CH369910A - Process for the intermittent addition of an additive - Google Patents

Process for the intermittent addition of an additive

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CH369910A
CH369910A CH7613059A CH7613059A CH369910A CH 369910 A CH369910 A CH 369910A CH 7613059 A CH7613059 A CH 7613059A CH 7613059 A CH7613059 A CH 7613059A CH 369910 A CH369910 A CH 369910A
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CH
Switzerland
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additive
stream
expansion tank
main
addition
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CH7613059A
Other languages
German (de)
Inventor
Alfred Dipl-Ing Dr Brunner
Original Assignee
Sulzer Ag
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00Control of flow ratio
    • G05D11/02Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
    • G05D11/13Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
    • G05D11/131Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components

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  • Accessories For Mixers (AREA)

Description

  

  Verfahren zur     intermittierenden    Zugabe eines Zusatzstoffes    Die Erfindung bezieht sich auf ein     Verf        ahren     zur     intermittierenden    Zugabe eines     Zus#atzstoffes        mi     sehr kleinem Mengenverhältnis zu einer im konti  nuierlichen Strom fliessenden Flüssigkeit, die nicht  mit Luft oder Gasen in Berührung kommen darf.  



  In der Verfahrenstechnik stellt sich das Problem,  einem kontinuierlich fliessenden Flüssigkeitsstrom  sehr kleine Mengen eines anderen Stoffes zuzusetzen.  Besondere Schwierigkeiten treten dabei auf, wenn  die Konzentration des Zusatzstoffes in der     Grössen-          ordnun#g    von Promillen oder darunter liegt, denn  bei käuflichen     Dosierpumpen    kann die Liefermenge  oft nicht auf den gewünschten kleinen Wert redu  ziert werden. Man     behilftsich    deshalb häufig damit,       dass    man den zuzusetzenden Stoff passend verdünnt.

    Diese Methode ist jedoch in vielen Fällen nicht  anwendbar, so     dass    die Drosselung     intermittierend     vorgenommen werden     muss.    Zum Ausgleich der  Konzentration ist es dabei Üblich, hinter der     Dosier-          stelle    ein Ausgleichsgefäss vorzusehen, in welchem  ein Rührwerk für homogene Konzentration sorgt.  



  Bei einer solchen bekannten Vorrichtung     (Fig.   <B>1)</B>  ergibt sich bei impulsartiger Zugabe des Zusatz  stoffes ein Konzentrationsverlauf, wie in     Fig.    2 dar  gestellt. Kurve a zeigt dabei die     Zugabezeit   <B>d,</B> die  gegenüber dem     Dosierungsintervall   <B><I>A</I></B><I> t</I> sehr klein sind.  Unter dieser Voraussetzung zeigt die Konzentration  des Zusatzstoffes im Ausgleichsgefäss<B>-</B> und damit  in dem kontinuierlich fliessenden Strom der Flüssig  keit<B>-</B> den in Kurve<B>b</B> in Abhängigkeit von der Zeit  dargestellten Verlauf.

   Der abfallende Teil der Kurve  verläuft dabei nach einer     e-Funktion.    Die relative  Schwankung     mIn    der Konzentration ergibt sich nach  der Formel  
EMI0001.0023     
    wobei       q   <B>=</B>     Durchflussmenge    in     m3/h          At   <B>=</B> Dosierungsintervall     in    Stunden  <I>v</I><B>=</B> Volumen des Ausgleichsgefässes in m3 ist.    Man ersieht daraus,     dass    sich das Konzentrations  verhältnis     m/n    beliebig klein machen     lässt,    wie z. B.

    in Kurve c     (Fig.    2)     angedeutet"durch    eine Verkleine  rung von     q   <I>oder</I>     At,    oder durch eine Vergrösserung  des Ausgleichsgefässes.  



  Weiterhin     muss    die Zugabe häufig unter     Aus-          schluss    von Luft oder anderen schädlichen Gasen er  folgen, oder es ist unerwünscht, in der strömenden  Flüssigkeit eine von der Temperatur abhängige  Dampfphase in dem Ausgleichsbehälter zu erhalten,       dadannder    Druck in diesem Behälter immer tempe  raturabhängig ist.  



  Nach der Erfindung soll dies nun dadurch er  reicht werden,     dass    aus dem Hauptstrom ein konti  nuierlich fliessender, im festen Mengenverhältnis zu  ihm stehender Nebenstrom abgezweigt, durch einen  von der Flüssigkeit vollständig erfüllten Ausgleichs  behälter geführt -und zum Hauptstrom wieder zurück  geführt wird, und     dass    die Zugabe des Zusatzstoffes  diskontinuierlich in den Nebenstrom erfolgt, und zwar  spätestens in dem Ausgleichsbehälter.  



       Zweckmässigerweise    kann dabei das feste Men  genverhältnis der beiden Teilströme durch Drossel  organe eingestellt werden, wobei das Drosselorgan im  Nebenstrom stromabwärts von dem Ausgleichsbehäl  ter liegt.  



  Weiterhin kann es vorteilhaft sein,     dass    der     Neben-          strorn    stromabwärts der Förderpumpe aus dem  Hauptstrom abgezweigt und stromaufwärts derselben  in diesen zurückgeführt wird.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren bring Vorteile,  wenn es auf die Zugabe von Stickstoffverbindungen,      insbesondere von Ammoniak, in das Speisewasser  eines Kessels angewendet wird.  



  Die     Fig.   <B>3</B> und 4 zeigen zwei Ausführungsbei  spiele einer Vorrichtung zur Durchführung des erfin  dungsgemässen Verfahrens. Von der Leitung<B>1</B>     (Fig.   <B>3)</B>  zweigt an der Stelle 2 eine Nebenleitung<B>15</B> ab, die  an der     Dosierstelle   <B>5</B> vorbei in den Ausgleichs  behälter<B>6</B> fährt, in dem durch ein Rührwerk<B>7</B> die  Konzentration ausgeglichen wird. Aus dem Aus  gleichsbehälter gelangt der Nebenstrom über das  Drosselorgan<B>3,</B> dessen Querschnitt verstellbar sein  kann, zurück in die Hauptleitung<B>1.</B> Das Mengen  verhältnis der beiden Teilströme wird im wesentlichen  durch das     öffnungsverhältnis    der Drosselorgane<B>3</B>  und 4 bestimmt.

   Die durch die Nebenleitung strö  mende Teilmenge beträgt dabei beispielsweise einige  Prozent der im Hauptstrom fliessenden Menge. Die  Dosierung erfolgt     intermittierend    mittels der     Dosier-          pumpe   <B>8.</B> Damit während der kurzen     Dosierzeit   <B>d</B> der       Ausfluss    aus dem Ausgleichsbehälter<B>6</B> nicht wesent  lich vergrössert wird, ist das Drosselorgan<B>3</B> strom  abwärts von diesem angeordnet. Der     Dosierstoss    wird  damit hauptsächlich eine Stoffverschiebung     in    der       Zulaufleitung    zwischen den Stellen 2 und<B>5</B> bewir  ken.

   Dieser Leitungsabschnitt ist aber so     volunünös,     vorzugsweise durch eine     Wendelung   <B>9</B> so verlängert,       dass    das Zusatzmittel sich nicht rückwärts in die  Hauptleitung<B>1</B> ausbreiten kann. Dabei beträgt dann  schliesslich nach der Vereinigung der beiden Teil  ströme die     Gesamtkonzentration    des Zusatzstoffes in  der Flüssigkeit einige Zehntel Promille oder weniger.  



  Während in     Fig.   <B>3</B> die gesamte Menge über die       Dosierorgane   <B>3</B>     bzw.    4 gepumpt werden     muss,    was  einen relativ grossen Leistungsverlust     er-geben    kann,  wird nach der Anordnung in     Fig.    4 lediglich die  über den Ausgleichsbehälter<B>6</B> fliessende     Teihnenge     durch das Organ<B>3</B> gedrosselt, wobei in dem in       Gegenrichtung    zum Hauptstrom fliessenden Neben  strom das Druckgefälle der Förderpumpe ausgenutzt  wird.

   Die     Dosierpumpe   <B>8</B> ist in diesem Beispiel als       Membranpumpe    ausgebildet, die von einem Magnet  12 gesteuert wird. Sie saugt den Zusatzstoff aus    einem Gefäss<B>11</B> über ein Ventil<B>13</B> an und drückt  ihn über ein zweites Ventil 14 an der Stelle<B>5</B> in die  Nebenleitung<B>15.</B>  



  Je nach der Förderhöhe der Pumpe<B>10</B>     bzw.    des  Druckabfalles im     Dosierorgan    4 einerseits und dem       Durchflussmengenverhältnis    anderseits wird die eine  oder die andere der beiden gezeigten Schaltungen  vorteilhafter sein.



  Method for the intermittent addition of an additive The invention relates to a method for the intermittent addition of an additive with a very small quantity ratio to a liquid flowing in a continuous stream which must not come into contact with air or gases.



  In process engineering, the problem arises of adding very small amounts of another substance to a continuously flowing stream of liquid. Particular difficulties arise when the concentration of the additive is in the order of magnitude of parts per thousand or below, because with commercially available metering pumps the delivery quantity can often not be reduced to the desired low value. It is therefore often helpful to dilute the substance to be added appropriately.

    However, this method cannot be used in many cases, so that the throttling must be carried out intermittently. To compensate for the concentration, it is customary to provide a compensating vessel behind the metering point in which a stirrer ensures homogeneous concentration.



  In such a known device (FIG. 1), when the additive is added in a pulsed manner, a concentration curve as shown in FIG. 2 results. Curve a shows the addition time <B> d, </B> which are very short compared to the dosing interval <B><I>A</I></B> <I> t </I>. Under this prerequisite, the concentration of the additive in the equalization tank <B> - </B> and thus in the continuously flowing stream of the liquid <B> - </B> shows the one in curve <B> b </B> as a function of the time shown.

   The sloping part of the curve follows an exponential function. The relative fluctuation in the concentration results from the formula
EMI0001.0023
    where q <B> = </B> Flow rate in m3 / h At <B> = </B> Dosing interval in hours <I>v</I> <B> = </B> Volume of the compensation tank in m3. It can be seen from this that the concentration ratio m / n can be made arbitrarily small, such. B.

    in curve c (Fig. 2) indicated “by a reduction of q <I> or </I> At, or by an enlargement of the equalization tank.



  Furthermore, the addition often has to take place with the exclusion of air or other harmful gases, or it is undesirable to obtain a temperature-dependent vapor phase in the expansion tank in the flowing liquid, since the pressure in this tank is always temperature-dependent.



  According to the invention, this should now be achieved by branching off a continuously flowing secondary stream in a fixed proportion to it from the main stream, passing it through an equalizing tank completely filled with the liquid - and returning it to the main stream, and that the addition of the additive takes place discontinuously in the secondary flow, at the latest in the expansion tank.



       Conveniently, the fixed Men gene ratio of the two partial flows can be set by throttling organs, the throttling element in the bypass flow downstream of the compensation container ter.



  Furthermore, it can be advantageous for the secondary flow to be branched off from the main flow downstream of the feed pump and to be returned to it upstream of the same.



  The method according to the invention has advantages when it is applied to the addition of nitrogen compounds, in particular ammonia, into the feed water of a boiler.



  FIGS. 3 and 4 show two exemplary embodiments of a device for performing the method according to the invention. From the line <B> 1 </B> (Fig. <B> 3) </B> a secondary line <B> 15 </B> branches off at point 2, which is at the metering point <B> 5 </ B> drives past into the equalization tank <B> 6 </B>, in which the concentration is equalized by an agitator <B> 7 </B>. The secondary flow passes from the equalizing tank via the throttle element <B> 3 </B>, the cross section of which can be adjustable, back into the main line <B> 1. </B> The ratio of the two partial flows is essentially determined by the opening ratio the throttle elements <B> 3 </B> and 4 are determined.

   The partial amount flowing through the secondary line is, for example, a few percent of the amount flowing in the main flow. Dosing takes place intermittently by means of the dosing pump <B> 8. </B> So that the outflow from the expansion tank <B> 6 </B> is not significantly increased during the short dosing time <B> d </B>, the throttle member <B> 3 </B> is arranged downstream of this. The metering surge will therefore mainly cause a shift in the substance in the feed line between positions 2 and <B> 5 </B>.

   However, this line section is so voluminous, preferably extended by a spiral <B> 9 </B>, that the additive cannot spread backwards into the main line <B> 1 </B>. In this case, after the two partial flows have been combined, the total concentration of the additive in the liquid is a few tenths of a part per thousand or less.



  While in FIG. 3 the entire amount has to be pumped via the metering elements 3 or 4, which can result in a relatively large loss of performance, according to the arrangement in FIG. 4 only throttled the partial amount flowing over the expansion tank 6 through the organ 3, the pressure gradient of the feed pump being used in the secondary flow flowing in the opposite direction to the main flow.

   In this example, the metering pump 8 is designed as a diaphragm pump which is controlled by a magnet 12. It sucks in the additive from a vessel <B> 11 </B> via a valve <B> 13 </B> and presses it into the secondary line <B> via a second valve 14 at point <B> 5 </B> B> 15. </B>



  Depending on the delivery head of the pump 10 or the pressure drop in the metering element 4 on the one hand and the flow rate ratio on the other hand, one or the other of the two circuits shown will be more advantageous.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRÜCHE</B> I. Verfahren zur intermittierenden Zugabe eines Zusatzstoffes in sehr kleinem Mengenverhältnis zu einer im kontinuierlichen Strom fliessenden Flüssig keit, die nicht mit Luft oder Gasen in Berührung kommen darf, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Hauptstrom ein kontinuierlich fliessender, im festen Mengenverhältnis zu ihm stehender Nehenstrom ab gezweigt, durch einen von der Flüssigkeit vollständig erfüllten Ausgleichsbehälter geführt und zum Haupt strom wieder zurückgeführt wird, und dass die Zu gabe des Zusatzstoffes diskontinuierlich in den Nebenstrom erfolgt, und zwar spätestens in dem Ausgleichsbehälter. <B> PATENT CLAIMS </B> I. A method for the intermittent addition of an additive in a very small proportion to a liquid flowing in a continuous stream that must not come into contact with air or gases, characterized in that the main stream is a continuously flowing , branched off the secondary stream in a fixed proportion to it, passed through an expansion tank completely filled with the liquid and returned to the main stream, and that the additive is added discontinuously to the secondary stream, at the latest in the expansion tank. II. Anwendung des Verfahrens nach Patent anspruch<B>1</B> für die Zugabe von Stickstoffverbindun gen in das Speisewasser eines Kessels. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Mengenverhältnis der beiden Teilströme durch Drosselorgane eingestellt wird, wobei das Drosselorgan im Nebenstrom strom abwärts von dem Ausgleichsbehälter liegt. 2. Verfahren nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstrom stromabwärts der Förderpumpe aus dem Hauptstrom abgezweigt und stromaufwärts derselben in diesen zurückgeführt wird. <B>3.</B> Anwendung nach Patentanspruch II für die Zugabe von Ammoniak in das Speisewasser eines Kessels. II. Application of the method according to patent claim <B> 1 </B> for the addition of nitrogen compounds into the feed water of a boiler. <B> SUBClaims </B> <B> 1. </B> Method according to claim I, characterized in that the fixed quantitative ratio of the two partial flows is set by throttling elements, the throttling element being in the bypass flow downstream from the expansion tank. 2. The method according to claim <B> 1 </B>, characterized in that the secondary flow is branched off from the main flow downstream of the feed pump and is returned to the main flow upstream thereof. <B> 3. </B> Application according to claim II for adding ammonia to the feed water of a boiler.
CH7613059A 1959-07-23 1959-07-23 Process for the intermittent addition of an additive CH369910A (en)

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ES0259266A ES259266A1 (en) 1959-07-23 1960-06-28 Procedure for the intermittent addition of an additive to a continuous current of the liquid that can not come into contact with air or gases (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4391390A (en) * 1981-01-21 1983-07-05 Howard Arthur G Chemical-mixing and dispensing apparatus
WO2013178306A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-05 J. Wagner Ag Method and device for mixing at least two liquid components

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WO2013178306A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-05 J. Wagner Ag Method and device for mixing at least two liquid components

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