BRPI0708053B1 - Mixing device for mixing gas in a slurry, and Method for dispersing gas by feeding it into the base section of a closed reaction space - Google Patents

Abstract

método de mistura e dispositivo misturador para misturar gás dentro de uma lama em um reator fechado. a presente invenção se refere a um dispositivo misturador, o qual inclui um reator fechado (20), dois misturadores em diferentes alturas (28, 29), dispostos sobre o mesmo eixo (27), um tubo de alimentação de gás (30) abaixo do misturador inferior e chicanas. as pás de hélice dos misturadores são, na maioria das vezes, de formato retangular, e se apresentam em um número mínimo de seis. o ângulo de inclinação das pás de hélice do misturador inferior é em torno de 50-70<0> e do misturador superior em torno de 25-35<0>. o número de chicanas (23) é, pelo menos, de seis e sua extensão é em torno de 20% do diâmetro do reator. a invenção também concerne um método correspondente.

Description

"DISPOSITIVO MISTURADOR PARA MISTURAR GÁS EM UMA LAMA, E, MÉTODO PARA DISPERSÃO DE GÁS MEDIANTE ALIMENTAÇÃO DO MESMO DENTRO DA SEÇÃO DE BASE DE UM ESPAÇO REACIONAL FECHADO" [0001] A presente invenção se refere a um dispositivo misturador e a um método para misturar gás dentro de uma lama em um reator de mistura fechado, o qual usa gás como um produto químico de processo, com alta eficiência e no qual o teor de sólidos na solução é alto. O dispositivo misturador de acordo com a invenção compreende um reator fechado, pelo menos dois misturadores de diferentes alturas, os quais se encontram sobre o mesmo eixo, um tubo de alimentação de gás por baixo do misturador inferior e chicanas localizadas na área da parede. As hélices do misturador são na maioria das vezes de formato retangular e se constituem em um número mínimo de seis. No método de acordo com a invenção, o gás alimentado na seção da base do reator é disperso em uma lama, formada de um líquido e de sólidos, por meio do misturador inferior, de modo que o fluxo de lama seja descarregado sobre a parede do espaço reacional, uma parte do dito fluxo sendo retornada sob o misturador e uma parte sendo elevada dentro do espaço entre as chicanas e a parede do reator na seção superior do espaço reacional. O fluxo de lama na seção superior do reator é desviado com a ajuda do misturador superior, para dirigir o mesmo ao centro do espaço reacional, causando, simultaneamente, fluxos horizontais e verticais que transportam as bolhas de gás formadas. O fluxo de lama é também desviado por meio do misturador superior para descarga descendente, na forma de um fluxo uniforme, na direção do misturador inferior.

[0002] Convencionalmente, um reator vertical fechado consiste de uma seção cilíndrica vertical, uma base inclusa e uma seção de tampa. A seção de tampa apresenta uma abertura na mesma, a qual, geralmente, é ligeiramente maior que o diâmetro do misturador. O grande vórtice de gás que é provocado pela mistura no reator é impedido, principalmente, por meio de quatro chicanas padronizadas. Em um caso padrão, a largura das chicanas é de 0,05-0,10 vezes o diâmetro do reator, e o afastamento entre as chicanas e a parede é de 0,017 vezes o diâmetro do reator. Um misturador de quatro hélices comum é fixado na extremidade inferior do eixo, onde o ângulo da hélice pode ser ajustado separadamente, geralmente, sendo de 45°. Nos casos em que é desejada a sucção de superfície, o misturador pode ser elevado para mais próximo da superfície da solução. Nesse caso, as formações cônicas de gás feitas pelo misturador, os chamados vórtices, são dispersos dentro de bolhas pelo misturador e empurrados, de algum modo, descendentemente, não diretamente para a base, pelo fato de que o fluxo obtido pelo misturador na direção do eixo não é potente o suficiente para que a suspensão de sólidos na base ocorra adequadamente.

[0003] No caso do volume efetivo do reator ser de tal monta que a profundidade do líquido a ser misturado seja praticamente a mesma que o diâmetro do reator, em casos normais, um elemento misturador na extremidade da base do eixo é suficiente. A direção e intensidade do efeito da força do elemento misturador dependem do seu tipo (formato). Os processos, normalmente, precisam da mistura, a qual forma forte turbulência e suficiente circulação. Se o volume efetivo for tão grande que a profundidade da solução for de 1½ - 2 vezes ou mais o diâmetro do reator, normalmente, diversos elementos misturadores são necessários, uns por cima dos outros, a uma adequada distância entre si. Nesse caso, os tipos (formatos) de misturador sobre o mesmo eixo podem diferir entre si.

[0004] A alimentação do gás, normalmente, ocorre através da alimentação de oxigênio (oxidação) ou de hidrogênio (redução) dentro da zona de impacto do elemento misturador de dispersão com suficiente força. Normalmente, em reatores fechados, é desejável se obter o gás acima da superfície e a circulação da lama de volta para o fluxo da solução. Se for usado ar, isto não parece adequado, pelo fato de que a quantidade de nitrogênio somente aumenta na circulação, mas com oxigênio puro e hidrogênio, o gás final pode ser recuperado para posterior uso mediante sucção do mesmo acima da superfície.

[0005] Para a sucção do gás acima da superfície e a dispersão posterior dentro da lama, são usados tubos transversais de auto-sucção conhecidos do estado da técnica, nos quais o espaço gasoso na extremidade inferior do eixo vazado se ramifica normalmente em um tubo aberto de quatro pontas. A rotação do tubo transversal causa uma subpressão no espaço gasoso, devido ao que, o gás é descarregado e disperso em bolhas no espaço da solução do reator. Deve ser observado que na medida em que a temperatura da solução se eleva, a pressão de vapor se eleva simultaneamente, pelo que o efeito da subpressão é enfraquecido. Esse tipo de estrutura de tubo transversal não é capaz, entretanto, de dispersar o gás posteriormente dentro da solução, muito menos, de manter a suspensão de sólidos espessos em movimento.

[0006] É também conhecido um método de sucção de gás da superfície, o qual é denominado de princípio de arraste descendente. A publicação da Patente U.S. No. 4.454.077 descreve um aparelho, no qual um elemento misturador tipo helicoidal de duplo cabeçote, é utilizado para bombeamento descendente de gás através de um tubo central e, além disso, o aparelho inclui chicanas superior e inferior. A publicação de Patente U.S. No. 4.328.175 descreve o mesmo tipo de dispositivo, porém, a extremidade superior do tubo central é de formato cônico.

[0007] Assim, é sabido que o gás circula para o misturador por meio do aumento do vórtice central de força criado pelo eixo do misturador. Esse forte e normalmente volumoso vórtice de gás transporta o gás superficial no líquido ou lama a serem misturados, algumas vezes de modo bastante efetivo, mas, em um certo volume de gás, o funcionamento do elemento misturador é enfraquecido na medida em que o misturador gira "em uma grande bolha de gás". Assim, na medida em que a força se torna mais fraca, o vórtice enfraquece e a entrada de gás proveniente da superfície dentro da solução é reduzida. Entretanto, o vórtice gerado da maneira descrita acima é incontrolado e na medida em que alcança o elemento misturador, o mesmo provoca violentas flutuações de força, dessa forma, danificando o equipamento, etc. Pior que isso, o misturador pode não mais conseguir a mistura de sólidos pulverulentos devido a sua ineficácia, particularmente, com uma alta densidade de suspensão dos sólidos pulverulentos.

[0008] O artigo publicado de autoria de Hsu Y.C., Peng R.Y, e Huang C.J., "Onset of gas induction, power consumption, gas holdup and mass transfer in a new gas-induced reactor" - Chem. Eng. Sei., 52, 3883 (1997), apresenta um método em que o gás é succionado da superfície por meio de um vórtice gerado na base de um grande eixo. Em tal método, foram usados dois misturadores conectados ao mesmo eixo e localizados em um tubo de descarga cilíndrico, o que provocou o efeito do vórtice em questão por meio da subpressão que foi criada. Não havia chicanas no reator para evitar um vórtice. O misturador superior causa, assim, um vórtice profundo na base do eixo e o gás é sugado dentro do líquido, a partir de uma parte inferior do vórtice. Provavelmente, a sucção do gás dentro do misturador ocorre em jatos e coloca um esforço no elemento misturador. O misturador inferior recebe o gás sugado e o gás alimentado e dispersa os mesmos dentro do líquido. A corrente de gás-líquido proveniente da parte inferior do tubo de sucção é descarregada na direção da seção inferior do reator, desviando-se ao longo dos lados na direção ascendente da superfície. 0 gás é descarregado acima da superfície. 0 inconveniente do método é o fato do gás não mais circular no líquido, descendentemente a partir da parte superior, isto é, não existe um verdadeiro gás de circulação, ao invés disso, o gás é descarregado diretamente acima da superfície, onde o gás é liberado do líquido devido ao efeito centrífugo. A descarga do gás ainda intensifica o grande e forte vórtice da seção superior e o gás entra através do vórtice de modo espasmódico, dessa forma, causando danos ao misturador (cavitação, etc.).

[0009] Um método é conhecido da Patente U.S. No. 5.549.854, para sucção do gás acima de uma superfície líquida, por meio de ajustáveis especiais chicanas, usando um elemento misturador rotativo como fonte de energia. Vórtices de sucção controlada podem ser conseguidos com esse método, que, não necessariamente, transporta o gás, como faz o elemento misturador em si. Na descrição da Patente não existe nenhum questionamento sobre a captura de bolhas de gás que se movimentam para cima na corrente de retorno, de modo que as mesmas são impedidas de se elevarem acima da superfície da lama.

[00010] É também conhecido um método, conforme descrito no documento de patente EP No. 1.309.394, de sugar gás de cima da superfície de uma solução em um reator fechado, com dois especiais misturadores sobre o mesmo eixo. Nesse método, o gás é disperso e espalhado descendentemente através do misturador superior e simultaneamente na direção da borda do reator. Não existe nenhuma tentativa de evitar que o gás que se eleva a partir da borda do reator deixe o espaço de lama sozinho, para sugar a mesma de volta dentro do misturador inferior.

[00011] Para obter uma suficiente quantidade de gás dentro de uma suspensão de sólidos e solução em reatores fechados de oxidação e redução, particularmente, quando o teor de sólidos é alto, isto é, em torno de 30%, normalmente se requer que o gás seja direcionado dentro do espaço da solução na parte inferior do reator, principalmente, sob o elemento misturador. Normalmente, esse gás é alimentado descendentemente através da superfície da solução por meio de um tubo, o qual é a partir de sua parte inferior direcionado na direção do eixo central do reator e girado sob o misturador. Isso garante que o gás é transportado para a seção inferior do reator e disperso pelo misturador.

[00012] Se o processo exigir uma grande quantidade de energia (kW/m3) , existe razão de se usar um misturador que exija/proporcione uma grande quantidade de energia. É conhecido como aumentar a energia provida por um misturador mediante aumento da velocidade de rotação, mas, deve ser observado que, ao mesmo tempo, a velocidade da ponta do misturador aumenta e quando aumenta de forma significativa (> 6m/s) o misturador começa a se desgastar acentuadamente.

[00013] A invenção aqui apresentada se refere a um dispositivo misturador e a um método para mistura de gás em um reator de mistura fechado, o qual utiliza gás como um produto químico de processo, com uma alta eficiência e em que a concentração de sólidos pulverulentos na solução é alta, isto é, pode ser numa faixa superior a 40%. A finalidade da invenção é apresentar um dispositivo misturador e um método, pelo que as desvantagens dos dispositivos apresentados acima possam ser evitadas. Mediante o método e dispositivo de acordo com a presente invenção, é possível se misturar um gás efetivamente em uma lama, formada de um líquido e de sólidos e circular bolhas de gás contendo gás não reagido com a lama, de modo que a maioria das bolhas de gás circule com o fluxo de lama, possibilitando as reações entre o gás e a lama. Apenas um pequeno número de bolhas de gás é descarregado por cima da superfície da lama e, ainda assim, essa quantidade pode ser trazida de volta para dentro da circulação da lama na desejada quantidade por meio de vórtices verticais formados na parte superior da lama.

[00014] O dispositivo misturador de acordo com a invenção é idealizado para misturar gás dentro de uma lama, formada de um líquido e de sólidos. O dispositivo misturador compreende um reator fechado, com uma efetiva profundidade de lama, a qual é 1½ - 2 vezes o diâmetro do reator, dois misturadores localizados em diferentes profundidades, dispostos sobre o mesmo eixo, chicanas dirigidas para dentro da zona de parede do reator e um tubo de alimentação de gás. O reator, tipicamente, é um reator vertical cilíndrico, o qual é dotado de uma base e uma tampa. O misturador superior é dotado de, pelo menos, seis, preferivelmente, oito pás de hélice, as quais são dirigidas para o lado e inclinadas com relação à horizontal. 0 ângulo de inclinação é pequeno, em torno de 25-35 graus. A estrutura do misturador inferior é similar a do misturador superior. 0 ângulo de inclinação das pás de hélice do misturador do misturador inferior se situa em torno de 50-70 graus e a altura do misturador, preferivelmente, é de 1,5 vezes a do misturador superior. 0 número de chicanas é de pelo menos 6, preferivelmente, de 8. A extensão das chicanas é em torno de 1/5 do diâmetro do reator. O tubo de alimentação de gás está localizado na seção de base do reator, abaixo do misturador inferior.

[00015] A invenção também se refere a um método para dispersão de gás alimentado na seção de base de um reator fechado, dentro de uma lama formada de liquido e de sólidos, mediante um controlado e desejável campo de fluxo, o qual, por sua vez, é formado no espaço reacional por meio de chicanas e um elemento misturador localizado no espaço reacional. A efetiva profundidade de lama do espaço reacional é de 1½ - 2 vezes o diâmetro do espaço reacional e o elemento misturador consiste de dois misturadores localizados sobre o mesmo eixo. O gás é alimentado abaixo do misturador inferior, dentro do fluxo de lama, que é dirigido com o dito misturador dentro da seção inferior da parede do espaço reacional e obrigado a se descarregar em duas correntes separadas. Uma corrente é obrigada a se desviar através da parede na direção do centro da base do espaço reacional e a outra é obrigada a se elevar na zona formada pela parede do espaço reacional e chicanas ascendentes na direção da superfície. Na vizinhança da superfície, o fluxo é desviado por meio do misturador superior na direção do centro do espaço reacional, de modo que são formados simultaneamente no fluxo, vórtices horizontais e verticais que carregam as bolhas de gás. A corrente da superfície é tão veloz que a superfície é rompida e o ar é também misturado diretamente dentro da corrente em questão. A direção da corrente de lama na metade do espaço reacional é desviada por meio do misturador superior, de modo a circular para baixo como um fluxo uniforme tipo tubular, na direção do misturador inferior.

[00016] Essa disposição possibilita a eliminação dos inconvenientes dos métodos conhecidos e a obtenção de efetivos vórtices horizontais na vizinhança da superfície de líquido, os quais são dirigidos a partir da borda do espaço reacional na direção do centro e de pequenos vórtices verticais que sugam o gás de dentro do líquido. Os vórtices horizontais e verticais formados na parte superior do reator são conseguidos, principalmente, com a ajuda do misturador superior. Além dos vórtices de gás em questão, as diminutas bolhas de gás distribuídas uniformemente dentro da lama formada de líquido e sólidos são pressionadas para baixo com o intenso fluxo de lama que envolve o eixo do misturador inferior.

[00017] O misturador inferior consome consideravelmente mais energia que o misturador superior.

Essa energia é usada para dispersar as bolhas de gás sugadas da parte superior da suspensão de lama dentro de bolhas ainda menores. Desse modo, a superfície de contato entre o gás e o líquido aumenta, de modo que as reações ocorrem muito mais rapidamente e de forma completa do que em relação aos métodos convencionais. A energia residual no misturador inferior é usada para a mistura de partículas sólidas com alta densidade de lama e espalhamento das mesmas através do espaço reacional e para mistura do gás alimentado abaixo do misturador inferior dentro da lama. É característica do misturador do dispositivo e do método de mistura que a energia consumida pelo misturador inferior seja de pelo menos três vezes, preferivelmente, acima de cinco vezes a energia requerida pelo misturador superior.

[00018] As características essenciais da invenção se tornarão evidentes nas reivindicações anexas.

[00019] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, o gás não reagido no espaço reacional que se eleva de baixo ao longo da borda do espaço reacional, é impedido de se colocar acima da superfície do líquido por meio do misturador superior. Ao invés disso, a direção do fluxo de gás-lama é desviada na parte superior do espaço reacional, para ser dirigida das bordas na direção do centro e para baixo na parte central. Também faz parte da presente modalidade que o misturador superior seja modelado de modo a também sugar a pequena quantidade de gás, a qual, todavia, foi liberada da lama acima da superfície de líquido, dentro do fluxo dirigido para baixo.

[00020] O dispositivo misturador de acordo com a invenção inclui um reator na posição vertical, com uma efetiva profundidade de lama de VA - 2 vezes o valor daquela do diâmetro do reator (T) . O teor de sólidos da lama é, tipicamente, alto, na faixa de 500 g/L. O reator, tipicamente, apresenta uma base curva (conhecida como base de vaso de pressão raso) e uma tampa a prova de gás para se obter um espaço fechado. A base pode também ser reta. Os reatores podem ser usados em ambas as condições atmosférica e pressurizada.

[00021] O dispositivo misturador de acordo com a invenção, tipicamente, inclui um elemento misturador, onde existem dois misturadores colocados em diferentes alturas sobre o mesmo eixo. O diâmetro de ambos os misturadores é o mesmo e eles são grandes, isto é, a proporção do diâmetro (D) do misturador para o diâmetro (T) do reator se situa acima de 0,4, mas, no máximo de 0,5. O número de pás de hélice do misturador é no mínimo de 6, preferivelmente, de 8. As pás de hélice são na maioria de formato retangular e inclinadas em relação à horizontal. O ângulo de inclinação das pás de hélice do misturador superior é de 25-35°, preferivelmente, de 30°. O ângulo de inclinação das pás de hélice do misturador inferior é maior, na faixa de 50-70°, preferivelmente, 62°. A altura do misturador inferior é, preferivelmente, de 1,5 vezes aquela do misturador superior.

[00022] A velocidade de rotação dos misturadores é ajustada de modo que a velocidade da ponta não se eleve acima de 5 m/s. Se a velocidade da ponta for maior, materiais particularmente duros e angulares, tais como, pirita, quartzo, e cromita desgastam as pás de hélice em um grau prejudicial. A distância do misturador inferior da base é, preferivelmente, aproximadamente aquela do diâmetro do misturador.

[00023] Quando a altura efetiva de lama se encontra na faixa descrita acima, isto é, 1½ - 2 vezes o diâmetro do reator, e a densidade da lama é alta, a resposta em soluções convencionais, geralmente, é um terceiro dispositivo misturador, mas, na solução de acordo com a invenção, uma mistura eficaz é obtida com dois misturadores. A distância entre os misturadores é dependente da altura do reator. Quando a altura efetiva de lama se encontra na faixa de 1½ vezes a do diâmetro do reator, a distância entre os misturadores é em torno de 50-60% da altura efetiva da lama. Quando a altura efetiva de lama do reator se encontra na faixa de 2 vezes a do diâmetro do reator, a distância entre os misturadores é em torno de 60-70% da altura efetiva de lama.

[00024] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, o misturador superior é projetado de modo a obter um intenso fluxo orientado para baixo na metade do reator, em que o fluxo se comporta como se existisse um tubo em volta do mesmo ("arraste descendente"). O diâmetro da seção transversal desse fluxo é aproximadamente o mesmo ou maior que o diâmetro dos misturadores. Numa faixa de velocidade correta, devido à luminosidade, as bolhas de gás tentam resistir ao arraste descendente, pelo que terminam com um movimento oscilante e, desse modo, as bolhas aumentam as reações entre o gás e a lama.

[00025] De acordo com uma modalidade preferida, uma importante função do misturador inferior, além da dispersão, é de obter um campo de fluxo tal que o gás, liquido e partículas sólidas se encontram em movimento circular na seção inferior do reator, pelo que as substâncias alimentadas dentro do processo têm tempo de reagir entre si.

[0002 6] O campo de fluxo formado com a ajuda dos dispositivos misturadores de acordo com a invenção pode ser descrito como segue: o misturador inferior recebe o intenso fluxo proveniente do misturador superior e espalha o mesmo obliquamente para baixo na direção da parede da seção inferior do reator. Nesse ponto, o fluxo se divide em dois. Parte do fluxo dirigido para a seção inferior da parede do reator é desviada de menos de 90 graus e gira através da parede na direção do centro da base do reator e abaixo do misturador inferior, onde novo gás reagente é alimentado dentro do fluxo através do tubo de gás para ser disperso. A finalidade de uma satisfatória e controlada mistura é fazer com que a solução, sólidos e gás reajam entre si. Desse modo, em uma suspensão bem misturada, os desejados componentes são lixiviados dos sólidos e, ao mesmo tempo, as desejadas partes do gás, tal como, o oxigênio do ar, se dissolvem no líquido.

[00027] A segunda parte do fluxo dirigida para a parede do reator é desviada para circular para cima. Isso significa que o fluxo dirigido para cima primeiro realiza um giro forte e rápido de 90 graus, o qual varre as partículas de sólidos próximas da parede para cima, na direção da seção superior do reator. O fluxo ascendente ocorre, tipicamente, no espaço entre a borda interna das chicanas e a parede, o qual é dimensionado como sendo 1/5 do diâmetro do reator. Outra forte mudança de direção ocorre no fluxo de lama próximo da superfície da lama, nesse momento, na direção do centro do reator, na direção do misturador superior. Isso significa que a ajuda extra das chicanas permite a formação de vórtices horizontais que carregam as bolhas de gás, o que impede, de modo acentuado, ao gás não reagido de deixar a lama.

[00028] Nos reatores mais conhecidos, o gás na lama em grandes volumes é somente parcialmente disperso, dessa forma, reduzindo a energia consumida pelo misturador.

[00029] A disposição do equipamento de mistura de acordo com a invenção também inclui chicanas largas, das quais, estão presentes pelo menos seis, preferivelmente, oito. A extensão das chicanas, a partir da parede para o centro, é em torno de 1/5 do diâmetro do reator (T/5), em outras palavras, a distância da borda interna da chicana da parede do reator é de cerca de 2 0% do diâmetro do reator e a largura da chicana é de 12-15% do diâmetro do reator. O afastamento vertical restante entre a chicana e a parede é também maior que o padrão, isto é, 6-8% do diâmetro do reator.

[00030] As chicanas podem ser usadas de outras maneiras diferentes da formação de fluxos desejados. É sabido que um aumento na velocidade de fluxo na vizinhança dos tubos de transferência de calor melhora consideravelmente a transferência de calor. A transferência de calor é particularmente efetiva quando os tubos de transferência de calor são localizados nas chicanas, isto é, as chicanas atuam como elementos de transferência de calor. Dessa maneira, a chicana é formada de um estojo de tubos usado para transferência de calor. Normalmente, existe sempre um afastamento entre os tubos em um estojo de tubos de, pelo menos, o tamanho do tubo, pelo que um meio circula em volta de cada tubo, com a intenção de transferir ou recuperar calor.

[00031] Os estojos de tubos com afastamentos entre os mesmos não podem ser usados na solução de acordo com a presente invenção, pelo fato de que os afastamentos enfraquecem a formação do desejado campo de fluxo. Ao invés disso, uma solução de acordo com a invenção é utilizar o que se denomina de tubos na forma de aleta, em que tubos verticais são conectados entre si por meio de componentes tipo placa. Desse modo, é formada uma estrutura que é equivalente a uma chicana normal em relação ao fluxo de lama de acordo com a invenção. Assim, as chicanas usadas no dispositivo misturador e método de mistura de acordo com a invenção operam para formar os desejados fluxos de energia e como meio de transferência de calor.

[00032] O dispositivo de acordo com a invenção é descrito ainda com referência aos desenhos anexos, em que: - a Figura 1 apresenta uma seção vertical de um espaço reacional do estado da técnica com seu campo de fluxo; - a Figura 2 mostra uma seção vertical de uma modalidade da invenção com seu campo de fluxo; - a Figura 3A mostra uma seção vertical de um dispositivo misturador de um elemento misturador de acordo com a invenção e a Figura 3B o dispositivo misturador, conforme visto de cima; - a Figura 4A apresenta uma seção vertical de um misturador inferior de um elemento misturador de acordo com a invenção e a Figura 4B o dispositivo misturador, conforme visto de cima; e - a Figura 5 mostra uma seção transversal de uma chicana de acordo com a invenção.

[00033] A Figura 1 mostra que o reator (1) é um reator fechado, tal como, por exemplo, uma autoclave. O dispositivo misturador (2) , de acordo com o estado da técnica, consiste de um misturador inferior (3) e um misturador superior (4), que são suspensos em um eixo (5).

[00034] Esse tipo de misturador é descrito, por exemplo, na Patente EP 1.309.394. Os misturadores são de aproximadamente o mesmo tamanho da abertura da tampa (6), isto é, uma proporção do diâmetro de misturador/reator (D/T) < 0,4. As numerosas pequenas formações cônicas de gás (8) do misturador superior (4), obtidas sobre a superfície da solução (7) são dispersas por meio de palhetas internas de formato vertical (9) do misturador superior em bolhas consideravelmente menores (10) . As palhetas externas (11) do misturador superior (4) espalham e impulsionam as bolhas formadas para o misturador inferior (3) , mas, devido à "condição pequena" do misturador superior e ao espalhamento causado pelo misturador, se faz necessário muito mais energia para prensar as bolhas descendentemente, se comparado com o caso da invenção agora apresentado. Conforme é mostrado no fluxograma, três zonas (I-III) são formadas no campo de fluxo do reator de acordo com o estado da técnica; uma zona superior (I) de sucção e dispersão superficial, na metade, uma zona de colisão de fluxo do misturador (II), a qual é a razão da necessidade de adicional energia para prensar as bolhas descendentemente e a zona mais baixa (III) de dispersão e verdadeira reação. Esta zona recebe e ainda dispersa as bolhas de gás em bolhas extremamente pequenas (12) por meio das palhetas de formato vertical (13) do misturador inferior (3). As mesmas palhetas que proporcionam um potente fluxo, espalham essas pequenas bolhas na solução envolvente e, ao mesmo tempo, fazem uma suspensão das partículas sólidas. O gás necessário nas reações é alimentado na seção superior do reator, o seu espaço gasoso, através de uma conexão de gás (14) . As chicanas (15) usadas de acordo com a mencionada publicação são chicanas de fluxo padrão.

[00035] Conforme mostrado na figura 1 e conforme a presente descrição deixa claro, o dispositivo e, particularmente, o misturador superior, foi desenvolvido para sugar o gás de cima da superfície de líquido. Na prática, foi descoberto que é formada uma zona de colisão entre a primeira zona e a terceira zona, resultando em que a solução do misturador não é especialmente eficaz, pelo menos, não eficaz, quando da operação em uma alta densidade de lama.

[00036] A figura 2 apresenta um diagrama de um espaço reacional de acordo com a presente invenção e os campos de fluxo formados no mesmo. Na solução de acordo com a invenção, é dada atenção, especificamente, às propriedades requeridas na lixiviação, tais como, a efetiva e uniforme mistura de sólidos e um meio de evitar que o gás não reagido saia da suspensão. Na solução de acordo com a invenção, é também dada atenção para o modo com que o gás é sugado da camada da zona de borda que se eleva de volta para a circulação orientada descendentemente, que ocorre em torno do eixo central. De acordo com a solução, o gás que se elevou acima da superfície do líquido é também sugado ao longo da circulação.

[00037] Na figura 2, o reator (20) na posição vertical é cheio, em conformidade com a presente invenção, com uma mistura de sólidos-solução, isto é, uma lama com a altura (Z) (altura efetiva da lama) , que, preferivelmente, é de 1½ - 2 vezes o diâmetro (T) do reator. O teor de sólidos da lama é, tipicamente, alto, em torno de 500 g/L. O reator apresenta uma base curva (21) (conhecida como base de vaso de pressão raso) e uma tampa à prova de gás (22) , para se obter um espaço fechado. 0 reator inclui, essencialmente, chicanas largas de fluxo (23), as quais existem, pelo menos, em número de seis, mas, preferivelmente, de oito. A extensão das chicanas, da parede para o centro, é de cerca de 1/5 do diâmetro do reator (T/5), isto é, a distância da borda interna (24) da chicana da parede do reator (25) é de cerca de 20% do diâmetro do reator. Logicamente, um afastamento vertical permanece entre a chicana e a parede, o qual é também maior que o padrão, isto é, cerca de 6-8% do diâmetro do reator.

[00038] A energia requerida para as reações entre o liquido, sólidos e gás é obtida, principalmente, com a ajuda do elemento misturador (26), de acordo com a invenção. O elemento misturador consiste de dois misturadores, fixados um por cima do outro, sobre o mesmo eixo (27), notadamente, um misturador superior (28) e um misturador inferior (29) . Nesse caso, os misturadores são do mesmo tipo, isto é, são denominados de modelos de hélice/com espaçamento. O gás de processamento, tal como, oxigênio, nitrogênio ou algum outro gás "puro" é alimentado dentro da seção inferior do reator, abaixo do misturador inferior (29), através de um tubo de gás (30).

[00039] O misturador inferior (29) realiza o trabalho real, isto é, consome cerca de 75-85% da energia liberada dentro da lama. O misturador forma um campo de fluxo na seção inferior do reator, de modo que o fluxo de lama é descarregado a partir das pontas das pás do misturador, de forma obliqua e descendente, na direção da parte inferior da parede do reator (31) , de modo que o "ponto de impacto" é, de fato, a parede vertical e, de nenhum modo, a base. Isso significa que o fluxo próximo da parede é dividido em dois. A corrente que é desviada obliquamente para baixo (32) continua, por sua vez, na direção do centro da base do reator e continua, a partir do centro, até a área de cobertura do misturador inferior.

[00040] A corrente desviada para baixo a partir do ponto de impacto na parede do reator forma uma circulação toroidal na área da parede do reator (31) e da base curva. A circulação de energia (32) que é gerada melhora o contato entre os sólidos, solução e gás. Desse modo, se obtém a energia de transmissão para as desejadas reações entre a solução, os sólidos e o gás. Em alguns casos, algum produto reacional tenta se acumular sobre a superfície das partículas sólidas e, assim, retardar as reações, mas, foi descoberto que o acúmulo desse tipo de produto reacional é mínimo, graças ao potente misturador inferior. Um de tal produto reacional é o enxofre elementar formado na lixiviação do sulfeto, que tenta se acumular sobre as ainda não dissolvidas superfícies de sulfeto, realizando a passivação das mesmas.

[00041] A segunda parte (33) do fluxo formado pelo misturador inferior se eleva em uma curva extremamente escalonada, guiada pelas chicanas (23) na vizinhança da parede (25) que ascende à superfície. O propósito do misturador inferior é, assim, formar um campo de fluxo na seção inferior do reator. Além disso, o misturador inferior é modelado de modo a dispersar o gás alimentado sob o misturador e o gás de circulação proveniente de cima em pequenas bolhas, a fim de obter a maior superfície de contato possível para as reações. Além disso, o misturador é modelado de modo a fazer com que as partículas sólidas no espaço reacional se movimentem, mantendo as mesmas em movimento e ainda garanta que o teor de sólidos seja uniforme em todo o espaço reacional. 0 perfil do misturador inferior também possibilita uma grande diferença na velocidade ou turbulência entre as partículas e as outras fases, a fim de promover as reações. Vantajosamente, o grande ângulo da hélice do misturador inferior gera vórtices, que facilitam o progresso das reações químicas.

[00042] A energia consumida pelo misturador superior é menor, isto é, cerca de 15-25%. O misturador superior é modelado de modo a formar um campo de fluxo na seção superior do reator, de maneira que o fluxo de lama que contém o gás, que se eleva na direção da superfície na vizinhança da parede, faça um giro extremamente agudo antes da superfície, na direção do centro do reator. Isso significa que as chicanas ajudam a formar fortes vórtices horizontais (34) no campo de fluxo que circula horizontalmente, que impulsionam o gás no fluxo em elevação com os mesmos, pelo menos no que concerne à área do misturador superior (28) . A segunda função do misturador superior é de obter tais potentes conjuntos de sucção (35) , a maioria acima do misturador, de modo que o gás acima da superfície é sugado através dos mesmos e misturado dentro do mesmo fluxo horizontal e movimentado ainda sobre o misturador superior. A partir dai, o misturador superior (28) prensa a suspensão de gás-lama em questão, na forma de um fluxo com uma seção transversal (36) a mais larga possível, descendentemente na direção do misturador inferior (29).

[00043] O grande tamanho do diâmetro dos misturadores é precisamente a razão pela qual o princípio descrito acima funciona, assim, é possível ainda se falar na formação de um invisível tubo de arraste descendente no centro do reator. A formação dos fluxos rápidos descritos acima foi também provada na prática. A grande área de seção transversal do fluxo orientado descendentemente força a área de seção transversal do fluxo de lama que se eleva na parede do reator ser pequena e, assim, o fluxo de elevação ascendente apresenta uma alta velocidade. Tipicamente, a velocidade do fluxo em elevação é na faixa de 0,5-1,5 m/s, preferivelmente, entre 0,8-1,2 m/s. Se o tamanho do reator for na faixa de 300-500 m3, isso significa que todo o conteúdo do reator passa através do misturador inferior em intervalos de 15-40 segundos.

[00044] Os reatores de mistura são normalmente usados, por exemplo, na lixiviação de minério ou concentrado. Nesse caso, o estágio de lixiviação normalmente inclui diversos reatores e, por exemplo, no dispositivo incluído no escopo da presente invenção, a lama é transferida de um reator para outro como um transbordamento, assim, isso não é mostrado em detalhes no diagrama.

[00045] Uma extensa área de seção transversal do fluxo dirigido descendentemente e as bolhas de gás oscilantes no mesmo constituem uma característica do método e dispositivo de mistura agora desenvolvidos. Os vórtices horizontais (34) na superfície da camada de lama dirigida das bordas na direção do centro tomam com os mesmos uma considerável porção das bolhas de gás para o misturador superior (28) , o qual pressiona as bolhas para uma nova circulação na direção do misturador inferior. Uma pequena quantidade de gás é capaz, entretanto, de se descarregar dentro do espaço reacional do reator, mas, é sugada de volta para dentro da lama através dos vórtices verticais (35) formados pelo misturador superior e superfície rompida pelo fluxo superficial rápido de volta na direção da zona de sucção do misturador superior. Foi descoberto nos testes que a eficiência do uso do gás é na faixa de 90—100%, normalmente, acima de 95%.

[00046] A energia de transmissão residual para as reações químicas provém do gás que se dissolve da circulação de bolhas em movimento descendente, cerca de dez vezes mais, em relação à circulação de bolhas em movimento ascendente. O fluxo dirigido descendentemente ocorre precisamente no espaço entre os misturadores, de modo que é vantajoso que os misturadores se encontrem a uma distância entre si, conforme a presente invenção. De modo correspondente, é uma característica do presente método que a área de seção transversal do fluxo dirigido descendentemente seja muito maior que o considerado como convencional. 0 fluxo dirigido descendentemente se estende, preferivelmente, do eixo do misturador (27) para fora, até a borda interna das chicanas. 0 fluxo dirigido descendentemente representa cerca de 30-40% de toda a seção transversal do reator.

[00047] Por sua vez, a velocidade de fluxo do grande fluxo em elevação tem o efeito de que os desvios de fluxo em ambas as seções inferior e superior do reator são escalonados, pelo que o fluxo de sólidos ascendente (33) e os vórtices horizontais de sucção de gás (34) são fortalecidos. A velocidade do fluxo de lama descendente (36) que ocorre no centro pode ser regulada precisamente através do dimensionamento do misturador superior, de modo que as bolhas de gás que o acompanham começam a oscilar, pelo que as reações entre o gás e a lama são aumentadas. O efeito combinado dos misturadores produz macrofluxos, dos quais um circula através da base e o outro através da zona superficial, de volta para o misturador inferior. Além disso, um fluxo circular toroidal é gerado contra a base, o que aumenta ainda mais os valores de desempenho químico.

[00048] A combinação do misturador de acordo com a invenção funciona idealmente, pelo fato de que devido ao grande tamanho, ambos os misturadores liberam uma energia de mistura consideravelmente maior do que o normal para uma dispersão de gás e produção de uma suspensão de sólidos. Ao mesmo tempo, os misturadores perdem sua energia muito lentamente, na medida em que a quantidade de gás sugada aumenta, o que se deve precisamente à efetiva dispersão e ao método de mistura com espalhamento das bolhas.

[00049] A figura 3A mostra um misturador superior (28) de acordo com a invenção, lateralmente, em maiores detalhes e a figura 3B mostra o mesmo em uma vista de topo. O misturador superior apresenta, pelo menos, seis, preferivelmente, oito, palhetas ou pás de hélice (37) retangulares tipo placa, que são instaladas sobre o eixo (27) . As pás de hélice do misturador superior (28) são inclinadas em relação à horizontal em um ângulo de 25-35°, preferivelmente, de 30°, e a altura do misturador em si (38) se situa na faixa de um sexto do diâmetro (Di) do misturador (hi/Di = 1/6) . O objetivo das pás de hélice do misturador é provocar em um campo de fluxo estável, próximo à superfície de lama no reator, a formação de vórtices horizontais e verticais (34) e (35) a partir da superfície e do fluxo que se eleva da zona de borda do reator, os quais sugam o gás dentro dos mesmos. As pás de hélice (37) do misturador misturam o gás na lama e impulsionam tal mistura como um fluxo uniforme (36), para baixo do centro do reator, na direção do misturador inferior (29).

[00050] A figura 4A apresenta um misturador inferior (29), de acordo com a invenção, visto lateralmente, e a figura 4B mostra o misturador visto de cima. O misturador inferior (29) apresenta, pelo menos, seis, preferivelmente, oito, pás de hélice (39) retangulares tipo placa.

[00051] Cada pá de hélice se encontra com um certo ângulo (a) em relação à horizontal, que, no caso do misturador inferior é entre 50-70°, preferivelmente, 62°. As pás de hélice são mais largas que o normal, de modo que vistas lateralmente, a altura do misturador (40) é um quarto do diâmetro (D2) do misturador (h2/D2 = 1/4) .

[00052] O objetivo do misturador inferior (29) é receber o fluxo de gás-lama (36) impulsionado para baixo pelo misturador superior (28) do centro do reator, para dispersar o gás dentro de bolhas ainda menores e, além disso, para impulsionar a suspensão que é formada na direção da seção inferior cilíndrica da parede vertical (31) do reator. A colisão na parede ocorre próximo da base do reator, mas, todavia, acima da mesma. Nesse estágio, o fluxo se divide em duas partes: a primeira subcorrente (32) , portadora das bolhas de gás, gira, suavemente e descendentemente na direção do centro da base do reator e continua do centro até a metade do misturador inferior, dentro de qual fluxo o gás reacional é alimentado e a segunda subcorrente (33) gira de modo escalonado para cima, ao longo da parede com um pequeno raio, levando com a mesma as partículas sólidas e as bolhas de gás, graças a sua resistência.

[00053] Ambos os misturadores (28) e (29) são de diâmetros maiores que o normal, isto é, acima de 0,4 vezes, mas, no máximo, de 0,5 vezes o diâmetro do reator. Ambos os misturadores possuem suas próprias importantes funções, de acordo com as quais os misturadores são especificados. A altura (40) do misturador inferior é em torno de 1,5 vezes a altura (38) do misturador superior.

[00054] A figura 5 apresenta uma seção transversal de uma chicana de fluxo (23), de acordo com a invenção, a qual é composta de tubos de aquecimento/resfriamento (42), fixados entre si por meio de projeções do tipo aleta (41).

[00055] A invenção será agora descrita em maiores detalhes com a ajuda dos exemplos anexos.

Exemplo 1 [00056] Em um estudo realizado, foi feita uma comparação do efeito de três misturadores de construção normal com diferentes diâmetros (D) , em relação ao mecanismo de geração de vórtice vertical. Os misturadores foram do tipo comum, de quatro pás de hélice ("pás de hélice com espaçamento"), em que o ângulo de inclinação das pás de hélice foi de 45° e a proporção da altura do misturador para o diâmetro (D) do misturador foi também aquela usada na maioria das soluções convencionais, isto é, h/D = 1/6. Em todos os testes, a distância do misturador da superfície de lama para o diâmetro do misturador foi a mesma. Nas medições apresentadas na Tabela 1, a velocidade rotacional Ncrit, na qual os vórtices verticais começaram a se formar, foi determinada. Usando essa velocidade rotacional medida, o número adimensional Kcv foi determinado e provado como sendo constante. Um exame mais detalhado da constante mostra que a mesma é uma função válida: Frcv = Kcv* (D/T) 2 onde;

Frcv = número de Froude = M‘;D/g; N = velocidade rotacional do misturador; D = diâmetro do misturador; T = diâmetro do reator; g = aceleração da gravidade.

[00057] Esta curta série de testes mostrou que o comportamento dos vórtices verticais é acentuadamente dependente do número de Froude e, portanto·, em conformidade com a teoria apresentada na literatura.

Tabela 1 Velocidade Rotacional Limite (Mcv) para Geração de Vórtices Verticais Exemplo 2 [00058] Ao mesmo tempo, o efeito do misturador sobre o mecanismo do comportamento de vórtice horizontal foi estudado mediante comparação· dos mesmos três misturadores com diferentes diâmetros. Os misturadores consistiam, novamente, de misturadores de tipo comum, de quatro pás de hélice ("pás de hélice com espaçamento), como no exemplo anterior. Em todos os testes, a distância do misturador da superfície de lama para o diâmetro do misturador foi também a mesma, Nas medições apresentadas na Tabela 2, a velocidade rotacional Ncclt, na qual os vórtices horizontais foram aceitavelmente formados, foi determinada. Usando essa velocidade rotacional medida, o número adimensional Kcv foi determinado e provado como sendo constante. Um exame mais detalhado da constante mostra que a mesma é uma função válida: Recv = KCh onde: Recv = Número de Reynolds = ND'Vv; N = velocidade rotacional do misturador; D = diâmetro do misturador; v = viscosidade cinemática.

[00059] Essa curta série de testes nessa parte mostrou que o comportamento dos vórtices horizontais nâo depende do número de Froude, ao invés disso, é "controlado", de fato, pelo número de Reynolds. Isto, por sua vez, significa que de acordo com as regras da reologia, o fator que influencia é, de fato, o campo de fluxo correto, o qual é conhecido por permanecer o mesmo, na medida em que a zona turbulenta é suficiente, isto é, Re > 10.000.

Tabela 2 Velocidade Rotacional Limite <Neh) para Formação de Vórtices Horizontais Exemplo 3 [00060] Foi estudado o efeito do tamanho do misturador superior e misturador inferior em relação ao comportamento de ambos os vórtices horizontal e vertical, Foi descoberto que com uma pequena proporção de misturador/diâmetro de reator (D/T) inferior a 0,4 foi formado um vórtice profundo na superfície da lama, na base do eixo, o qual se aprofundou na medida em que a velocidade rotacional aumentou, tâo baixo quanto o misturador inferior. Concluindo, é possível dizer que se diversos vórtices constantes e efetivos do tipo de acordo com a invenção são desejados, a proporção entre tamanho de diâmetro/misturador (D/T) deve ser acima de 0,4.

Exemplo 4 [00061] Nesse exemplo, foi estudado o efeito do tamanho e do número de chicanas sobre o comportamento do campo de fluxo em um reator de mistura cilíndrico, com um elemento misturador de acordo com a invenção. Conforme a invenção, foram usadas oito chicanas, com uma largura de 12,4% do diâmetro do reator e com uma borda interna se estendendo a uma distância de 18,2% do diâmetro do reator. Chicanas padrões foram usadas como chicanas de referência, das quais quatro apresentavam uma largura de 8,3% e uma extensão de 10% do diâmetro do reator. Uma diferença bastante clara foi encontrada na comparação do comportamento de fluxo. Quando foram usadas chicanas de fluxo comum, surgiram flutuações indeterminadas no fluxo de lama. Entretanto, quando foram usadas as chicanas de acordo com a invenção, as flutuações indeterminadas no fluxo de lama se estabilizaram e se apresentaram em conformidade com a descrição do método. Concluindo, foi descoberto que o elemento misturador de acordo com a invenção não é suficiente individualmente para obter o desejado campo de fluxo estável, mas que uma parte característica do dispositivo de mistura, de acordo com a invenção, é concernente às chicanas descritas no texto, relativamente ao seu número e tamanho.

Exemplo 5 [00062] Nesse exemplo, foi estudada a distribuição da concentração de lama em um reator de mistura cilíndrico, o qual foi um dispositivo de mistura de acordo com a invenção. Os sólidos usados foram minério de pirita, o qual foi moído em uma finura de 95% abaixo de 110 micrômetros. O teor de sólidos foi de 500 g/L, isto é, uma densidade de lama de 1400 kg/m3. Uma quantidade de ar foi alimentada abaixo do misturador inferior em uma vazão de 2,4 m3/h. A velocidade rotacional dos misturadores correspondeu a uma velocidade da ponta de 2,8 m/s. As amostras sólidas foram retiradas de três profundidades, dessa forma, cada qual representou um terço da densidade de lama total. Os seguintes resultados foram obtidos.

Tabela 3 Concentração de Lama em um Reator de acordo com a Invenção [00063] Os resultados da Tabela mostram que a mistura foi extremamente capaz de suspender as partículas sólidas e pesadas [densidade de partícula de 5000 kg/nr5) para a camada superficial do reator e, também, de distribuir as mesmas de modo bastante uniforme por todo o espaço reacional (1350 kg/m3 ± 1,3%).

REIVINDICAÇÕES

Claims (21)

1. Dispositivo misturador para misturar gás em uma lama formada de um liquido e sólidos, em que o dispositivo consiste de um reator vertical cilíndrico fechado (20), provido de uma base (21) e uma tampa (22), com uma efetiva altura de lama de cerca de 1,5-2 vezes o diâmetro do reator, um elemento misturador localizado no interior do reator, consistindo de dois misturadores conectados acima entre si sobre o mesmo eixo (27), pelo menos seis, preferivelmente, oito chicanas de fluxo (23) dirigidas para dentro, com uma distância a partir da parede do reator (25) que é cerca de 1/5 do diâmetro do reator e um tubo de alimentação de gás (30) localizado na base do reator, o reator sendo equipado com um elemento misturador (26) , o qual consiste de um misturador superior (28) e um misturador inferior (29), caracterizado pelo fato de que o misturador superior de pá de hélice reta é dotado de, pelo menos, seis, preferivelmente, oito pás de hélice (37), as quais são inclinadas com relação à horizontal de um ângulo de 25-35°, e o misturador inferior de pá de hélice reta é dotado de, pelo menos, seis, preferivelmente, oito pás de hélice (39), as quais são inclinadas em relação à horizontal de um ângulo de 60-70°.

2. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a energia consumida pelo misturador inferior (29) é de, pelo menos, três vezes, preferivelmente, pelo menos, cinco vezes a energia consumida pelo misturador superior (28).

3. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as pás de hélice do misturador superior (28) são inclinadas em relação à horizontal de um ângulo de 30°.

4. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as pás de hélice do misturador inferior (29) são inclinadas em relação à horizontal de um ângulo de 62°.

5. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a altura (40) do misturador inferior na é região de 1/4 do diâmetro do misturador.

6. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a altura (38) do misturador superior no local é de 1/6 do diâmetro do misturador.

7. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a altura (40) do misturador inferior no local é de 1,5 vezes a altura (38) do misturador superior.

8. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diâmetro dos misturadores (28, 29) é superior a 0,4, mas, no máximo, de 0,5 vezes o diâmetro do reator (20).

9. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância dos misturadores entre si no local é de 50-70% da altura de lama efetiva do reator.

10. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância do misturador inferior (29) da base (21) do reator no local é igual ao diâmetro do misturador.

11. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a largura das chicanas (23) é de 12-15% do diâmetro do reator.

12. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância entre as chicanas e a parede do reator no local é de 6-8% do diâmetro do reator.

13. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a chicana (23) forma um elemento de transferência de calor.

14. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a chicana (23) consiste de tubos (42) fixados entre si por meio de componentes tipo placa (41) .

15. Dispositivo misturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a base do reator (21) é curva.

16. Método para dispersão de gás mediante alimentação do mesmo dentro da seção de base de um espaço reacional fechado, em uma lama formada por liquido e sólidos, por meio de chicanas de fluxo (23), e um elemento misturador (26) localizado no espaço reacional, em que a altura efetiva de lama do espaço reacional no local é de 1,5-2 vezes o diâmetro do espaço reacional, em que um dispositivo misturador conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14 é utilizado, consistindo de dois misturadores localizados no mesmo eixo, em que o gás é alimentado abaixo do misturador inferior (29) dentro do fluxo de lama, caracterizado pelo fato de que o fluxo de lama é dirigido por meio do misturador inferior (29) para a parte inferior da parede do espaço reacional e obrigado a descarregar no mesmo em duas correntes separadas, uma das quais é obrigada a voltar através da parede na direção do centro da base do espaço reacional, na forma de um fluxo toroidal e a outra se elevar na zona formada pela parede do espaço reacional e chicanas (23) , ascendente na direção da superfície, onde o fluxo é desviado por meio do misturador superior (28) na direção do centro do espaço reacional, sendo obrigado a formar, ao mesmo tempo, vórtices horizontais e verticais que carregam bolhas de gás; a direção do fluxo de lama no centro do espaço reacional é desviada por meio do misturador superior (28) , de modo a circular para baixo como um fluxo tubular uniforme, na direção do misturador inferior (29).

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o teor de sólidos da lama no local é de 500 g/L.

18. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a vazão da corrente que se eleva na zona da parede do espaço reacional e chicanas é de 0,5-1,5 m/s, preferivelmente, de 0,8-1,2 m/s.

19. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a área de seção transversal do fluxo de lama dirigido descendentemente no centro do espaço reacional no local é de 30-40% da área de seção transversal do reator.

20. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as bolhas de gás no fluxo de lama dirigido para baixo no centro do espaço reacional são dispostas em um movimento oscilatório.

21. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a alimentação de lama dentro do espaço reacional e sua remoção de tal espaço são realizadas na forma de transbordamento.