DE2203648A1

DE2203648A1 - Mischvorrichtung für Gase

Info

Publication number: DE2203648A1
Application number: DE19722203648
Authority: DE
Inventors: Jaime Santos El Cerrito Calif. Son (V.StA.). P
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1971-01-28
Filing date: 1972-01-26
Publication date: 1972-08-10
Also published as: AU470964B2; JPS5414344B1; AU3835872A; GB1344587A; CA970359A; DD96027A5; SE388545B; DE2203648C3; DE2203648B2; ATA61372A; NL170234C; RO61640A; ES399198A1; IT946922B; SU496704A3; AT356633B; PL87252B1; BE778272A; NL170234B; CS170175B2

Description

SHEILINTERiTATIOMLE RESEARCH MAATSCHAPPIJ N.V, Den Haag, Holland

Mischvorrichtung für Gase

Priorität : 28. Januar 1971 / V.St.A. Anmelde-Nr. : 110 494

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Vorrichtung · zum Vermischen zweier Gasströme und ist "besonders geeignet zur Verwendung "bei Oxydationsverfahren, "bei denen ein erster Gasstrom, der einen oder mehrere Kohlenwasserstoffe aufweist, mit einem zweiten, sauerstoffhaltigen Gasstrom gemischt wird. Beispiele solcher Verfahren sind die Gewinnung von Acetaldehyd aus Äthylen oder Äthanol, die Gewinnung von Acetaldehyd und Essigsäure aus Äthan, die Gewinnung von Isopropanol und Aceton aus Propan, die Gewinnung von Methanol, Formaldehyd und Acetaldehyd aus Butan, die Gewinnung von Äthylenoxyd aus Äthylen und die Gewinnung von Phthalsäureanhydrid aus naphthalin oder Orthoxylol. Bei all diesen Verfahren werden die beiden Gasströme im gewünschten Verhältnis gemischt und anschließend einem Reaktionsgefäß zuge-

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führt, ωά eine katalytisch^ oder thermische Umsetzung unter sorgfältig gcsteuErten Bedingungen bewirkt wird, um eine maximale Ausbeute on gewünschten Produkten zu erzielen und AusbEutßvPrluste, die zu Nebenprodukten, Kohlendioxyd und Wasser führen, zu v/nrmeirien.

Da die Tendenz von Gemischen, die einen oder mehrere; Καπίεπ-· lüBSserstoffE und Ssuerstüff enthalten, zur Bildung explosiver ader entflammbarer Zuscriimensetzungen bekannt ist, muß in der Mischvorrichtung die Bildung von detonationsfähigen Gemischen aus Sauerstoff und Hohlenuiasserstoff vermieden uierden. Bei bekenn.lu^n Vorrichtungen uiurde das Mischen sehr großer Gasströme, wie sie bei großtechnischen l/erfahren auftreten, dadurch erzielt, daß ein Gas mittels eines Rohrbündels in einen fließenden Strom des zweiten Gases eingeführt bzij. injiziert wurde, wobei eine turbulente Strömung entstand und ein gründliches Vermischen der beiden Gasströme in einer Mischkammer strrimabuiärts vom Rohrbündel bewirkt wurde. In dieser Mischkammer entstehen gelegentlich örtliche und vorübergehende Zusammensetzungen, die innerhalb der explosionsgefährdeten Grenzen liegen, obwohl infolge der Turbulenz die Zusammensetzung des Gasgemisches, welches schließlich an das Oxydationsgefäß weitergegeben wird, außerhalb der explosionsgefährdeten Grenzen liegt. Es war und ist daher ratsam, ein vollständiges Vermischen so schnell wie möglich zu erzielen.

Zu Beginn und am Ende, bei einr Unterbrechung oder Störung des Oxyriationsverfahrens ergeben sich Situationen, in denen die vorherrschenden Bedingungen sich grundlegend von der normalerr Situation unterscheiden. Beispielsweise nimmt die Strömung des sauerstoff-

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tjUn Gases ullmühlich zu oder nb. Ferner ist es narinalerasuise tdichtig, den Katalysator im ReaktionsgefäB übar mehrere Stunden hin zu konditionieren, währnndessen die Säuerstoffströmung und Konzentration allmählich zunehmen, bis dor für die Oxydation nötige stetige Strom erreicht ist. Unter solchen zeitueilig herrschenden unstetigen Bedingungen kann die zu oxydierende organische Zusammensetzung die Tendenz haben, durch die Rohre zurückr.udiffundieren, so daß explosive Zusammensetzungen auftreten können. Das bisher angewandte Verfahren zum Verhindern eines Zurückströmens organischer Stoffe bestand darin, die Geschwindigkeit des durch die Rohre fließenden Gasstromes dadurch auf ausreichender Höhe zu halten, daß ein Inertgas oder ein Gemisch aus Insrtgasen, insbesondere Stickstoff, Argon, Kohlendioxyd oder Kombinationen derselben, zugeführt wurde. Jedoch sind insbesondere während des Honditionierens, das einige Stunden bis einige Tags dauern kann, ungeheure Mengen an derartigen inerten Stoffen nötig.

Es uäre daher von Vorteil, eine einfache und wirksame Einrichtung zu schaffen, mit der erstens die Gefrhr, daß sich explosive Zusammensetzungen bilden, und zweitens die benötigten Mengen an inerten Epülstoffen auf ein Hinimum eingeschränkt werden. In diesem Zusammenhang idird auf die in der Bundesrepublik Deutschland erschienene Offenlegungsschrift 2 115 978 der Anmelderin hingewiesen, in der zum innigen Vermischen von ζωεί Gasstromen eine Vorrichtung mit einem Gehäuse vorgeschlagen uiird, die:

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ο) cn einem Ende des GeIuiuods einnn ernten Einlnß zum Einführen eines ersten Gasstromes,

b) stromabwärts vom ersten Einlaß einen zweiten Einlaß in

rinr Seitenmsnd dec Gehäuses zum Einführen eines zweiten Gcjsstromtis,

c) einen Auslaß aus dem Gehäuse stromabwärts von dem zweiten Einlaß,

d) eine öffnungslose Trennwand zwischen dem ersten und dem zweiten Einlaß,

e) wenigstens eine mit Löchern versehene Trennwand, die zwischen dem zweiten Einlaß und dem Auslaß angeordnet ist, und

f) eine Anzahl von Rohren enthält, die von der öffnungslosen Trennwand gehalten und nn einem Ende durch diese öffnungslose Trennwand und am anderen Ende durch die mit Löchern versehene Trennwand bzw. Trennwände hindurchgehen.

Es hat sich herausgestellt, daß eine rasche Dispersion erzielt und eine Diffusion der organischen Verbindung zurück zum Gauerstoff-Ginlaß ("Rückstrom") im wesentlichen vermieden wird, wenn eine Mischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Diene Vorrichtung umfaßt eine Mischzone und enthält:

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a) an ninem Ende ύ&τ Zone einen Einlaß zum Einführen eines zweiten Easstroms,

b) stromabwärts von dem Einlaß eine StabilisiGrungszDne für die' Gasgeschwindigkeit und den statischen Druck,

c) stromabwärts von der Stabilisierungszone für die Gasge-. schwindigkeit und den statischen Druck mindestens eine Durchblaseinrichtung zum Injizieren eines ersten Gasstromes in den zweitem Gasstrom, und

d) einen AuslaD für das entstehende Gemisch aus erstem und zweitem-Gasstrom stromabwärts von der letzten, innerhalb der Mischzone angeordneten Durchblaseinrichtung.

Bei Anwendung einer derartigen Vorrichtung uirri ein Gas in ein anderes strömendes Gas an einer Anzahl von Punkten längs einer gleichmäßigen, im wesentlichen zylindrischen Gasleitung durch eine Vielzahl von Öffnungen injiziert, die in der stromabwärts liegenden Oberfläche mindestens einer Duchblaseinrichtung vorgesehen sind. Die Durchblas-Einrichtungen sind konzentrisch über eine gewisse Länge der Gasleitung angebracht. Stromaufwärts von dieser Strecke ist die Verteilung des statischen Drucks und der Geschwindigkeit im wesentlichen gleichmäßig. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel läßt sich dieser Zustand ugv Gleichmäßigkeit auf verhältnismäßig kurzer Entfernung erreichen, nämlich drei bis elf Rohrleitungsdurchmesser stromabwärts von einem 9o^D - Knie, welches ein Verhältnis von Radius zu" Durch-

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messer von etwa 1 : 1 hat. Bei anderen bevorzugten AusführungsbEispielFin sind mindestens zwei ringförmige. Durchblaseinrichtungen vorgesehen. Der Gasstrom zu jeder einzelnen dieser DurchblBseinrichtunoen ist unabhängig steuerbar, und der Durchmesser jsder stromabwärts von der ersten ringförmigen Durchblaseinrichtung angeordneten Durchbl&seinrichtung ist kleiner als der Durchmesser der in Strömungsrichtung unmittelbar vorhergehenden Durchblaseinrichtung.

Je größer der Unterschied in der Geschwindigkeit zwischen dem ersten und zweiten Gasstrom ist, uoso rascher erfolgt der Übergang des Moments und der Masse ober das Rohr hinweg und umso kurzer ist folglich die benötigte Mischstrecke· bienn im Strom des ersten Gases vernünftigerweise Änderungen zu erwarten sind, so muB die Mischdüse entsprechend der geringsten Geschtsindigkeitsdifferenz zwischen den beiden Strömen bemessen sein. Der Extremfall ist der, bei dem die beiden Geschwindigkeiten gleich sind und ein Diffundieren der Stoffe nur von der Turbulenz in der Zone abhängt. Aber selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit des ersten Stroms sich ändert, kann ein beträchtlicher Geschwindigkeitsunterschied zwischen beiden Gasströmen erzielt werden, wenn die Gesamtanzahl der zum Injizieren dienenden Öffnungen oder Düsen veränderbar ist.

Eine Mehrfachinjektion bzu. - einblasung erfordert eine sorgfältige Auslegung der Durchblaseinrichtung, um einen annähernd gleichmäßigen Strom des eingeblasenen Stoffs durch sämtliche Düsen oder

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Öffnungen zu rjut-äHirlnisten. Solch eine? Bedingung läßt sich nur durch entsprechenden /Ujscjlßich vun Druck und Geschwindigkeit zwischen beiden GasstrumRn erreichen. Im Fall einer in ein statisches Fluid eingetauchten Durchblas?Einrichtung läßt sich dieser Zustand ohne grnße Gchutierigkeit herstellen. Ulenn aber das zweite Fluid strömt, ergeben sich zusätzliche fluidtechniache Probleme entweder aufgrund der Geometrie der Zone, in der das zuieite Fluid strömt, cder aufgrund der Geometrie tier Durchblsseinrinhtung, die die Verteilung von Geschwindigkeit und statischem Druck ändert.

Bei der Hinähvorrichtung gemäß der Erfindung ist das durch die Bewegung des zweiten Fluids verursachte..zusätzliche flulriiaechsnische Prnblem auf ein Minimum eingeschränkt. Dies beruht in erster Linie darauf, daß eine Stabilisierungszone für die Gasgeschwindigkeit und den statischen Druck stromaufwärts vor der Durchblaseinrichtung vorgesehen ist, bus der das zweite Gas mit gleichmäßiger Geschminrilgkeits- und Druckverteilung strömt, und daß zweitens die Durchblaseinrichtung so konstruiert ist, daß sie um jede Öffnung bzw. Döse in derselben die gleichen Veränderungen in der Geschuindigkeits und Druckverteilung erzeugt, so daß gewährleistet ist, daß der statische Druck und die Geschwindigkeit in der Nähe jeder Öffnung nahezu gleich ist. Zu diesem Zweck wird ein erster Gasstrom durch eine Vielzahl von Öffnungen eingeblasen, die in mindestens einer Durchblaseinrichtung vorgesehen sind, welche konzentrisch über eine Länge der Gasleitung hinweg angebracht ist, wobei stromaufmärtε

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vnn dinner Länge die Verteilungen der Geschiuindigkt3.it und des atatischen Drucks gleichmäßig Bind.

Der außerhalb der Öffnung herrschende Druck ist wichtig, da er die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids bus der Durchblaseinrichtung beeinflußt. Das Verhältnis zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und den Drücken wird normalerweise durch folgende Gleichung (I) ausgedrückt:

q = CoAo-j/ 2Q₀(P₁-P₀)/^& (I)

in welcher bei einer ringförmigen Durchblaseinrichtung

Ao = Öffnungsfläche

q = SekundärgasstrDin durch eine Öffnung

Co = Öffnungskoeffizient

P. = statischer Druck innerhalb der Durchblaseinrichtung in der Nähe der Öffnung

P = Druck unmittelbar außerhslb der Öffnung

C = Gasdichte

Eine gleichmäßige Verteilung des aus der Ringleitung abgegebenen Fluids kann nur durch richtigen Ausgleich von Drücken und Geschwindigkeiten erzielt werden.

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LJp.nn die Schwankungen von P sehr klein sind im Vergleich zum Druckabfall an dar Öffnung (P.-P ), kann ein gleichbleibender Strom des abgegebenen Fluids dadurch erzielt werden, daß der Rohfdurchmesüier der Durchblaseinrichtung, der gesamte Üffnungsbereich und dar Abstand zwischen den Öffnungen entsprechend bemcjssen wird. Der Fluiddruck P. innerhalb der Durchblaseinrichtunc] ändert sich aufgrund von Ulandreibung und aufgrund des sich wandelnden Fluidmoments. Die üJBnc'rpibung hat die Tendenz, den Druck zum Absinken zu bringen, während die Geschwindigkeitsverminderung innerhalb der Durchblaseinrichtung, die eintritt, wenn aufeinanderfolgende Teile des Stroms die Durchblaseinrichtung verlassen, den Fluiddruck der Durchblaseinrichtung erhöht. Denn das Verhältnis zwischen dem Rohrriurchmessur der Durchblaseinrichtung und der gesamten Öffnungsströmungsflache so ist, daß sowohl die kinetische Energie des Einlaßstromes in die ringförmige Durchblaseinrichtung als auch der Reibungsverlust in der Durchblaseinrichtung weniger als la% des Druckabfalls an der Öffnung betragen, dann ist die Unzulänglichkeit der Verteilung des Stroms geringer als 596, was sich als annehmbarer Ulert erwiesen hat.

Wenn die Strömung des ersten Gasstromes über einen breiten Bureich von Strömungsgeschwindigkeiten hinweg schwankt, kann die Durchblaseinrichtung nur dann, wenn sehr hohe Geschwindigkeiten □der starke Druckabfälle bei den hohen Strömungsgeschwindigkeiten

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toleriert werden können, sa konstruiert uein, d?;ß sie c'nn ersten Gasstrom bei allen StrÖKMjnoHgeschwindigkciten gleichmäßig verteilt. D.Ibgb Schwierigkeit Iä3t sich umgehen, wenn man eine: Maßnahme zum Variieren der Gesnmtanzahl von Öffnungen ader Düsen trifft. In der Mischvorrichtung gemäß, der Erfindung ist diese Maßnahme dadurch verwirklicht, daß mindestens zwei Durchblaseinrichtungen vorgesehen sind, die uncbhängig voneinander mit dem ersten Gasstrom versorgt werden.

Vorzugsweise sind die Durchblaseinrichtungen ringförmig, haben die gleiche allgemeine Gestalt, jedoch verschiedene Größe und verschiedene Gesamtöffnungsströiiiiiiungsflächen. Bei geringer Strömung wird also nur diejenige Dffnungssirömungsfläche in Betrieb gesetzt, die für den gewünschten Strom des ersten Gases nötig ist. Durch diese wahlweise Verkleinerung oder Vergrößerung der üffnungsströmungsfläche können die in Betrieb bleibenden Durchblaseinrichtungen gezwungen werden, in der Nähe ihrer Soll-Bediigjngen zu arbeiten. . Dies gewährleistet, daß ein beträchtlicher Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem ersten und zweiten Gasstrom eingehalten wird, während die Notwendigkeit Für ein zur gleichen Zeit eingeführtes inertes Spülgas zum Verhindern des Rückflusses des zweiten Gasstromes in die Durchblaseinrichtung und deren Leitungen wegfällt.

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Eine Sclwierigkeit bei dieser Anordnung "besteht jedoch darin, daß der zweite Rasstrom in die außer Betrieb gesetzten Durchbleseinrichtuncien^ %u3?ückf ließt. Wenn eine gewisse prozentuale Kombination des Gemisches entflammbar ist, so kann ein gefährlicher Zustand eintreten. Dies läßt sich verhindern, wenn man eine Durchblaseinrichtung ·, nachdem sie außer Betrieb genommen wurde, mit einem Schuß eines inerten Gases reinigt, um das darin enthaltene erste Gas herausauspülen und dann wiederum mit einem Schuß des inerten Gases reinigt, ehe die Durchblaseinrichtung erneut in Betrieb gesetzt wird, um das zweite Gas daraus zu entfernen. Die Strömungsgeschwindigkeit des Spülgases muß so groß sein, daß ein Rückstrom 133 zweiten Gases in die Durchblaseinrichtung während des Spülens verhindert wird. Die Dauer des Spülvargangs muß so bemessen sein, daß die Durchblnßeinrichtung völlig freigegeben wird» Ein gesamtes Spülgasvolumen, welches dem mehrfachen Volumen der DurchblesBinrichtung entspricht, ist im allgemeinen zur Erfüllung dieser Aufgabe ausreichend.

Eine Rohrströmung mit gleichmäßiger Verteilung der Geschwindigkeit und des statischen Drucks ist schwer zu erreichen, wenn nicht besondere Einlaßvorrichtungen und Vorrichtungen zum Ausrichten des Stroms vorgesehen sind. Beide erfordern aber besondere Konstruktions- und Herstellungstechniken. Allerdings können einige Prozent an schlechter Verteilung der Geschwindigkeit und eine geringe Schwankung der statischen Druckverteilung auf Kosten des zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Strömung durch alle Öffnungen nötigen Druckabfalls an der Öffnung und auf Kosten einer höheren Strömungsgeschwindigkeit eines zum Spülen einer abgeschalteten Durchblaseinrichtung _ nötigen Inertgases hingenommen werden. Dieser gewünschte Zustand kann erreicht werden, wenn man eine Stabilisierungszone für die Gasgeschwindigkeit und den statischen Druck verwendet. Es stehen be-

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rnit:: Vorfahren zur Verfugung, um die groß l.m'iyli ehe G Ic 5 chniäßigküit der Gasgeschwindigkeit unci des statischen Druck:.. hLTzuatcillen. Im allrjöRJcinnn gehört zu diesen Verfahren ein /eitiücilirjns Ändern der Gasströmung, din man anschließend ungestört durch eine im wesentlichen zylindrische Leitung strömen läßt. Die Gasströmung wird durch dnn nine oder andere uon zwei allgemein angewandten UrrfahrE;n gBi^:ndert: 1.) durch Erhöhen der GeDchtjinditjkeit beispiGlctaeiün dadurch, rieiß die RuErschnittsflache der Leitung, in der das Ggd strömt, in iitrömungsrichtuncj verklRinert wird, z.B. in cinnr knnvBrgicrenriE.:n Übßrgr:ngi?zont;; ader 2.) durch Einfüynn einori Strüniungöüjj derstandos beispiulEweisc dadurch, daß mindestens sin Uinlcnkglicd oder eine gelochte Tronnuand, bßir.piRlsuirdcn eine Sieb- nder Uöbcnkanstruktion, in der Ctrümungcbahn des Ππώπβ angeordnet uird« Dio Länge dc;r zylindriFchon Leitung stramabu;'irts von der Einrichtung zum Andern der i3trüntung ist in erster Linie von dEin Grad abhängig, u;n den die Gasströmung goündert lünrden ir.t. Insgesamt sind LeitunoTjlangen Ennehniinnr, die dem 3 his 2u fuchen dop Durnhmessrrs der Gtabi liKierungaznne für die GasgESchwinriigknit und dnn statischen Drunk entsprechen.

Hei einer bpvorzuijten Abwandlung de::, erfindungrcjemiifien AusführungsbeiDpiL'.ls wird die Stabilität r'cr GaGtjecchwindiglcfut und des statischen Drucks riptiurch erzielt, duß übt jruirite Gasr.trnm einem Strömungswiderstand unterwarft?n i-ird, ueboi er durch ein KnAü

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geIRiUr- wird, welches die Gtrümungsrichfcung in einem Bereich zwischen 5 bin lP.u' ändert. Hti einem besonders bevorzugten Ausführuncjsbcispicl wird die Strömungsrichtung um ca. 9o r-e-nndert. In der Praxis läßt sich das durch Verwendung eines Krümmern oder Knies mit einer Krümmung von ca. 9o^D Erzielen, wuhei das Verhältnis zwischen Radius und Durchmesser des rechtwinkligen Knies ca. 1 : 1 beträgt, jedoch van 1 : 1 bis 2o t 1 schwanken kenn. -Unter dem Verhältnis Radius:Durchmesser ist das Verhältnis des Krümmungsradius des Knies zum lunennLULJimesser. des Knies zu verstehen.

Die bestmögliche Anordnung für die Durchblaseinrichtung stromabwärts vom rechtwinkligen Knie wird van zwei Fakturen bestimmt. Einmal ist dabei die Gewinnung gleichmäßiger Profile der Geschwindigkeit und des statischen Drucks vor dem Einblasen des ersten Gasstramo in den zweitfjn zu bedenken. Dieser Faktor legt den Mindestabstnnd zwischen dem Knie und der ersten Durchblaseinrichtung stromabwärts vnn demselben fest. Im allgemeinen hat sich gezeigt, daß eine gerade Leitungslänge, die mindestens dreimal so lang ist wie der Lsitungsdurchmesser, im wesentlichen gleichmäßigere Strömungsbedingungen in dem flifißenden zweiten Gasstrom ermöglicht. Dieser Abstand ist nicht starr, er kann sich entsprechend von Faktoren wie dem Verhältnis von Radius zu Durchmesser des Knies und der dem zweiten Gasstrom zugehörigen Reynolds-Zdi 1 (Npj ) ändern.

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Der nicixiraale Abstand der Durchblasen nrinhtung strnmabuärts hängt vorn Au3nndurch[tiBsr>er eier Gasleitung und dar Zunid-iung der Mischvorrichtung zu in der Nähe angeordneten Einrichtungen ab. Insgesamt sollte die erste DurchhlasGinrichtung höchstens in einem Abstand von llmal dem Gasleitungsdurchrnesser strumabbiurin vom rechtwinkligen Knie angeordnet sein. Es hat sich gezeigt, daß die optimale Anordnung für die DurchblasBinrichtung an einer Stelle ist, die 5 - 7nal dem Gasleitungsdurchmesser Etromabidärtr· vom rechtwinkligen Knie entspricht.

Derjenige Teil der Mischvorrichtung, in dem die DurchblasRinrichtungen angeordnet sind, hat im allgemeinen den gleichen Durchmesser wie die unmittelbar stromaufmarts von demselben liegende zylindrische Leitung.

LJenn der stromabwärts von der Mischvorrichtung erfolgende chemische Prozeß aller Wahrscheinlichkeit nach in verhältnismäßig stetiger Ideise abläuft, braucht nur eine Durchblaseinrichtung innerhalb der Gasleitung vorgesehen zu sein. Im allgemeinen uird jedoch dieser Idealzustand nicht vorherrschen, da bei chemischen Konvertern Störungen auftreten können und da sie unweigerlich periodisch zur Inspektion und Wartung abgeschaltet und danach wieder in Gang gesetzt werden müssen. Unter diesen variierenden Bedingungen ist es nötig, die Strömung der gasförmigen Reaktionsteilnehmer zu

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variieren. Dei tir.r erfindungsgenSBen Mischvorrichtung ist es demgemäß bevorzugt, lutfnn mindestens zwei Durcftblaseiniichtungen innerhalb der Gasleitung vorgesehen sind, die eine unterschiedliehe Größe und unterschiedliche BfTnungsbereiehB haben. Die Größe dieser Durchblaseinrichtungen hsngi" In erster Linie von dem narmclcruiPice erwarteten Durchsatz des Reaktors und zuieitens von den nnrmaleruieiGe erwarteten Schuinnkungen dieses Duxnhnatzcs, d.h. VDn einer Null-Strömung zu Riechender Gese bis zu vollem Durchsatz der zu mischenden Gase, eb.

l'lenn mehr als eine Durchblaseinricntung in der Mi&nhvDrrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist, ist es mönschensuert, wenn jede stromabuiärts angeordnete DurchblBEBlnrichtung kleiner ist rds die in Etrömungsrichtung unmittelbar vorhergshenrie Durchblaacinrichtung, Bei ei nur rintjfürriiigen Durchblsseinrichtung uird dies dadurch veruiirklicht, ria3 hintEreinr.ndcr Rinne wit kleinerem Durchmesser varujendet werden t.'nd iDÜglicherwsise jetls der BufsinanrierfolgendBn, ringförmigen Durchblaneinrichtungen eus einem Rolir mit kleinerem Durchmesser hergestellt ist. Uenn sukzessive kleinere Durchblaseirtrichtungen stromabwärts von dsr ersten Ourch^lBEninrichtung verwendet usrden, erfuhren dis Profile tics statisr.hr.π Drucks und der Geschwindigkeit dnr Hischg-su eine nur geringfügig^ unzulängliche Uerteilung. UarzugsuBiBG ist der Phstcnd zuischen jet-jsilii zuei DurchblaseinrichtungGn größer bIe rier sechsfache Ri

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Dieser Ah:;tr:nri Krmüglicht es, Störungen im statischen Druckpmf.il und im uccchitiincügkeitüprofil LuEzuylätten, die dann auftreten, ur-inn ciie Mischgarn an den ntvüiriKufuürt.s liegenden Ourchblaaeinrichtuncien vnrbtiif ließen.

Bei der l/cruiandung vnn mehreren DurchblaBBinrichtungRn und GntEprechnndiün Leitungen ist die Strömung den jcdur DurchhlasBxririchtung zugeführten tirciten ücsnn unabhängig stEUKrbsr, Dig in rii^ii stramabuärtii angcordnetEn chemischen ReaktioriGgBfaB herrschendnn BcdingunPEM und/oder übt Ausfluß aus difisBm Rnnktiunrjgbfäß könnrjn bciispiElnueiBc riureh entspruchünde MnßinstrumentB für die Tuinpürr-itur, dnri Druck und riiu ZufnarnmGnsnt^unrj überuincht iJBrdEri, uinhci Ejnttipruchir.n Hnrriil-.LLJinigna] ε an Steuerventile i.jRii.RrgngKhGn uerdf-n, dit3 in Laitunyp.n vorgesehen sind, durch din rJys prsti': Gas ?.u '"ΐππ VRrntjhicdfjnen DurchblBocinrinhtungEn fÜBßt. Di π Cntmritilluitungnn ΐ'ύν dir-.· Durchhlacüinrichtungun tinthaltßn nnrmalf.'ru!;ir;R Ventile-, durch dir. ein inErLcB G:ih bzu. ein Gpülgcin, bcicpiclciijr-inc Stickstoff, Argon, Kahlendinxyd urinr Gsmische derculbnn, jeder Durchbla^fcinrichtung bei InbütricbniihniG odnr Stillegung zugGführt uarriün k::-r;n. Die flin Strömung eines Spülgaci-3 steuernden Uentilc Bind ihrcrci;its nu:;h durnli v.X.rur.>.T.h\i\üTt& ht.-rrschende VcvTBhrcn:;b^riL'inungen rjE

Uenn die Micchvorrichtung gemäß tiev Erfindung in ZuG^rnrieiih";,: mit Einfjjn stiomnbutirtn erfülgenden OxydatiDiir.veri ahren vcjruemlKL tuird, kt2nn das Sauerstoff enthaltende G<:s entueriEr Sr.uprEtDff von

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knrnrnorziellem Rninheitnuirad, Luft oder einem inerten Gaπ zugcmisehter Sauerstoff sein. Varzugsueise bildet das Sauerstoff enthaltende: Gar, den ersten Gasstrom, während der organische Träger den zweiten Gasstrom darstellt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden anhand van schematisehen Zeichnungen Eines AusfuhrungsbeiBpiels näher erläutert:

Fig. 1 ist eine teilweise schernatische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Mischvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 2 - 2 in Fig.l· und zeigt die Anordnung einer Durchblaseinrichtung gemäß dear Erfindung.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaBt eine EinlaßsammelltiitijP.g k für dun zweiten Gasstrorn 2; ein um 9o gebogenes Knie 5, eint;n Gasleitungscbschnitl fi, dessen Länge das 3- bis 2nfache seines Durchmessers ausmacht und in dem sich im zweiten Gasstrom gleichmfißirjti Profile des stntirsr.lien Drucks und der Geschwindigkeit aus™ πΠί'ί'.η; eine Hinchzonn 7, in der zur Ueranschculichung hier drei Dii!' hl)] iiErünrii.htunnon B, ¹J und In angeordnet sind, ohne c!;;ß eine [Ifuiufii "nkung auf dien¹. Uuzv.hl beabsichtigt ist» üJie au η Fig.l her-

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υατ[,el·.I, unFr.rrL rii;: ütKbiliaiEriJnD.szone für die Gasgeschwindigkeit und üvai statischen Druck du α Knie 5 und den Leitunrjaabsrhnitt 6. Dan in den Zufuhrlcütunr^n 12, 13 und/oder Ik zu den Durr.hb.laseinrichtungen zuströmende crate GaB fließt durch Einlcißflonsche 38 (die durch Beft:stigungu3butzen 39 in ihrer Loge geheilten sind) und durch EinlriDleitungen 37 in din Durchbieiseinrichtungen O, 9 und/oder bzw. Ic. Die DurchblaseinrichtuncjGn B, 9 und la sind innerhalb der Mischzone durch die zu dt:n Durchblaüeinrichtungcn führenden Einlaßleitungen im Zuoamrneniüirkcn mit Zentrierstangen 3k, 35 bzus. 36 fest gehalten. Im allgerriEüinen ist wünschenswert, daß das in Leitungsabschnitt 6 fließende zweite Gas vor dem Einblasen des ersten Gasstx-nrns in turbulenter Strömung fließt, d.h. daß es eine Reynolds-Znhl van mindBstens 21aa, varzugyiueisc von mehr als 1 χ Io , hat.

Wenn die MischVerrichtung gemüD der Erfindung gemeinsam mit einum stromabwärts angeordneten chemischen Konverter verwendet ist, läuft der Gesar.itbetrieb uie folgt ab. Die die Mischzone 7 verlassendem Mischgase strömen durch ein Rohr 25 zu einer Umsetzungssane 26, in dur irgendeine gewünschte thermische oder katalytische Umsetzung bewirkt wird. Das Reaktionsprodukt vurläßt die Umsetzungnzone 26 durch eine Leitung 27. Eine geringe Menge des Reakticinnprodukts fließt durch tune Prabenentnrjhmeleitung 28 zu einem ProbenfühlL'rglied 29, dfiij nun einer zujEckr.ifjßigc-.n Hombinntion von die Temperatur, den Druck urul/nrinr die Zinjc-;nirnt?nseLzung der Probe messenden Elementen bestelu.n

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eine kann. Der Ausgang der. r-'rnbenfünlE-rglieds 29 ist durch Übcrtrstjungsknbal 3a en nin Renelpult 31 angeschlossen, welches die Kalibrierung der Mischvorrichtung regelt. 3g nach den in der Umsetzungszone 26 herrschenden Bedingungen oder der Temperatur, dem Druck und der Zusammensetzung den in der Leitung 27 fließenden REnktionsprocJuktes steuert das Regßlpult 31 die Strömung eines PrimärgasEs 1 und eines Spülgeses 3 zu den ringförmigen DurchblaoEiinrichtungan Q, 9 und Id.

Bei der in Fig.l gezeigten Anordnung uird zum Steuern der Strömung des ersten Rares zur Durchblaseinrichtung P>, S und/oder la ein Signsl vom Regelpult 31 durch Leitungen 32 an Steuerventile 15, 16 und/oder 17 ebgegnben. Dhs in einer Sammelleitung 11 fließende erste Gas 1 lüirri durch die Betätigung der Steuerventile 15, 16 und/oder 17 den Zufuhrleitungen 12, 13 und/oder I^ sn'uiic den Durchblasninrüitungen H₁ 9 und/adpr In zugeleitet. Je nach den Bedingungen innerhalb eier Umsetzungsznne 26 ader der Temperatur, dem Druck und/ader der Zusammensetzung des in der Leibung 27 fließenden Rniiktiansprnduktes, dir eic Aktivierung v.üp.t DesiJktivierung einer oder mehrerer Durchbinseinriclitungcn erfordern, u'ird ein Rcgelsignnl vom Rsgelpult 31 durch Steuerventilleitungen 33 an die Steuerventile 19, 2ü und/ndcr 21 nbgegeben. Dei einer solchen Zuschnltunn ndnr Aktivierung oder Desaktivierung uird dan in einer Scimrnelleitung IB fließende Spülgas 3 durch die Steuerventile 19, 2o uncj/adsr 21, SpQlgaszufuhrleitungnn 22, 23 und/oder Zh und die Zuführleitung^ 12, 13 und/oder I^ zu den Durchblaseinrichtungen ß, 9 und/nder Id geleitet.

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Οπή in Fin. 1 gnzKigtn npv.z±vlli: Unrfahrcn zum Rcij:.:ln der Gtrrinunn ÜCÜ cnr.ten GnGun und dras Gpülgtibey zu den Durchb-lnrjoinrichtungen Ω, 9 und Io läßt nich tjr.r]f;hensrifπ 11 f. auch durch dem [•"nnhmnrin bnkunriic nndnro Rf:gt3.1 systeme nrsctzen.

Lu^!ie im einzelnen f:ub Fig.?. titJrvurQCJht, G-inrJ die Durr.hblsuninriuhtun^ivn ß, 9 und la innarluilb dtir I"if3chzann 7 konzcnlrincli ungu~ ardnnt. Dic3 Znniirinrstnnyun ?>h ha.ltciii gGineincnrn mit der zur Durchblnnßinrichtuncj führenden Einlnßlaitung 37 dip. DurchblaGGinricihtunr] Id inriürhalb rJt:r Mischkrinmer 7 fB£3t. In ühnlichur Ulcisc cind diu DurchblnsEUnri ditungen ^CJ und Q durch hiuv nicht gBzniyLe Ζεπϊγϊετ-Btnngun und CinlriDlGitungcn ntramciufunx'tn von r!c:r Durchblnnninrichtutifj In innnrhalb dr:r Mischzonn 7 fust cjKhaltRn. In Cot strainfibuiiirtH licQGndun ObcrMfichn tiur Durchblnstjinrichtungan C₇ 9 und Id i p;t f-iiiE Uii.'lzahl gleichmäßig vcrtniltur üffnungen 'ta vnrnnsühen, durch die üan RrGte G:i:3 in rirjB zueile G'in injiziert udrrr r:irigcblcUitm uird. Die Anzahl und Annrdnunrj der Öffnungen nn dur Jeidciligßn DurchblriEt.-inrichturig hängt van dem Aunmaß und den Ljr;hüjan!ain[;rn im AuGrnpß der chornirschnn Uninutzung nb, die in der strürnKbiJörts üeyenden r.hemifJchLn Umnctzungnzoriü erfalgt.

Unter wnrh:^:i.ltnii3m;JBirj istetitjün ncdingunrjiin flitißt tivv t:rstc G;.:^ und unter Qedingungnn, dio durch t'ras Ein- und Aucschaltun das stromabiu:irtr! ongRordneten chumischen Knnvertern bestimmt cinri,das Bpülijr;:;

BAD

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·- 21 -

durch din Zuführleitung 1Ί, den KinlaßflanRch 30 (der durnh den Anhringungsr.t.ui./.i-jii 33 in L.uinui· L p. ge ρ.π der Duruhlxlufiuinrichtuny gehalten ist) und durch dit? ,EinlaDlriitung 37 zur Durchblaseinrich· tung la. Die Durchblasen !!richtungen 9 und O sind in ähnlicher inß innerhalb der MischkammBi· 7 verankert.

Q β i β ρ i β 1

Die Leistung einer in Reihe geschalteten -flischvorrichtung gemäß der Erfindung üjurde in εχπβπι Striämungssysttim geprüft, iuclchea einten Luftkampreasar zur Zufuhr von Luft, Umlenkunge.n, durch diu ein Teil der vom hnrnprcssor gelieferten Luft im Dypaß geführt uurde, einen DtaurandincsBEr zum Messen cfer Luftströmung, ein Hnie mit einem Durchmesser van 15,2 cm, ηϊπβ ruindüstenü eine ringförmige Durchbloceinrichtung entheiltende Mischkammer und einen Diffusor umfaßte. Die Mischkammer mar aus einem einzigen, gegossenen Acrylrohr mit einem Innendurchmesser von 15,2 cm hergestellt, uelches in verschiedene kürzere Abschnitte geteilt war. Diese Abschnitte waren entsprechend ck:n gtiiijünschten Messungen untereinander austauschbar. Der Innendurchmesser der Abschnitte mich nur um einige Zehntausendstel vom durchschnittlichen Durchmesser ab (einige Tausendstel ZaIl).

Dar Kompressor war zur Abgeibe von 53,6 IMorrnkubikmeter Luft pro Minute ausgelegt, was einer Geschwindigkeit im Testabs.chnitt

BAD

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νυπ Ί9 rn/nrjc; ti;:w. einr¹! Fieynnlds-Zahl (I\i_p ) im TcsLabschnitt von ca. 5 χ In" cntbprunh. Din nui;r;hi.;inriigkr:it ii:i Tt.i-:t;,!j.s[;hnitL wurde durch Urulenken ciriLiS Tail:; der Luft variiert.

Die Verteilung dnr Geschwindigkeit und des statischen Drucks über cicn nurchr..i-j3Eor des TtstabGchnitts in ver^chitü AbntMndcn fitrnrric,bw:irts vnm Knie uiurdfi mittelE fluersonrOn zu.n Mfibsnn ries i-itaudruckn und dnt: statischen Drucks Erniittnlt. MeR-tiT.vursp.n wurden in der senkrechten und hprizü-t-"rn Lbsne und bai k5 gcgtanül^er der CtnkrtjchtKri jeueils im Abstand von zuei Rohrriurchmessern strnmnbuarts vom Hnie gelegt. Die Conde hatte eint: Staudrucküffnung mit einem Durchmesser von o,16 cn und vier Öffnungen zur Bestimmung des statischen Drucks mit einem Durchmesser van o_fn6't ein.

Din ringförmioR-n Durchblaseinrichtungen waren konzentrisch innerhalb des Rohrs stromabwärts vom Knie dort angeordnet, uo Messungen anzeigten, dnQ die Uerteilung der Geschwindigkeit und des statischen Drucks gleichmäßig war. Die in der Testvorrichtung verwendeten ringförmigen Durchblaseinrichtungen waren aus Kupferrühr hergestellt. Es wurden zwei Kupferrohrgrößen verwendet und insgesamt vier ringförmige Durchblaseinrichtunnen erprobt. Die Abmessungen der ringförmigen Durchblaseinrichtungen sind in der unten folgenden Tabellt^ I angegeben.

SAD

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nliisllr! I

Abmessungen rinrjföri-iyar DurchbltiseinriuhtungBn

Bb ζ β nung	ich-	Rinijdurch- niPfiGL'-Γ (MUiK-MiUc:) (cm)	r Rahraiißnn- rJurchiiiUtssjnr (cm)	Dffnunys- ciurch;Tit:öSHr . (cm)	Of fniinrjG- tinzahl
η		In,2	1,9	G,2	8
D	1	lo,2	1,3	D,3	12
B	?.	Id,2	1,3	o,16	it
C			1.3	α ,17	U

G- und strtiüchc Druck-l/[3rtEilunt]sprofilE wurden in vnrcchi ntiGi-.p.n Ebnnnn und in verBchierii'np.n AbstöndGn atrnntjbi-!^r'rtE vnrn !'»nie hri ninnr durchnr.hnittlinhün Luftcictsch'jjindinkeit von 15,2 ηι/;:ι:·Γ- lizw. N_R ^ = I₁G χ 1ü gräpinsaun. Dir Strürnung lunte in ein υαη rinr liincniüarui dr.s KniEje, i-mn din uic.l kleinnra Guscliiiiintürjkrjit. in dor fJf'hc d-ii· lnnnniiiand bni den Gcschujindi gkcitnprnf ilen in dor rsenl'.rrchi-rn t'bcnr·: und bei i-.innm Abstcnd von cn. zuui. Rohr·- durchnenFiirn ii-trDsnnbwlirtn υατη Knie nnzGigtG. Ufji'tikalu Travcrer:-n unmittelbar r-"i Auagcntj rit:s Knies zcigtnn nincn Rückstrum in rir.r f\li-5tu3 der üJaiui an.

Die GetchM-'ndiQkcitH- und DrucU-Prafilp für alle vier Ebsrinn zitiischnn fünf und elf RnhrdurchmtissGrn Btrnmabuärts vom Knie unrem vcrhältnismüßig gleichmäßig. Die maximalen prozentualen Abweichungen

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van lic;r rättlcren CnBi-Iiwindicjkiut hüi fünf und nircf^n Rnhrriurciims.ssern betrugen t:. ^ „ 5% bzw, cn. 2',ό übsr ti cn inneren Hern des Roi'irs hinweg. Die: entsprechenden Abweic!>unpf3n voni mittleren

statischen Druck betrugen cü. 5,6 χ Id " kg/cm bzw. es.

3,5 χ .In kg/cm". Die Geschwindigkeit der, Fluids in dar Näh'.-:.

der L'nnd uirir aufgrund der UündrBi burin vcirzijgyrt. Din GrnnzEchi nht verdickte sich und Qing allmählich, je niuhr die Striimung im Rnnr wnitürflüß, in Bine;; tjlfichmtlBicjGn Strom über. Da der GosBintmnnncn durclisntz kanstant war, uurdc die? Strömunn im ni^J-.^J-? r^ren Hern zlhü AuBglnich für die larujanrnorc Striimung in der Nähe di:r li;:nd be-Echlcunigt.

Trcvcrnrüi der Gt;i3chuiindigkcit und riss statischen Drucl.'s uurda auch bei ei:u:r durchschnittlichen Luftgcschuindigkt'it vun ZU !ii/Kec und '46 rn/f,er; EntaprEchcnd Rrynolds-Zahlcn vun 3,5 x In' bzw. k,B χ Ic BufgGnammen. Die Profile bei den zuerst genr-innten LJertnn

5 usrnn im wesentlichen ahnlich den bei I\L = 1,6 x In" ürzißlten.

üJitderun: war die Uerteilung von Eenchwindigkcit und «tutiGchcn Druck zuir.chEn fünf und elf Rrjhrdurchi.ier-n^rn stramabiii^rta vtim Knie ziemlich glBiclmtaliici. Die maximalen prozentualen Abweichungen vura Durchschnitt betrugen witiderum cn. 5% bzü. ca. 2% bei fünf bzw. sieben RuhrdurchrnüSKr in stromnbwürta vui-. Knie. Die entrprech«.ndfcn Abweichungen vom durchschnittlichen statischen Druck betrugen cfu 2,1 χ lo~ kg/cm" bzw. cn. l,k χ la" kg/cm".

- 25 BAD ORfGiNAL

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Für ίϊ. = 4,8 χ. 10 wurden Profile der Geschwindigkeit und des statischen Drucks bei fünf und sieben HohrdurchmeDsern stromabwärts vom linie genommen. Die Profile waren verhältnismäßig gleichmäßig und ähnlich den an den gleichen Stellen für niedrigere Reynolds-Zahlen erhaltenen entsprechenden Profilen, Die maximalen prozentualen Abweichungen von der mittleren Geschwindigkeit waren wiederum ca. 5fo bzw. ca. Zyo. Die Abweichungen vom mittleren Druck waren ca. 3,5 χ 10 kg/cm baw. ca, 1,4 χ 10"^ kg/cm .

Die. Rückdruckverteilung an der Öffnung der ringförmigen DurnhblsDcinriCiitungEn A und B. 1 geht aus der Tabelle II hervor. Pie ringförmigen DurchblaseinrichtungBn. waren fünf Rohrdurchmesser stromabwärts vom linie angeordnet. In der gleichen Tabelle sind die grundlegenden Druckkoeffizienten angegeben, die aus den Messungen errechnet wurden und die gut übereinstimmen mit den experimentell erhaltenen, grundlegenden Druckkoeffizienten aus der Literatur für einen Zylinder bei den gleichen Reynolds-^ahlen. Die Unterschiede im Öffnungsrückdruck für einen bestimmten Ring sind ziemlich klein und beruhen wahrscheinlich auf schlechter Verteilung der freien Strömungsgeschwindigkeit und des statischen Drucks.

Die Menge des zum Verhindern einer Rückströmung des zweiten Gases in die Durchblaseinrichtung benötigten ersten Gases kann aufgrund der Rückdruckmessungen geschätzt v/erden. Jedoch erfolgten hier unabhängige Messungen, indem Helium durch die purchblasßinrichtung eingeblasen und die minimale Strömung bestimmt wurde, die nötig war, um eine positive Strömung durch alle Öffnungen der Durchblasenrichtung zu gewährleisten. Dies wurde durch Probenentnahme des Gasgemisches in der Hähe der öffnungen und durch Messen der Konzentration mittels eines Analysiergeräts für die thermische Leitfähigkeit bestimmt. Ein Konzentrationsprofil

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UUTfJ¹E? [!cd urn! ι crh ItBn, di B einr Profanen Lnainsi^Biii!^ kunzLfitri5c:!i zum DurniiblciiJciririiihtunijo-nurchriiuEijtir in i'vr iM^hr; on? ÜffiiLTirj hv.-wngt. uiirdG. Difi :<ijni Verhindern tiv.s Rüc!<£stiOir:f.döii zuieitr;n Grj-^GG in di Ei rinrjfürniirjE Durt:hLilaDi;i?irichtung nütirje experimentell tjcnicßssriB Sbrümung dtja ur.'si.un Gbdos int in Tabelle II für zuci vprochi

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ffaoelle II - Leistung der ringförmigen

Ringförmige Durchblaseinrich	tung	15	,2	A (δ Offnungen)	34 m/sec	43	m/sec	3 1 (4	Öffnungen)
Luftgeschv/indigkeit im Tesi abschnitt		2	X	m/sec	4,4 χ 10⁴	6,	2 χ 10⁴	20 m/sec	30 m/sec
Reynold3-Zahl, bezogen sx\£ einrichtung Re^.	Ro hr-		10⁴		1,3 χ 10⁴"	2,6 χ 10⁴

Öffnung Nr.

1 2 3 4 5 6 7 8 Rückdruckprofil,

0,00211	0,0079	0,0148
0,00216	0,0086	0,0148
0,00219	0,0031	0,0150
0,00204	0_f0081	0,0150
0,00206	0,0080	0,0150
0,00206	0,0030	0,0146
0,00206	0,0061	0,0150
0,00200	0,0031	0,0143
0,000183	0,00070	0,00042
0,000253	0,00106	0,00176
1.44	1,15	1,05

0,00370

0,00374
0,00376
0,00356

0,00703 0,00739 0,00710 0,00710

Maximale Unterschiede

Berechnete Unterschiede,Toeaogen auf Verteilung V.Geschwindigkeit und statischem Druck

Durchschn.Rückdruckkoeffizient

Rückdruckkoeffizient, Zylinder (Literatur, gemessen) Gemessener Primärjötrom, Norm-m^/min zur Verhinderung von Sekundärgasrückstrom

1,2

0,0027

1,2

0,000204

0,00042
1,42

O.OCO35

Ο.ΟΟΟ93 1,24

,2

CD Ca3 CD HS— OO

In dna Fr:!], rlii r'^:;u zwei rlnyf jripiot.: .Durch!; Ί r,::i^jiiiri.uhuu;:· iv; üincincicr umnchljcrl; r finuurdn.vt κΠγεπ, i.T.r ih:r rJur;:h:;rh,ij it.1 ichi; Üfi'nungi:rui:k^rJru;:k ;n r!::r nr,ii>^-Mi]b(.!^rt·:- 1 i t-yrnrien Durr:l"blr,SRxni-jr.htung n:i rjuriijcr nls der durchschnitt] iche UiTnuriy^ruckdrun!.-nn der n-brrininufnärtr. 1 itiqr?ηri;:π DLirKhL;lH:.C!5.nr?'.nhtL!fig. Hrii nun Durchb] L^i-;:n:rinhtiirinf.:n B 1 unri U, die 2,5, 5,1, 7,f-i und Id, 2 cm im Abstcüd votiRirifindt;;."' finr)r;brnr:ht ΐίΠΓΒπ, iJo'jBi din Durchblüütj.) π·- rirhtung D 1 sti'nni-jufunrts vnn rinr Durülibl üst-ainriclitung C .Ing, war der durchscfinittl icliH DffnuiirjprückdriiLk füi uie [Tinrinhtunn C geringnr nls der duruhBKhnittlichn Öffnun:]i;rückr'ruc:k für tut: Einrichtung B 1. Din LJntBrcchindn betrutjun o,ono35, α,οηα21,

?ß bzw. π,οπη2Π kr;/cin". Dicarj UnrnuciiG Rntsprunhnr. cirirjr

L uf tfitrcrnung von N_n^ ■- 1,6 χ ln^J (^b., ri.h. die Rnynnlds-Zahl, beruhend nuf dnm RührciurchmGEcnr der Durcliblaijeinrichtung, bi-trnn dcbni 1,3 χ Id ). Die: Untfcrcchindü beruhtrn auf tier Abnahm« dr:n ntutischnn Drunkts e-ufrrund dcu SträrnungnuIdcrritandR;. neicti riKro crsttn Rinn. Wenn man von drrr Annahme aufiijpht, drifi üv.r Gtrün.ung;:,-Lij.dcrstandrkrjGffi^itant der gloicho ist uin bei einnr Strfjmung um üinnn Zylinder -(uiolchf-r 1,2 für Rg. = 1,3 χ In betrügt), bi;trLir;t der statische Druckabfall ca. D,tinal9 kg/cn" pluB π,ποπα^ΰ kg/cm'""

iür die Rohrreibung. Dies kommt den gürrinssenen Uerten nah,:·. Der höhere Druckunterschied kc'.nn auf rinr BlnnkierungEwirkung beruhen, welche die wirksame Gr.schuindigkrri 1; in dem Dereich erhöht,

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in dem die ringförmigen Durchblaauinrichtuncjcn angeordnet Rind. Diane Wirkung schii?n EUBgeprngier zu Bein, nenn die beiden Ringe sehr nahe bciuinänfJür HngEjordnet uoron.

Patentansprüche

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Claims

1.1 Mischvorrichtung zi<r. raacht:n DispergiF-rnn einer E.ri^en Gasstromes in einem zweiten tan sot rom, r> e k e η η ζ κ 1 c h η c t durch cine Mischzone (7), die ei γιε:π Einlaß (4) zum Einführen this zweiten Gasstrnnis (2) an einem Enrki övr Hischznnn, eint; LltabilisifjrunciHznnü (^₁5,6) zum StobilisiDren der Casneschuiindigkeit unü dna fstcit.i srrnsri Drucki: strpinabwärts vom Einlaß, mindentens einrj süromabuiürts von c!cu" Ctcibilisierungszann anneordnei,c Durchblaaoinrichtung (Q, 9, Id) zum Einblasen tits eidL^n Gasstroms (1) in den zweiten Gasstrom (2), und einen Auslaß für das entstehende Gemisch das ersten und zweiten Gasstroms stroniabkiärts dar letzten innerhalb der Mischzonn angeordneten DurnhblBBeinrichtung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungszone Cf,5,6) eine Einrichtung zum Erhöhen der Geschwindigkeit des zweiten Gasstroms aufweist.

3. Vorrichtung noch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungszone erien Strömungswiderstand (5) für den zweiten gasförmigen Strom aufweist, und dsß stromabwärts von dem Strömungswiderstand eine im wesentlichen zylindrische Leitung angeordnet ist, deren Länge drei bis zwanzig Leitungsdurchmessern entspricht.

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h. VorrJ.t htiUKj n::ch Anspruch 3, dadurch r> B k t-, π η ζ e i c h

η π t, tJafl UEr ijix'ü^unn'jüjxc'.crstönd Bin Knie (!.;) aufuinr. r;t.

5. Vorrichtung net;h Annpruch '}, dadurch gekennzeic h

η η t , daB cIüq Knie (5) ein Verhältnis van Rr-dius ku Du

von 1:1 taiu 2n:l htit und eine RichtungniindBriinrj dt:s znnitun G?:^r,-um cn. 3a bewirkt.

G. Varrinlitung nar^h «innm der AnnprünhE 3 bis 5, dadurch

gekennzeichnet , daß die Länge; dar im liinsnntli chen zylindrischen Leitung (S) strDmnbiL^|?jrts vnm Knie drei bin elf LeitungRdurchmaissürn Entspricht.

7. Vorrichtung nacli Einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, daß mindestens zwei Durchblaaeinrichtungen (B,9,lo) innerhslb der MiGchzone stran nbuärts üc.v Httibilicierungazone zentriert ninri und hohle, ringförmige Rohre Euf'uiBiGen, und deß jede ninüii einzigen EinlsB (37) für den primären gEsfürmigen Strom und eine Vielzahl gleichmi-iBig verteilter Öffnungen (.kü) κη drr ctromobiiiärto liegenden überflär.he zum Einblnenn di:s ersten Enastrornn in den zuiciten GnBctrom c-ufuieiDt.

B. Vorrichtung riech Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen je zuei Durchblafjeinrichtungen mindestens dem 6-fochen Ringrohrriurchniesser entspricht.

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9. Vi'srrj.Lhkunn n?-?c:h Anspruch 7 nrisr P, dadurch π r k c η ii

zeichnet , dr.-Π der DiiTchw.::c.&T jüdnr ringfiiiT.vi t>::n Dur;.!i·- b] rühreinrichtung r.trnnpb'.-i'lris von dirj? nrc;tf.n Dnrchbln:"^' nrinhti.inrj klf.dncr ie;t nla der Ouruiinieccer D(^r in iStTili.rjriQuric^vt-.uri.j urUiiHJ,;, bnr cJEvnr annr-icirdrifrLcn DurchblaBn:· nrichiung.

In. Uarrirhtung nach pincm der Ansprü^iin 1 bic 9, !,'r.duruli

g π k ε η η ζ β i c h η π t , rinB dar Zuvliii] r'cfj nrntfi: UKuctrnin

zu jr:r!nr Durchblaseinrichtuncj unabhängig titcuörbar ist.

11. Anu'ündung einer V/orrichtunrj gcüv'jß εΐπεαι der Anrinrüchc

1 bi::· Id zum innigen Mischen van zwei GsB^trümcin.

12. UBruEndunn είπ^ε Sauerntoff GnthalttndEn Ga'ir.::; als nrstcr Gar.Kornm und eip.bg uinnn KohlGnusnscrstoff aufi.^ic/.idru .u-!Rit^n Ga^ütrorntj in εϊππγ Uorrj chtung QKmäß einnrn dnr Anaprüchn 1 hi·} la.

13. l/^ruiendung nach Anspruch 12 mit Äthylen aln dcui in zuj:;iti;-n Gacstrom e

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