DE2733344B1 - Apparatur zur Bestrahlung stroemungsfaehiger Medien zum Erzielen chemischer Reaktionen bzw. Reaktionsprodukte - Google Patents

Description

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Das Hauptpatent betrifft eine Apparatur zur Bestrahlung strömungsfähiger Medien, die mindestens zum Teil aus einer Flüssigkeit bestehen, zum Erzielen chemischer Reaktionen bzw. Erzeugen von chemischen Reaktionsprodukten, bestehend aus einem rotationssymmetrisehen Gefäß, durch das die Medien hindurchgeleitet werden, einer Strahlungsquelle sowie einem mit Wbcheiementen ausgestatteten Rotationskörper, der infolge seiner Drehbewegung die Medien in Rotation um die Gefäßlängsachse versetzt wobei die die Gefißinnenwand von Ablagerungen befreienden Wischelemente die Form von steifen, zylindrischen Stäbchen haben, die in radial verlaufenden Bohrungen des Rotationskörpers entlang ihrer Längsachse verschieblich geführt sind Dabei ist das Gefäß aus einem für die Strahhuig durchlässigen Material gefertigt und von der Strahhingsquelle, z. B. UV-Lampen, umgeben. Dadurch kann jedoch nur derjenige Teil der Strahlung für die Reaktion ausgenutzt werden, der auf das Gefäß auf trifft bzw. dieses durchdringt

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Apparatur nach dem Hauptpatent und hat zur Aufgabe, die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung besser auszunutzen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Anspruch 1 und in den hierauf bezogenen Unteransprüchen enthaltenen Maßnahmen vorgesehen. Damit wird erreicht daß praktisch die gesamte Strahlung in den Flüssigkeitsfilm entlang der Gefäßinnenwand eindringen kann, wodurch eine Einsparung sowohl an Strahlungsleistung als auch an Strahler-Rohrlänge erzielt wird.

Einzelheiten und die Funktionsweise der Erfindung werden im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Apparatur schematisch im Längsschnitt Das rotationssymmetrische Gefäß 1 aus Normalglas hat an seiner oberen Stirnseite einen Anschluß 2 zum Einleiten der zu behandelnden Flüssigkeiten, einen Anschluß 3 zur Abfuhr eines Gases, ζ. Β. Luft oder Sauerstoff, sowie einen zentralen Stutzen 4 zum Einführen und zur Halterung einer U-rohrförmigen UV-Lampe 5. Der untere Teil des Gefäßes 1 ist flanschartig erweitert Ein Zwischenstück 6 ist mittels einer ringförmigen Bodenplatte 7, einem Spannring 8, Schrauben 9 und Dichtungen 10, U gegen die flanschartige Erweiterung 12 verspannt Außerdem ist am unteren Teil der Gefäßwand ein schräg nach oben weisender Gasabfuhrstutzen 13 angebracht Der mittlere Teil des Gefäßes 1 trägt einen Kühlmantel 14 mit Zu- und Abführungen 15, 16 für ein Kühlmittel. Unmittelbar oberhalb des Kühlmantels ist an das Gefäß 1 ein Gaseinlaßstutzen 17 angebracht

Der Rotationskörper 18 ist als Hohlzylinder ausgebildet mit radialen Bohrungen zur Aufnahme von stabförmigen Wischelementen 19. An seiner oberen Stirnseite weist er eine zentrale Öffnung auf, durch die die UV-Lampe 5 mit Spiel in den Innenraum des Hohlzylinders 18 hineinragt Der untere Teil des Hohlzylinders 18 weist einen Schliff 20 auf, in den ein Kegelstumpf 21 aus Kunststoff eingepaßt ist In einer zentralen Sackbohrung 22 des Kegelstumpfes ist ein angeschmolzener Zapfen 23 der Lampe 5 gelagert Außerdem sind in den Kegelstumpf 21 Stabmagnete 24 sowie ein Lagerzapfen 25 eingelassen, der drehbar in dem Zwischenstück 6 gelagert ist Das Zwischenstück 6 hat eine ringförmige Aussparung 26, in die die Pole eines Antriebsmagneten (nicht dargestellt) eingreifen.

Für die Lagerung der Wischelemente 19 sind an den relativ dünnwandigen Hohlzylinder 18 einseitig verschlossene Hülsen 27 angeschmolzen, die untereinander durch Distanzstege 28 verbunden sind Die oberste Reihe der Wischelemente 19 weist an ihren Enden Verdickungen 29 auf und dient so gleichzeitig zur Lagerung des Hohlzylinders 18 gegenüber dem Gefäß 1.

Der Hohlzylinder 18 ist materialmäßig in zwei Abschnitte unterteilt; der untere Abschnitt, der ca. 75% bis 80% der Gesamtlänge ausmacht und bis auf die Höhe der Gaszufuhr 17 reicht, besteht aus synthetischem, für die UV-Strahlung durchlässigem Quarzglas, der obere Teil besteht aus einem für UV-Strahlung undurchlässigen Glas, so daß der obere Teil des Gefäßes und damit die hier entlangströmenden Medien gegen die von der Lampe 5 ausgehende UV-Strahlung abgeschirmt sind

Zum Abführen der bestrahlten Medien ist an dem

Zwischenstück 6 ein Ablaßstutzen 30 angebracht, während zum Umpumpen in bekannter Weise entsprechende Rückführleitungen 31,32 vorgesehen sind.

Durch die Rotation des Hohlzylinders 18 legen sich die Stäbchen 19 an die Innenwand des Gefäßes 1 an und lösen etwaige Ablagerungen von der Gefäßwand ab. Gleichzeitig wird dadurch aber auch eine starke Verwirbelung der durch den Stutzen 2 eingeführten, an der Gefäßwand entlangströmenden Flüssigkeit bewirkt, was die Reaktion in der Flüssigkeit infolge der von der Lampe 5 ausgesandten UV-Strahlung erheblich beschleunigt Im oberen gegen die Strahlung abgeschirmten Teil des Gefäßes 1 findet keine Reaktion statt, vielmehr werden in diesem Abschnitt die in der Flüssigkeit enthaltenen Gase, insbesondere CO₂, ausgetrieben. Hierfür wird durch den Stutzen 17 ein Treibgas, z. B. Luft, Sauerstoff oder Stickstoff eingeführt, von dem ein Teil zusammen mit diesen Gasen am Stutzen 3 wieder entnommen wird. Der andere Teil des Gases strömt vom Stutzen 17 aus nach unten zum Entnahmestutzen 13.

Die eigentliche Reaktion, durch die vor allem in der Flüssigkeit enthaltene Kohlenwasserstoffe umgesetzt werden, beginnt somit erst unterhalb des Stutzens 17. Die dabei entstehenden, gasförmigen Reaktionsprodukte werden über den Stutzen 13 entnommen. Durch diese

to Aufteilung des Hohlzylinders und die mittige Gaszufuhr lassen sich organische und anorganische Komponenten in der Flüssigkeit separat erfassen und meßtechnisch voneinander trennen.

Für die Zirkulation der Flüssigkeit innerhalb des

ι > Gefäßes 1 wird die Drehzahl des Hohlzylinders 18 so weit erhöht, bis die Flüssigkeit in der Leitung 32 aus deren oberer Mündung 33 austritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Apparatur zur Bestrahlung strömungsfähiger Medien, die mindestens zum Teil aus einer Flüssigkeit bestehen, zum Erzielen chemischer ■> Reaktionen bzw. Erzeugen von Reaktionsprodukten, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Gefäß, durch das die Medien hindurchgeleitet werden, einer Strahlungsquelle sowie einem mit Wischelementen ausgestatteten Rotationskörper, ι ο der infolge seiner Drehbewegung die Medien in Rotation um die Gefäßlängsachse versetzt, wobei die die Gefaßinnenwand von Ablagerungen befreienden Wischelemente die Form von steifen, zylindrischen Stäbchen haben, die in radial verlau- i*> fenden Bohrungen des Rotationskörpers entlang ihrer Längsachse verschieblich geführt sind nach Patent25 15 604, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (18) als Hohlzylinder ausgebildet ist und zumindest entlang dem zu >o bestrahlenden Bereich des Gefäßes (1) aus einem für die Strahlung durchlässigen Material besteht und daß die Strahlungsquelle (5) in den Hohlzylinder hineinragt

2. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Innenwand des Hohlzylinders (18) einseitig verschlossene Hülsen (27) angeschmolzen sind, die untereinander durch Distanzstege (28) verbunden sind und zusammen mit entsprechenden Lochern in dem Hohlzylinder (18) die radialen so Aufnahmebohrungen für die Stäbchen (19) bilden.

3. Apparatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbchen (19) an wenigstens einem Ende des Hohlzylinders (18) dicker als die übrigen ausgebildet sind. J5

4. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Gefäßes (1) entlang der Zuströmseite der Medien gegen die Strahlung abgeschirmt ist und daß das Gefäß (1) auf Höhe des Obergangs zum abgeschirmten Bereich einen -to Anschluß (17) zur Zufuhr und an seinen Enden Anschlüsse (3,13) zur Abfuhr eines Gases aufweist

5. Apparatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Rotationskörper (18) im abgeschirmten Bereich aus einem für die Strahlung undurchlässigen Material besteht