DD237796A1

DD237796A1 - Etagenruehrer fuer begaste ruehrkessel

Info

Publication number: DD237796A1
Application number: DD27687185A
Authority: DD
Inventors: Felix Kudrewizki; Petra Rabe
Original assignee: Inst Tech Mikrobiologie
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-07-30

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Etagenruehrer fuer begaste Ruehrkessel. Ziel der Erfindung ist es, einen Etagenruehrer, der sowohl in koaleszierenden als auch in koaleszenzgehemmten Medien eine Erhoehung des spezifischen, auf den Leistungseintrag bezogenen Dipergiereffektes erlaubt. Es besteht die Aufgabe, das Begasungssystem in industriellen Reaktoren so zu gestalten, dass mit minimalem Aufwand an mechanischer Energie ein maximaler Dispergiereffekt erreicht und gleichzeitig die Homogenitaet im gesamten Reaktorraum gesichert wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess durch einen Etagenruehrer geloest, dessen obere Schaufelruehrer eine geringere Blatthoehe als die Blatthoehe des unteren Schaufelruehrers besitzt. Der Durchmesser aller auf der Welle befindlichen Ruehrer des Etagenruehrers ist gleich.

Description

Auf der Rührerwelle 1 sind drei Schaufelrührer 2 a und 2 b mit je sechs Schaufeln und einem Durchmesser, der 0,4mal dem Behälterdurchmesser entspricht, im gleichen Abstand zueinander angebracht. Die Blattbreite aller Schaufelrührer 2a und 2 b entspricht 0,25mal dem Rührerdurchmesser. Die Blatthöhe h-, des Schaufelrührers 2a beträgt 0,2mal, die Blatthöhe h₂ der Schaufelrührer 2 b 0,1 mal dem Rührerdurchmesser. Der Rührbehälter enthält vier Schikanen 3. Unter dem Schaufelrührer 2 a befindet sich ein Gasverteiler 4. Das durch den Gasverteiler 4 mit einer linearen Gasgeschwindigkeit von 0,024m/s in den Behälter strömende Gas gelangt in den unteren Zustrom des Schaufelrührers 2a und wird in dessen turbulentem Rührerstrom auf die minimale Blasengröße zerteilt. Die so gebildeten Gasblasen gelangen mit dem Rührerabstrom in den Rührbehälterund werden bei ihrem weiteren Aufstieg durch den Behälter mehrmals vom Rührerzustrom der Schaufelrührer 2 b bzw. dem oberen Rührerzustrom des Schaufelrührers 2a erfaßt und im Rührerstrom jeweils wieder auf die minimale Blasengröße gebracht. Dadurch wird die für den Stofftransport zur Verfugung stehende Blasengröße — insbesondere bei koaleszenzgehemmten Medien — annähernd gleich der minimalen Blasengröße des Rührerstromes. Durch das Herabsetzen der Schaufelhöhe der oberen Rührer 2b kann damit bei gleichem Dispergiereffekt der mechanische Energieeintrag des erfindungsgemäßen Etagenrührers im Vergleich zu Etagenrührern, bei denen alle Schaufelrührer auf der Welle die gleichen Abmessungen besitzen, auf das ca. 0,6fache abgesenkt werden. Der für den gleichen Dispergiereffekt benötigte mechanische Leistungseintrag eines Etagenrührers nach DD-WP 137407 liegt im gleichen Fall auf Grund des durch die kleineren Durchmesser der oberen Rührer bedingten Anstiegs der mittleren Blasengröße um ca. das 1,25fache über dem des erfindungsgemäßen Etagenrührers.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Etagenrührerfür begaste Rührkessel, mit mehreren, auf einer Welle angeordneten Schaufel rührern gleicher Blattzahl für industrielle Rührreaktoren, in denen Flüssigkeiten durch einen oder mehrere unter dem untersten Rührer befindliche Gasverteiler begast werden, gekennzeichnet dadurch, daß der unterste Schaufelrührer eine größere Blatthöhe als die darüber angeordneten Schaufelrührer besitzt und alle Schaufelrührer den gleichen Durchmesser aufweisen.
2. Etagenrührer nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die oberen Schaufelrührer eine Blatthöhe von 0,4bis0,85mal der Blatthöhe des untersten Schaufelrührers besitzen.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Etagenrührer für begaste Rührkessel, insbesondere zur Begasung von Flüssigkeiten in industriellen Rührkesseln, bei denen mehrere auf einer Welle angeordnete Rührer eingesetzt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannterweise werden Etagenrührer, die sich aus mehreren, auf einer Welle angeordneten Schaufelrührern zusammensetzen zur Begasung industrieller Rührkessel eingesetzt. Die Zuführung des Gases erfolgt hierbei durch einen oder mehrere unter dem untersten Rührer angeordnete Gasverteiler. Damit gelangt das gesamte Gas in den untersten Rührer, wodurch der Leistungseintrag dieses Rührers stark herabgesetzt wird (Weißgärber, Promotion A 1976). In DD-WP 137407 wird zur Erhöhung des auf den Leistungseintrag bezogenen spezifischen Dispergiereffektes vorgeschlagen, den Durchmesser und/oder die Schaufelzahl der oberen Rührer gegenüber dem untersten Rührer zu verkleinern. Hierbei wird davon ausgegangen, daß im untersten Rührer ein hoher Dispergiereffekt erreicht wird, womit durch die oberen Rührer die Dispersion nur noch aufrechterhalten werden muß. Durch diese Lösung wird praktisch der spezifische Energieeintrag der oberen Rührer auf die Größe dessen des untersten Rührers gesenkt und damit eine gleichmäßige Energiedissipation über den gesamten Reaktor erreicht. Diese Lösung ist jedoch nur für stark koaleszierende Medien geeignet, bei denen die mittlere Blasengröße im Apparat durch die mittlere Energiedissipation bestimmt wird.

In koaleszenzgehemmten Medien dagegen bleibt die minimale Blasengröße, die am Rande des Rührers entsteht, durch den mehrfachen Durchgang durch den Rührer, bei denen jeweils wieder die minimale Blasengröße gebildet wird, erhalten (F. Kudrewizki, Chem.Techn. [1982]). In diesem Fall wird bei einer Rührerkonstruktion entsprechend DD-WP 137407 die Blasengröße in den oberen Reaktorteilen durch den verkleinerten Rührerdurchmesser größer und damit der Dispergiereffekt und die Homogenität des Reaktorinhaltes verringert.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einem Etagenrührer, der sowohl in koaleszierenden als auch in koaleszenzgehemmten Medien eine Erhöhung des spezifischen, auf den Leistungseintrag bezogenen Dispergiereffektes erlaubt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es besteht die Aufgabe, das Begasungssystem in industriellen Reaktoren so zu gestalten, daß mit minimalem Aufwand an mechanischer Energie ein maximaler Dispergiereffekt erreicht und gleichzeitig die Homogenität im gesamten Reaktorraum gesichert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Etagenrührer gelöst, dessen obere Schaufelrührer eine geringere Blatthöhe als die Blatthöhe des untersten Schaufelrührers besitzt. Der Durchmesser aller auf der Welle befindlichen Rührer des Etagenrührers ist gleich. Das Verhältnis der Blatthöhe der oberen Rührer zu der des untersten Rührers liegt entsprechend der Begasungsintensität bei niedrigen Begasungsraten bei 0,85 und reicht bei hohen Begasungsraten bis zu 0,4. Die Arbeitsweise des Etagenrührers erfolgt so, daß das Gas durch einen oder mehrere Gasverteiler unter dem untersten Schaufelrührer in die Flüssigkeit eingetragen und im turbulenten Geschwindigkeitsfeld dieses Rührers auf die minimale Blasengröße, die dem Rührerdurchmesser sowie der Rührerdrehzahl entspricht, gebracht wird. Die in der so gebildeten Dispersion vorhandene Blasengröße wird durch den ein- oder mehrmaligen Durchgang durch die oberen Schaufelrührer immer wieder hergestellt, so daß im Rührkessel — insbesondere bei koaleszenzgehemmten Medien — die minimale Blasengröße effektiv für den Stoffübergang zur Verfügung steht. Durch die Verminderung der Blatthöhe der oberen Rührer wird ein gleichmäßiger Energieeintrag über den gesamten Reaktorinhalt erreicht, wobei der zur Realisierung der Stoffübergangsfläche benötigte Gesamteintrag an mechanischer Energie minimiert wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

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