DE3032140A1

DE3032140A1 - Verfahren und einrichtung zum behandeln von fluessigkeiten und/oder von grobstuecken materialien im festzustand mit gasen.

Info

Publication number: DE3032140A1
Application number: DE19803032140
Authority: DE
Inventors: Jenö Baratossy; Oszkar Budapest Borlai; György Balatonalmadi Bucsky; Gyula Budapest Gyerko; Jenö Budapest Nemeth; Jozsef Balatonfüred Pazmany; Kazmer Puskas
Original assignee: MTA MUESZAKI KRMIAI KUTATO INTEZET; Mta Mueszaki K&rcaron miai Kutato Intezet Veszprem; Magyar Tudomanyos Akademia Muszaki Kemiai Kutato Intezete
Current assignee: MTA MUESZAKI KRMIAI KUTATO INTEZET; Mta Mueszaki K&rcaron miai Kutato Intezet Veszprem; Magyar Tudomanyos Akademia Muszaki Kemiai Kutato Intezete
Priority date: 1979-08-31
Filing date: 1980-08-26
Publication date: 1981-03-12
Also published as: GB2056871A; CH654219A5; YU42354B; HU179045B; DE3032140C2; GB2056871B; YU215380A

Description

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HOFFMANN · BITLK & PARTNER

PAT E N TAN WÄLT E

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DI P L.-l N G. W. EITLE · D R. R E R. N AT. K. HO FFMAN N · DI PL.-1N G. W. LEHN

DIPL.-ING. K.FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MO NCH EN 81 · TELE FON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

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MTA Müszaki Kemiai Kutato Intezet, Veszprem Ungarn

Verfahren und Einrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten und/oder von grobstückigen Materialien im Festzustand mit Gasen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von Flüssigkeiten und/oder von grobstückigen Materialien im Festzustand mit Gasen in einem durch eine oder mehrere Wände begrenzten und durch mindestens eine Trennwand aufgeteilten Raum. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die in Richtung Längsachse mit einer oder mehreren Begrenzungswänden und mindestens einer Trennwand versehen ist.

Es ist bekannt, daß Mittel in verschiedenen Zuständen mit statischen Mischelementen gemischt und dadurch miteinander innig in Verbindung gebracht werden können. Unter inniger Verbindung ist zu verstehen, daß die Fasen fein zerteilt v/erden

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und dadurch auf einer sehr großen Fläche miteinander möglicherweise lange in Verbindung gebracht werden, wobei eine möglichst dünne Grenzschicht angestrebt wird. Das Mischen und das in innige Verbindung bringen machen es möglich, die Mittel zu behandeln, z. B. zu lüften, zu reagieren, zu trocknen usw.

Bei der statischen Mischung stehen die Mischelemente, während die Mittel strömen. Für die statische Mischung sind bereits mehrere Verfahren und Einrichtungen bekannt.

Nach der US-PS 2 847 6 49 wird in einem zylindrischen Raum ein schraubenförmiges Element angeordnet, das einen Mischeffekt ausübt. Nach der US-PS 2 847 196 wiederum wird eine Doppelschraube angewendet.

Nach der US-PS 3 286 992 wird die in einem Rohr der Einrichtung strömende Flüssigkeit durch in dem Rohr nacheinander angeordneten, das Rohr in Richtung der Achse in zwei Teile aufteilende, nacheinander gegensinnig verdrehte schraubenförmige Trennwände senkrecht auf die Rohrachse zur radialen Bewegung gezwungen. Die Kanten der einander berührenden gegensinnigen schraubenförmigen Trennwände sind zueinander unter einem Winkel angeordnet und das Rohr wird jeweils durch eine Reihe von Trennwänden in zwei Kanäle mit gleichem Querschnitt aufgeteilt.

Nach den US-Patentschriften 3 871 624 und 3 918 688 strömen zwei Fasen in vorgegebenen, parallelen, durch Trennwände gleicher Länge gebildete Kanäle gleichbleibenden Querschnittes., wobei die Kanäle in Längsrichtung des Rohres zueinander senkrecht und gegeneinander verschoben angeordnet sind. Dieses Kanalsystem zerlegt das Mittel ständig in Teile, wodurch es gemischt wird.

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Bei allen erwähnten Verfahren ist der abgegrenzte Raum, z. B. der Innenraum eines Rohres, in dem die Mittel strömen, durch eine gegenüber der Rohrachse parallele Trennwand in Räume mit gleichbleibendem Querschnitt aufgeteilt. Der Mischeffekt wird dabei durch eine Strömung in Richtung der Achse, d. h. durch senkrechtes Zwangsströmen sowie durch ein weiteres Zerlegen der Mittel erreicht. Die Trennwand bzw. die Trennwände werden aus miteinander in Berührung stehenden, in Längsrichtung des Rohres angeordneten Stücken gebildet.

Bei den obenerwähnten Einrichtungen und Mischverfahren ist nachteilig, daß die zur Mischung tatsächlich ausgenutzte Energie verhältnismäßig gering und somit der notwendige Wert von L/D (Länge/Durchmesser) folglich relativ groß ist. Die Mischung ist somit mehr mit einer "Stopfenströmung" als mit einer laminaren Strömung in einem leeren Rohr vergleichbar. Die auftretende Scherwirkung ist klein, weshalb viele Einheiten nacheinander angeordnet werden müssen, um den nötigen Mischeffekt zu erzielen. Bei einer Steigerung der Abmessungen ist die nötige produktionstechnologische Modifizierung beträchtlich, um einen eine gute statische Mischung bewirkenden Einsatz herzustellen. In einer gegebenen Einrichtung kann die relative Einspeisegeschwindigkeit der Fasen nur zwischen engen Grenzen verändert werden. Die Einrichtung nach der US-PS 3 871 62 4 neigt besonders zur Verunreinigung.

Des weiteren sind Injektoren bekannt, die an der Eintrittsstelle einen Konfusor und an der Austrittsstelle einen Diffusor aufweisen. Es ist weiter vorbekannt, daß ein Mittel vorgegebener Menge durch abwechselndes gegensinniges in Bewegungsetzen in Resonanz gebracht werden kann.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei dem bzw. bei der eine stärkere Mischwirkung/ und damit verbunden ein innigeres Inverbindungbringen,d.h. ein intensiveres Behandeln der Mittel erreicht werden kann. Die Herstellung der Einrichtung soll dabei einfach und kostengünstig sein.

Diese Aufgabe wird bei feinem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Strömungsgeschwindigkeit mindestens des Mittels im Gaszustand variiert gegensinnig verändert wird, wobei mindestens zwei, durch eine oder mehrere Trennwände getrennte Mittel in gegebenen Intervallen der Geschwindkeitsänderung miteinander in Berührung gebracht werden, und die Mittel aus Flüssigkeit und/oder grobstückigen Materialien im Pestzustand durch Strömen des Mittels im Gaszustand in Strömung gebracht werden und/oder ihre Strömungsgeschwindigkeit und/oder Richtung geändert werden, gegebenenfalls die Mittel durch die immer gegensinnigen Geschwindigkeitsänderungen an ihren Resonanzpunkt oder dessen Nähe gebracht werden und gegebenenfalls die Mittel beim Eintreten in den durch mindestens eine Wand begrenzten und durch mindestens eine Trennwand aufgeteilten Raum stufenartig beschleunigt und/ oder beim Austreten stufenartig verzögert werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe beruht auf der Erkenntnis, daß die Mischwirkung der vorbekannten Verfahren und Einrichtungen beträchtlich erweitert werden kann, wenn die Strömung der durch die Trennwände abgetrennten, parallelen, jedoch abgetrennt strömenden Mittel - einerseits die Flüssigkeit und/oder die grobsttickigm Materialien im Festzustand, , andererseits das Mittel im Gaszustand - durch Schrägstellen der Trennwände unter variiert gegensinnigem Winkel zur Rohrachse

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variiert gegensinnig verändert wird, wobei das strömende Mittel großer Geschwindigkeit bei den Diskontinuitäten der Trennwände oder durch diese mit dem strömenden Mittel kleiner Geschwindigkeit in Verbindung gebracht wird. Durch diese einfache Anordnung wird die Mischwirkung infolge der Saugwirkung des mit größerer Geschwindigkeit strömenden Mittels überraschenderweise beträchtlich erhöht. Hierbei entsteht eine große lokale Turbulenz auch dann, wenn die Strömung der Mittel laminar ist. Es ist weiter erkannt worden, daß die Saugwirkung des Mittels größerer Geschwindigkeit so beträchtlich ist, daß überraschenderweise auch dann eine gesteigerte Saugwirkung beobachtet werden kann, wenn die zur Rohrachse schräg gestellten Trennwände einfach aus ebenenen Platten gefertigt werden.

Es ist weiter erkannt worden, daß durch eine variiert gegensinnige Geschwindigkeitsänderung eines einzigen Mittels (der Gasfase), durch dessen Beschleunigung und Verzögern auch ein anderes Mittel (die Flüssigkeit oder die grobstückigen Materialien im Festzustand) in Strömung gebracht werden können. Andererseits bedeutet das, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Mittel auch in einer gegebenen Einrichtung zwischen weiten Grenzen verändert werden kann.

Erfindungsgemäß genügt es, in einem durch eine Wand begrenzten Raum, z. B. in einem Rohr, zwei Mittel mit Hilfe einer aus einer Reihe von geeignet angeordneten Platten ausgebildeten Trennwand so in Strömung zu bringen, daß die Strömungsgeschwindigkeit des einen Mittels abwechselnd vergrößert oder verkleinert wird und dieses Mittel bei den Diskontinuitäten der Reihe.der aufeinanderfolgenden Platten oder durch diese mit dem anderen Mittel in Verbindung gebracht wird. Der Er-. findung entsprechend können natürlich mehrere durch die Trennwände abgetrennte Mittel in Strömung gebracht werden und die

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Geschwindigkeit mindestens eines dieser Mittel abwechselnd vergrößert oder verkleinert werden.

Nach einer weiteren Erkenntnis wird der oben beschriebene günstige Effekt auch dann erreicht, wenn die Trennwände in gerader Linie angeordnet sind und die Begrenzungswände mit verschiedenen Einbrüchen gegliedert ausgebildet sind und nicht die Begrenzungswände gerade und nicht die Trennwände variiert unter einem spitzen oder einem stumpfen Winkel zur Längsachse angeordnet sind.

Nach der Erfindung können die günstigen Wirkungen mit kleinerem Energiebedarf erreicht werden, wenn das in den statischen Mischraumteil eintretende Mittel stufenweise beschleunigt und beim Austreten stufenweise verzögert wird.

Nach einer weiteren Erkenntnis der Erfindung ist die variiert gegensinnige Geschwindigkeitsänderung mit Hirblick auf die Resonanz einer gegebenen Masse gleichwertig mit der Bewegung in variiert gegensinniger Richtung. So kann überraschenderweise das aus dem zu behandelnden Mittel und dem Gas bestehende System in Resonanz oder in die Nähe der Resonanz gebracht werden. Auch wird zum Strömen in diesem Bereich weniger Energie benötigt.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gelöst, daß sie mit mindestens einer Trennwand ausgestattet ist, die mindestens teilweise variiert . einen gegebenenfalls veränderbaren spitzen Winkel oder stumpfen Winkel zur Längsachse und/oder zu einer über die Längsachse gelegenen, vorgewählten Ebene oder zu den Wänden um die Längsachse aufweist und eine gegebenenfalls veränderbare Diskontinuität besitzt, daß im Bereich der .Eintrittsstelle

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der Mittel sich stufenartig verengende Trenn- und/oder Begrenzungswände und im Bereich der Austrittsstelle sich stufenartig erweiternde Begrenzungswände sowie durch die Begrenzungswände und die Trennwände sowie gegebenenfalls die Begirenzungswände begrenzte , in Richtung der Längsachse mindestens teilweise variiert sich einengende oder erweiternde Räume vorgesehen sind.

Die Über die Längsachse gelegte Ebene muß vorher ausgewählt werden. Im Vergleich hierzu muß mindestens ein Teil 4er Trennwände variiert unter einem spitzen oder stumpfen Winkel angeordnet werden. Nach Anordnen der Trennwände kann in der Regel eine andere/ über die Längsachse legbare Ebene gefunden werden, worauf die Hälfte der Trennwände, die einen spitzen oder stumpfen Winkel zu der einen Ebene aufweisen, senkrecht stehen, die andere Hälfte der Trennwände zu dieser anderen Ebene immer einen spitzen oder einen stumpfen Winkel haben.

Bei einer Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung schließen die Trennwände immer den gleichen spitzen oder stumpfen Winkel mit der Längsachse, der Ebene a-b oder mit den Begrenzungswänden ein. Die spitzen und stumpfen Winkel können aber auch veränderlich sein. Veränderlich kann der Winkel in dem Sinne sein, daß die aufeinanderfolgenden spitzen Winkel oder die aufeinanderfolgenden stumpfen Winkel verschiedene Größen haben, aber auch, daß die den einzigen oder einen sich einengenden oder erweiternden Raum erzeugenden Trennwände und/oder Begrenzungswände zueinander einen Btändig ändernden Winkel aufweisen. So weist eine Ausführungsform der Erfindung eine oder mehrere Trennwände bzw. Trennwandstücke auf, die einen sich ändernden stumpfen oder spitzen Winkel zur Längsachse und/oder der über die

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Längsachse gelegten, vorgewählten Ebene a-b oder den Begrenzungswänden um die Längsachse auf.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung mit Bezug auf Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis 6 verschiedene Schnitte durch Ausführungsformen der Erfindung.

In Fig. 1 hat eine um die Längsachse gelegte Trennwand 1 einen kreisförmigen Querschnitt. Die Trennwände 2 schließen mit der Längsachse, z. B. mit der Richtung eines Pfeiles AB abwechselnd einen spitzen Winkel°< und einen stumpfen Winkelß ein. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Winkel*^ und/2 Nebenwinkel.

Ein Raumteil I engt sich in Richtung der Längsachse (Pfeil AB) ein. Gleichzeitig erweitert sich ein Raumteil II. Ein durch die Begrenzungswand begrenzter Raumteil III hat einen konstanten Querschnitt. Ein Raumteil IV erweitert sich in Richrung der Längsachse, während ein Raumteil V sich einengt. Das Raumteil I und danach die Raumteile IV und VII sowie die Raumteile II, V, VIII usw. verengen und erweitern sich abwechselnd. Ebenso abwechselnd verengen und erweitern sich die Raumteile I, II oder IV und V usw. In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verengen und erweitern sich abwechselnd die Raumteile I, IV, VII usw., wobei die Raumteile II, V, VIII usw. einen konstanten Querschnitt haben. Die Trennwände in Fig. 2 können als eine einzige Trennwand angesehen werden, die Diskontinuitäten 5 hat. In Fig. 2 deuten ein Pfeil A das Einführen des einen Mittels, ein Pfeil B das des anderen Mittels an. Pfeil AB wiederum kenn- '

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zeichnet das aus der Einrichtung austretende gemischte Mittel. Durch die Begrenzungswände 8 ist ein Konfusor, d. h. ein sich einengender Raum bei der Einführung der Mittel A und B ausgebildet, wodurch die Mittel stufenweise beschleunigt werden. Durch die Begrenzungswände 9 ist ein Diffusor, d. h. ein sich erweiternder Raum bei der Ausführung des Mittels AB ausgebildet, wodurch das Mittel AB stufenweise verzögert wird.

Aus Fig. 1a (Schnitt C-C der Fig. 1) kann entnommen werden, daß eine einzige Trennwand 2 innerhalb der Begrenzungswand angeordnet ist, dadurch der Raum in zwei Teilen unterteilt ist. In Fig. 1b sind drei einander unter einem Winkel berührende Trennwände 2 dargestellt, wodurch der Raum innerhalb der Begrenzungswand 1 in drei Raumteile unterteilt ist. In Fig. 1c ist der Raum innerhalb der Begrenzungswand 1 durch sechs einander in der Achse berührende Trennwände 2 unterteilt.

In Fig. 2 hat die Begrenzungswand 1 einen quadratischen Querschnitt. Die Trennwände 2, 3, 4 weisen verschiedene Längen auf. Die Trennwand 3 reicht bis zur Begrenzungswand 1, wodurch eine Seiteneinführung des Mittels B ermöglicht wird. Durch die Trennwände 2 und 4 ist eine zusammenhängende, einzige Trennwand ausgebildet, die die Diskontinuitäten 5 hat. In Fig. 2 sind die Diskontinuitäten 5 durch perforierte Löcher oder durch ein Siebgewebe ausgebildet,⁰^ undß sind hier keine Nebenwinkel.

In Fig. 3a und 3b ist die Trennwand 2 abwechselnd unter einem spitzen oder einem stumpfen Winkel zur über die Längsachse gelegten Ebene a-b angeordnet. In Fig. 3a steht die ausgewählte Ebene a-b senkrecht zur Ebene der Zeichnung. Die

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Trennwände 2' schließen mit dieser Ebene abwechselnd einen spitzen oder stumpfen Winkel ein. Sie haben zugleich auch einen spitzen oder stumpfen Winkel zu der Längsachse. In Fig. 3b ist ein Extremfall der obigen Anordnung dargestellt, wobei die ausgewählte Ebene a-b einen beliebigen Winkel mit der Ebene der Zeichnung einschließt und die Trennwände 2 abwechselnd einen spitzen oder stumpfen Winkel zu der Ebene a-b aufweisen. Die Ebene a-b ist in j die Ebene der Zeichnung gedreht. Die Hälfte der Trennwände 2 steht senkrecht auf der gedrehten Ebene a-b.

In Fig. 4 sind die Trennwände 2 in einer Ebene angeordnet. Sie können als eine einzige Trennwand 2 angesehen werden, die Diskontinuitäten hat. In der Begrenzungswand 1, die in diesem Beispiel einen quadratischen Querschnitt hat, sind durch eckige Einbrüche 6 und kreisförmige Einbrüche 7 Verengungen ausgebildet. Die Verengungen bilden mit der Trennwand 2 zusammen einen sich zuerst einengenden, dann erweiternden Raum in Richtung Strömung.

In Fig. 5 ist eine der Einrichtung in Fig. 1 ähnliche Einrichtung dargestellt. Die Begrenzungswand 1 mit den den Konfusor und Diffusor begrenzenden Begrenzungswänden 8 und 9 zusammen bilden einen Bogen, der einen einer gegebenen Stoffmenge zugeordneten veränderten Resonanzpunkt zur Folge hat.

In Fig. 6 sind die Trennwände 2 in Schraubenform angeordnet, ' deren Achse einen bestimmten Winkel mit der Längsachse einschließt. So haben die Trennwände 2 zu einer über die Längsachse gelegten, vorgewählten Ebene a-b einen sich ständig · ändernden.Winkel. Die aufeinanderfolgenden Trennwände 2 haben eine gegensinnige Schraubenform und die Enden der Trennwände sind mit einem vorgegebenen Winkel zum Beginn der nächsten Trennwand 2 verdreht angeordnet.

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Bei der Arbeit der Einrichtung bewegen sich die Elemente und die Einrichtung nicht.' In der Einrichtung strömen jeweils mindestens zwei Mittel. Diese Mittel können aus dem gleichen Material sein. Sie haben jedoch in einem solchen Falle in iryendeinem physischen Kennwert einen Unterschied (z. B. in .bezug auf die Temperatur). In der Zeichnung sind meistens zwei Mittel dargestellt und mit A und B gekennzeichnet. Die Mittel A und B strömen in die Einrichtung wie dies durch die Pfeile angedeutet ist. Am anderen Ende der Einrichtung tritt ein vollkommen durchmischtes Mittel AB aus.

Die Anwendung des Verfahrens und der Einrichtung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

In einer in einem Behälter gelagerten Flüssigkeit(z. B. Wasser, Metanol, Azeton usw.) wird ein Gas (z. B. Luft) in Form feiner Blasen verteilt. Bei der herkömmlichen Einführung der Luft (z. B. mit einem Düsenkopf von unten) entstehen primäre Blasen von 10 - 50 /um, die sich in einer Höhe von H = 0,3 0,5 m zu Blasen in einer Größenordnung von Zentimetern vereinigen.

In der erfindungsgemäßen Einrichtung werden Blasen in cm-Größe eingeführt. Unter Verwendung eines Rohrdurchmessers von 50 mm und der Anordnung von insgesamt zehn gegensinnig verlegten, schraubenförmigen Trennwandelementen mit einer Länge von mm entstehen Blasen von 10-50 ,um. Die Homogenität der Dispersion - unmittelbar nach dem letzten Element gemessen - hat einen Wert von G^/B^^ = 10~².

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Beispiel 2

In einem Teich für Abwässer wird eine (^-Konzentration größer als 2 mg/1 erzielt. Durch Kontaktieren der Wasseroberfläche mit der Luft mit Hilfe von einer Flügelmischmaschine wird beim Lösen des O₂-Gehaltes im Wasser ein Wirkungsgrad vonW. = 0,7 - 0,75 erreicht. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem Rohrdurchmesser von 100 mm und einer Länge von L = 1000 mm und mit Trennwandelementen mit Längen von 100 mm wird ein Wirkungsgrad von l\ = 0,85 - 0,90 erreicht.

Der Energiebedarf ist bei Einführung einer Luftmenge von 0,6 - 0,8 m /min

- bei einer mechanischen Flächenmischmaschine 1,7 - 2,5 PS/100 m³,

- bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 1,1 - 1,8 PS/100 m³

(im letzteren Fall wurde ein Kompressor-Wirkungsgrad von 70 % angenommen).

Beispiel 3

In einen biologischen Reaktor wird am Boden eine Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von mindestens 15 cm/s benötigt, was durch eine Flächenmischmaschine in einer Tiefe von max. 1 m erreicht werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann die gesamte Menge mit einer Fördermenge pro Einheit von 1 - 3 m /h gemischt werden. Der Wirkungsgrad der Mischung wächst mit der Erhöhung des Flüssigkeitsniveaus. Bei der angegebenen Fördermenge können 10 - 15g von festen Materialien pro Liter im Schweben gehalten werden.

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Beispiel 4

Ein im Suspensionsverfahren hergestelltes PVC-Pulver wird mit Meistermischung gefärbt. Zu 100 kg PVC-Pulver wird 0,5 kg der Meistermischung zugemischt.

Bei einer herkömmlichen Bandmischmaschine mit periodischem Betrieb - die eine Kapazität von 1,2 m hat - beträgt die j notwendige Aufenthaltsdauer 30 - 45 min, die nötige Leistung P = 4 - 5 kW/m³.

In einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem Rohrdurchmesser von 100 mm. und einer Rohrlänge von 2 m kann bei einem Luftverbrauch von 50-6Om /h unter einem Druck von ρ = 2 atü eine Kapazität von 30m /h erreicht werden. Die nötige Aufenthaltsdauer beträgt 1/6 bis 1/10 in bezug auf die vorbekannte Einrichtung» Bei einer Füllungskapazität von 1,2 m hat die vorbekannte Einrichtung eine Leistung von 1,6 - 2,4 m /h. Die exfindungsgemäße Einrichtung hat da-r gegen eine 10- bis 20-fache höhere Leistung.

Mit Hilfe der Beispiele wurde die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Einrichtung erläutert. Selbstverständlich kann die Erfindung auch auf vielen anderen Gebieten zur Anwendung kommen. Die Erfindung ist somit nicht auf die in den Beispielen beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Fälle begrenzt.

Die Erfindung ist schon aufgrund der oben angeführten Betriebsparameter günstiger und kostenersparender als vorbekannte statische Lüfter- und Mischverfahren und -maschinen. Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Ein-, richtung können eine gesteigerte Dispersions- und Mischwirkung

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und folglich eine größere Berührungsfläche sowie Stoff- und/oder Wärmeübergabe erreicht werden. Für die gleiche Wirkung sind eine kleinere Rohrlänge und weniger Energie ausreichend. In der Einrichtung bildet sich erheblich weniger bzw. kein Absatz aus.

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Claims

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HOFFMANN · ISITIJE & PAItTNER

PATIiNTANWALTK

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) -DIP L.-I N G. W. EITLE · DR.RE R. NAT. K. HOFFMANN · Dl PL.-IN G. W. LEHN

DIPL.-1NG. K. FDCHSLE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 M O N C H EN 81 ■ TE LE FON (089) 9i 1087 · f E LEX 05-29019 (PATH E)

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Verfahren und Einrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten und/oder von grobstückigen Materialien im Festzustand mit Gasen

Patentansprüche

Verfahren und Einrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten und/oder von grobstückigen Materialien im Festzustand mit Gasen in einem durch eine oder mehrere Wände begrenzten und durch mindestens eine Trennwand aufgeteilten Raum, dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungsgeschwindigkeit mindestens des Mittels im Gaszustand variiert gegensinnig verändert wird, wobei mindestens zwei, durch eine oder mehrere Trennwände getrennte Mittel in gegebenen Intervallen der Geschwindigkeitsänderung miteinander in Berührung gebracht v/erden, und die Mittel aus Flüssigkeit und/oder grobstückigen Materialien im .Festzustand durch Strömen des Mittels

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im Gaszustand in Strömung gebracht werden und/oder ihre Strömungsgeschwindigkeit und/oder Richtung geändert werden, gegebenenfalls die Mittel durch die immer gegensinnigen Geschwindigkeitsänderungen an ihren Resonanzpunkt oder dessen Nähe gebracht werden und gegebenenfalls die Mittel beim Eintreten in den durch mindestens eine Wand begrenzten und durch mindestens eine Trennwand aufgeteilten Raum stufenartig beschleunigt und/oder beim Austreten stufenartig verzögert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in mindestens einem Teil der wechselnd gegensinnigen Geschwindigkeitsänderung auch eine von der Hauptströmungsrichtung der Achsenrichtung abweichende, im Extremfall hierzu senkrechte Strömung erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die von der Hauptströmrichtung der Achsenrichtung abweichende, im Extremfall hierzu senkrechte Strömung am Ende der Strecke variiert der gegensinnigen Geschwindigkeitsänderung oder danach erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel dur^h die Krümmung der aufteilenden Wand in eine von der Hauptströmrichtung abweichende, im Extremfall darauf annähernd senkrechte Zwangsströmung gebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel in den einzelnen Intervallen der Geschwindigkeitsänderung durch Unterbrechung der Kontinuität der aufteilenden Wand bzw. Wände miteinander in Verbindung gebracht werden.

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6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die durch die Trennwände getrennten, sich parallel bewegenden Mittel bei. den Diskontinuitäten der Trennwände mit gegenüber die Strömung stehenden Kanten der Trennwände gleichzeitig oder in Richtung der Strömung verschoben aufgeteilt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich miteinander parallel bewegenden Mittel nach den Diskontinuitäten der Trennwände durch Abschwenken der gegenüber die Strömung stehenden Kanten mit einem vorgegebenen Winkel zum vorherigen Trennwandende aufgeteilt werden.
8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, die in Richtung der Längsachse mit mindestens einer Begrenzungswand und mindestens einer Trennwand versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindestens einer Trennwand (1) ausgestattet ist, die mindestens teilweise variiert einen gegebenenfalls veränderbaren spitzen Winkel oder stumpfen Winkel zur Längsachse und/oder zu einer über die Längsachse gelegenen, vorgewählten Ebene (a-b) oder zu den Wänden um die Längsachse aufweist und eine gegebenenfalls veränderbare Diskontinuität besitzt, daß im Bereich der Eintrittsstelle der Mittel sich stufenartig verengende Trenn- und/oder Begrenzungswände (8) und im Bereich der Austrittsstelle sich stufenartig erweiternde Begrenzungswände (9) sowie durch die Begrenzungswände (1) und die Trennwände (2) sowie gegebenenfalls die Begrenzungswände begrenzte, in Richtung der Längsachse mindestens teilweise variiert sich einengende oder erweiternde Räume (I-VIli vorgesehen sind.

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9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindestens einer Trennwand bzw. einem Trennwandstück (2, 3, 4) versehen ist, das einen sich ändernden spitzen oder stumpfen Winkel zur Längsachse und/oder zu einer über die Längsachse gelegten, vorgewählten Ebene (a-b) aufweist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennwand bzw. die Trennwände (2) Diskontinuitäten (5) aufweisen.
11. Einrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindestens einer schraubenförmigen Trennwand (2) ausgestattet ist, die einen sich ständig ändernden Winkel zu einer über der Längsachse gelegenen, vorgewählten Ebene (a-b) und variiert einen spitzen oder stumpfen Winkel zur Längsachse aufweist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß sie mit in entgegengesetzten Richtungen gedrehten, aufeinanderfolgenden Trennwänden (2) versehen ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 8 bis 10 oder 11 oder 12, dadurch gekennzeichn et, daß einige oder alle Trennwände (2) in einem Winkel verdreht sind, der durch Vergleich des Eintritts- mit dem Austrittswinkel definiert ist.

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