DE1932758A1 - Photochemical reactor - Google Patents
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Description
DR. B£R© DIPL.-ING. STAPFDR. B £ R © DIPL.-ING. STAPF
ί ATEMTAi JW^LTEί ATEMTAi JW ^ LTE
8 MÜNCHEMä,HILBLESTRASSE2O 19327588 MUNICH, HILBLESTRASSE2O 1932758
CIBA AKTIENGESELLSCHAFT/BASEL (SCHWEIZ)CIBA AKTIENGESELLSCHAFT / BASEL (SWITZERLAND)
Case 6500/ECase 6500 / E
Photochemischer ReaktorPhotochemical reactor
Die Erfindung betrifft einen photochemischen Reaktor, bei welchem die Lichtquelle konzentrisch in einem etwa lotrecht stehenden Zylinder angeordnet ist und die Reaktionsphase am oberen Ende des Zylinders derart auf die Zylinderinnenwand aufgebracht wird, dass auf dieser ein möglichst gleichmässiger Flüssigkeitsfilm erzeugt wird, der durch die Schwerkraft nach unten fliesst, wobei zwischen Film und Lichtquelle eine Gasphase aufrechterhalten wird.The invention relates to a photochemical reactor, in which the light source is arranged concentrically in an approximately perpendicular cylinder and the Reaction phase at the top of the cylinder in such a way on the The inner wall of the cylinder is applied so that a liquid film that is as uniform as possible is generated on it, the flows downwards under the force of gravity, a gas phase being maintained between the film and the light source.
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Derartige Reaktoren haben den Vorteil, dass infolge der zwischen Lichtquelle und Reaktionsphase bestehenden Gasphase, die Gefahr von Ablagerungen aus der Reaktionsphase auf der Lampenoberfläche auf ein Mindestmass reduziert ist. Das Problem der Bildung eines gleichmässigen Filmes der Reaktionsphase^ auf der Zylinderwandinnenfläche konnte Je-. doch bisher nicht befriedigend gelöst werden.Such reactors have the advantage that as a result of the existing between the light source and the reaction phase Gas phase, the risk of deposits from the reaction phase on the lamp surface is reduced to a minimum. The problem of the formation of a uniform film of the Reaction phase ^ on the inner surface of the cylinder wall could Je-. but have not yet been solved satisfactorily.
P Bei einem bekannten Reaktor dieser Art wird die ,P In a known reactor of this type, the
Reaktionsphase mittels eines Ringspaltes auf der Zylinderwand verteilt, wobei eine Spaltbegrenzung durch die Zylinderwand gebildet ist. Ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Spalt zum Verstopfen neigt, da er relativ schmal sein muss und ausserdem der Zuleitungsdruck ein gewisses Mass nicht überschreiten darf, andernfalls keine einwandfreie Filmbildung stattfindet. Somit ist der : Reaktor für die Belichtung von heterogenen Gemischen, z.B.Reaction phase distributed on the cylinder wall by means of an annular gap, a gap delimitation being formed by the cylinder wall. A major disadvantage of this arrangement is that the gap tends to clog because it must be relatively narrow and, moreover, the supply pressure must not exceed a certain level, otherwise no perfect film formation takes place. Thus the: reactor for the exposure of heterogeneous mixtures, e.g.
r die Reaktion von Bleitetraacetat mit see. Alkoholen nicht bzw. nur schlecht geeignet. Die Herstellung des Ringspaltes; ist insbesondere bei grösseren Reaktoren ziemlich aufwendig, wodurch sich der gesamte Apparat merklich verteuert. Die Anpassung des Ringspaltes an die jeweilige Reaktionsphase stösst bei den Ringspalt-Reaktoren auf grosse Schwierigkeiten, welche bisher keine befriedigende Lösung ge-, funden haben. . . - '; - - ' - r the reaction of lead tetraacetate with see. Alcohols not or only poorly suitable. The production of the annular gap; is rather expensive, especially in the case of larger reactors, which makes the entire apparatus noticeably more expensive. The adaptation of the annular gap to the respective reaction phase encounters great difficulties in the annular gap reactors, which have not yet found a satisfactory solution. . . - '; - - '-
Die aufgezeigten Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass die Einleitung der Reaktions-The disadvantages shown are according to the invention avoided that the initiation of the reaction
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phase mittels einer oder mehrerer Düsen erfolgt, welche konzentrisch zur Zylinderachse in geringem Abstand von der Zylinderwand auf diese gerichtet angeordnet sind.phase takes place by means of one or more nozzles, which concentric to the cylinder axis at a short distance from the Cylinder wall are arranged directed towards this.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zylinder oben kuppeiförmig abgeschlossen, wobei zur Einleitung der Reaktionsphase nur eine einzige, auf den Scheitelpunkt dieser Kuppel gerichtete Düse vorgesehen ist. Die Kuppel ist vorzugsweise halbkugelförmig.According to a preferred embodiment of the invention the cylinder is closed at the top in a dome-shaped manner, whereby only a single, nozzle directed towards the apex of this dome is. The dome is preferably hemispherical.
Die zur Flüssigkeitsfilmbildung erfindungsgemäss angewandten Düsen neigen viel weniger zur Verstopfung als Ringspalte und können ausserdem mit geringem Aufwand auswechselbar konstruiert werden. Bei Reaktoren mit mehreren Düsen können diese bzw. deren Zuleitungen einzeln oder in bestimmten Gruppen "zu- und abschaltbar ausgebildet sein. Der Reaktor ist dann durch einfache Umschaltung an die jeweils verlangte Reaktion "anpassbar,, wobei die Filmdicke optimal eingestellt werden kann.The liquid film formation according to the invention The nozzles used are much less prone to clogging than annular gaps and can also be replaced with little effort be constructed. In the case of reactors with several nozzles, these or their feed lines can be used individually or in certain groups "can be switched on and off. The reactor can then be switched over to the reaction required in each case "adaptable," whereby the film thickness can be optimally adjusted.
Gemäss einer weiteren Variante der Erfindung ist eine" Spülvorrichtung für die Oberfläche der Lichtquelle vorgesehen, so dass flüchtige Substanzen, welche allenfalls aus dem Film durch den Gasraum auf die Lichtquellenoberfläche gelangen abgespült werden können, bevor sich dort einen insbesondere wegen der Lichtschwächung schädlichen ·.' Belag bildet. Die Spülung erfolgt vorzugsweise mit dem Reaktionslösungsmittel, insbesondere Intermittierend.According to a further variant of the invention a "flushing device for the surface of the light source provided so that volatile substances, which at most from the film through the gas space onto the light source surface can be rinsed off before a harmful ·. ' Covering forms. The rinsing is preferably carried out with the reaction solvent, in particular intermittently.
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Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand · der Zeichnung näher erläutert; es zeigen: . VIn the following, the subject matter of the invention is based on the drawing explained in more detail; show it: . V
Fig. 1, 2 und 3 drei Ausführungsbeispiele mit einer einstrahligen Reaktionsphaseneinleitung jeweils im Axialschnitt,Fig. 1, 2 and 3 three embodiments with one single-jet reaction phase initiation in axial section,
Fig. 4 eine Detailvariänte mit einer mehrstrahligen Reaktionsphaseneinleitung im Axialschnitt P -" . . ■ und4 shows a detailed variant with a multi-jet reaction phase initiation in an axial section P - ".. ■ and
Pig. 5 einen Schnitt nach der Linie V - V derPig. 5 shows a section along the line V - V of
Fig. 4.Fig. 4.
Die dargestellten Reaktoren bestehen jeder aus zwei koaxialen Zylindern 1 und 2, die beide oben in Form einer halbkugelförmigen Kuppel Ik bzw. 2k abgeschlossen sind. Der innere Zylinder 2 ist als lichtdurchlässiger bzw..durchsichtiger Doppelmantel ausgebildet und umschliesst die durch eine Röhrenlampe 3 gebildete Lichtquelle. " Die Zuleitung der Reaktionsphase erfolgt durch einThe reactors shown each consist of two coaxial cylinders 1 and 2, both in the form of a top hemispherical dome Ik or 2k are completed. Of the inner cylinder 2 is more translucent or transparent Double jacket formed and encloses the light source formed by a tube lamp 3. "The reaction phase is fed in through a
Rohr 4, das in einer vorzugsweise auswechselbaren Düse 5 endet, welche auf den Scheitelpunkt der Kuppel Ik des äusseren Zylinders 1 gerichtet ist. Die aus der Düse 5 auf die Kuppel gerichtete flüssige Reaktionsphase bildet auf dieser einen über die Innenwandfläche des Zylinders 1 stetig abfliessenden zusammenhängenden Film. Die Ausbildung dieses Films· kann durch entsprechende Abstimmung des Druckes der Reaktionsphase bzw. des Förderdruckes und Düsenquerschnittes optimal gesteuert werden. Der äussere Zylinder 1 ist unten mittelsTube 4, which ends in a preferably exchangeable nozzle 5, which on the apex of the dome Ik of the outer cylinder 1 is directed. The liquid reaction phase directed from the nozzle 5 onto the dome forms one on this Coherent film flowing continuously over the inner wall surface of the cylinder 1. The training of this film · can optimally through appropriate coordination of the pressure of the reaction phase or the delivery pressure and nozzle cross-section being controlled. The outer cylinder 1 is below by means
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eines angeflanschten topfförmigen Bodens Ib abgeschlossen, welcher einen Abfluss Ic für das belichtete Reaktionsgut aufweist. Das zu belichtende Reaktionsgut kann auch mehrmals durch den Reaktor geführt werden (Rezirkulatiqn), wodurch die Filmlänge praktisch beliebig verlängerbar ist. Selbstverständlich können auch mehrere Reaktoren in Serie oder parallel geschaltet werden.a flange-mounted, pot-shaped base Ib which has an outlet Ic for the exposed reaction material. The reaction material to be exposed can also be passed through the reactor several times (recirculation) , as a result of which the film length can be extended practically as desired. Of course, several reactors can also be connected in series or in parallel.
Durch, den Doppelmantel des inneren Zylinders 2 kann ein Kühl- und/oder Filtermedium, insbesondere in .flüssiger Form geleitet werden. Die Einleitung erfolgt über einen unteren Anschluss β und die Ableitung über ein Rohr J, dessen Mündung 7m im oberen Teil des Doppelmantels liegt, ■■■■■-'■ ' A cooling and / or filter medium, in particular in liquid form, can be passed through the double jacket of the inner cylinder 2. The introduction takes place via a lower connection β and the discharge via a pipe J, the mouth of which is 7m in the upper part of the double jacket , ■■■■■ - '■'
Der in Fig. 1 dargestellte Reaktor ist ferner mit einem Spühlrohr 8 ausgestattet, dessen Mündung 8m von aussen auf die Kuppel 2k, des inneren Zylinders 2 bzw. auf diesen Teil des Doppelmantels gerichtet ist. Mittels dieser Anordnung kann die Oberfläche des inneren Zylinders bzw. Aussenmantels bedarfsweise abgespült, d.h. von Ablagerungen flüchtiger Substanzen aus dem Film der Reaktionsphase befreit werden. Zur Spülung wird vorzugsweise das Reaktionslösungsmittel verwendet.The reactor shown in Fig. 1 is also equipped with a flushing pipe 8, the mouth 8m of which is directed from the outside onto the dome 2k, the inner cylinder 2 or this part of the double jacket. By means of this arrangement, the surface of the inner cylinder or outer jacket can, if necessary, be rinsed off, ie freed from deposits of volatile substances from the film of the reaction phase. The reaction solvent is preferably used for rinsing.
Anstelle der einzigen Reaktionsphasendüse 5 oder zusätzlich zu dieser können weitere Reaktionsphasendüsen auf die Zylinderwand 1 bzw. Kuppel Ik gerichtet sein. Eine solche Detailvariante ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt.Instead of the single reaction phase nozzle 5 or in addition to this, further reaction phase nozzles can be directed at the cylinder wall 1 or dome Ik. One such a detailed variant is shown in FIGS.
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.Die auf den. Scheitel der Kuppel Ik gerichtete Düse ist wiederum mit 5 bezeichnet. Ausser dieser Düse sind darstellungsgemäss vier weitere auf "einer Ringleitung 40 gleichmassig verteilte Düsen 4l, 42, 43 und 44 vorgesehen. Die Düse 5 einerseits und die Ringleitung 40 anderseits können mittels nicht dargestellter Ventile wahlweise gemeinsam oder getrennt ein- und ausgeschaltet werden. fe ; Zur Erhöhung der.Verweilzeit der Reaktionsphase.The on the. The nozzle directed towards the apex of the dome Ik is again denoted by 5. Apart from this nozzle are representation according to four further 40 equal moderately distributed nozzles 4l, 42 are provided on "a ring line 43 and 44. The nozzle 5 on the one hand and the ring line 40 on the other hand can be optionally together or separately turned on and off by means of not shown valves fe..; To increase the residence time of the reaction phase
im Reaktor kann dieser um seine Längsachse drehbar und/oder mit gewellten Wänden ausgestattet sein. Je ein Ausführungsbeispiel hierzu zeigen die Pig. 2 und 3* wobei gleiche Teile : gleich bezeichnet sind wie in Pig. I.in the reactor this can be rotated about its longitudinal axis and / or be equipped with corrugated walls. The Pig. 2 and 3 * where the same parts : are designated the same as in Pig. I.
ι Gemäss Fig. 2 ist der Zylinder 1 mittels einesι According to Fig. 2, the cylinder 1 is by means of a
: Lagers 20 drehbar am Topf Ib aufgesetzt, wobei der Antrieb mittels eines nicht dargestellten Motors über ein Zahnradge-r triebe 21 - 26 erfolgt. Die Rotationsgeschwindigkeit kann ψ soweit erhöht werden, dass die Zentrifugalkraft die Abfluss-• geschwindigkeit massgebend reduziert. : Bearing 20 rotatably placed on the pot Ib, the drive being effected by means of a motor (not shown) via a gear drive 21-26. The speed of rotation can be increased ψ to such an extent that the centrifugal force significantly reduces the flow rate.
Gemäss Fig. 3 ist die Wand des Zylinders 1 balgenartig gewellt. Der gewellte Zylinder kann auch bei der drehbaren Ausführungsform der Pig. 2 eingesetzt werden, wobejj dann bei entsprechender Erhöhung der Drehzahl eine beliebig ; lange Verweilzeit der Reaktionsphase an der Zylinderwand bzw. in den Wellentälern erreichbar ist. ■·According to FIG. 3, the wall of the cylinder 1 is like a bellows wavy. The corrugated cylinder can also be used in the rotatable embodiment of the Pig. 2 are used, wherebyjj then any with a corresponding increase in speed ; long residence time of the reaction phase on the cylinder wall or can be reached in the wave troughs. ■ ·
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die. ι dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann z.B.The invention is of course not based on that. ι illustrated embodiments limited. E.g.
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I tI t
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zur Filmerzeugung eine einzige schräg oder horizontal gerichtete, drehbare Düse vorgesehen sein, deren Drehzentrum sich in der Reaktormittelachse befindet, wobei Vorzugsweise die Zuleitung für diese Düse von oben zentrisch in den Reaktor eingeführt wird.a single inclined or horizontally directed, rotatable nozzle can be provided for film production, the center of rotation is located in the central axis of the reactor, preferably the feed line for this nozzle from above centrally into the reactor is introduced.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung hängt die zuverlässige Ausbildung des Filmes an der Zylinderwand ausser von der Viskosität der Reaktionsphase noch von dem Düsendurchmesser, dem Abstand zwischen Düse und Wand und dem Flüssigkeitsdruck bzw. der zeitlichen Durchflussmenge ab. Praxisversuche haben überraschenderweise gezeigt, dass diese Werte nichts besonders kritisch sind. Die folgenden Tabellen, welche die in Rig. I gezeigte Anordnung zugrundeliegt, illustrieren dies, wobei eine gute Filmausbildung durch "+" und eine unzureichende Filmausbildung durch "-" symbolisiert sind. Weiter sind bezeichnet: der Zylinderinnendurchmesser des Reaktors mit D, der Düsendurchmesser mit d, der Abstand zwischen Düsenmündung und Zylinderwand bzw. Kuppel mit s und die zeitliche Durchflussmenge mit M (vgl. Fig. 1). Als Versuchsflüssigkeit wurde (anstelle einer · Reaktionsphase) Wasser verwendet.In the inventive device depends reliable formation of the film on the cylinder wall except on the viscosity of the reaction phase nor on the nozzle diameter, the distance between the nozzle and the wall and the liquid pressure or the temporal flow rate. Practical trials have surprisingly shown that these values are nothing particularly critical. The following tables, which those in rig. I is based on the arrangement shown, illustrate this, with a good film education symbolized by "+" and an inadequate film education by "-" are. The following are also designated: the inside diameter of the reactor cylinder with D, the nozzle diameter with d, the distance between the nozzle orifice and the cylinder wall or Dome with s and the temporal flow rate with M (see Fig. 1). Water was used as the test liquid (instead of a reaction phase).
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Reaktor mit Zylinderinnendurchmesser D = 200 mmReactor with cylinder inside diameter D = 200 mm
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909882/1573909882/1573
■ - -30th
■ - -
909882/1673909882/1673
Reaktor mit Zylinderinnendurchmesser D = 500 mmReactor with cylinder inside diameter D = 500 mm
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19327^819327 ^ 8
90 9882/157 390 9882/157 3
25 '20th
25 '
909802/157 3909802/157 3
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH995768A CH493268A (en) | 1968-07-04 | 1968-07-04 | Photochemical reactor |
CH738669A CH507738A (en) | 1968-07-04 | 1969-05-14 | Photochemical reactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1932758A1 true DE1932758A1 (en) | 1970-01-08 |
Family
ID=25701243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691932758 Pending DE1932758A1 (en) | 1968-07-04 | 1969-06-27 | Photochemical reactor |
Country Status (4)
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CH (1) | CH507738A (en) |
DE (1) | DE1932758A1 (en) |
FR (1) | FR2014498A1 (en) |
GB (1) | GB1212330A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2704942A1 (en) * | 1977-02-07 | 1978-08-10 | Strahlen Umweltforsch Gmbh | Reactor for heterogeneous light activated reactions - has radiation tube and means of rotation |
-
1969
- 1969-05-14 CH CH738669A patent/CH507738A/en unknown
- 1969-06-24 FR FR6921178A patent/FR2014498A1/fr not_active Withdrawn
- 1969-06-27 DE DE19691932758 patent/DE1932758A1/en active Pending
- 1969-06-30 GB GB3303469A patent/GB1212330A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2704942A1 (en) * | 1977-02-07 | 1978-08-10 | Strahlen Umweltforsch Gmbh | Reactor for heterogeneous light activated reactions - has radiation tube and means of rotation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2014498A1 (en) | 1970-04-17 |
CH507738A (en) | 1971-05-31 |
GB1212330A (en) | 1970-11-11 |
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