CH458291A - Verfahren und Einrichtung zum Mischen eines gasförmigen Mediums mit einer Flüssigkeit und anschliessenden Trennen der Mischung - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Einrichtung zum Mischen eines gasförmigen Mediums mit einer
Flüssigkeit und anschliessenden Trennen der Mischung
Bei der Bildung von verschiedenen Verbindungen, Lösungen oder Mischungen, weiterhin bei der Klärung, Kühlung, Erwärmung, Reinigung oder anderweitiger Behandlung von Flüssigkeiten stellt das Mischen von gasförmigen und flüssigen Stoffen eine oft vorkommende Aufgabe dar. Es ist bekannt, dass für solche Zwecke verschiedene Verfahren und Einrichtungen vorgeschlagen und verwendet worden sind.

   Diese sind Einrichtungen mit mechanischer Umrührung, Flüssigkeitszerstäubung, Flächenbefeuchtung, Tropfenberegnung oder   Rieselung;    es gibt weiterhin Gas- und Flüssigkeitsmischer, Kühler, Erhitzer, Waschanlagen, Kläranlagen, Stoffaustauscher und chemische Apparate, welche diese Aufgabe auf ziemlich komplizierte Weise mit Hilfe von Einrichtungen lösen, die einen hohen Energiebedarf erfordern, durch Anwendung von Zerstäubern mit hohem Druck oder durch Anwendung von Einrichtungen mit grossem Raumbedarf.



   Es ist jedoch wohlbekannt, dass zur Zeit für die Entwicklung der Industrie, z. B. auf dem Gebiet   der    Kraftwerke, nach Wasserkühl- und Rauchgasreinigungsanlagen eine starke Nachfrage besteht. Ferner stellt in der Metallurgie auf dem Gebiet der Wärmeaustauscher und Gasreinigungsanlagen, weiter bei den verschiedenen Maschinen der chemischen Industrie, die Schaffung von billigen Vorrichtungen für das Mischen von Flüssigkeiten und Gasen eine Grundbedingung für eine Reihe von Arbeitsgängen dar.



   Das vorgeschlagene Verfahren ist besonders geeignet, durch die Strömung von gasförmigen Stoffen, eine gemeinsame Gas- und Flüssigkeitsströmung zu verwirklichen, bei der das Gas und die Flüssigkeit, weiter die in ihnen enthaltenen Stoffe miteinander in die intensivste Berührung und damit in Mischung und eventuell Stoffoder Wärmeaustausch treten.



   Das Verfahren zum Mischen eines gasförmigen Mediums mit einer Flüssigkeit und anschliessendem Trennen der Mischung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium durch eine oder mehrere Düsen, deren Unterteil unter dem Flüssigkeitsspiegel liegt, durch vertikal angeordnete Mischungskammern derart geleitet wird, dass die Gasströmung eine von unten nach oben gerichtete Flüssigkeitsströmung hervorruft, dass in einem ersten Abschnitt der so entstandenen Strömung die Flüssigkeitsströmung in Form von Tropfen im Gas strom verläuft, in einem zweiten Abschnitt der Flüssigkeitsstrom die Gasströmung in Form von Blasen enthält und in einem dritten Abschnitt, in welchem der Durchströmquerschnitt sich erweitert und dadurch die Strömung verlangsamt wird, wieder der Gasstrom die Flüssigkeit in Form von Trop  èn    in sich enthält,

   wobei sich die beiden Strömungen hier trennen in der Weise, dass das nach oben steigende Gas sich von der nach unten tropfenden Flüssigkeit abscheidet.



   Die ebenfalls erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sich eine oder mehrere, für tangentiales Einströmen geeignete Düsen im Unterteil einer zum Nachobenströmen der Mischung von Gas und Flüssigkeit bestimmten Mischungskammer befinden, deren Unterteil in die Flüssigkeit taucht und deren Oberteil sich im Gasraum befindet, und dass diese Mischungskammer in einen Raum mit grösserem Querschnitt hineinragt, in dessen Unterteil eine Abflussöffnung für die abgeschiedene Flüssigkeit angeordnet ist, wobei sich im Oberteil ein Labyrinthtropfenfänger befindet, über welchem eine gasabführende Öffnung vorgesehen ist.



   Einige als Beispiel angeführte Ausführungsformen der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dienenden Einrichtung nach der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Fig. 1   aeigt    einen Längsschnitt der Einrichtung mit einer Mischungskammer, und Fig. 2 und 3 zeigen Querschnitte von zwei beispielsweisen Ausführungsformen der am Unterteil der Mischungskammer angeordneten Düsen.



   Der mit der Flüssigkeit in Berührung zu bringende Gasstrom tritt durch eine Öffnung 1 in die   Einrich-     tung und gelangt durch einen Raum 2 bis zu Düsen 3, die zum Teil in eine Flüssigkeit 4 tauchen. Die durch die Düsen 3 tangential einströmende Luft oder der Dampf oder das Gas reisst die durch einen Anschluss 10 eingeströmte Flüssigkeit mit sich und gelangt in eine Mischungskammer 5 und bildet Schaum. Die Flüssigkeit befindet sich nun in Form von Tropfen im Gas, was auch so ausgedrückt werden kann, dass der Gasstrom die Flüssigkeitsströmung in sich schliesst.



   Im Oberteil 6 der Mischungskammer vereinigen sich die Tropfen und sie enthalten das Gas in Form von Blasen, was so ausgedrückt werden kann, dass der Flüssigkeitsstrom den Gas strom in sich schliesst. Die durch den Oberteil 6 der Mischungskammer hinaustretende Gas-Flüssigkeitsmischung verlangsamt sich im Raum 7; es entstehen wieder Tropfen, und so trennt sich die Flüssigkeit vom Gas. Das Gas steigt nach oben, und die Flüssigkeit tritt seitwärts und nach unten sinkend durch eine Öffnung 11 hinaus. Der noch vorhandene niedrige Flüssigkeitsgehalt des in einen Labyrinthtropfenfänger gelangenden Gases scheidet sich ab und tropft nach unten. Das durch die Einrichtung strömende Gas entweicht durch eine Öffnung 9.



   In Fig. 2 ist der Schnitt des Unterteiles der Mischungskammer mit einer einfachen Düse 12 dargestellt, während in Fig. 3 eine vierfache Düse 13 zu sehen ist.



   Die Leistung der Einrichtung kann dadurch erhöht werden, dass mehrere Mischungskammern 5 parallel geschaltet eingebaut werden. Die Intensität der Mischung von Gas und Flüssigkeit kann durch Anderung der Abmessungen der Mischungskammern und durch Wahl der Strömungsgeschwindigkeit geregelt werden. Dadurch kann die Einrichtung an die Lösung der gestellten Aufgabe optimal angepasst werden.



   Zwischen die Öffnungen des   Flüssigkeitszuflusses    10 und des Flüssigkeitsabflusses 11 kann ein in der Zeichnung nicht dargestellter Apparat für Flüssigkeitsbehandlung, d. h. eine Ladung mit Chemikalien, ein Filter, Abscheider, Wärmeaustauscher, Stabilisator usw., eingesetzt werden. Dadurch kann z. B. die Reinigung von heissen Rauchgasen und die Nutzbarmachung   ihnen    Wärmeenergie (Kupolöfen, Kraftwerke, metallurgische Öfen usw.) verwirklicht werden.



   In den Flüssigkeitsraum 4 der Einrichtung oder in den mit dem Flüssigkeitsraum gekoppelten Apparat für Flüssigkeitsbehandlung können zum Entfernen der angesammelten Stoffe lein stetig oder intermittierend arbeitender Entschlammer oder eine Spül- oder Wascheinrichtung eingebaut werden.



   Zwischen den Öffnungen 1 und 9 der Einrichtung tritt ein Druckunterschied im strömenden Gas zwischen den Öffnungen 10 und 11 in der strömenden Flüssigkeit auf. Zum Druckunterschied gehören bestimmte Betriebsverhältnisse und deswegen kann der Betrieb der Einrichtung durch einen, auf eine Änderung im Druckunterschied ansprechenden Steuerautomaten geregelt werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Mischen eines gasförmigen Me- diums mit einer Flüssigkeit und anschliessendem Trennen der Mischung, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium durch eine oder mehrere Düsen, deren Unterteil unter dem {Flüssigkeitsspiegel liegt, durch vertikal angeordnete Mischungskammern derart geleitet wird, dass die Gasströmung eme von unten nach oben gerichtete Flüssigkeitsströmung hervorruft, dass in einem ersten Abschnitt der so entstandenen Strömung die Flüssigkeitsströmung in Form von Tropfen im Gasstrom verläuft, in einem zweiten Abschnitt der Flüssigkeitsstrom die Gas strömung in Form von Blasen enthält und in einem dritten Abschnitt, in welchem der Durch strömquerschnitt sich erweitert und dadurch die Strömung verlangsamt wird,

   wieder der Gasstrom die Flüssigkeit in Form von Tropfen in sich enthält, wobei sich die beiden Strömungen hier trennen in der Weise, dass das nach oben steigende Gas sich von der nach unten tropfenden Flüssigkeit abscheidet.

   II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine oder mehrere, für tangentiales Einströmen geeignete Düsen im Unterteil einer zum Nachobenströmen der Mischung von Gas und rFlüssigkeit bestimmten Mischungskammer (5) befinden, deren Unterteil in die Flüssigkeit taucht und deren Oberteil sich im Gasraum befindet, und dass diese Mischungskammer (5) in einen Raum (7) mit grösserem Querschnitt hineinragt, in dessen Unterteil eine Abflussöffnung (11) für die abgeschiedene Flüssigkeit angeordnet ist, wobei sich im Oberteil ein Labyrinthtropfenfänger (8) befindet, über welchem eine gasabführende Öffnung (9) vorgesehen ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der gasförmige Stoff tangential in die Mischungskammer eingeleitet wird.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Abfluss (11) und dem Zufluss (10) der Flüssigkeit eine Füllmasse, ein Abscheider, ein Wärmeaustauscher oder ein Sterilisator für Flüssigkeitsbehandlung befindet.