Berührungstereich der Grenzschichten miteinander verwirbelt w»den. Zu diesem Zweck können beispielsweise die Ströme mit niedriger» Zähigkeit (3), (3'), (3") eine unterschiedliche chemische Zusammen-40 Setzung aufweis»! wie z. B. Ozon, Sauerstoff, od» Peroxid, so daß der komplexe Bereich der Zellstoffbleichung vereinfacht werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf die Bleiche von Zellstoff beschränkt, sie kann bei jedem Gas-Flüssigkeits-Mischungsapparat wie z. B. auch beim Abwasser, insbesondere bei biologischen Kläranlagen, verwendet w»den. Da die Flüssigkeitskreisläufe praktisch keinerlei Einbauten aufweisen, kann die Verstopfungsgefahr praktisch 45 ausgeschlossen werden.
In Fig. 3 ist eine Mischdüse für großen Durchsatz bzw. Durchmess» mit ein» querangeströmten Lochplatte (8) im Schnitt dargestellt, bei der um ein zentrales Loch (9) die konzentrischen Lochreihen mit schrägen Löchern (9'), (9"), (9'") angeordnet sind, deren Schrägheit in radialer Richtung jeweils abwechselnd nach außen oder innen geführt ist. Diese Konstruktion ist für relativ reine Flüssigkeiten ohne größeren Feststoffkörper 50 ausgelegt Bei dieser Düse wird ein Strahlgewebe erzeugt welches eine große Oberfläche aufweist, so daß eine innige Mischung mit dem zweiten Medium mit g»ing»» Zähigkeit und damit die Löslichkeitsgrenze rascher als mit herkömmlichen Misch»n erreicht wird. An die dargestellte Mischdüse schließt sich die nicht dargestellte Mischkammer (5) ähnlich wie in Fig. 1 an.
Im Rahmen der Erfindung ist es natürlich möglich, an den Diffusor (7) weitere Mischkammem (5) mit 55 weiterer Zuführung von Teilströmen (6) des Mediums (I) vorzusehen und dadurch den Strahl aus der Mischkammer (4) mehrlagig zu umhüllen, wobei die Teilströme (6) auch von einem dritten Medium gebildet sein können. -2- 60

Claims (9)

  1. AT 393 633 B PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Mischen von Medien unterschiedlicher Zähigkeit, insbesondere von Gasen mit Flüssigkeiten, vorzugsweise bei der Bleiche einer Zellstoffsuspension mit Sauerstoff, unter Geschwindigkeitsänderung der einzelnen Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium mit höherer Zähigkeit in zwei Teil-ströme aufgespalten wird, deren oster, insbesondere nach einer weiteren Aufspaltung in Teilströme, durch jeweils einen Injektor mit nachgeschalteter Mischstrecke geführt wird, wobei im Bereich der engsten Stelle des Injektors das Medium mit niedrigerer Zähigkeit durch die Strömungsenergie angesaugt und in Kontakt mit dem ersten Teilstrom gebracht wird und daß die entstehende erste Mischung in einer Mischkammer am Ende der Mischstrecke mit dem zweiten Teilstrom überlagert, insbesondere umhüllend überlagert, wird und diese zweite Mischung abgebremst wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entstehende erste Mischung in mehreren Mischstrecken erzeugt wird, deren Achsen auf einem Rotationshyperbolid liegen, wobei bei deren Zusammenführung eine Drallströmung erzeugt wird und worauf dann der zweite Teilstrom, die Strömung der ersten Mischung umhüllend, insbesondere mit Gegendrall, aufgegeben wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Aufspaltung des ersten Teilstromes in weitere Teilströme den einzelnen Teilströmen unterschiedliche Medien niedrigerer Zähigkeit zugemischt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähigkeit des zweiten Teilstromes vor der Mischung durch Zumischen oder Abtrennen von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, geregelt wird.
  5. 5. Mischdüse zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Teilstrom (1) eines Mediums mit hoher Zähigkeit ein oder mehrere parallel geschaltete Injektoren (2) vorgesehen sind, an welchen saugseitig das Medium mit niedriger Zähigkeit (3) angeschlossen ist und daß an jedem Injektor (2) abströmseitig eine Mischstrecke (4) vorgesehen ist, die in eine Mischkammer (5) mündet, an welche der zweite Teilstrom (6) des Mediums mit hoher Zähigkeit, insbesondere exzentrisch, angeschlossen ist.
  6. 6. Mischdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstrecken (4'), (4") der parallel geschalteten Injektoren (2'), (2") gegenüber der Mischstrecke (4) einen Drall in einer Richtung aufweisen und daß der Anschluß des zweiten Teilstromes (6) an die Mischkammer (5) mit einem Gegendrall die Mischung des ersten Teilstromes (1,1', 1") umhüllend geführt ist
  7. 7. Mischdüse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mischkammer (5) abstromseitig eine Querschnittserweiterung, insbesondere in Form eines Diffusors (7), angeschlossen ist.
  8. 8. Mischdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Teüstrom (1) eine querangeströmte Lochplatte (8) vorgesehen ist, die den TeUstrom (1) in eine Mehrzahl von gebündelten Strömen unter Vergrößerung der Oberfläche der austretenden Ströme auftcilL
  9. 9. Mischdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (8) ein zentral angeordnetes vertikales Loch und mehrere das zentrale Loch konzentrisch umgebende schräge Löcher aufweist, wobei jede folgende konzentrische Lochreihe schräg in die Gegenrichtung angeordnet ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-
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