DE2310027C2 - Method for operating a device for finely dispersing a gas in a liquid - Google Patents
Method for operating a device for finely dispersing a gas in a liquidInfo
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Description
3030th
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Feindispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit mit einem Reaktionsbehälter, in dem eine mit Durchbrechungen versehene Dispergierplatte vorgesehen ist, und mit einer Einrichtung zum Zuführen von Flüssigkeit und Gas zum Raum auf der Eintrittsseite der Dispergierplatte.The invention relates to a method for operating an apparatus for finely dispersing a Gas in a liquid with a reaction vessel in which a perforated dispersing plate is provided, and with a device for supplying liquid and gas to the space on the Entry side of the dispersing plate.
Eine Vorrichtung mit diesen Merkmalen ist z. B. aus der US-PS 18 09 033 bekannt Bei der bekannten Vorrichtung ist die Dispergierplatte als aufrechter Zylindermatel ausgebildet der von innen nach außen radial von dem gas und der Flüssigkeit durchströmt wird. Die zylindermantelförmige Dispergierplatte rotiert um ihre Achse. Die feine Verteilung von Gas und Flüssigkeit beruht auf dieser Rotationsbewegung und darauf, daß die Flüssigkeit und das Gas radial außerhalb der zylindermantelförmigen Dispergierplatte gegen vertikale Strömungsumlenkflächen treffen. Diese bekannte Technik zum Feindispergieren eines gases in einer Flüssigkeit bedingt somit eine Vorrichtung mit relativ kompliziertem Aufbau und mechanisch bewegten Teilen und gestaltet sich in der betrieblichen Durchführung aufwendig.A device with these features is e.g. B. from US-PS 18 09 033 known In the known Device, the dispersing plate is designed as an upright cylindrical material from the inside to the outside is radially traversed by the gas and the liquid. The cylindrical jacket-shaped dispersion plate rotates around its axis. The fine distribution of gas and liquid is based on this rotational movement and ensure that the liquid and the gas radially outside the cylindrical jacket-shaped dispersion plate against meet vertical flow deflection surfaces. This known technique for finely dispersing a gas in a liquid thus requires a device with a relatively complex structure and mechanically moved Sharing and is complex in operational implementation.
Es ist ferner eine Vorrichtung mit einer ortsfesten, horizontalen Dispergierplatte bekannt (DE-AS 14 42691), bei der nur das Gas von unten nach oben durch die Dispergierplatte strömt. Unterhalb der Dispergierplatte ist ein Rührer vorgesehen. Wenn man mit derartigen Vorrichtungen ein Feindispergieren des Gases in der Flüssigkeit erreichen will, sind sehr feine Durchbrechungen in der Dispergierplatte erforderlich, die einen großen Druckabfall verursachen, zu Verstopfungen neigen und daher zu Betriebsstörungen Anlaß geben.There is also a device with a stationary, horizontal dispersing plate known (DE-AS 14 42691), in which only the gas flows from bottom to top through the dispersion plate. Below the A stirrer is provided for the dispersion plate. If one finely disperses the Gas in the liquid, very fine perforations are required in the dispersion plate, which cause a large pressure drop, are prone to clogging and therefore cause malfunctions give.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Feindispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit auf besonders einfache Weise mit einer einfachen und betriebssicheren Vorrichtung durchzuführen.The invention is based on the task of finely dispersing a gas in a liquid particularly simple to carry out with a simple and reliable device.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Dispergierplatte ortsfest und horizontal mit untenliegender Eintrittsseite angeordnet ist, daß die Durchbrechungen einen Durchmesser von jeweils etwa 0,5 bis 10 mm haben, und daß die Flüssigkeit und das Gas mit einem Flüssigkeit/Gas-Volumenverhältnis von 0,01 bis 3 und mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 120 m/s, vorzugsweise zwischeu 20 und 90 m/s, durch die Durchbrechungen gepreßt werden.To solve this problem, the invention provides that the dispersing plate is stationary and is arranged horizontally with the inlet side below, that the openings have a diameter of each about 0.5 to 10 mm, and that the liquid and the gas have a liquid / gas volume ratio from 0.01 to 3 and at a speed of 5 to 120 m / s, preferably between 20 and 90 m / s through which the openings are pressed.
Bei der Erfindung wird das gas unter Turbulenz in extrem feine Blasen gleichmäßiger Größe aufgeteilt die im nach oben gerichteten Flüssigkeitsstrom unter minimaler Wiedervereinigung nach oben getragen werden. Bewegliche, unter Energieaufwand anzutreibende Teile sind mit Ausnahme der Pumpen für das Gas und die Flüssigkeit nicht erforderlich. Die Durchbrechungen verursachen aufgrund ihrer Größe keinen sehr großen Durckabfall und neigen nicht zu Verstopfungen. Der verwendete Begriff »Flüssigkeit« umfaßt auch Suspensionen, Aufschlämmungen oder dergleichen.In the invention, the gas is divided into extremely fine bubbles of uniform size under turbulence carried upward in the upward flow of liquid with minimal reunification will. With the exception of the pumps for the gas, moving parts that can be driven with energy expenditure and the liquid is not required. Due to their size, the perforations do not cause very much large pressure drops and are not prone to clogging. The term "liquid" used also includes suspensions, slurries or the like.
Eine bevorzugte Ausgestaltung bzw. die Verwendung der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichnetA preferred embodiment or use of the invention are characterized in claims 2 and 3
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutertThe invention is explained in more detail below with the aid of a schematically illustrated embodiment explained
Der in der Zeichnung dargestellte aufrecht stehende Reaktionsbehälter ist durch eine Dispergierplatte 2 in einen oberen und einen unteren Abschnitt unterteilt. Die Dispergierplatte 2 ist im Reaktionsbehälter 1 in Bodennähe horizontal angeordnet und weist eine Vielzahl von sie durchsetzenden Bohrungen bzw. Durchbrechungen 3 auf. Eine Flüssigkeit und ein darin zu dispergierendes Gas werden gleichzeitig in den Reaktionsbehälter 1 unterhalb der Dispergierplatte 2 eingebracht Die Flüssigkeit wird durch die Einlaßleitung 4 über eine Pumpe 8 und das Gas durch eine weitere Einlaßleitung 5 über einen Kompressor 11 zugeführtThe upright reaction vessel shown in the drawing is supported by a dispersing plate 2 in divided into an upper and a lower section. The dispersing plate 2 is in the reaction vessel 1 in Arranged horizontally near the ground and has a large number of holes or holes extending through it. Breakthroughs 3 on. A liquid and a gas to be dispersed therein are simultaneously in the Reaction container 1 placed below the dispersing plate 2 The liquid is introduced through the inlet line 4 via a pump 8 and the gas through a further inlet line 5 via a compressor 11 fed
Von Bedeutung ist daß das Volumenverhältnis zwischen der Flüssigkeit und dem Gas, die so in den Reaktionsbehälter 1 eingeführt werden, im Bereich von 0,01 bis 3 liegt, und daß die Geschwindigkeit des Gas-Flüssigkeits-Gemisches, welches nach oben durch die Durchbrechungen3 der Dispergierplatte 2 hindurchtritt in einem Bereich zwischen 5 und 120 m/s oder vorzugsweise zwischen 20 und 90/ms liegt Auf diese Weise wird das durch die Durchbrechungen 3 hindurchgehende Gas in ausreichend feine Blasen durch den nachstehenden Vorgang unterteilt und strömt durch die Flüssigkeit nach oben zum oberen Abschnitt des Peaktionsbehälters 1.It is important that the volume ratio between the liquid and the gas, which is so in the Reaction container 1 are introduced, in the range of 0.01 to 3, and that the speed of the Gas-liquid mixture which passes upwards through the openings 3 in the dispersing plate 2 This is in a range between 5 and 120 m / s or preferably between 20 and 90 / ms In this way, the gas passing through the openings 3 is made into sufficiently fine bubbles the process below divides and flows through the liquid up to the top of the Reaction container 1.
Jeder Teil des Gases, das von der Flüssigkeit in dem Reaktionsbehälter 1 nicht verbraucht worden ist, wird durch den Auslaß 10 in der Oberseite des Behälters freigesetzt. Das Gas-Flüssigkeits-Gemisch bzw. die Flüssigkeit welche die feinen Blasen des darin dispergierten Gases enthält, strömt im oberen Teil des Reaktionsbehälters 1 in einen Separierbehälter 6, wo das Gas und die Flüssigkeit voneinander in bekannter Weise getrennt werden. Ein Teil der Flüssigkeit wird durch einen Auslaß 9 abgezogen, während der Rest der Flüssigkeit wieder in den Reaktionsbehälter 1 durch die Pumpe 8 und die Einlaßleitung 4 zusammen mit frisch zugeführter Flüssigkeit 7 zurückgeführt wird.Any part of the gas that has not been consumed by the liquid in the reaction vessel 1 becomes released through outlet 10 in the top of the container. The gas-liquid mixture or the Liquid containing the fine bubbles of the gas dispersed therein flows in the upper part of the Reaction container 1 in a separating container 6, where the gas and the liquid from each other in a known Way to be separated. Part of the liquid is withdrawn through an outlet 9, while the rest of the Liquid back into the reaction vessel 1 through the pump 8 and the inlet line 4 together with fresh supplied liquid 7 is returned.
Jede der Durchbrechungen bzw. Durchbohrungen 3 der Dispergierplatte 2 gemäß der Erfindung hat eineEach of the perforations or bores 3 of the dispersing plate 2 according to the invention has one
Größe( die zwischen öP5 und IQ mm im Durchmesser Hegt Die Mikroporen, wie sir herkömmlicherweise bei einer Vorrichtung vergleichbarer Konstruktion verwendet werden, um nur Glas durchzulassen, das so in feine Blasen aufgeteilt wird, haben im Gegensatz dazu öffnungen in der Größenordnung von einigen Zehn bis einigen Hundert μητ. Erfindungsgemäß werden weiterhin das Gas und die Flüssigkeit gleichzeitig durch die relativ großen Durchbrechungen 3 mit einer Geschwindigkeit geführt, die zwischen 5 und 120 m/s liegt, so daß ein geeigneter Turbulenzgrad in der Gas-Flüssigkeits-Mischung erzeugt wird, wenn sie durch die Durchbrechungen hindurchgeht Das Gas wird dadurch in Blasen unterteilt, die so fein wie die mit den Mikroporen der bekannten Vorrichtung erzeugten oder noch feiner sind. Da die erfindungsgemäßen Durchbrechungen genügend groß und einem durch sie hindurchgehenden konstanten Flüssigkeitsstrom ausgesetzt sind, können sie durch Abscheidungen nicht zugesetzt oder verstopft werden, die bei fortschreitender Reaktion erzeugt werden, was besonders zweckmäßig für die Reaktion einer Suspension ist Ein zusätzlicher Vorteil der E>-findung besteht darin, daß das Gas in den Reaktionsbehälter i. nur bei einem Druck eingeführt werden kann, der ungefähr dem Druck der Flüssigkeitssäule in dem Behälter entsprichtSize (between ö P 5 and IQ mm in diameter Hegt The micropores as sir conventionally used in a device of comparable construction to transmit only glass, which is apportioned between the fine bubbles have opposed openings to in the order of some Ten to a few hundred μητ.According to the invention, the gas and the liquid are further guided simultaneously through the relatively large openings 3 at a speed between 5 and 120 m / s, so that a suitable degree of turbulence is generated in the gas-liquid mixture When it passes through the perforations, the gas is divided into bubbles which are as fine as those produced by the micropores of the known device or even finer are not clogged or clogged by deposits, ie e are generated as the reaction proceeds, which is particularly useful for the reaction of a suspension. An additional advantage of the E> finding is that the gas in the reaction vessel i. can only be introduced at a pressure which corresponds approximately to the pressure of the liquid column in the container
Obwohl der Feinheitsgrad der erfindungsgemäß erzeugten Gasblasen der Änderung unterliegt die von den Gas- und Flüssigkeitsmengen abhängt weiche in den Reaktionsbehälter 1 eingeführt werden, ist dieser Grad sehr stark von dem Durchmesser und der Gesamtzahl der Durchbrechungen der Dispersionsplatte 2 festgelegt wenn der Durchmesser der Durchbrechungen in dem vorstehenden Bereich zwischen 0,5 und 10 mm liegt. Es wurde auch festgestellt, daß, wenn alle Durchbrechungen annährend die gleiche Größe haben, das Gas in feine Blasen von im wesentlichen gleichem Grad unterteilt werden kann. Wenn der Durchmesser der Durchbrechungen größer als 10 mm wird, neigen die erzeugten Blasen dazu, nicht gleichförmig in der Flüssigkeit zu dispergieren. Wenn andererseits die Durchbrechung kleiner als 03 mm ist, muß die Anzahl der Durchbrechungen erhöht werden, um die Gasdispersion in der gleichen Menge und beim gleichen Druckverlust wie bei dem vorstehend genannten Größenbereich zu führen, wobei die Herstellungskosten der Dispergierplatte unvermeidbar zunehmen. Infolge der Errosior der Durchbrechungen d irch die Reibung des hindurchtretenden Fluids wird darüber hinaus die Größe der Durchbrechungen verändert was zur Folge hat, daß der Fluidmengenstrom durch die Dispergierplatte entsprechend verändert wird. Eine Größe unterhalb von 0,5 mm wird deshalb nicht empfohlen.Although the degree of fineness of the gas bubbles produced according to the invention is subject to change that of the gas and liquid quantities which are introduced into the reaction vessel 1 depend on this Degree very much on the diameter and the total number of perforations in the dispersion plate 2 set when the diameter of the perforations in the above range between 0.5 and 10 mm. It has also been found that when all of the perforations are approximately the same size, the gas can be divided into fine bubbles of substantially equal degree. When the diameter the perforations is larger than 10 mm, the tend generated bubbles to not disperse uniformly in the liquid. On the other hand, if the If the opening is smaller than 03 mm, the number of openings must be increased to allow gas dispersion in the same amount and pressure loss as the above To lead size range, the manufacturing cost of the dispersing plate inevitably increases. As a result the erosion of the breakthroughs due to the friction of the fluid that passes through, the size of the openings is also changed, which results in a change in the size of the perforations has that the amount of fluid flow through the dispersing plate is changed accordingly. One size below 0.5 mm is therefore not recommended.
Wenn man das Gas allein durch die Dispergierplatte strömen lassen würde, die Durchbrechungen in der Größe von 0,5 bis 10 mm im Durchmesser hat, wurden die so in der Flüssigkeit erzeugten Blasen einen Durchmesser in der Größenordnung zwischen 10 und 60 mm haben, was experimentell bestätigt wird. Wenn jedoch die Flüssigkeit und das Gas gleichzeitig in den Reaktionsbehälter mit einem Volumenvsrhältnis von Flüssigkeit zu Gas im Bereich von 0,01 bis 3 und derart eingeführt werden, daß die Gas-Flüssigkeits-Misehung durch die Durchbrechungen 3 mit einer Durchgangsgeschwindigkeit von 5 bis 120 m/s hindurchgeht, kann das Gas nach dem Durchgang durch die Durchbrechungen zu feinen Blasen mit einem Durchmesser zwischen 1 und 3 mm reduziert wer Jen. Dies erfolgt offensichtlich dadurch, daß ein geeigneter Turbulenzgrad erzeugt wird, wenn das Gas durch die Durchbrechungen zusammen mit der Flüssigkeit, deren Volumen etwa ein Hundertstel oder mehr bezüglich des Gases beträgt und mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 m/s und mehr hindurchgeht Dies führt dazu, daß das gas heftig mit der Flüssigkeit kollidiert und in feine Blasen verteilt wird. Um also das Gas in feine Blasen zu zerteilen, muß die Gas-Flüssigkeits-Mischung die Geschwindigkeit von 5 m/s oder mehr beim Durchtritt durch die Dispergierplatte 2 haben. Wenn diese Geschwindigkeit jedoch zu groß wird, d.h. die Grenze von 120m/s überschreitet bieten die Durchbrechungen der Dispergierplatte einen außerordentlich hohen Widerstand für den Durchtritt des Gas-Flüssigkeits-Gemisches, der für den vorliegenden Zweck nicht erwünscht ist Erfindungsgemäß ist es wesentlich, die Flüssigkeit und das Gas gleichzeitig in den Reaktionsbehälter einzuführen, um eine Turbulenz in der Gas-Flüssigkeits-Mischung hervorzurufen, wenn diese durch die Durchbrechungen 3 hindurchgeht um so einen innigeren Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit zu gewährleisten. Aus diesem Grund soll der Anteil der in den Reaktionsbehälter eingeführten Flüssigkeit nicht unter ein Hunderstel des Volumens bezogen auf das des Gases fallen, das gleichzeitig zugeführt wird. Wenn andererseits das Volumen der zugeführten Flüssigkeit mehr als das Dreifache des Gasvolumens beträgt schreitet die Reaktion zwischen den Stoffen wegen der geringen Gaszufuhr nicht wirksam fort und die Durchbrechungen der Dispergierplatte erzeugen eineIf you let the gas flow through the dispersing plate alone, the openings in the Sizes ranging from 0.5 to 10 mm in diameter the bubbles thus generated in the liquid have a diameter of the order of magnitude between 10 and 60 mm, which has been confirmed experimentally. However, if the liquid and gas enter the Reaction vessels with a liquid to gas volume ratio in the range of 0.01 to 3 and such be introduced that the gas-liquid mixture passes through the openings 3 at a throughput speed of 5 to 120 m / s, this can Gas after passing through the perforations to fine bubbles with a diameter between 1 and 3 mm reduced who Jen. Obviously, this is done by creating an appropriate degree of turbulence when the gas passes through the perforations together with the liquid, its volume is approximately one Hundredths or more with respect to the gas and at a speed of about 5 m / s and more This causes the gas to violently collide with the liquid and to be dispersed into fine bubbles. So in order to break the gas into fine bubbles, the gas-liquid mixture must have the speed of 5 m / s or more when passing through the dispersing plate 2. However, if this speed increases becomes large, i.e. exceeds the limit of 120 m / s the perforations in the dispersion plate offer an extraordinarily high level of resistance to penetration of the gas-liquid mixture required for the present Purpose is not desired According to the invention, it is essential that the liquid and the gas at the same time in to introduce the reaction vessel to induce turbulence in the gas-liquid mixture when this passes through the openings 3 so as to create a closer contact between gas and liquid to ensure. For this reason, the proportion of the liquid introduced into the reaction vessel should not be fall below one hundredth of the volume related to that of the gas that is supplied at the same time. if on the other hand, the volume of the supplied liquid is more than three times the volume of gas the reaction between the substances does not proceed effectively because of the low gas supply and the Breakthroughs in the dispersion plate create a
jo übermäßig hohen Widerstand für den Durchtritt der Gas-Flüssigkeits-Mischung.jo excessively high resistance to the passage of the Gas-liquid mixture.
Die in der Zeichnung gezeigten Einlaßleitungen 4 und 5 sind mit dem Reaktionsbehälter 1 an irgendeiner gewünschten Stelle unterhalb der Dispergierplatte 2 verbunden. Gewünschtenfalls können das Gas und die Flüssigkeit dem Behälter durch ein und dieselbe Leitung zugeführt werden.The inlet pipes 4 and 5 shown in the drawing are connected to the reaction vessel 1 at either one desired location below the dispersing plate 2 connected. If desired, the gas and the Liquid can be supplied to the container through one and the same line.
Da die für das Zerteilen des Gases in feine Blasen verwendete Flüssigkeit konstant nach oben durch den Reaktionsbehälter 1 strömt, werden die Gasbiasen ebenfalls zwangsweise nach oben mit dieser Geschwindigkeit getragen, so daß ihre Widervereinigung auf ein Minimum zurückgeführt ist. Deshalb kann die Strömungsgeschwindigkeit der Blasen in dem Behälter hoch gemacht werden.Since the liquid used to break the gas into fine bubbles is constantly flowing upwards through the Reaction container 1 flows, the gas biases are also forcibly upwards at this speed worn so that their reunification is reduced to a minimum. Therefore, the flow rate of bubbles are made high in the container.
Da die Dispergierplatte mit einer Vielzahl von Durchbrechungen versehen ist, von denen jede, wie vorstehend erwähnt, einen Durchmesser zwischen 0,5 und 10 mm hat, besteht kaum eine Möglichkeit, daß diese Durchbrechungen verstopft werden, auch wenn schwierig aufzulösende Substanzen in der Fküssigkeit im Behälter in einen? Ausmaß erzeugt werden, das die Grenze der Löslichkeit der Flüssigkeit übersteigt. Da« Entfernen von Abscheidu.igen, falls solche Abscheidungen vorhanden sind, ist wegen der im wesentlichen ungestörten Flüssigkeitsströmung äußerst einfach. Da die großen Durchbrechungen für den Durchtritt der Gas-Flüssigkeits-Mischung nur geringen Widerstand aufweisen, kann ein großes Gasvolumen leicht zu Blasen der gewünschten Feinheit aufgeteilt bzw. reduziert werden.Since the dispersing plate is provided with a large number of perforations, each of which, like mentioned above, has a diameter between 0.5 and 10 mm, there is little possibility that these breakthroughs are clogged, even if difficult-to-dissolve substances in the liquid in the container in a? To the extent that it exceeds the limit of the solubility of the liquid. There" Removal of deposits, if any such deposits are present, is essential because of the undisturbed flow of liquid extremely easy. Since the large openings for the passage of the Gas-liquid mixture have little resistance, a large volume of gas can easily bubble be divided or reduced to the desired fineness.
Die Durchbrechungen der Dispergierplatte können kreisförmig, elliptisch, rechteckig sein oder eine andere Querschnittsform haben und ihrem Durchmesser auf der Ober- und auf der Unterseite der Dispergierplatte ändern. Oewünschtepfalls können Führungen geeigneter Bauweise unter der Dispergierplatte befestigt werden, um einen gleichmäßigen Strom von Gas undThe perforations in the dispersing plate can be circular, elliptical, rectangular or different Have cross-sectional shape and their diameter on the top and bottom of the dispersing plate change. If desired, guided tours can be more suitable Construction to be fixed under the dispersing plate to ensure an even flow of gas and
Flüssigkeit durch die Durchbrechungen zu gewährleisten. Ensure fluid through the perforations.
Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert.The invention is further illustrated by the following examples.
Ein säulenförmiger Reaktionsbehälter mit einem Innendurchmesser von 150 mm und einer Tiefe von 1500 mm wird in seinem Inneren in einen oberen und unteren Abschnitt durch eine Dispergierplatte unterteilt, die eine Stärke von 3 mm aufweist und in der zwölf Durchbrechungen jeweils mit einem Durchmesser von 2 mm in einem räumlichen Abstand von 10 mm vorgesehen sind. Zwei Einlaßleitungen, eine für das zuzuführende Gas und die andere für die Flüssigkeit, sind mit Öffnungen verbunden, die in der Wand des Behälters an einer Stelle etwa 50 mm unterhalb der Dispergierplatte ausgebildet sind. Der .<;<·> gphantp Reaktionsbehälter wird zuerst mit Wasser gefüllt. Dann wird frisches Wasser kontinuierlich mit einem Mengenstrom von 800 l/h durch den Flüssigkeitseinlaß zugeführt, während gleichzeitig Luft mit einem Mengenstrom von 1000 l/h durch den Gaseinlaß zugeführt wird. Man sieht, daß die Luft in dem Wasser über der Dispergierplatte zu Blasen dispergiert ist, die einen im wesentlichen konstanten Durchmesser von etwa 1 mm haben. Die Luftblasen sind gleichförmig bis zur Oberfläche des Wassers in dem Behälter dispergiert. Eine Wiedervereinigung der Blasen wird kaum beobachtet. Die Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Gemisches beim Durchtritt durch die Durchbrechungen der Dispergierplatte beträgt 13,3 m/s.A columnar reaction vessel with an inner diameter of 150 mm and a depth of 1500 mm is divided in its interior into an upper and lower section by a dispersing plate, which has a thickness of 3 mm and in the twelve openings each with a diameter of 2 mm are provided at a spatial distance of 10 mm. Two inlet lines, one for that the gas to be supplied and the other for the liquid, are connected to openings made in the wall of the Container are formed at a point about 50 mm below the dispersing plate. The. <; <·> The gphantp reaction vessel is first filled with water. then fresh water is continuously fed through the liquid inlet with a flow rate of 800 l / h, while at the same time air is supplied with a flow rate of 1000 l / h through the gas inlet. It can be seen that the air in the water above the dispersing plate is dispersed into bubbles that form an im have a substantially constant diameter of about 1 mm. The air bubbles are uniform up to the Surface of the water dispersed in the container. A reunion of the bubbles is hardly observed. The speed of the air-water mixture as it passes through the openings in the Dispersing plate is 13.3 m / s.
Wenn vergleichsweise nur Luft mit einem Volumenstrom von 1000 l/h in den Reaktionsbehälter eingeführt wird, nachdem dieser mit Wasser gefüllt worden ist, erzeugen die' Durchbrechungen der gleichen Dispergierplatte große und hinsichtlich der Größe unregelmäßige Blasen mit einem Durchmesser von etwa 10 bis sogar 60 mm.If comparatively only air with a volume flow 1000 l / h is introduced into the reaction vessel after it has been filled with water, produce the 'perforations in the same dispersion plate that are large and irregular in size Bubbles with a diameter of about 10 to even 60 mm.
Die bei der Vorrichtung von Beispiel 1 verwendete Dispergierplatte wird durch eine Dispergierplatte mit einer Stärke von 10 mm ersetzt, wobei die Abmessung und Lage der Durchbrechungen genau denen des Beispiels I entsprechen. Wasser und Luft werden gleichzeitig in den Reaktionsbehälter mit Mengenströmen von 730 l/h bzw. 1000 l/h eingeführt Wie bei Beispiel I erkennt nan, daß in dem Wasser im oberen Abschnitt des Behälters die Blasen gleichförmig dispergiert sind und jeweils einen Durchmesser von etwa 1 mm haben. Die Geschwindigkeit des durch die Durchbrechungen der Dispergierplatte hindurchgehenden Luft-Wasser-Gemisches beträgt 12,8 m/s.The dispersing plate used in the device of Example 1 is supported by a dispersing plate a thickness of 10 mm, the dimensions and position of the openings being exactly those of the Example I correspond. Water and air are simultaneously in the reaction vessel with mass flows of 730 l / h or 1000 l / h introduced As in Example I, nan recognizes that in the water in the upper Section of the container the bubbles are uniformly dispersed and each have a diameter of have about 1 mm. The speed of the passage through the perforations in the dispersion plate Air-water mixture is 12.8 m / s.
B e i s ρ i e 1 IIIB e i s ρ i e 1 III
Es wird der gleiche Reaktionsbehälter wie bei Beispiel I verwendet, mit der Ausnahme, daß eine Dispergierpiatte horizontal in dem Behälter befestigt wird, deren Stärke 3 mm beträgt und die mit hundert' Durchbrechungen versehen ist, von denen jede einen Durchmesser von 0,5 mm hat Wie bei den anderen Beispielen sind die Einlaßleitungen für das Gas- und die Flüssigkeit unterhalb der Dispergierplatte vorgesehen. Die Luft wird in den Reaktionsbehälter durch die Gaseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von 2600 l/h und das Wasser gleichzeitig durch die Flüssigkeitsein-' laßleitung mit einem Mengenstrom vom 280 l/h eingeführt. Man sieht, daß die durch die Durchbrechungen hindurchgegangene und in der Flüssigkeit über der Dispergierplatte dispergierte Luft als fein verteilte Blasen von 1 bis 2 mm Durchmesser vorliegt. Die i" Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Gemisches beim Durchtritt durch die Durchbrechungen beträgt etwa 40 m/s.The same reaction vessel is used as in Example I, with the exception that one Dispersion plate is fixed horizontally in the container, the thickness of which is 3 mm and which is 100 ' Perforations are provided, each of which has a diameter of 0.5 mm, as with the others For example, the inlet lines for the gas and the liquid are provided below the dispersing plate. The air is fed into the reaction vessel through the gas inlet line with a volume flow of 2600 l / h and the water at the same time through the liquid inlet line with a flow rate of 280 l / h introduced. You can see that through the breakthroughs air that has passed through and dispersed in the liquid above the dispersing plate as finely divided There are bubbles 1 to 2 mm in diameter. The i "speed of the air-water mixture at Passage through the perforations is about 40 m / s.
Es wird ein Reaktionsbehälter mit einem Innendurchmesser von 640 mm und einer Höhe von 3500 mm verwendet, in dem eine Dispergierplatte mit einerIt becomes a reaction vessel with an internal diameter of 640 mm and a height of 3500 mm used, in which a dispersing plate with a
Durchbrechungen aufweist, von denen jede einen Durchmesser von 10 mm hat. Unter d'-r Dispergierplatte sind die Gaseinlaßleitung und die Flüssigkeitseinlaßleitung angebracht.Has perforations, each of which has a diameter of 10 mm. Under d'-r dispersing plate the gas inlet pipe and the liquid inlet pipe are attached.
r· Die Luft wird in den Reaktionsbehälter durch die Gaseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von 88 mVh, das Wasser gleichzeitig durch die Flüssigkeitseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von 9 m'/h zugeführt. Man stp"» fest, daß die Luft in Blasen von 1 bis 5 mmr The air is fed into the reaction vessel through the gas inlet line with a volume flow of 88 mVh, the water is supplied at the same time through the liquid inlet line with a volume flow of 9 m '/ h. It is found that the air in bubbles of 1 to 5 mm
jn Durchmesser in der Flüssigkeit oberhalb der Dispergierplatte fein verteilt ist. Die Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Gemisches beim Durchtritt durch die Dispergierplatte beträgt etwa 50 fü/s.jn diameter in the liquid above the dispersing plate is finely divided. The speed of the air-water mixture as it passes through the Dispersing plate is about 50 fü / s.
Die Dispergierplatte der Vorrichtung des Beispiels I wird durch eine Platte ersetzt, die eine Stärke von 3 mm hat und in der zwei Durchbrechungen mit jeweils einem Durchmesser von 5 mm in einem Abstand von 10 mm angeordnet sind. In den Reaktionsbehälter werden gleichzeitig Wasser und Luft mit Volumenströmen von 450 l/h bzw. 1000 l/h eingeführt. Man sieht, daß die Luft 5 in dem Wasser im oberen Abschnitt des Behälters zu Blasen von etwa 1 bis 3 mm im Durchmesser gleichförmig dispergiert ist Die Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Gemisches beim Durchtritt durch die Durchbrechungen der Dispergierplatte beträgtThe dispersing plate of the device of Example I is replaced by a plate which is 3 mm thick and in the two openings each with a diameter of 5 mm at a distance of 10 mm are arranged. At the same time, water and air with volume flows of 450 l / h or 1000 l / h introduced. It can be seen that the air 5 in the water in the upper portion of the container too Bubbles of about 1 to 3 mm in diameter are uniformly dispersed The speed of the Air-water mixture as it passes through the perforations in the dispersing plate
ν· 10.2 m/s.ν 10.2 m / s.
B e i s ρ i e 1 VIB e i s ρ i e 1 VI
Die Vorrichtung der Beispiele I und V wird zur Führung der Luftoxydation einer Suspension von Calciumsulfit verwendet, das bekanntlich äußerst schwierig zu oxydieren ist In diesem Fall wird ein Teil der Calciumsulfitsuspension in dem oberen AbschnittThe apparatus of Examples I and V is used to conduct the air oxidation of a suspension of Calcium sulfite, which is known to be extremely difficult to oxidize, is used in this case a part the calcium sulfite suspension in the upper section
so des Reaktionsbehälters wieder in dessen unteren Abschnitt durch die in der Zeichnung gezeigte Leitung zurückgeführt Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt wobei die in Klammern stehenden Zahlen die Daten angeben, die man durchso the reaction container again in its lower section through the line shown in the drawing The results are listed in the table below with those in brackets standing numbers indicate the dates that one goes through
b5 einen Vergleich erhält, bei dem nur Luft in die Vorrichtung gemäß Beispiel III eingeführt wird, ohne daß eine Rückführung bzw. Wiederumwälzung der Calciumsulfitsuspension erfolgtb5 receives a comparison in which only air enters the Device according to Example III is introduced without that a return or recirculation of the calcium sulfite suspension takes place
Tabelle
DispergierplatteTabel
Dispersing plate
1212th
2
(2)2
(2)
1,101.10
1,101.10
(UO)(UO)
1,101.10
30
30
(20)
3030th
30th
(20)
30th
(1000)(1000)
600
550600
550
5050
99,0699.06
98.9898.98
(22,00)(22.00)
98,0498.04
11,8
10,611.8
10.6
(7,4)
27,2(7.4)
27.2
η · · IYH
Am unteren Teil eines säulenförmigen Reaktionsbe-Konzentration von 1,10 mol/l bei einem Volumenstrom
von 0,4 mVh als Zumischung zur umgewälzten Flüssigkeit kontinuierlich zugeführt. Die Umsetzung nach η · · IYH
At the lower part of a columnar reaction concentration of 1.10 mol / l at a volume flow of 0.4 mVh as an admixture to the circulated liquid is continuously fed. Implementation after
■ Mt Ι,ΙΙΙΙ,ΙΙΙ lllll\.IIUIi■ Mt Ι, ΙΙΙΙ, ΙΙΙ lllll \ .IIUIi
\j-wu ium UIiU ^" \ j-wu ium UIiU ^ "
einer Tiefe von 7000 mm wird eine Dispergierplatte horizontal angebracht, deren Stärke 10 mm beträgt und die mit vierzehn Durchbrechungen versehen ist, von denen jede einen Durchmesser von 5 mm hat. Zwei Einlaßleitungen, die eine für die Einführung von Gas und die andere für die Einführung der Flüssigkeit, sind mit öffnungen verbunden, die in der Wand des Behälters an Stellen etwa 40 cm unter der Dispergierplatte ausgebildet sind. Der so gebaute Reaktionsbehälter wird für die Luftoxydation einer Calciumsulfitsuspension verwendet, In diesem Fall wird ein Teil der Calciumsulfitsuspension in dem oberen Abschnitt des Reaktionsbehälters durch die Flüssigkeitseinlaßleitung in den unteren Behälterabschnitt zurückgeführt, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, nachdem die Blasen daraus abgetrennt worden sind. Der Volumenstrom der in dem Behälter eingeführten Flüssigkeit beträgt etwa 4 mVh, während der Volumenstrom der eingeführten Luft etwa 56 mVh beträgt. Die Temperatur im Behälter Hegt bei etwa 450C, die Durchtrittsgeschwindigkeit der Fluide gemessen an der Dispergierplatte liegt bei 60,5 m/s. In den Behälter wird eine frische Aufschlämmung von Calciumsulfit in einer VergleichsbeispielAt a depth of 7000 mm, a dispersion plate is placed horizontally, the thickness of which is 10 mm and which is provided with fourteen perforations, each of which has a diameter of 5 mm. Two inlet lines, one for the introduction of gas and the other for the introduction of the liquid, are connected to openings made in the wall of the container at locations about 40 cm below the dispersing plate. The reaction vessel thus constructed is used for the air oxidation of a calcium sulfite suspension. In this case, a part of the calcium sulfite suspension in the upper portion of the reaction vessel is returned to the lower portion of the vessel through the liquid inlet pipe as shown in the drawing after the bubbles have been separated therefrom . The volume flow of the liquid introduced into the container is approximately 4 mVh, while the volume flow of the introduced air is approximately 56 mVh. The temperature in the container Hegt at about 45 0 C, the rate of passage of the fluids as measured by the dispersion plate is located at 60.5 m / s. In the container is a fresh slurry of calcium sulfite in a comparative example
Es wird ein Reaktionsbehälter mit einem Innendurchmesser von 640 mm und einer Höhe von 3500 mmIt becomes a reaction vessel with an internal diameter of 640 mm and a height of 3500 mm
2> verwendet, in dem eine Dispergierplatte mit einer Stärke von 10 mm horizontal befestigt ist, die mit zwei Durchbrechungen versehen ist, von denen jede einen Durchmesser von 20 mm hat. Unter der Dispergierplatte sind die Gaseinlaßleitung und die Flüssigkeitseinlaß-2> used, in which a dispersing plate with a thickness of 10 mm is fixed horizontally, the one with two Breakthroughs is provided, each of which has a diameter of 20 mm. Under the dispersion plate are the gas inlet line and the liquid inlet
w leitung angebracht.w cable attached.
In den Reaktionsbehälter wird Luft durch die Gaseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von 100 mVh und gleichzeitig Wasser durch die Flüssigkeitseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von 10m3/hAir is fed into the reaction vessel through the gas inlet line with a volume flow of 100 mVh and, at the same time, water through the liquid inlet line with a volume flow of 10m 3 / h
r> eingeführt. Man erkennt, daß die Luft zu Luftblasen verschiedener Größe aufgeteilt wird, die zwischen 2 und 60 mm im Durchmesser in der Flüssigkeit über der Dispergierplatte liegen. Die Blasen haben meist einen großen Durchmesser und sind in der Flüssigkeit nicht gleichförmig dispergiert. Die Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Gemisches beim Durchtritt durch die Dispergierplatte beträgt etwa 48 m/s.r> introduced. It can be seen that the air is divided into air bubbles of various sizes between 2 and 60 mm in diameter in the liquid above the dispersing plate. The bubbles usually have one large diameter and are not uniformly dispersed in the liquid. The speed of the The air-water mixture when passing through the dispersion plate is about 48 m / s.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Family Applications (1)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| D2 | Grant after examination | ||
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