CH653567A5

CH653567A5 - METHOD AND DEVICE FOR STATICALLY MIXING AGENTS.

Info

Publication number: CH653567A5
Application number: CH6022/80A
Authority: CH
Inventors: Jenoe Baratossy; Tibor Blickle; Oszkar Borlai; Gyoergy Bucsky; Pal Mercsenyi; Jenoe Nemeth; Gyula Odor; Jozsef Pazmany; Kazmer Puskas; Aurel Ujhidy
Original assignee: Mta Mueszaki Kemiai Kutato Int
Priority date: 1979-08-31
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1986-01-15
Also published as: GB2057282A; GB2057282B; HU179046B; YU209780A; DE3032132C2; DE3032132A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur statischen Mischung von in gleicher Richtung strömenden Mitteln in einem durch Trennwände und Begrenzungswände aufgeteilten Raum. The invention relates to a method and a device for the static mixing of agents flowing in the same direction in a space divided by partition walls and boundary walls.

Bei der statischen Mischung stehen die das Mischen erzeugenden Elemente und die Mittel strömen. Zur Realisierung der statischen Mischung sind mehrere Verfahren und Einrichtungen bekannt. In the case of static mixing, the elements producing the mixing and the media flow. Several methods and devices are known for realizing the static mixture.

Nach US-PS 2 847 649 wird in einem zylindrischen Raum ein schraubenförmiges Element angeordnet, das einen Mischeffekt ausübt. Nach US-PS 2 847 196 wird eine Doppelschraube angewendet. According to US Pat. No. 2,847,649, a helical element is arranged in a cylindrical space, which has a mixing effect. According to US Pat. No. 2,847,196, a double screw is used.

Nach US-PS 3 286 992 wird die in einem Rohr der Einrichtung strömende Flüssigkeit durch in dem Rohr nacheinander angeordnete, das Rohr in Richtung Achse in zwei Teile aufteilende, nacheinander gegensinnig verdrehte schraubenförmige Trennwände senkrecht zur Rohrachse zu einer radialen Bewegung gezwungen. Die Kanten der einander berührenden gegensinnigen schraubenförmigen Trennwände sind zueinander unter einem Winkel angeordnet und das Rohr wird jeweils durch eine Reihe von Trennwänden auf zwei Kanäle mit gleichem Querschnitt aufgeteilt. According to US Pat. No. 3,286,992, the liquid flowing in a tube of the device is forced to radially move perpendicularly to the tube axis by means of helical partition walls arranged one after the other in the tube, dividing the tube in the direction of the axis into two parts and rotating in opposite directions one after the other. The edges of the mutually opposite helical partitions are arranged at an angle to each other and the tube is divided into two channels with the same cross section by a series of partitions.

Nach US-PS 3 871 624 und 3 918 688 strömen zwei Phasen in gegebenen, parallelen, durch Trennwände gleicher Länge erzeugten Kanälen gleichbleibenden Querschnittes, wobei die Kanäle in Längsrichtung des Rohres zueinander According to US Pat. Nos. 3,871,624 and 3,918,688, two phases flow in given, parallel channels of constant cross section produced by partitions of equal length, the channels in the longitudinal direction of the tube relative to one another

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

senkrecht und verschoben angeordnet sind. Dieses Kanalen-system zerlegt das Mittel ständig in Teile und das Mittel wird dadurch gemischt. are arranged vertically and shifted. This channel system continuously breaks down the agent into parts and the agent is mixed.

Bei allen erwähnten Verfahren ist der abgegrenzte Raum, z.B. ein Rohr, wo die Mittel strömen, durch eine mit der Rohrachse parallele Trennwand(wände) in Räume mit immer gleichbleibendem Querschnitt aufgeteilt, und der Mischeffekt wird durch senkrecht zur Strömung in Richtung Achse sich bewegende Zwangsströmungen, sowie durch weiteres Zerlegen der Mittel erreicht. Die Trennwand(wände) ist (sind) aus miteinander in Berührung stehenden, in Längsrichtung des Rohres angeordneten Stücken gebildet. In all the methods mentioned, the delimited space, e.g. a pipe, where the media flow, is divided into rooms with a constant cross-section by a partition (walls) parallel to the pipe axis, and the mixing effect is achieved by forced currents moving perpendicular to the flow in the direction of the axis, as well as by further dismantling of the media. The partition (walls) is (are) formed from pieces in contact with one another and arranged in the longitudinal direction of the tube.

Bei den oben erwähnten Einrichtungen und Mischverfahren ist nachteilig, dass die zu der Mischung ausgenutzte Energie verhältnismässig klein ist, der nötige Wert von L/D (Länge/Durchmesser) folglich gross ist, die Mischung mehr einer «Stopfenströmung», als der laminaren Strömung in einem leeren Rohr ähnlich ist. Die auftretende Scherwirkung ist klein, darum müssen viele Einheiten nacheinander angeordnet werden, um den nötigen Mischeffekt zu erzielen. Bei einer Steigerung der Abmessungen ist die nötige produktionstechnologische Modifizierung beträchtlich, um einen eine gute statische Mischung produzierenden Einsatz herstellen zu können. In einer gegebenen Einrichtung kann die relative Einspeisegeschwindigkeit der Phasen nur zwischen engen Grenzen verändert werden. Die Einrichtung nach US-PS 3 871 624 ist besonders zu Verunreinigung geneigt. The disadvantage of the above-mentioned devices and mixing methods is that the energy used for the mixture is relatively small, the necessary value of L / D (length / diameter) is consequently large, and the mixture is more of a “plug flow” than the laminar flow in is like an empty pipe. The shear effect is small, which is why many units have to be arranged one after the other in order to achieve the required mixing effect. With an increase in dimensions, the necessary production technology modification is considerable in order to be able to produce an insert that produces a good static mixture. In a given facility, the relative feed rate of the phases can only be changed between narrow limits. The device according to US Pat. No. 3,871,624 is particularly susceptible to contamination.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zu dessen Realisierung, wobei für die Mischung von Mitteln im Gas-Flüssigkeitszustand mit weniger Länge eine bessere Mischwirkung erreicht werden kann, die Herstellung von Einsatzelementen einfacher und kostensparend ist. The object of the invention is to provide a method and a device for its implementation, wherein a better mixing effect can be achieved for the mixing of agents in the gas-liquid state with less length, the manufacture of insert elements is simpler and saves costs.

Die Erfüllung der gesetzten Aufgabe beruht auf der Erkenntnis, dass die Mischwirkung der vorbekannten Verfahren und Einrichtungen beträchtlich erweitert werden kann, wenn die Strömung der durch die Trennwand (wände) abgetrennten, paralellen, aber getrennt strömenden Mittel durch Schrägstellen der Trennwand(wände) unter variiert gegensinnigem Winkel zur Rohrachse variiert gegensinnig verändert wird, wobei das strömende Mittel grosser Geschwindigkeit bei den Diskontinuitäten der Trennwand(wände) oder durch diese mit dem strömenden Mittel kleiner Geschwindigkeit kontaktiert wird. Durch diese einfache Anordnung wird die Mischwirkung infolge der Saugwirkung des mit grösserer Geschwindigkeit strömenden Mittels beträchtlich vergrössert. Dabei entsteht eine grosse lokale Turbulenz auch dann, wenn die Strömung der Mittel laminar ist. Es wurde im weiteren erkannt, dass die Saugwirkung des Mittels grösserer Geschwindigkeit so beträchtlich ist, dass überraschenderweise auch dann eine gesteigerte Saugwirkung beobachtet werden kann, wenn die zur Rohrachse schräg aufgestellte^) Trennwand(wände) einfach aus ebenen Platten gefertigt wird(werden). The fulfillment of the set task is based on the knowledge that the mixing effect of the previously known methods and devices can be expanded considerably if the flow of the parallel, but separately flowing means separated by the partition (walls) varies by inclining the partition (walls) opposite angle to the tube axis varies in opposite directions, the flowing medium of high speed is contacted by the discontinuities of the partition (walls) or through this with the flowing medium of low speed. This simple arrangement considerably increases the mixing effect due to the suction effect of the medium flowing at a higher speed. This creates great local turbulence even when the flow of the media is laminar. It was further recognized that the suction effect of the medium at a higher speed is so considerable that, surprisingly, an increased suction effect can be observed even if the partition wall (s) inclined to the pipe axis is (are) simply made from flat plates.

Es ist weiter erkannt worden, dass durch variiert gegensinnige Geschwindigkeitsänderung eines einzigen Mittels (durch dessen Beschleunigung und Verzögern) auch ein anderes Mittel in Strömung gebracht oder dessen Strömungsgeschwindigkeit verändert werden kann. Anderseits bedeutet das, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Mittel auch in einer gegebenen Einrichtung zwischen weiten Grenzen verändert werden kann. It has also been recognized that by varying the speed of a single means in opposite directions (by accelerating and decelerating it), another means can also be brought into flow or its flow speed can be changed. On the other hand, this means that the flow rate of the agents can also be varied between wide limits in a given facility.

Es ist nach der Erfindung genügend, in einem durch einen Mantel begrenzten Raum, z. B. einem Rohr, zwei Mittel mit Hilfe einer aus einer Reihe von geeignet angeordneten Platten ausgebildeten Trennwand so in Strömung zu bringen, dass die Strömungsgeschwindigkeit des einen Mittels abwechselnd vergrössert oder verkleinert wird und dieses It is sufficient according to the invention, in a space delimited by a jacket, for. B. a tube to bring two means with the help of a partition formed from a series of suitably arranged plates in such a way that the flow rate of the one means is increased or decreased alternately and this

653 567 653 567

Mittel bei den Diskontinuitäten der Reihe aufeinander folgender Platten oder durch diese selbst mit den anderen Mitteln in Kontakt gebracht wird. Means in the discontinuities of the series of successive plates or by this itself in contact with the other means.

Dabei ist es möglich, mehrere Mittel voneinander durch Trennwand(wände) abgetrennt in Strömung zu bringen und die Geschwindigkeit von mindestens einem Mittel abwechselnd zu vergrössern oder zu verkleinern. It is possible to bring several media separated from one another by a partition (walls) and to increase or decrease the speed of at least one media alternately.

Nach einer weiteren Erkenntnis wird der oben beschriebene günstige Effekt erreicht, wenn die Trennwände in gerader Linie angeordnet sind und die Begrenzungswand(wände) mit verschiedenen Einbrüchen gegliedert ist(sind), und nicht wenn die Begrenzungswand(wände) gerade und dafür die Trennwand (wände) variiert unter einem Spitz- oder Stumpfwinkel zur Längsachse angeordnet sind. According to another finding, the favorable effect described above is achieved if the partition walls are arranged in a straight line and the boundary wall (walls) is (are) structured with different recesses, and not if the boundary wall (walls) is straight and therefore the partition wall (walls) ) varies at an acute or obtuse angle to the longitudinal axis.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gekennzeichnet. The method according to the invention is characterized by the characterizing part of claim 1.

Das Wesen der erfindungsgemässen Einrichtung zur Realisierung des Verfahrens ist durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 10 beschrieben. The nature of the device according to the invention for implementing the method is described by the characterizing part of claim 10.

Die in die Längsachse gelegte Ebene muss vorher ausgewählt werden und im Vergleich dazu muss mindestens ein Teil der Trennwände variiert unter einem Spitz- oder Stumpfwinkel angeordnet werden. Nach Anordnen der Trennwände kann in der Regel eine andere, in die Längsachse legbare Ebene gefunden werden, auf der die Hälfte der Trennwände, die einen Spitz- oder Stumpfwinkel zu der einen Ebene haben, senkrecht stehen, während die andere Hälfte der Trennwände zu dieser anderen Ebene immer einen Spitz- oder immer einen Stumpfwinkel haben. The plane in the longitudinal axis must be selected beforehand and in comparison, at least some of the partitions must be arranged at an acute or obtuse angle. After arranging the partitions, another plane that can be placed in the longitudinal axis can usually be found, on which half of the partitions that have an acute or obtuse angle to one plane are perpendicular, while the other half of the partitions are perpendicular to this other Level always have an acute or obtuse angle.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung mit Bezug auf Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung sind Fig. 1 bis 7 Schnitte der Ausführungsformen der Erfindung. The invention is explained in more detail with reference to the drawing with reference to exemplary embodiments. In the drawing, Fig. 1 to 7 are sections of the embodiments of the invention.

In Fig. 1 hat eine um die Längsachse gelegte Begrenzungswand 1 einen kreisförmigen Querschnitt, und Trennwände 2 schliessen mit der Längsachse, z. B. mit der Richtung eines Pfeiles AB abwechselnd einen Spitzwinkel a und einen Stumpfwinkel ß ein. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Winkel a und ß Nebenwinkel. In Fig. 1, a boundary wall 1 placed around the longitudinal axis has a circular cross section, and partitions 2 close with the longitudinal axis, e.g. B. with the direction of an arrow AB alternately an acute angle a and an obtuse angle β. In this embodiment, the angles α and β are secondary angles.

Ein Raumteil I verengt sich in Richtung Längsachse (Pfeil AB) und zugleich erweitert sich ein Raumteil II und ein durch die Begrenzungswand begrenzter Raumteil III hat einen konstanten Querschnitt, Raumteil IV erweitert sich in Richtung Längsachse, Raumteil V verengt sich dabei. Raumteil I und danach Raumteile IV und VII, sowie II, V, VIII, usw. verengen und erweitern sich abwechselnd, aber ebenso verengen und erweitern sich abwechselnd die Raumteile I, II oder IV und V usw. In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verengen und erweitern sich abwechselnd die Raumteile I, IV, VII usw., wobei die Raumteile II, V, VIII usw. einen konstanten Querschnitt haben. Die Trennwände in Fig. 2 können als eine einzige Trennwand angesehen werden, die Diskontinuitäten 5 hat. In Fig. 2 deuten ein Pfeil A das Einführen des einen Mittels, ein Pfeil B das des anderen Mittels an. Pfeil AB bedeutet das aus der Einrichtung austretende gemischte Mittel. A room part I narrows in the direction of the longitudinal axis (arrow AB) and at the same time a room part II widens and a room part III delimited by the boundary wall has a constant cross section, room part IV widens in the direction of the longitudinal axis, room part V thereby narrows. Room part I and then room parts IV and VII, and II, V, VIII, etc. narrow and expand alternately, but also narrow and expand alternately, room parts I, II or IV and V, etc. In another embodiment of the invention, narrow and the room parts I, IV, VII etc. expand alternately, the room parts II, V, VIII etc. having a constant cross section. The partitions in FIG. 2 can be viewed as a single partition that has discontinuities 5. In Fig. 2, an arrow A indicates the introduction of one agent, an arrow B that of the other agent. Arrow AB means the mixed agent leaving the facility.

Aus Fig. la kann der Riss C-C von Fig. 1 entnommen werden. Hier ist eine einzige Trennwand 2 innerhalb der Begrenzungswand 1 angeordnet, dadurch ist der Raum in zwei Teile aufgeteilt. In Fig. lb sind drei einander unter einem Winkel berührende Trennwände 2 veranschaulicht, wodurch der Raum innerhalb der Begrenzungswand 1 auf drei Raumteilen geteilt ist. In Fig. lc wird der Raum innerhalb der Begrenzungswand 1 durch sechs einander in der Achse berührende Trennwände 2 aufgeteilt. The crack C-C of FIG. 1 can be seen from FIG. Here, a single partition 2 is arranged within the boundary wall 1, thereby dividing the space into two parts. In Fig. Lb three mutually touching partitions 2 are illustrated, whereby the space within the boundary wall 1 is divided into three parts. In Fig. Lc, the space within the boundary wall 1 is divided by six partition walls 2 touching each other in the axis.

In Fig. 2 hat die Begrenzungswand 1 einen quadratischen Querschnitt und Trennwände 2, 3,4 haben verschiedene Längen. Die Trennwand 3 reicht bis zur Begrenzungswand 1 und dadurch ermöglicht die Seiteneinführung des Mittels B. In Fig. 2, the boundary wall 1 has a square cross section and partitions 2, 3, 4 have different lengths. The partition 3 extends to the boundary wall 1 and thereby enables the side introduction of the agent B.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

653 567 653 567

4 4th

Durch Trennwände 2 und 4 ist eine zusammenhängende, einzige Trennwand ausgebildet, die Diskontinuitäten 5 hat. In Fig. 2 sind die Diskontinuitäten 5 durch perforierte Löcher oder durch ein Siebgewebe ausgebildet, a und ß sind hier keine Nebenwinkel. Partitions 2 and 4 form a coherent, single partition which has discontinuities 5. In Fig. 2, the discontinuities 5 are formed by perforated holes or by a sieve, a and ß are no secondary angles here.

In Fig. 3a und 3b ist die Trennwand 2 wechselnd unter einem Spitz- oder Stumpfwinkel zu der durch die Längsachse gelegten Ebene (a-b) angeordnet. In Fig. 3b ist die ausgewählte Ebene (a-b) senkrecht auf die Ebene der Zeichnung plaziert. Die Trennwände 2 schliessen mit dieser Ebene wechselnd einen Spitz- oder Stumpfwinkel ein, sie haben zugleich einen Spitz- oder Stumpfwinkel auch zu der Längsachse. In Fig. 3a ist ein Extremfall der obigen Anordnung dargestellt, wobei die ausgewählte Ebene (a-b) einen beliebigen Winkel mit der Ebene der Zeichnung einschliesst und die Trennwände 2 wechselnd einen Spitz- oder Stumpfwinkel zu der Ebene (a-b) haben. Falls die Ebene (a-b) in die Ebene der Zeichnung gedreht wird, ist die Hälfte der Trennwände 2 senkrecht auf der gedrehten Ebene (a-b). 3a and 3b, the partition 2 is alternately arranged at an acute or obtuse angle to the plane (a-b) through the longitudinal axis. In Fig. 3b the selected plane (a-b) is placed perpendicular to the plane of the drawing. The partition walls 2 alternately enclose an acute or obtuse angle with this plane, they also have an acute or obtuse angle also with respect to the longitudinal axis. 3a shows an extreme case of the above arrangement, the selected plane (a-b) including any angle with the plane of the drawing and the partition walls 2 alternately having an acute or obtuse angle to the plane (a-b). If the plane (a-b) is rotated into the plane of the drawing, half of the partitions 2 are perpendicular to the rotated plane (a-b).

In Fig. 4 sind die Trennwände 2 in einer Ebene angeordnet. Sie können als eine einzige Trennwand 2 angesehen werden, die Diskontinuitäten hat. In der Begrenzungswand 1, die im Beispiel einen quadratischen Querschnitt hat, sind durch eckige 6 und kreisförmige Einbrüche 7 ausgebildete Verengungen erzeugt. Die Verengungen bilden mit der Trennwand 2 zusammen einen zuerst sich verengenden, In Fig. 4, the partitions 2 are arranged in one plane. They can be viewed as a single partition 2 that has discontinuities. In the boundary wall 1, which in the example has a square cross section, constrictions formed by square 6 and circular recesses 7 are produced. Together with the partition 2, the constrictions form an initially narrowing

dann erweiternden Raum in Richtung Strömung. In Fig. 5 ist eine Einrichtung dargestellt, die durch zwei zueinander senkrechte Trennwände 2 in vier Raumteile geteilt ist. then expanding space towards the current. In Fig. 5, a device is shown, which is divided by two mutually perpendicular partition walls 2 in four room parts.

In Fig. 6 sind die Trennwände 2 in einer Schraubenform angeordnet, deren Achse einen bestimmten Winkel mit der Längsachse einschliesst. So haben die Trennwände 2 zu einer in die Längsachse gelegten, vorgewählten Ebene (a-b) einen ständig ändernden Winkel. Die nacheinander folgenden Trennwände 2 haben eine gegensinnige Schraubenform und die Enden der Trennwände 2 sind mit einem gegebenen Winkel zu dem Beginn der nächsten Trennwand 2 verdreht angeordnet. In Fig. 6, the partitions 2 are arranged in a screw shape, the axis of which includes a certain angle with the longitudinal axis. The partition walls 2 have a constantly changing angle with respect to a preselected plane (a-b) placed in the longitudinal axis. The successive partitions 2 have an opposite screw shape and the ends of the partitions 2 are rotated at a given angle to the beginning of the next partition 2.

In Fig. 7 sind in sich schliessende Trennwände 8 dargestellt, die durch die Trennwände 2 gehen und sich verengende oder erweiternde Raumteile bilden. Diese Trennwände 8 sind im Gegensatz zu den Trennwänden 2 unter einem Spitzoder Stumpfwinkel angeordnet. In Fig. 7 self-contained partitions 8 are shown, which go through the partitions 2 and form narrowing or widening parts of the room. In contrast to the partition walls 2, these partition walls 8 are arranged at an acute or obtuse angle.

Bei der Benutzung der Einrichtung bewegen sich die Elemente Und die Einrichtung nicht. In die Einrichtung strömen mindestens zwei Mittel, aber diese zwei Mittel können aus dem gleichen Material sein, sie haben in diesem Falle in irgendeinem physischen Kennwert einen Unterschied (z.B. Temperatur). In der Zeichnung sind meistens zwei Mittel dargestellt und mit A und B gezeichnet. Die Mittel A und B strömen in die Einrichtung wie durch die Pfeile gezeigt, und am anderen Ende der Einrichtung kommt ein ganz durchmischtes Mittel AB aus. When using the device, the elements and the device do not move. At least two agents flow into the device, but these two agents can be made of the same material, in this case they have a difference in some physical characteristic (e.g. temperature). In the drawing, two means are usually shown and drawn with A and B. The agents A and B flow into the device as shown by the arrows, and at the other end of the device a completely mixed agent AB comes out.

Die Anwendung des Verfahrens und der Einrichtung wird durch Beispiele näher erläutert. The application of the method and the device is explained in more detail by examples.

Beispiel 1 example 1

In die Einrichtung werden Luft mit einem Ammoniak-Gehalt von 4 Vol-%, Temperatur 25 °C und eine Ammoniakflüssigkeit mit einer Konzentration von 0,05 Kmol/m3, Temperatur 20 °C unter atmosphärischem Druck eingeführt. Der Einrichtung werden Luft mit einem Ammoniak-Gehalt von 0,8 Vol-% und ein Salmiakgeist mit einer Konzentration von 0,25 Kmol/m3 entnommen. Air with an ammonia content of 4% by volume, temperature 25 ° C. and an ammonia liquid with a concentration of 0.05 kmol / m3, temperature 20 ° C. under atmospheric pressure are introduced into the device. Air with an ammonia content of 0.8 vol% and a ammonia spirit with a concentration of 0.25 kmol / m3 are taken from the facility.

Die Menge 1 der in die Einrichtung eintretenden wässri-gen Lösung ist die 1,3-fache des prinzipiellen Wertes lmin nach der Materialbilanz, die mittlere Treibkraft c ist 2 100 Pa und die Materialübergabekonstante ß hat bei einer The amount 1 of the aqueous solution entering the device is 1.3 times the basic value lmin according to the material balance, the average driving force c is 2 100 Pa and the material transfer constant ß is at one

Gasgeschwindigkeit von v = 2 m/s einen Wert von 1,7-1,75 Kmol/m2h. Das Austrittsgas hat eine Temperatur von 25 °C und das Austrittswasser 21 °C. Gas velocity of v = 2 m / s a value of 1.7-1.75 kmol / m2h. The outlet gas has a temperature of 25 ° C and the outlet water 21 ° C.

In einer Raschig-Ring-Füllung sind unter den gleichen Umständen die Menge der Eintrittslösung 1 = 2,171^,,, die mittlere Treibkraft c = 1400 Pa, die Materialübergabekonstante, bei einer Gasgeschwindigkeit von v = 2 m/s, ß = 0,9-1 Kmol/m2h, die Temperatur des Austrittsgases 32 °C. In a Raschig ring filling, the amount of the entry solution is 1 = 2.171 ^ ,,, the average driving force c = 1400 Pa, the material transfer constant, at a gas velocity of v = 2 m / s, ß = 0.9 under the same circumstances -1 kmol / m2h, the temperature of the outlet gas 32 ° C.

In einer Einrichtung mit Sulzer-Einsatz unter noch immer gleichen Umständen: 1 = (1-6) • lmin, c = 1700 Pa, ß = 1,2 Kmol/m2h, tAustrittsgas =31-32 °C. In a facility with a Sulzer insert under the same circumstances: 1 = (1-6) • lmin, c = 1700 Pa, ß = 1.2 kmol / m2h, t exit gas = 31-32 ° C.

Bei konstanten Fördermengen von Lösung-Gas-Mischung ist der Wert des Absorptionsfaktors bei Eintrittskonzentrationen, Temperatur und Druck wie oben, wie folgt: With constant flow rates of solution-gas mixture, the value of the absorption factor at inlet concentrations, temperature and pressure is as follows:

bei Raschig-Ring-Füllung <p = 75-76% with Raschig ring filling <p = 75-76%

bei Sulzer-Einsatz cp = 84-85% with Sulzer insert cp = 84-85%

bei der Erfindung cp = 91-92%. in the invention cp = 91-92%.

Beispiel 2 Example 2

Die Homogenisierung von Zylinderölen aus zwei Behältern mit einer Dichte von <p = 920-940 kg/m3, wird in einer Einrichtung nach der Erfindung in Fig. 1,2 oder 4 ausgeführt, wobei die Anordnung der Trennwände nach Fig. la oder lb gelöst ist. Zum Erreichen einer gegebenen Homogenität wird bei einer Mischung in einem leeren Rohr eine Leistung von 5 W pro 1 m Rohrlänge, in der statischen Mischeinrichtung gemäss US-PS 3 286 992 1 -r-1,1 W, in der Einrichtung nach der Erfindung 0,7 W für eine gewisse Stoffmenge benötigt. The homogenization of cylinder oils from two containers with a density of <p = 920-940 kg / m3 is carried out in a device according to the invention in Fig. 1, 2 or 4, the arrangement of the partition walls according to Fig. La or lb being solved is. In order to achieve a given homogeneity, a power of 5 W per 1 m tube length is achieved in a mixture in an empty tube, in the static mixing device according to US Pat. No. 3,286,992 1 -r-1.1 W in the device according to the invention , 7 W is required for a certain amount of substance.

Beispiel 3 Example 3

Zur Herstellung eines Schönheitsmittels wird eine stabile Emulsion aus einem wässrigen Mittel mit einer Viskosität T| = 1,1 • 10"3 kg/m • s, Temperatur 30 °C, aus einem anderen Fettmittel mit einer Viskosität r| = 70 • 10" 3 kg/m • s, Temperatur 70 °C und aus einem Zuschlagstoff im bei Raumtemperatur Festzustand gebildet. Die Viskosität der Lösung bei dieser Temperatur ist 138 • 10-3 kg/m ■ s. To produce a beauty agent, a stable emulsion of an aqueous agent with a viscosity T | = 1.1 • 10 "3 kg / m • s, temperature 30 ° C, from another fat with a viscosity r | = 70 • 10" 3 kg / m • s, temperature 70 ° C and from an additive in the Room temperature solid state formed. The viscosity of the solution at this temperature is 138 • 10-3 kg / m ■ s.

Die Emulsion wird in einer Einrichtung wie z. B. in Fig. 6 gebildet, die Anordnung der Trennwände ist z. B. wie in Fig. lc. Den Mengenverhältnissen entsprechend werden die wässrige Phase in den ersten, dritten und fünften Sektoren, die Fettphasen in den zweiten, vierten und sechsten Sektoren eingeführt. Zu einer Emulsion mit gleicher Homogenität und Stabilität ist in einem 4 m langen leeren Rohr das Erreichen von Re = 1000 benötigt, in der Einrichtung von US-PS 3 871 624 bei der gleichen Rohrlänge ist Re = 10-20 genügend, in der erfindungsgemässen Einrichtung muss nur der Wert Re = 6-10 erreicht werden. The emulsion is in a facility such as. B. formed in Fig. 6, the arrangement of the partitions is such. B. as in Fig. Lc. Depending on the proportions, the aqueous phase is introduced in the first, third and fifth sectors, the fat phases in the second, fourth and sixth sectors. For an emulsion with the same homogeneity and stability it is necessary to reach Re = 1000 in a 4 m long empty pipe, in the device of US Pat. No. 3,871,624 with the same pipe length Re = 10-20 is sufficient in the device according to the invention only the value Re = 6-10 must be reached.

Bei einem Wert von Re = 1000 ist nach der Erfindung schon eine Rohrenlänge von 0,8-1 m genügend. Mit der Einrichtung nach der Erfindung kann eine gleiche Wirkung mit 8-10 Elementen erreicht werden, wozu bei der Einrichtung nach US-PS 3 918 688 10-12 Elemente benötigt werden. With a value of Re = 1000, a tube length of 0.8-1 m is sufficient according to the invention. With the device according to the invention, an identical effect can be achieved with 8-10 elements, for which purpose the device according to US Pat. No. 3,918,688 10-12 elements are required.

Bei einem Wert von Re = 1000 ist die für die Wärmeübergabe charakteristische Nu-Zahl in einem leeren Rohr Nu = 6-7, bei den vorbekannten statischen Mischern Nu= 30, bei der erfindungsgemässen Einrichtung Nu = 36-40. At a value of Re = 1000, the Nu number characteristic of the heat transfer in an empty tube is Nu = 6-7, for the previously known static mixers Nu = 30, for the device according to the invention Nu = 36-40.

Beispiel 4 Example 4

Aus einem 50%-Azeton wird der Azeton durch Chlorbenzol extrahiert, z.B. mit der erfindungsgemässen Einrichtung in Fig. 3 oder 7 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,1-1,3 cm/s. Die Austrittskonzentration des Azetons ist 20%. The acetone is extracted from a 50% acetone by chlorobenzene, e.g. with the device according to the invention in Fig. 3 or 7 with a flow rate of 0.1-1.3 cm / s. The exit concentration of acetone is 20%.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

In einer mit Raschig-Ringen gefüllten Säule ist der Wert der Materialübergabekonstante 0,5-1,0 cm/s und in der erfindungsgemässen Einrichtung ist diese 2,2-5,6 • 10"3 cm/s. Dieser Wert kann z.B. mit der Einrichtung nach Fig. 7 erreicht werden. In a column filled with Raschig rings, the value of the material transfer constant is 0.5-1.0 cm / s and in the device according to the invention this is 2.2-5.6 · 10 "3 cm / s. This value can be used, for example the device of FIG. 7 can be achieved.

Beispiel 5 Example 5

In der erfindungsgemässen Einrichtung nach Fig. 5 strömt Wasser mit einer Geschwindigkeit von 0,5-2 m/s. In einem in Fig. 5 nicht gezeigten äusseren Mantel wird Wasserdampf eingeführt mit einer Geschwindigkeit von 5-10 cm/s. Mit dem konventionellen Rohr-im-Rohr-System kann eine Wärmeübergabekonstante von K = 0,23-0,70 Kcal/m2s °C, mit den vorbekannten statischen Mischern K = 1,16-1,39 Kcal/m2s °C, mit der Einrichtung im Beispiel K = 1,39-1,74 Kcal/m2s °C erreicht werden. 5 water flows at a speed of 0.5-2 m / s. In an outer jacket, not shown in Fig. 5, water vapor is introduced at a speed of 5-10 cm / s. With the conventional pipe-in-pipe system, a heat transfer constant of K = 0.23-0.70 Kcal / m2s ° C can be achieved, with the previously known static mixers K = 1.16-1.39 Kcal / m2s ° C the device in the example K = 1.39-1.74 Kcal / m2s ° C can be achieved.

653 567 653 567

In einem Rippenwärmeaustauscher wird Wasserdampf, im äusseren Mantel Luft eingeführt und dadurch eine Wärmeübergabekonstante von 0,012-0,058 Kcal/m2s °C, mit den vorbekannten statischen Mischanlagen K = 0,09-0,175 Kcal/m2s°C und mit der erfindungsgemässen Einrichtung K = 0,09-0,25 Kcal/m2s °C erreicht. Steam is introduced into a finned heat exchanger and air is introduced into the outer jacket, thereby creating a heat transfer constant of 0.012-0.058 Kcal / m2s ° C, with the previously known static mixing systems K = 0.09-0.175 Kcal / m2s ° C and with the device according to the invention K = 0 , 09-0.25 Kcal / m2s ° C reached.

Mit Hilfe der Beispiele wurde die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens und der Einrichtung näher erläutert. Wie daraus hervorgeht, können sie sehr vielfältig und in mehreren Gebieten, nicht nur in den als Beispiele erwähnten Fällen, angewendet werden. Sie haben günstigere Betriebsparameter als die vorbekannten Einrichtungen wegen der grösseren Berührungsfläche, gesteigerten Wärmeübergabe und Scherwirkung. Für ein gleiches Ergebnis genügt eine viel kleinere Rohrlänge. An den Begrenzungs- und Trennwänden bildet sich viel weniger Absatz. The application of the method and the device according to the invention was explained in more detail with the aid of the examples. As can be seen from this, they can be used in a wide variety and in several areas, and not only in the cases mentioned as examples. They have more favorable operating parameters than the previously known devices because of the larger contact area, increased heat transfer and shear effect. A much smaller tube length is sufficient for the same result. There is much less sales on the boundary and partition walls.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

S S

4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

653567

PATENT CLAIMS

1. A method for the static mixing of agents in a room or part of a room delimited by a wall or walls and divided by at least one partition, characterized in that the flow rate of one or more agents flowing in parallel in the same direction varies in opposite directions, where at given intervals of change in speed, at least two means flowing in a space or part of a space separated by a partition are brought into contact with one another.

2. The method according to claim 1, characterized in that further means are brought into the flow by the flow of one or more agents.

3. The method according to claim 1, characterized in that in one or more means also a deviating from the axial main flow direction, in the extreme case approximately perpendicular flow is generated at least in part of the interval of the opposite speed change or thereafter.

4. The method according to claim 3, characterized in that the deviating from the main flow direction, in the extreme case vertical flow varies is generated at the end of the interval of the opposite speed change.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the means deviating from the main flow direction, in the extreme case, are brought into a forced flow by the curvature of the dividing partition.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the means are brought into contact with one another in the intervals of the speed change by discontinuities of the partition or partitions.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the means in the intervals of the speed change are brought into contact by a screen wall.

8. The method according to any one of claims 6 and 7, characterized in that the separated by the partition or partitions, parallel flowing means in the discontinuities of the partition or partitions by the edge of the opposite wall or partitions moved simultaneously or in the direction of flow be divided.

9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the parallel flowing means after the discontinuities of the partition or partitions by bowing the edge (s) of the continuation of the opposing flow or partitions to the previous partition end (s) below be divided at an angle.

10. Device for performing the method according to one of claims 1 to 9 with one or more boundary walls and one or more partition walls around a longitudinal axis, characterized in that it with one or more partition walls (2) which to the longitudinal axis or to one in the preselected plane (ab) or the boundary walls (1) around the longitudinal axis, which at least partially varies, have an acute angle or obtuse angle, and with spaces (I to VIII) which have a cross section which widens or widens at least partially in the direction of the longitudinal axis have, is provided.

11. The device according to claim 10, characterized in that it with one or more dividing wall pieces (2, 3, 4) the plane (ab) to the longitudinal axis or a preselected plane (ab) or its boundary wall (walls) (1 ) have a changing acute or obtuse angle.

12. Device according to claim 10 or 11, characterized in that the partitions have discontinuities (5).

13. The device according to claim 12, characterized in that the discontinuities (5) of the partition walls (2) are designed as perforated holes.

14. The device according to claim 12, characterized in that the discontinuities (5) of the partitions (2) are designed as holes in a screen fabric.

15. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that it with one or more helical partition walls (2) to the longitudinal axis, a varied obtuse or acute angle and to a in the longitudinal axis, a preselected plane (from) a constantly have changing angle, is provided.

16. The device according to claim 15, characterized in that it is provided with one or more helical partition walls (2) rotated in the opposite direction.

17. Device according to one of claims 10 to 12, 15 and 16, characterized in that it is provided with partitions (2) which are bent at the end of some or all partitions (2) with a given angle.

18. Device according to one of claims 10 to 17, characterized in that it is provided with one or more partitions (8), some of which are self-closing and each delimit a self-viewing space.

19. The device according to claim 18, characterized in that it at least partially varies and in opposite directions with self-contained partition walls (8), to the longitudinal axis or to a preselected plane (ab) placed in the longitudinal axis or to the boundary wall (1) have an obtuse or acute angle and form a narrowing or expanding part of the room.