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Torrichtung, um ssase oder Dämpfe und Flüssigkeiten miteinander in innige t ! e- rührung zu bringen.
Es sind bereits viele Vorrichtungen in Vorschlag gebracht worden. um Gase oder Dämpfe und Flüssigkeiten miteinander in innige Berührung zu bringen. Die meisten dieser Vorrichtungen waren so konstruiert, dass das Gas möglichst weitgehend in zahlreiche Gasströme zerteilt wurde und diese mit einer möglichst grossen Flüssigkeitsoberfläche innig und lange in Berührung gebracht wurden. Nur verhältnismässig wenige der bekannten Vorrichtungen sind so eingerichtet. dass die Gase oder Dämpfe in die Flüssigkeiten eingeleitet werden ; denn schon bei geringer Emtauchtiefe erfordern die meist grossen
Gasmengen, die durch die Flüssigkeit befördert werden müssen, einen erheblichen Kraftverbrauch.
Durch die Erfindung ist eine Vorrichtung geschaffen worden, mit Hilfe deren es bei sehr geringem Kraftverbrauch gelingt, das Gas zum Teil in die Flüssigkeit in feinster Veiteilung einzuführen und gleichzeitig weitgehend zerteilte Flüssigkeit in den Gasstrom einzuspritzen und so mit diesem in innigste Berührung Z11 bringen. Doch lässt sich die Vorrichtung ohne weiteres auch so ausgestalten. dass entweder die eine oder die andere dieser beiden Wirkungen vorwiegend stattfindet.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer zylindrischen Walze, die für gewöhnlich in einem geschlossenen, mit Flüssigkeit etwa zur Haute gefüllten Kasten leicht drehbar parallel zur Fliissigkeits-
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eintauchen. um ein Gas mit ihr in Wechselwirkung zu bringen.
Die Walze kann in die Flüssigkeitsoberfläche je nach Bedarf mehr oder weniger eintauchen : jedoch ist die Eintauchtiefe so zu bemessen, dass von der Walze bei rascher Drehung das Gas in die
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in Umdrehung versetzt werden kann. Sie befindet sich in solcher Entfernung von der Decke des Behälters, dass über ihr ein genügender freier Raum bleibt, durch den das Gas sich von der Eintrittsöffnung d nach der Austrittsöffnung e bewegen kann. Unten taucht die Walze f in die Flüssigkeit b ein, beispiels- weise mit 31"des Volumens der Walze. Der Antrieb der Walze erfolgt z. B. von einem (nicht gezeichneten) Motor durch Riemenübertragung auf eine auf der Welle g'dei Walze sitzende Riemenscheibe h.
Die Flüssigkeit kann im Behalter eingeschlossen sein oder sie kann ihn in beliebiger Richtung durchfliessen.
In diesem Falle muss durch passend angebrachte Überlauföffnungen für einen gleich hohen Stand des Flüssigkeitsspiegels gesorgt werden. Zweckmässig wird man die Überlauföffnung regelbar einrichten. um den Flüssigkeitsstand einstellen zu können.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist die Walze f1 in dem Behälter (/1 so eingebaut, dass
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angebracht werden, durch die die Trennung der Räume il und i2 vervollständigt wird, so dass fast alles Gas gezwungen wird, unter der Walze durch die Flüssigkeit zu gehen.
Da die Walze bei der Drehung im wesentlichen nur die Reibung an der Flüssigkeitsoberfläche und in denLagem zu überwinden hat, ist der Kraftbedarftrotz intensivster Wirkung ausserordentlich gering.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Wird die Walze in rasche Umdrehung versetzt. so wird infolge Adhäsion eine Flüssigkeitsschicht auf der Walzenobernäche hängen bleiben und mitgeführt.
Ausserdem wird die Flüssigkeit unter der Walze bei deren Drehung infolge Reibung in eine entsprechend rasche Bewegung nach vorwärts im Drehsinne versetzt. Durch die Reibung des Gases an der Oberfläche der Walze und der darunter hinbewegten Flüssigkeit wird das zwischen Walze und Fliissigkeitsoberfläche befindliche Gas mitgerissen und gezwungen, in feinzerteilter Form in die Flüssigkeit unter der Walze einzudringen. Dadurch entsteht eine innige Mischung (Lösung, Emulsion) von Gas in Fliissigkeit, so dass Gelegenheit zu einer intensiven Wechselwirkung zwischen beiden geschaffen wird.
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Gleichzeitig tritt aber noch eine andere Wirkung ein. Bei zunehmender Umdrehungsgeschwindigkeit der Walze kommt der Augenblick, wo die Adhäsionskraft der auf der Walzenoberfläche haftenden
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und in den Gasraum eingespritzt wird. Es entsteht dann ein mit zunehmender Umdrehungsgeschwindigkeit immer dichter und feiner werdender Flüssigkeitsregen um die Walze in dem Gasraum, der das über der Walze befindliche Gas in wirksamster Weise durchdringt und benetzt, so dass auch auf diese Weise Gelegenheit zu einer intensiven Wechselwirkung zwischen Gas und Flüssigkeit geboten wird. Befördert wird diese auch noch dadurch, dass die auf die Flüssigkeitsoberfläche beiderseits der Walze zurückfallendem Tropfen Gas in die Flüssigkeit hineinreissen und Spritzer in den Gasraum senden.
Tritt nun z. B. bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, während die Walze in rascher Umdrehung begriffen ist, Gas durch die Öffnung d ein, so gerät es in einen äusserst feinverteilten Flüssigkeitsregen und wird von ihm durchsetzt. Ein Teil des Gases wandert. durch diesen Regen in seiner Geschwindigkeit gehemmt und daher zu ausgiebiger Beriihrung gezwungen, von der Eintrittsöffnung d nach der Austrittsöffnung e über die Walze hinweg. Ein anderer geringerer Teil des Gases wird von den niederfallenden Tropfen in die Flüssigkeitsoberfläche hineingetrieben und mischt sich schaumbildend mit dieser.
Ein dritter Teil endlich wird durch die Walze in die Flüssigkeit hineingerissen und unter dem Einfluss der starken mechanischen Einwirkung zwischen der bewegten Flüssigkeitsoberfläche und der sieh rasch drehenden Walzenfläche in die Flüssigkeit hineingerissen.
Im Falle der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 gelangt das (ras auf der Eintrittsseite in den Tropfenregen. wird zum Teil von ihm in die Flüssigkeit gleichsam Mueingepeitscht und kann im übrigen nur in dem Masse, als es von der Walze mit gerissen und durch die Flüssigkeit befördert wird, auf die andere Seite der Walze in den Austrittsraum gelangen. Bei dieser Ausführungsform ist die durch die Vorrichtung hindurchgehende Gamenge zwar wesentlich geringer. aber alles eintretende Gas kommt in so vollkommene Berührung mit der Flüssigkeit, wie es z. B. nur durch Emulgierung möglich wird.
Die beschriebenen Wirkungen lassen sich durch einfache Änderungen in den Einrichtungen der Vorrichtung beliebig abschwächen und verstärken. Zunächst kann man die Eintauchtiefe der Walze abändern und wird damit eine Verminderung oder Vermehrung des Tropfenfalles und der Walzwirkung erzielen. Dasselbe erreicht man durch Veränderung der Geschwindigkeit der Umdrehung und durch Wahl verschiedener Walzendurchmesser. Die höchste Wirkung wird durch eine hohe Geschwindigkeit, grossen Durchmesser und geringe Eintauchtiefe erzielt. Von wesentlichem Einfluss auf die Tropfenbildung und die Walzwirkung ist die Oberflächenbeschaffenheit der Walze. Günstig wirkt in vielen Fällen eine
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von Vertiefungen oder Erhöhungen verschiedener Art.
Von Einfluss ist natürlich auch die Viskosität und die Dichte der Flüssigkeit oder das Vorhandensein suspendierter Körper in ihr.
Die Anwendbarkeit der Vorrichtung ist vielseitig. In erster Linie ist sie für solche Fälle brauchbar, wo es sich um die Herbeiführung einer Einwirkung von Gas und Flüssigkeit aufeinander handelt, z. B. bei der Bindung eines chemisch aktiven Gases durch eine Flüssigkeit. Weiterhin kommt in Betracht die Lösung von Gas in einer Flüssigkeit und auch die Vereinigung eines Gases mit einem in einer Flüssigkeit aufgeschlämmten Stoff. Schliesslich ist die Vorrichtung auch bedeutungsvoll für die Gasreinigung.
Den verschiedenen Verwendungszwecken lässt sich die Vorrichtung leicht anpassen. PATENT-ANSPRÜCHE:
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bringen. gekennzeichnet durch eine Walze, die in einem Behälter drehbar gelagert ist und ih eine Flüssigkeit o tief eintaucht, dass von der Walze bei rascher Drehung Gas in die Flüssigkeit hineingerissen und zugleich ein Flüssigkeitsregen abgeschleudert wird.