DE1632407B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Gas in zwei in einem Behälter befindlichen Komponenten von unterschiedlichem spezifischem Gewicht - Google Patents

Description

ORiGIiSSAL SMSPECTED

3 4

aus diesen Zonen abzuführen. Es ist jedoch praktisch oder mit der oberen Komponente die Entschwefenicht möglich, eine Kontrolle über die bereits an den lung herbeiführt.

Reaktionsort gelangten Komponenten der oberen Vorteilhaft ist auch, daß in das in den Grenzbe-

Schicht oder der unteren Flüssigkeit zu erhalten, so reich der beiden Komponenten eingeleitete Gas zudaß stets unsicher bleibt, ob nicht doch bereits rea- 5 sätzliche, die Reaktion zwischen den Komponenten gierte Stoffe erneut in den Bereich der Reaktion ge- unterstützende Feststoffe eingeleitet werden,
fördert werden. Geräte zur Erzeugung einer turbulenten Strömung

Es hat sich auch gezeigt, daß die erwartete Wir- sind bekannt (deutsche Auslegeschrift 1190 479). kung nicht oder nicht in dem erwartenden Umfang Ein solches bekanntes Gerät besteht aus einer meeingetreten ist, obwohl eine beträchtliche Umwäl- io chanischen Rühr- und Pumpvorrichtung, die ein unzung innerhalb der jeweiligen Komponente stattge- teres Ansaugrohr und über dem Ansaugrohr seitlich funden hat. Es scheint, daß die bekannten Verfah- angeordnete, im wesentlichen horizontale Auslaufrensweisen zum Einbringen von Gas zwar die Um- rohre besitzt und umlaufend angetrieben ist. In wälzung, d. h. die Förderung der beiden Komponen- Weiterbildung eines derartigen die turbulente Ströten unterstützt, daß jedoch eine ausgeprägte Turbu- 15 mung erzeugenden Gerätes wird erfindungsgemäß lenz in der Reaktionszone selbst wirkungsvoller vorgeschlagen, daß das Gas mittels eines Zufuhwäre. rungsrohres, das jeweils innerhalb eines Auslaufroh-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- res mündet, einleitbar ist. Wie sich gezeigt hat, ist gründe, die Intensität der Reaktion zwischen den bei- eine erhöhte Turbulenz und eine Beschleunigung der den Komponenten zu steigern. Hierbei soll die me- 20 Reaktion zu beobachten, wenn das Gas mittels einer chanisch erzeugte turbulente Strömung ausgenutzt Rühr- und Pumpvorrichtung der bezeichneten Aus-

t werden, um das Gas einzubringen. gestaltung durch rotierende Auslauföffnungen in die

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsge- flüssige Komponente eingeleitet wird. In diesem Fall maß darin, daß das Gas in den zwischen den Korn- ist auch ein guter Rühr- und Spülungseffekt des Gaponenten liegenden Grenzbereich eingeleitet wird. 25 ses durch die obenliegende, schichtförmige Kompo-Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß das zuzu- nente zu beobachten, besonders wenn diese Kompoführende Gas sehr weitgehend über eine große Ober- nente dickflüssig ist, so daß unterschiedliche Zusamfläche auf der sich beide Komponenten gegenüberlie- mensetzungs-Gradienten ausgeglichen werden,
gen, verteilt wird. Die Reaktion zwischen den beiden Abgesehen von dem Vorschlag, an der Rühr- und

Komponenten läuft daher vollkommener, d.h. ort- 30 Pumpvorrichtung Gas-Zuführungsrohre vorzusehen, hch nicht als Maximum sondern verteilt auf einer ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung niedrigeren Energiestufe, die in vielen Fällen er- vorteilhaft, daß zusätzlich Gas mittels fest am Gefäß wünscht ist. Ferner wirkt sich günstig aus, daß durch oder beweglich vorgesehener Rohre einleitbar ist. die Variierung der Strömungsgeschwindigkeit in der Die zusätzlichen Rohre gestatten, bei sehr großen turbulenten Strömung und durch eine Steuerung der 35 Behältern auch die Randbereiche mit zu erfassen.
Zuführmenge des Gases optimale Reaktionsbedin- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung

gungen geschaffen werden können, die sowohl auf kann die Rührvorrichtung als umlaufend angetriebedie beiden Komponenten als auch auf das Gas selbst nes Flügelrad oder Stern oder als mit Rührflächen abgestimmt sind. ausgerüstetes translatierendes Gerät ausgebildet sein.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, 40 Die so gestaltete Vorrichtung gestattet, besonders daß ein inertes Gas eingeleitet wird. Die Anwesenheit große Flächen zwischen den beiden Komponenten zu des inerten Gases schließt zwar eine Teilnahme des bestreichen. Hierbei kann auf die pumpende Wir-Gases an der Reaktion selbst aus, verursacht jedoch kung verzichtet werden.

' eine Auflockerung der im Grenzbereich befindlichen Ein Ausgleich für die Pumpwirkung kann nach

Teilchen der beiden Komponenten, so daß diese 45 einer weiteren, die Erfindung ausgestaltenden Maßtrotz Anwesenheit unerwünschter Begleitstoffe in den nähme dadurch erzielt werden, daß das Gas mittels beiden Komponenten miteinander in gewünschtem des Zuführungsrohres die turbulente Strömung verAusmaß reagieren. Das inerte Gas verstärkt jedoch stärkend, d. h. unter Druck zuführbar ist. Es ist die turbulente Strömung und trägt dazu bei, die Re- selbstverständlich möglich, auch zusätzlich zur als aktion auf eine große Oberfläche zu erweitern. 50 Pumpvorrichtung ausgebildeten Rührvorrichtung das

Im Gegensatz zur Maßnahme, ein inertes Gas ein- Gas unter Druck zuzuführen. Bei der praktischen zuleiten, steht eine andere Ausgestaltungsform der Ausführungsform einer auf dem Pumpenprinzip ar-Erfindung, nämlich, daß ein an der Reaktion zwi- beitenden Rührvorrichtung werden die in einer Ansehen den Komponenten teilnehmendes Gas eingelei- zahl von zwei oder mehr Seitenarmen vorhandenen tet wird. Derartige Gase sind insbesondere in der 55 Auslauföffnungen unterhalb des Spiegels der unteren Metallurgie üblich und werden bei der Behandlung Flüssigkeit in einer gewissen Tiefe gehalten und das von Metallschmelzen eingesetzt. Gas wird durch das zentrale vertikale Rohr zuge-

Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird führt, welches unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mit ferner vorgeschlagen, daß zur Entschwefelung von einzelnen Öffnungen versehen ist. Hierbei ist mög-Eisen- oder Metallschmelzen ein Gas eingeleitet 60 lieh, durch Steuerung des Gasdrucks die Flüssigkeitswird, das unabhängig von den beiden Komponenten säule in dem rotierenden Gerät zu beeinflussen.

Claims (9)

spezifischem Gewicht zum Beschleunigen von Reak- Patentansprüche: tionsvorgängen zwischen den Komponenten, von de nen die untere flüssig und die obere schichtförmig

1. Verfahren zum Einbringen von Gas in zwei vorliegende fest oder flüssig ist, wobei mittels eines in einem Behälter befindlichen Komponenten 5 in der Flüssigkeit bewegten Gerätes eine turbulente von unterschiedlichem spezifischem Gewicht zum Strömung erzeugt und unter deren Wirkung das Gas Beschleunigen von Reaktionsvorgängen zwischen eingeführt wird.

den Komponenten, von denen die untere flüssig Zur Durchführung und zur Beschleunigung physi-

und die obere, schichtförmig vorliegende, fest kalisch-chemischer Vorgänge in Flüssigkeiten, insbe- oder flüssig ist, wobei mittels eines in der Flüssig- io sondere in Metallschmelzen von über 800° C ist bekeit bewegten Gerätes eine turbulente Strömung kannt, mechanisch zu rühren bzw. die flüssige Komerzeugt und unter deren Wirkung das Gas einge-, ponente umzupumpen (deutsche Auslegeschrift leitet wird, dadurch gekennzeichnet, 1190479). Die turbulente Strömung wird in bekanndaß das Gas in den zwischen den Komponenten ter Weise erzeugt, indem die Flüssigkeit unten angeliegenden Grenzbereich eingeleitet wird. 15 saugt und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- nach oben gefördert und in Richtung des Behälterkennzeichnet, daß ein inertes Gas eingeleitet randes ausgestoßen wird. Die so erzeugten Strömunwird. gen verursachen ein Durchmischen der unteren, flüs-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- sigen Komponente, wodurch z.B. auf Grund der einkennzeichnet, daß ein an der Reaktion zwischen ao tretenden Oberflächenvergrößerung eine rasche Entden Komponenten teilnehmendes Gas eingeleitet gasung erzielt werden kann.

wird. Es ist ferner bekannt, durch fontänenartiges Ver- ä

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- sprühen der flüssigen Komponente die Flüssigkeits- ™ kennzeichnet, daß zur Entschwefelung von Eisen- oberfläche zu vergrößern, wobei die Flüssigkeit in- oder Metallschmelzen ein Gas eingeleitet wird, 25 folge der Wirkung eines in dem Raum, in dem die

das unabhängig von den beiden Komponenten Schmelze versprüht wird, herrschenden Vakuums in

oder mit der oberen Komponente die Entschwe- einem Steigrohr empor gefördert wird und in dem

feiung herbeiführt. Vakuum in der Flüssigkeit enthaltene Gase abgibt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- Auch das Einbringen von Gas ist in vielfältiger durch gekennzeichnet, daß in das in den Grenz- 3° Form bekannt, wobei jeweils Gas in der flüssigen bereich der beiden Komponenten eingeleitete Gas Komponente eingegeben wird oder aber wie in der zusätzliche, die Reaktion zwischen den Kompo- Metallurgie auf die obere, schichtförmig vorliegende nenten unterstützende Feststoffe eingeleitet wer- Komponente aufgeblasen wird (Sauerstoff-Aufblas-

'" den. verfahren). Beim Aufblasen von Gasen auf die obere

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 35 Komponente strömt das Blasgas in einigem Abstand rens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 aus einem eingeführten Rohr aus.

bis 5, bestehend aus einer mechanischen Rühr- Es ist auch bekannt, Flüssigkeiten, die einer Rei-

und Pumpvorrichtung, die ein unteres Ansaug- nigung unterzogen werden sollen, wie z. B. zu reinirohr und über dem Ansaugrohr seitlich angeord- gendes Wasser, das schwebende Feststoffe enthält,

nete, im wesentlichen horizontale Auslaufrohre 40 und das mit einer Schicht von Chemikalien in fester besitzt und die umlaufend angetrieben ist, da- oder flüssiger Form bedeckt wird, durch eingeführtes durch gekennzeichnet, daß das Gas mittels eines Gas wie z. B. Luft zu einer stärkeren Reaktion zwi-Zuführungsrohres, das jeweils innerhalb eines sehen der flüssigen und der festen, bzw. flüssigen a Auslaufrohres mündet, einleitbar ist. Komponente zu veranlassen. Hierbei kann die obere '

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- 45 Komponente zwecks Tötung von Keimen oder aber kennzeichnet, daß zusätzlich Gas mittels fest am zur Bildung neuer Keime vorgesehen sein.

Gefäß oder beweglich vorgesehener Rohre ein- Sowohl dem Verfahren, das Gas auf die obere

leitbar ist. Komponente aufzublasen als auch Gas in Blasenform

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- in der unteren, flüssigen Komponente zu verteilen, kennzeichnet, daß die Ruhr-Vorrichtung als um- 50 haftet der Nachteil an, daß jeweils nur eine Kompolaufend angetriebenes Flügelrad oder Stern oder nente primär mit dem Gas in Berührung kommt, so als mit Rührflächen ausgerüstetes translatieren- daß die zweite Komponente mehr oder weniger gedes Gerät ausgebildet ist gen das Gas abgeschirmt wird. Die Folge davon ist,

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, daß die Reaktionen zwischen den beiden Komponendadurch gekennzeichnet, daß das Gas mittels des 55 ten, insbesondere bei sehr großen Mengen, nicht in-Zuführungsrohres die turbulente Strömung ver- nerhalb einer gewünschten kurzen Reaktionszeit stärkend, d. h. unter Druck zuführbar ist. ablaufen. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß die eigentliche Reaktion zwischen den beiden Komponenten in einer sehr dünnen, örtlich be-

60 grenzten Zone vor sich gehen. Um unter Ausnutzung der maximalen, örtlichen Reaktionsgeschwindigkeit, die von den Eigenschaften, d. h. der Affinität der beiden Komponenten abhängt, das ganze Volumen der unteren Flüssigkeit in kürzest möglicher Zeit an der

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zu 65 Reaktion teihiehmen zu lassen, ist es erforderlich, dessen Ausübung besonders günstige Vorrichtung kontinuierlich Volumenteile der noch nicht zur Rezum Einbringen von Gas in zwei in einem Behälter aktion gelangten beiden Komponenten in die Reakbefindlichen Komponenten von unterschiedlichem tionszonen zu bringen und die Reaktionsprodukte