DE2844398A1 - Verfahren und vorrichtung zum dispergieren eines gases in einer fluessigkeit - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum dispergieren eines gases in einer fluessigkeit

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Description

Verfahren und Vorrichtung zum Dispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit, die in vertikal geführtem Kreislauf zwei in einem Reaktor parallel angeordnete Reaktionsräume durchströmt, wobei im ersten Reaktionsraum das Flüssigkeits-Gas-Gemisch infolge Mammutpumpeneffekt aufwärts steigt und bei Übertritt vom ersten in den zweiten Reaktionsraum entgast und im zweiten Reaktionsraum die ganz oder teilweise entgaste Flüssigkeit absinkt und wobei beim Übertritt der Flüssigkeit vom zweiten.in den ersten Reaktionsraum unterhalb der beiden Reaktionsräume eine erneute Zumischung von Gas, vorzugsweise Luft, erfolgt.
Das Verfahren und die Vorrichtung werden zur Begasung bei Gas-Flüssigkeitsreaktionen, vorzugsweise zur Belüftung bei aeroben mikrobiologischen Prozessen wie bei Fermentationsprozessen, insbesondere bei Prozessen zur Herstellung von Einzeller-Proteinen eingesetzt.
Es ist bekannt, daß je nach Grad der Belüftung bei aerober Fermentierung die Wachsturmsrate der Mikroorganismen bzw. deren Produktionsrate ansteigt. Aus OS 24 36 793 und OS 25 54 440 sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt zur industriellen Massenfermentation. Bei solchen Verfahren wird eine Kulturflüssigkeit kontinuierlich in einem System umgewälzt, das aus einem vertikalen, streckenweise parallel geführten Kreislauf mit zwei Reaktionsräumen besteht, und zwar aus einem Steigraum und einem Fallraum. Im Steigraum liegt eine aufsteigende Strömung vor, in welcher die Flüssigkeit mit Luftbläschen durchsetzt ist. Nachdem an der Flüssigkeitsoberfläche die Luftbläschen ganz oder teilweise entweichen, fließt die verbliebene Flüssigkeitsmenge im Fallraum nach unten, um dann dort wieder neu mit Luftvermischt zu
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werden und erneut in den Steigraum nach oben zu gelangen. Der Mammutpumpen-Effekt wird wirksam.
Die Zumischung der Luft zu der Kulturflüssigkeit kann sowohl über Ejektoren als auch über rotierende Begasungspumpen wie nach OS 23 59 830 erfolgen. Mittels dieser Pumpen wird die Kulturflüssigkeit stark beschleunigt, durch den dabei entstehenden Unterdruck Luft aus der Atmosphäre angesaugt und mit der Flüssigkeit vermischt. Durch entsprechende Führung des Flüssigkeitsluftgemisches im Fermentationsreaktor wird ein Kreislauf aufrecht erhalten, bei dem das Gemisch regelmäßig an die Oberfläche gelangt, wo die Luft an der Flüssigkeitsoberfläche dann mehr oder weniger ausgast. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen machen teilweise auch Gebrauch vom Prinzip des Mammutpumpeneffektes.
Die Umwälzung der gesamten Flüssigkeitsmenge durch eine Pumpe, in die die gesamte Flüssigkeitsmenge geführt wird und die über Bohrungen in der Pumpenwand Luft ansaugt, führt zu hoher Umwälzgeschwindigkeit.Eine reduzierte Drehzahl des Pumpenläufers führt zwar zu reduzierter Umwälzgeschwindigkeit für die Flüssigkeit aber auch nur zu verminderter Luftansaugung, durch Bohrungen in der Pumpe. Es besteht demzufolge nur eine sehr geringe Regelmöglichkeit.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen weisen Wesensmerkmale auf, die mit Nachteilen für eine Reihe von Reaktionen verbunden sind. So ist für einen hinreichenden Unterdruck zum Ansaugen von atmosphärischer Luft eine hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeit im Ejektor oder in der Rotationsbegasungspumpe erforderlich. Dadurch wird eine sehr große Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit umgewälzt,· wodurch die verbleibende Reaktionszeit im Steigraum des Fermentationsbehälters verkürzt wird. Darüber hinaus führt die hohe Austrittsgeschwindigkeit zu starken physikalischen Belastungen der Mikroorganismen und dabei teilweise zu deren
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Schädigung bzw. Zerstörung. Dieses hat geringeren Umsetzungsgrad und evtl. sogar eine unerwünschte Produktion von Fremdstoffen zur Folge. Darüber hinaus erzeugt die hohe Austrittsgeschwindigkeit . aus den bekannten Vorrichtungen eine große Zahl sehr kleiner Luftbläschen, die zwar eine große Stoffaustauschfläche bereitstellen aber eine zu geringe Aufstiegsgeschwindigkeit und damit zu lange Verweilzeit in der Reaktionsflüssigkeit haben. Darüber hinaus ist die Mammutpumpenwirkung nur begrenzt und die Abtrennung der winzigen Luftbläschen an der Flüssigkeitsoberfläche ist unzureichend. Der abfallende Flüssigkeitsstrom im Behälter enthält noch zuviel Gas pro Volumeneinheit. Das Umpumpen gasbeladener Flüssigkeitsmengen erfordert zusätzlichen technischen Aufwand.
Außerdem ist eine Vorrichtung nach DE PS 1 667 042 bekannt, wonach ein enges gut einstellbares Blasenspektrum erzielt wird. Mit dieser Vorrichtung wird bei einer relativ geringen, direkt geförderten Flüssigkeitsmenge ein gleichmäßiger Eintrag von Luft über den Reaktorboden verteilt erzielt.Hierdurch findet ein gleichmäßiger Aufstieg der Blasen über dem Reaktorquerschnitt statt. Bei einem hohen Begasungsgrad und bei zum Schäumen neigenden Flüssigkeiten bzw. Reaktionsgemischen tritt jedoch eine geschlossene Schaumdecke auf. Auch kommt es zum Aufschwimmen von nicht mischbaren Partikeln, sog. Flotation. Insbesondere bei großen Fermenten läßt sich eine definitierte Mischströmung, d.h. eine angestrebte Mischgüte, nicht erzielen.
Es ergab sich daher die Aufgabe, die Mängel der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teilstrom der absinkenden Flüssigkeitsmenge aus dem Unterteil des zweiten Reaktionsraumes durch eine am Boden des Reaktors angeordnete Dispergiervorrichtung mit durch diese angesaugtem Gas
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vermischt und das Gemisch mit Hilfe eines den Rotor der Dispergiervorrichtung umgebenden Leitkanalkranzes in den unteren Teil des ernten Reaktionsraumes ausgeschleudert wird und daß dieses ausgeschleuderte Gemisch beim Aufwärtsströmen mit dem Hauptstrom der im zweiten Reaktionsraum absinkenden und aus dem Unterteil des zweiten in den ersten Reaktionsraum übertretenden Flüssigkeitsmenge zusammengeführt wird.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens beträgt der durch die Dispergiervorrichtung geförderte Teilstrom der absinkenden Flüssigkeitsmenge 5-25 Vol.% der gesamten, im zweiten Reaktionsraum absinkenden Flüssigkeitsmenge und die Ausschleuderung des Gas-Flüssigkeitsgemisches aus dem Leitkanalkranz erfolgt mit einer Geschwindigkeit zwischen 3 und 10 m/s.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn das Gas-Flüssigkeitsgemisch aus dem Leitkanalkranz in 8 bis 24 Teilströmen austritt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus dem Reaktorbehälter mit dem Reaktionsraum für das aufsteigende Flüssigkeit-Gas-Gemisch, dem Reaktionsraum für die absinkende Flüssigkeit und einer am Boden des Behälters angeordneten Dispergiervorrichtung mit Antriebsmotor, Rotor, Leitkanalkranz und Gasansaugleitung, wobei die beiden Reaktionsräume durch einen Umwälzzylinder getrennt sind, auf dem Leitkanalkranz ein nach oben gerichtetes Flüssigkeitszulaufrohr aufsitzt, das von unten in den zweiten Reaktionsraum hineinragt und eine Querschnittsfläche von 5 - 25 % der Querschnittsfläche des Umwälzzylinders aufweist, wobei weiterhin die obere Abdeckplatte des Leitkanalkranzes nach außen durch eine Ringplatte bis zu einem Durchmesser erweitert ist, der 100 - 150 % deS.Durchmessers des Umwälzzylinders entspricht und wobei der Umwälzzylinder unten über dieser Ringplatte in einer Entfernung davon endet, daß die
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verbleibende Übertrittsfläche für den Hauptstrom der Flüssigkeit 30 - 150 % der Ringfläche zwischen Umwälzzylinder und Flüssigkeitszulaufrohr ist.
Nach einer Ausgestaltung der Vorrichtung beträgt die Querschnittsfläche des Umwälzzylinders 15 - 50 % der Reaktorquerschnittfläche.
Um eine gute Entgasung an der Oberfläche der Reaktionsflüssigkeit zu erreichen, trägt der Umwälzzylinder oben einen Entgasungskegel dessen Neigung 15 - 35o beträgt und dessen äußerer oberer Durchmesser 140 - 200 % des Durchmessers des Umwälzzylinders ist.
Soll das Verfahren in einem Reaktionsgefäß von mehr als 6 m Durchmesser ausgeführt werden, sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung am Boden des Reaktors eine beliebige Anzahl Dispergxervorrichtungen angeordnet, die je einen Antriebsmotor, einen Rotor, einen Leitkanalkranz und eine Gasansaugleitung besitzen, wobei über jeder Dispergiervorrichtung ein Umwälzzylinder angeordnet ist, so daß eine Anzahl zweiter Rektionsräume gebildet werden, die sich in einem großen ersten Reaktionsraum befinden, wobei die Querschnittfläche der Umwälzzylinder 15-50 % der einer Dispergiervorrichtung zuzuordnenden anteiligen Reaktorquerschnittfläche entspricht, daß auf jedem Leitkanalkranz ein nach oben gerichtetes Flüssigkeitszulaufrohr aufsitzt, das von unten in den zweiten Reaktionsraum hineinragt und eine Querschnittfläche von 5 - 25 % der Querschnittfläche des UmwälzZylinders aufweist, wobei weiterhin die obere Abdeckplatte jedes Leitkanalkranzes nach außen durch eine Ringplatte bis zu einem Durchmesser erweitert ist, der 100 - 150 % der Durchmesser der Umwälzzylinder entspricht und wobei jeder Umwälzzylinder unten über der zugehörigen Ringplatte in einer Entfernung davon endet, daß die verbleibende Übertrittsfläche für den Hauptstrom der Flüssigkeit
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30 - 150 % der Ringfläche zwischen Umwälzzylinder und Flüssigkeitszulaufrohr ist.
Als beliebige Querschnittsform des UmwälzZylinders kann auch ein Vieleck gewählt werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung lassen sich die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Durch die Teilstrom-Abzweigung der absinkenden Reaktionsflüssigkeit wird eine optimale Umwälzung der gesamten Flüssigkeit erreicht. Auf diese Weise lassen sich die Parameter wie eingebrachte Gasmenge, Reaktionszeit der Gasbläschen, Durchmesser-Höhenverhältnis des Gefäßes, Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus dem Umwälzorgan und damit auch die Produktionsrate einfach aufeinander abstimmen. Erst die Abzweigung eines Teilstromes, dessen schonende Beschleunigung durch die Dispergiervorrichtung und die Ansaugung bzw. Förderung des Hauptstromes durchden Mammutpumpeneffekt des aufsteigenden begasten Teilstromes erbringen eine schonende Behandlung der Reaktionsflüssigkeit.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 das Reaktionsgefäß mit der Belüftungseinrichtung Fig. 2 ein Reaktionsgefäß mit mehreren Belüftungseinrichtungen
Der Reaktionsbehälter 1 weist innen den Umwälzzylinder 2 auf, der freihängend und zentral angeordnet ist. Der Umwälzzylinder unterteilt den Behälterinnenraum in den ersten Reaktionsraum 3 und den zweiten Reaktionsraum 4, wobei die Querschnittsfläche des weiten Reaktionsraumes 4 beispielsweise 25 % der Reaktorquerschnittsfläche beträgt. Die Dispergiervorrichtung besteht im wesentlichen aus einem nahe am Reaktionsbehälterboden
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5 angebrachten Rotor 6, der von einem Leitkanalkranz 10 umgeben ist. Der Rotor 6 ist auf der Welle 7 des Antriebsmotors 8 montiert. Die Welle 7 ist mit einer Gleitringdichtung 19 gegen den Reaktor abgedichtet. Über die Gasansaugleitung 9, die von oben bis dicht an die Ansaugöffnung des Rotors geführt wird, wird Luft zugeführt. Der Leitkranz 10 besitzt eine Vielzahl von Leitkanälen, deren Querschnitt die Ausschieudergeschwindigkeit des Gas-Flüssigkeitsgemisches bestimmt.
Das Reaktionsgefäß ist etwa zu 3/4 seiner Höhe mit Reaktionsflüssigkeit gefüllt. Die obere Abdeckplatte 11 des Leitkanalkranzes 10 besitzt eine zentrale Flüssigkeitseintrittsöffnung 17, durch welche Flüssigkeit dem drehenden Rotor 6 zuströmt. Dieser saugt infolge seiner Flüssigkeitsförderung über die Gasansaugleitung 9 Luft an und fördert das Gas-Flüssigkeitsgemisch durch die Kanäle des Leitkanalkranzes 10 nach aussen. Die Mammutpumpenwirkung der ausgeschleuderten Luft bewirkt im ersten Reaktionsraum 3 eine Flüssigkeitsströmung nach oben, deren Stärke von der Begasungsrate, der Füllhöhe und dem Querschnitt des ersten Reaktionsraumes 3 abhängt. Die durch die Mammutpumpenwirkung geförderte Flüssigkeitsmenge beträgt das 4 - 20fache der vom Rotor geförderten Flüssigkeitsmenge.
Beide Flüssigkeitsmengen zusammen fließen über den oben am Umwälzzylinder 2 angeordneten Entgasungskegel 16 nach innen und im zweiten Reaktionsraum 4 nach unten. Aus dem unteren Querschnitt des zweiten Reaktionsraumes 4 saugt der Rotor durch das auf der oberen Deckplatte 11 des Leitkanalkranzes 10 angeordnete Flüssigkeitszulaufrohr 13 wieder die seiner Förderleistung entsprechende Flüssigkeitsmenge an, um sie zusammen mit Luft erneut durch den Leitkanalkranz 10 auszuschleudern. Entsprechend dem Verhältnis dieser Flüssigkeitsmenge zu jener, die durch die Mammutpumpenwirkung
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gefördert wird, muß die innere Querschnittsfläche des Flüssigkeitszulaufrohres 13 5 - 25 % der Querschnittsfläche des Umwälzzylirders 2 betragen. Die durch die Mammutpumpenwirkung geförderte Flüssigkeitsmenge strömt durch die verbleibende Ring-Querschnittsfläche 15 des Umwälzzylinders 2 weiter nach unten und durch die zwischen der Wand des Umwälzzylinders 2 und der die obere Abdeckplatte 11 des Leitkanalkranzes 10 erweiternden Ringplatte 2 gebildeten Zylinderfläche 14 nach aussen. Um diese Strömung nicht zu stören und zu verhindern, dass Luft von unten in den zweiten Reaktionsraum 4 eintritt, muß der Durchmesser der Ringplatte 12 mindestens dem Durchmesser des Umwälzzylinders 2 entsprechen. Ihre Gestaltung erfolgt zweckmäßig so, daß sie die Umlenkung des Hauptstromes unterstützt, beispielsweise in Kegelform. Im unteren Teil des ersten Reaktionsräumes 3 vermischt sich der Hauptstrom mit dem aus dem Leitkanalkranz kommenden Teilstrom. Nach einer kurzen Anfahrperiode stellt sich beim Einschalten der Dispergiervorrichtung eine kräftige konstante Umwälzung ein, deren Stärke durch die Größe der Zylinderfläche in weiten Grenzen eingeregelt werden kann. Zu diesem Zweck kann entweder der gesamte Umwälzzylinder 2 oder nur ein kleiner unten teleskopartig beweglich angeordneter Zylinder 18 gehoben oder gesenkt werden. Das Flüssigkeits-Luftgemisch tritt mit einer Geschwindigkeit von 3-10 m/s aus dem Leitkanalkranz 10 aus in Abhängigkeit von dem zu begasenden Reaktordurchmesser. Diese Geschwindigkeit ist gering genug, um eine Schädigung oder gar Zerstörung der Mikroorganismen mit Sicherheit zu vermeiden. Der obere Rand des Umwälzzylinders 2 ist mit einer Neigung von 15 35 kegelförmig nach außen erweitert bis auf einen Durchmesservon beispielsweise 160 % des Durchmessers des Umwälzzylinders. Beim Überfließen dieses Entgasungskegels 16 gast die fast waagerecht fließende Reaktionsflüssigkeit weitgehend aus, bevor sie nach unten abströmt. Die Kombination der Mammutpumpenwirkung mit der Flüssigkeitsförderung der Dispergiervorrichtung ermöglicht die Anwendung selbstansäugender Belüfter beispielsweise gemäß DE PS
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667 042 für die Begasung sehr großer Fermenter, ohne daß Entmischungserscheinungen auftreten, ohne daß sich geschlossene Schaumdecken ausbilden und ohne daß die Mikroorganismen geschädigt werden. Die nachstehenden Beispiele zeigen die Verbesserung der Mischwirkung durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sowie ein praktisches Fermentationsergebnis im Vergleich zu einem konventionellen Rührkessel.
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Beispiel 1
Ein 3 m3-Fermenter, der mit einer Dispergiervorrichtung im wesentlichen nach DE PS 1 667 042 ausgerüstet war, wurde mit und ohne Umwälzzylinder 2, Ringplatte 12 und Flüssigkeitsansaugrohr 13 auf seine Durchmischungsdauer getestet. Die Belüftungsrate betrug in beiden Fällen 0,111 vol/vol.min. Durch die geringe Belüftungsrate und die geringe Füllhöhe von 2,3 m ist der Effekt der Umwälzeinrichtung nur relativ gering. Der mit Wasser gefüllte Fermenter enthielt Stärkelösung als Indikator. In die Luftleitung wurden nun abwechselnd ca. 100 ml in Jodlösung oder in Natriumthiosulfatlösung gegeben, die unten durch den Rotor in das Wasser eingemischt wurden. Die Zeitdauer bis der gesamte Fermenterinhalt in der Farbe umgeschlagen hatte, wurde in vielen Versuchen bestimmt und gemittelt. Ohne Umwälzeinrichtung betrug die Mischungsdauer 18 Sekunden und mit der erfindungsgemäßen Umwälzeinrichtung 14 Sekunden. Bei einer Erhöhung der Belüftungsrate auf 0,5 vol/vol.min. verminderte sich die Mischungsdauer auf 16 Sekunden ohne Umwälzeinrichtung und auf 10 Sekunden mit Umwälzeinrichtung. Es wurde also eine Reduktion der Mischungsdauer auf 62,5 % erzielt. Technische Fermentationen arbeiten in wesentlich größeren Fermentern mit größeren Belüftungsraten und größeren Füllhöhen. Die Mischungsdauer wird dort bis auf ca. 10 % der ohne Umwälzeinrichtung notwendigen Zeit verkürzt.
Beispiel 2
Es wurde eine Fermentation mit dem Bakterium Methylomonas clara und Methanol als einziger Kohlenstoffquelle einmal in einem konventionellen Rührkessel und einmal in dem erfindungsgemäßen Fermenter, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt. Die Nährstofflösungszusammensetzung betrug in beiden Fällen: 0,13
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Vol.% H3P04 (85 %), 0,07 Vol.% Spurenelementlösung, 0,11 Gew.%. H2SO4, 0,017 Gew.% Na2SO4, 0,018 Gew.% MgSO4.7.H20, 0,01 Gew.% CaC03, 0,007 Gew.% FeS04.7H20. Die Methanolzugabe erfolgte C-limitiert, automatisch über Abgasanalytik. Die
Fermentationstemperatur betrug 37 C, der pH-Wert bei 6,7
gehalten. Die Füllhöhe betrug 3,5 m.
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Fermenter-Typ Rührkessel Fermenter mit
Umwälzeinrichtung
Füllvolumen 20 mit 2 m3 20 m3
Le i s tungs au fwand 7 kW/m3 2 ,5 kW/m3
Luftdurchsatz 1 , 2 vo 1/vo 1. min 1 ,2 vol/vol.min
Schaumbekämpfung 3 Anti s chaumö1 ohne
Maximale Produktivität kg/m3.h 4 kg/m3.h
Energiespezifische 18
Produktivität 2
(Biomasse) ,5 kWh/kg 0 ,625 kWh/kg
Sauerstoffausnutzung bei
maximaler Produktivität /o 35 %
Verdoppelungszeit h 2 h
Das Beispiel 2 zeigt die große Überlegenheit des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung gegenüber einer Fermentation in einem Rührkessel mit konventioneller Begasung.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, eine Wahl der einzelnen Parameter für die umzuwälzende Flüssigkeitsmenge und für die zuzumischende Gasmenge so vorzunehmen, daß ein angepaßtes Blasengrößenspektrum und damit eine optimale Verweilzeit der Gasbläschen in der Reaktionsflüssigkeit erreicht wird. Die Gasbläschen sind darüber hinaus wiederum nicht so fein, wie z.B. beim Strahldüsenverfahren, daß sie nur schwer aus derFlüssigkeit ausgasen.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch gemäß Fig. 2 bei sehr großen Behältern mit mehr als 6 m Durchmesser anwenden. Um auch hier die Vorteile des Verfahrens voll wirksam werden zu lassen, werden mehrere Dispergiervorrichtungen gleicher Ausführung mit Antriebsmotor 8, Rotor 6, Leitkanalkranz 10,
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Abdeckplatte 11, Flüssigkeitszulaufrohr 13, Gasansaugleitung 9, Umwälzzylinder 2, Entgasungskegel 16 am Boden 5 des Behälters 1 angeordnet. Es entsteht somit eine entsprechende Anzahl zweiter Reaktionsräume 4, die im großen ersten Reaktionsraum 3 angeordnet sind.
Das Begasungsmedium, vorzugsweise Luft, wird über das Ansaugrohr 9 entweder von außen oder bei einer Kreislauf- bzw. Teilkreislaufführung aus dem Freiraum oberhalb der Flüssigkeit zugeführt.
Die Dispergiervcrrichtung kann auch so konstruiert sein, daß die Luftansaugung von der Wellenstumpfseite her erfolgt. Das Luftansaugrohr wird dann außerhalb der Gefäßwand bis zu einem Punkt geführt, der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Gefäß liegt.
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Claims (8)

  1. UHDE GmbH, DORTMUND 2^ A 43
    Heinrich Frings GmbH & Go.KG. Bonn
    eigenes Zeichen 10 051
    P atentansprüche
    Verfahren zum Dispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit, die in vertikal geführtem Kreislauf zwei in einem Reaktor parallel angeordnete Reaktionsräume durchströmt, wobei im ersten Reaktionsraum das Flüssigkeits-Gas-Gemisch infolge Mammutpumpeneffekt aufwärts steigt und bei Übertritt vom ersten in den zweiten Reaktionsraum entgast und im zweiten Reaktionsraum die ganz oder teilweise entgaste Flüssigkeit absinkt und wobei beim Übertritt der Flüssigkeit vom zweiten in den ersten Reaktionsraum unterhalb der beiden Reaktionsräume eine erneute Zumischung von Gas, vorzugsweise Luft, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom der absinkenden Flüssigkeitsmenge aus dem Unterteil des zweiten Reaktionsraumes durch eine am Boden des Reaktors angeordnete Dispergiervorrichtung mit durch diese angesaugtem Gas vermischt und das Gemisch mit Hilfe eines den Rotor der Dispergiervorrichtung umgebenden Leitkanalkranzes in den unteren Teil des ersten Reaktionsraumes ausgeschleudert wird und daß dieses ausgeschleuderte Gemisch beim Aufwärtsströmen mit dem Hauptstrom der im zweiten Reaktionsraum absinkenden und aus dem Unterteil des zweiten in den ersten Reaktionsraum übertretenden Flüssigkeitsmenge zusammengeführt wird.
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  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Dispergiervorrichtung geförderte Teilstrom der absinkenden Flüssigkeitsmenge 5-25 Vol.% der gesamten, im zweiten Reaktionsraum absinkenden Flüssigkeitsmenge beträgt.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschleuderung des Gas-Flüssigkeitsgemisches aus dem Leitkanalkranz mit einer Geschwindigkeit zwischen 3 und 10 m/s erfolgt.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas-Flüssigkeitsgemisch aus dem Leitkanalkranz in 8 bis 24 Teilströmen austritt.
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus dem Reaktorbehälter (1) mit dem Reaktionsraum (3) für das aufsteigende Flüssigkeits-Gas-Gemisch, dem Reaktionsraum (4) für die absinkende Flüssigkeit und eine am Boden (5) des Behälters angeordnete Dispergiervorrichtung (6) mit Antriebsmotor (8) Rotor (6) Leitkanalkranz (10) und Gasansaugleitung (9), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Reaktionsräume durch einen Umwälzzylinder (2) getrennt sind, daß auf dem Leitkanalkranz ein nach oben gerichtetes Flüssigkeitszulaufrohr (13) aufsitzt, das von unten in den zweiten Reaktionsraum (4) hineinragt und eine Querschnittsfläche von 5 - 25 % der Querschnittsfläche des Umwälzzylinders aufweist, daß weiterhin die obere Abdeckplatte (11) des Leitkanalkranzes (10) nach außen durch eine Ringplatte (12) bis zu einem Durchmesser erweitert ist, der 100 150 % des Durchmessers des Umwälzzylinders entspricht und daß der Umwäj-zzylinder unten über dieser Ringplatte (12)
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    in einer Entfernung davon endet, daß die verbleibende Übertrittsfläche (14) für den Hauptstrom der Flüssigkeit 30 - 150 % der Ringfläche (15) zwischen dem Umwälzzylinder und Flüssigkeitszulaufrohr ist.
  6. 6. Vorrichtung nachÄnspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittfläche des Umwälzzylinders 15 - 50 % der Reaktorquerschnittflache beträgt.
  7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwälzzylinder oben einen Entgasungskegel (16) trägt, dessen Neigung 15 - 35 beträgt und dessen äußerer oberer Durchmesser 140 - 200 % des Durchmessers des Umwälzzylinders ist.
  8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden eines Reaktors (1) eine beliebige Anzahl Dispergiervorrichtungen angeordnet sind, die je einen Antriebsmotor (8), einen Rotor (6), einen Leitkanalkranz (10) und eine Gasansaugleitung besitzen, daß über jeder Dispergiervorrichtung ein Umwälzzylinder (2) angeordnet ist, so daß eine Anzahl zweiter Reaktionsräume (4) gebildet werden, die sich in einem großen Reaktionsraum (3) befinden, wobei die Querschnittfläche der Umwälzzylinder 15 - 50 % der einer Dispergiervorrichtung zuzuordnenden anteiligen Reaktorquerschnittfläche entspricht, daß auf jedem Leitkanalkranz (10) ein nach
    . oben gerichtetes Flüssigkeitszulaufrohr (13) aufsitzt, das von unten in den zweiten Reaktionsraum hineinragt und eine Querschnittfläche von 5 - 25 % der Querschnittfläche des Umwälzzylinders aufweist, daß weiterhin die obere Abdeckplatte (11) jedes Leitkanalkranzes (10) nach außen durch eine Ringplatte (12) bis zu einem Durchmesser
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    erweitert ist, der 100 - 150% der Durchmesser der Umwälzzylinder entspricht und daß jeder Umwälzzylinder unte ι über der zugehörigen Ringplatte in einer Entfernung davon endet, daß die verbleibende Übertrittsfläche (14) für den Hauptstrom der Flüssigkeit 30 - 150 % der Ringfläche (15) zwischen Umwälzzylinder und Flüssigkeitszulaufrohr ist.
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