DE3313382A1

DE3313382A1 - Gas-fluessigkeit-kontaktiervorrichtung

Info

Publication number: DE3313382A1
Application number: DE3313382A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Kawai; Tatsuro Takeuchi; Shohei Yoshida
Original assignee: Takeda Chemical Industries Ltd
Current assignee: Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1982-04-14
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1983-10-27
Also published as: GB2121701B; US4519959A; GB8310104D0; CH662750A5; GB2121701A

Description

ι« ι» ··· mm

Die Erfindung betrifft allgemein eine Gas-Flüssig-. -' keit-Kontaktiervorrichtung, die zur Verwendung bei der Ausführung eines chemischen Prozesses einschließlich, z.B. Fermentation und Gas-Flüssigkeit-Reaktioto geeignet ist, und insbesondere eine Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung zum Bewegen eines flüssigen Mediums unter Verwendung von Blasen eines gasförmigen Mediums.

Der Begriff "Flüssigkeit" bzw. "flüssiges Medium", auf den oben und nachfolgend Bezug genommen wird, ist als eine Flüssigkeit oder ein flüssiges Medium entweder mit oder ohne darin schwebende feste Partikel.

zu verstehen.
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Die britische Patentschrift Nr. 1 455 311, die am 10. November 1976 veröffentlicht wurde, offenbart eine Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung mit einem Aufbau, der in Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen wiederge^u geben ist. In Fig. 1 besitzt die Vorrichtung eine

aufrecht stehende Blasensäule bzw. einen Behälter 10, eine perforierte Ringleitung 12, die innerhalb des Behälters 10 in der Nähe seines Bodens angeordnet ■ ist, um ein gasförmiges Medium in den Behälter 10 in ' Form von Blasen zum Dispergieren einer in dem Behälter

10 befindlichen Menge flüssigen Mediums zuzuführen, einen Drehdisintegrator in Form eines Feinmixerflügels 14, der innerhalb des Behälters 10 über der perforierten Ringleitung 12 zum Mischen und Zerlegen auf-' · ■

steigender Blasen des gasförmigen Mediums in feine

--.'■'-'■"■ Blasen angeordnet ist, und eine Antischaumdüse 16, ^: . die innerhalb des Behälters 10 nahe seiner Oberseite angeordnet ist, um den Anteil des flüssigen Mediums, der durch eine Umwälzleituna 18 über eine Pumpe 20 ·

und einen Wärmetauscher 22 umgelaufen ist, auf den oberen Pegel des flüssigen Mediums .innerhalb des Behälters 10 zum Verhindern von Schaumbildung zu ■sprengen.

■1 Der Feinmixerflügel 14 ist in der Weise offenbart, daß er zahlreiche längliche Schaufeln aufweist, die sich von einer Antriebswelle 24 radial nach außen erstrecken und voneinander um die Antriebswelle 2 4 unter einem gleichen Winkel beabstandet sind, wobei jede Schaufel zahlreiche gleichmäßig beabstandete Drähte besitzt, die fest an der entsprechenden Schaufel derart angebracht sind, daß sie sich in rechten Winkeln zu dieser und in einer Richtung entweder parallel oder quer zur Längsachse■des Behälters 10 erstrecken. Eine andere Form des Feinmixerflügels ist ebenfalls offenbart, welche zahlreiche Drahtmaschenschaufeln besitzt, die sich von der Antriebswelle 24 radial nach außen erstrecken und um die Antriebswelle 24 untereinander

*° · mit einem gleichen Winkel beabstandet sind, wobei ihre Lage parallel zur Längsachse des Behälters 10 orientiert ist.

Während die Strömungsform des mit Blasen versehenen flüssigen Mediums, die innerhalb des Behälters 10 auftritt, sich allgemein in eine in einem überwiegenden Abschnitt innerhalb des Behälters auftretende laminare Zirkulationsströmung und eine örtliche turbulente Strömung unterteilen läßt, in welcher das flüssige

Medium und die Blasen des gasförmigen Mediums kräftig miteinander vermischt werden, ist die Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung gemäß dieser britischen Druckschrift so ausgelegt, daß die Zirkulationsströmung und die örtliche turbulente Strömung gleichzeitig durch

die Drehung des Feinmixerflügels 14 veranlaßt werden kann. Aufgrund dieser Konstruktion hat es sich als schwierig herausgestellt, die Zirkulationsströmung und die turbulente Strömung in einem gut ausgewogenen

Zustand einzustellen und, um dies zu erreichen, wird 35

eine größere Energie als erforderlich zum Antrieb des Feinmixerflügels benötigt, wobei der Wirkungsgrad dementsprechend verringert wird. Mit anderen Worten ist allein die Drehung des Feinmixerflügels nicht in der

' copy

Lage, wirkungsvoll für ausreichende Energien zu sorgen,

_x.um die Zirkulationsströmung und die Turbulenzströmung ..- herbeizuführen. Wenn beispielsweise der Behälter als Fermentationstank verwendet wird, in dem mittels Sauerstoff Fermentation stattfindet, und wenn die Drehzahl des Feinmixerflügels übermäßig erhöht wird, um die Sauerstoffübertragung zu beschleuniaen, findet die Zirkulation in einem größeren Maße als erforderlich mit dem dementsprechend unnötig erhöhten Energievefbrauch statt. Wenn das in dem Behälter gegebene flüssige Medium ein Medium hoher Viskosität ist, wird ein relativ ruhiaes Rühren für dieses hochviskose Medium· benötigt und daher fehlt es leicht an der nötigen Energie, um die turbulente Strömung herbeizuführen, ¹^ was dazu führt, daß der Sauerstofftransport nicht in der gewünschten Geschwindigkeit stattfinden kann.

Dies fördert die Bildung der Ursache für bakterielle Verschmutzung in den Fällen, in denen die Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung beispielsweise als Fermentationstank verwendet wird, und ist demzufolge unerwünscht, überdies werden bei den bekannten Verfahren nicht alle Blasen in feine Blasen zerlegt, so daß einige von ihnen unzerkleinert aufsteigen. Dies

ist ein Phänomen, das beobachtet werden kann, wenn Blasen an dem Feinmixerflügel· haften, und das oft insbesondere dann auftritt, wenn die Zuführmenge des gasförmigen Mediums in den Behäiter erhöht wird.

Dementsprechend wurde die Erfindung hinsichtiich der

wesentlichen Eliminieruncr der oben diskutierten Nachteile und der Schwierigkeiten, die der vorbekannten Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung anhaften, entwickelt, und ihr iiegt die wesentliche Aufgabe zugrunde, 35

eine verbesserte Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung

' verfügbar zu machen, in der die in den Behälter eingespeisten Blasen des gasförmigen Mediums wirksam in feine Blasen durch die Drehung des Drehintegrators mit

minimiertem Energieverbrauch zerlegt werden können.

Die Erfindung zielt weiterhin wesentlich darauf ab, eine verbesserte Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung des obengenannten Typs zu schaffen, in der eine abgedichtete Lagerung für den Drehintegrator vorgesehen ·' ist, die nicht mit dem flüssigen Medium innerhalb des Behälters in Berührung ist. Wenn die abgedichtete Lagerung jedoch in dem flüssigen Medium eingetaucht verwendet werden kann, kann eine Antriebseinheit zum

Antrieb des Drehintegrators unterhalb des Gehäuses angeordnet sein.
. ·

Erfindungsgemäß sind zur Lösung sowohl die im Anspruch ^ t -als auch die im Anspruch 12 genannten Merkmale vorgesehen. -Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung in vorteilhafter Weise weiterbilden, sind in den entsprechenden rückbezogenen Unteransprüchen enthalten.

^ Demgemäß macht die Erfindung eine verbesserte Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung verfügbar, die einen -aufrecht stehenden Behälter zur Aufnahme einer Menge flüssigen Mediums, wenigstens einen perforierten

Gasverteiler, der innerhalb des Behälters zur Druck-SS

einspeisung eines gasförmigen Mediums in den Behälter

angeordnet ist, um in Form von Blasen in das flüssige Medium-zu dispergieren, wenigstens einen im allgemeinen scheibenförmigen Drehdisintegrator, der konzentrisch innerhalb des Behälters oberhalb des perforierten Gasverteilers angeordnet ist und zahlreiche Öffnungen besitzt, die in seinem äußeren Rand derart gebildet sind, daß sie sich vollständia durch die Dicke des Drehdis-integrators erstrecken, wobei der Disintegrator einen Durchmesser aufweist, der zur Bildung eines ringförmigen Zwischenraums zwischen seinem Außenrand und der Innenwandfläche des Behälters ausreicht, und eine Antriebswelle besitzt, die mit einer Antriebseinheit zur Drehung des Disintegrators in einer Ebene

COPY

senkrecht zur Längsachse des Behälters verbunden ist.

Wenn der Drehdisintegrator bei diesem Aufbau in eine Richtung gemeinsam mit der Antriebswelle gedreht wird, zerlegt der Drehdisintegrator die Blasen, die dann von dem Gasverteiler in dem Behälter nach oben über ■·- die Öffnungen in dem Drehdisintegrator in feinen Blasen aufsteigen, um die Kontaktierung ,zwischen dem flüssigen Medium und dem gasförmigen Medium innerhalb des Behälters zu vergrößern.

Gemäß der Erfindung kann eine Leitblechanordnung innerhalb des Behälters über dem Drehdisintegrator zur Störung angeordnet sein, d.h. zur Schaffung eines Widerstandes für die Wirbelströmung des flüssigen Mediums.

Der bei der Erfindung verwendete Behälter kann entweder einen kreisförmigen Querschnitt oder einen vieleckigen Querschnitt besitzen, der sich der Kreisform nähert.

Der perforierte Gasverteiler kann eine perforierte Leitung aufweisen, die eine Gaszuführleitung besitzt, welche von der perforierten Leitung zu einer außerhalb des Behälters befindlichen Quelle gasförmigen Mediums verläuft. Die Gaszuführleitung kann sich entweder durch die Seitenwand oder die Bodenwand des Behälters erstrecken oder kann in den Behälter von der Oberseite

eingesetzt sein. Obgleich die perforierte Leitung innerhalb des Behälters vorzugsweise in der Nähe des .Bodens des Behälters angeordnet ist, kann sie auch im wesentlichen auf halber Höhe des Gefäßes positioniert

sein, sofern sie in dem flüssigen Medium innerhalb ■

des Behälters eingetaucht und unterhalb des Drehdisintegrators angeordnet ist. Die perforierte Leitung kann in Form einer Ringleitung, eines geraden Rohres, eines gewundenen Rohres oder jeder anderen geeigneten

©AD ORIGINAL O₄

Form unter der Voraussetzung ausaebildet sein, daß -die Zufuhr des gasförmigen Mediums in den Behälter unmittelbar unter einem zentralen Bereich des Drehdisintegrators zentriert werden kann. 5

- Der unmittelbar über der perforierten Leitung des

Gasverteilers angeordnete Drehdisintegrator ist mit —- einer flachen Platte mit entweder'kreisförmiger Konfiguration oder polygonaler, sich der Kreisform nähernden Konfiguration gebildet und kann einen Lageransatz bzw. Verstärkung aufweisen, die an diesem konzentrisch angeformt ist. Der Außenrandbereich des Drehdisintegrators ist mit öffnungen gebildet, die sich vollständig durch dessen Dicke für den Durchtritt des mit Blasen versehenen Flüssigkeitsmediums durch diese erstrecken, wenn die Blasen des gasförmigen Mediums, die aus der perforierten Leitung in den Behälter eintreten, in dem Behälter aufsteigen. Die derart in dem äußeren Randbereich des Drehdisin- ^ tegrators gebildete Öffnung kann eine Durchgangsöffnung in irgendeiner geeigneten Gestaltuna sein, beispielsweise kreisförmig, dreieckig, quadratisch oder rechteckförmig sein, aus Schlitzen oder Spalten bestehen, die radial nach innen von der Außenkante des Drehdisintegrators eingeschnitten bzw. gestanzt und um die Drehachse des Drehdisintegrators gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

- Die Zahl der Öffnungen in dem Drehdisintegrator kann ■-■—--.

ebenso wie die Größe jeder öffnung unter Berück-

■■■-■■ sichtigung der Ausstoßmenge des gasförmigen Mediums in den Behälter, physikalischer Eigenschaften, wie beispielsweise die Dichte und die Viskosität des

flüssigen Mediums und/oder anderer Faktoren bestimmt 35

werden. Das Verhältnis der gesamten Oberflächengröße des Drehdisintegrators, bezogen auf die Summe der entsprechenden Oberflächengrößen der öffnungen in dem Drehdisintegrator, liegt jedoch vorzugsweise innerhalb

des Bereichs von 0,05 bis 0,35 im Hinblick auf den Umstand, daß dann, wenn die Summe der entsprechenden Oberflächengrößen der Öffnungen zu klein ist, der Anteil des in das flüssige Medium innerhalb des Kessels ausgestoßenen gasförmigen Mediums in Form von Blasen einerseits nach oben durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Außenrand des Drehdisintegrators und der Innenwandfläche des Behälters tritt, ohne durch den Drehdisintegrator in feine Blasen zerlegt zu werden, und daß andererseits dann, wenn sie zu groß ist, das flüssige Medium dazu neigt, sich mit der Zerkleinerung der Blasen in feine Blasen zu bewegen, was einen verstärkten Antrieb des Drehdisinte-

grators erfordert.
15

Die Unterfläche des Drehdisintegrators, die auf den Boden des Behälters weist, muß eine derartig ebene Oberfläche sein, daß während der Drehung des Drehdisintegrators die Blasen, die unterhalb des Drehdisinte-²^ grators ausströmen, einen Wirbel bilden können.

Die Zahl der Gasverteiler- und der Drehdisintegrator gruppen braucht nicht auf eine begrenzt zu sein, sondern es können auch zwei oder mehr der Gasverteiler-

und Drehdisintegratorgruppen verwendet werden, wobei die Einrichtungen jeweils übereinander oder Seite an Seite zueinander angeordnet werden können.

Überdies kann gemäß der Erfindung der Behälter eine ν

Rühreinrichtung besitzen, die ein konzentrisch oberhalb

_: des Drehdisintegrators innerhalb des Behälters angeordnetes Ansaugrohr und eine innerhalb oder in der Nähe des Ansaugrohres angeordnete Rührschaufel aufweist, um das flüssige Medium außerhalb und innerhalb des Ansaugrohres umzuwälzen. Da der Drehdisintegrator selbst eine so kleine Dicke besitzt, daß die Querschnittsoberflächengröße jeder Öffnung, in einer Richtung senkrecht zu dessen Drehrichtung gesehen, gering ist, erzeugt der

BAD ORIGINAL β

^: Drehdisintegrator beim Drehen in dem Maße eine Rührbewegung, die wahrscheinlich zu der Zirkulation des flüssigen Mediums führt, sorat aber dafür, daß die Blasen des gasförmigen Mediums, die sich unter dem Drehdisintegrator befinden, in einen Wirbel aeformt werden und dann in feine Blasen zerkleinert werden, wenn sie außerhalb des Wirbels aufsteiaen und nach oben durch die Öffnungen in dem Drehdisintegrator treten, wodurch eine örtliche turbulente Strömung αεί Ο schaffen wird. Im Hinblick darauf, daß die Zirkulationsströmung, die eine einseitig gerichtete Strömung ist, deren Strömungslinien sich nicht in komplexer Art schneiden, dazu beiträgt, die fein zerlegten Blasen und,sofern vorhanden, die festen Partikel, die in dem flüssigen Medium enthalten sind, gleichförmig in dem flüssigen Medium zu dispergieren, ist es die Kombination aus dem Ansaugrohr und der Rührschaufel, die die Zirkulationsströmung innerhalb des Behälters erzeugt. Das Ansaugrohr ist insbesondere konzentrisch *0 innerhalb des Behälters anqeordnet und oberhalb des Drehdisintegrators beabstandet positioniert, während die Rührschaufel betätigbar innerhalb oder in der Nähe des Ansaugrohrs angeordnet ist. Wenn und solanae die Rührschaufel bei dieser Anordnung angetrieben wird, wird das flüssige Medium innerhalb des Behälters außerhalb und innerhalb des Ansaugrohres zirkuliert, um dadurch die Blasen und die festen Partikel gleichförmig in dem flüssigen Medium zu dispergieren. Vor-

. zugsweise wird das Ansaugrohr in einer Stellung inner-

halb des Behälters gehalten, in der ihr oberes Ende im allgemeinen niveaugleich mit dem oberen Flüssigkeitsstand des flüssigen Mediums innerhalb des Behälters derart gehalten wird, daß die Zirkulationsströmung des flüssiaen Mediums, die durch das Ansaug-' ν

rohr induziert wird, auf diesen hinabfallen kann und demzufolge die Bildung von Schäumen verhindert, die auf dem oberen Flüssigkeitsstand des flüssigen Mediums aufschwimmen, welche sonst die gleichförmige und voll-

. ständige Gas-Flüssigkeit-Kontaktierung beeinträchtigen.

^Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführen kann durch -^ Verwendung der einfachen Anordnung des Ansaugrohres und der Rührschaufel die zuvor genannte Aufgabe der Erfindung wirksam gelöst werden, wobei die dem Stand" der Technik anhaftenden Nachteile substantiell eliminiert werden können. Wenn die Vorrichtung gemäß der Erfindung als Fermentationstank verwendet wird, kann die Sauerstoffdispersion in günstiger Weise mit beschleunigter Fermentation und auch mit erhöhter

Substratkonzentration beschleunigt werden. Außerdem können auch jedwede Probleme, die aus dem Vorhandensein von Schäumen resultieren, bei erhöhtem.Beschickungswirkungsgrad und demzufolge bei vergrößerter Produktivi-¹^ tat minimiert werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus den übrigen Ansprüchen und dem nachfolgenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in dem *® bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfinduna unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gas-

Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung des

Standes der Technik; Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt einer

Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung -gemäß

einer ersten Ausbilduncisform der Erfindung;

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie

III-III in Fig. 2;
Fig. 4 im vergrößerten Maßstab eine teilweise

Draufsicht auf einen Abschnitt eines

Drehdisintegrators, der bei der Vorrichtung

der Fig. 2 verwendet wird; Fig. 5 ' einen Querschnitt durch Fig. 4; Fig. 6 ein Schnitt ähnlich dem der Fig. 4, der

eine andere Form des Drehdisinteqrators dar-

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stellt;

Fig. 7 eine araphische Darstellung, die bei der Vorrichtung der Fia. 2 den Zusammenhang zwischen der Sauerstoffübertragungsgeschwindigkeit und der Rührleistung dar

stellt;
Fig. 8

bis 10 schematische Längsschnitte, die entsprechend modifizierte Formen der Vorrichtung der Fig. 2 darstellen;

Fig. 11 eine Ansicht ähnlich der Fig. 2, die die

Vorrichtung gemäß einer zweiten Aus- ^*" führungsform der Erfindung darstellt;

Fig. 12 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie XII-XII in Fig. 11;

Fig. 13 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie

XIII-XIII in Fig. 11;
Fig. 14 eine etwas vergrößerte Draufsicht auf den Drehdisintegrator;
Fig. 15

und 16 schematische Zeichnunaen der Vorrichtung gemäß Fig. 11, die deren unterschiedliche Betriebsarten darstellen;

Fig. 17 eine graphische Darstellung, die bei der

25

Vorrichtung gemäß Fig. 11 den Zusammenhang

zwischen den Sauerstoffübertragungskapazitätskoeffizienten und der Rührleistung darstellt;

Fig. 18
"

bis 20 Ansichten ähnlich der Fig. 11, die entsprechend modifizierte Formen der Vorrichtung nach Fiq. 11 darstellen;

Fig. 21,

u. 25 Tcilschnitte eines oberen Abschnitts der Vorrichtung der Fia. 11, die unterschiedliche Arten von darin verwendeten Schaumunterdrückungselementen darstellen;

COPY

· Fig. 22,

...--'' 24 u. 26 entsprechende Querschnitte durch die Figuren

21 , 2 3 und 25;

Fig. 27 ein schematischer Längsschnitt durch eine weitere Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervor

richtung, die im Stand der Technik verwendet wird; und

Fig. 28 eine der Fig. 27 ähnelnde Ansicht, die eine weiter modifizierte Art der Vorrichtung gemaß der Erfindung darstellt.

Bei der folqenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele sind gleiche Teile bei allen beigefügten Zeichnungen, ..

ausgenommen Fig. 1, mit denselben Bezugszahlen versehen. 15

Erste Ausbildungsform (Fig. 2 bis 10)

In den Fig. 2 bis 5 besitzt die Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Aus- *^u führungsform der Erfindung einen im wesentlichen zylinderischen aufrecht stehenden Behälter 30 zur Aufnahme eines flüssigen Mediums L, eine perforierte Ringleitung 32 für die Zufuhr komprimierter Luft in das flüssige Medium L, einen Drehdisintegrator 34 in

Form einer scheibenförmigen dünnen Platte, in der zahlreiche öffnungen" 36, wie später beschrieben wird, vorgesehen sind, eine Rohrschlange 38 für den Durchtritt eines Kühlmittels zum Einstellen der Temperatur des flüssiaen Mediums L, und zahlreiche gleichmäßia beab-'

: - ^: "standete Leitbleche bzw. -platten 40 zur' Führung des Blasen der komprimierten Luft enthaltenden flüssigen Mediums.

Der Behälter 30 weist die Form eines zylindrischen 35

aufrecht stehenden Tanks auf, der das flüssige Medium in einem Umfang von beispielsweise etwa 80% der Höhe H des Behälters aufzunehmen vermag. Das obere Ende des Behälters 30 ist durch einen Deckel 42 qeschlossen. Die

Rohrschlange 38 kann auch für den Durchtritt eines Heizmediums verwendet werden oder die Erwärmung des flüssigen Mediums innerhalb des Behälters 30 abkühlen. Das Innere des Behälters 30 steht mit der Atmosphäre durch eine öffnung 44 in dem Deckel 42 in Verbindung.

Der Boden des Behälters 30 besitzt eine Drainageöffnung 46, die durch ein Sperrventil 48 mit irgendeinem aeeigneten unter dem Behälter 30 positionierten Behälter \

ι in Verbindung steht.

Die perforierte Ringleitung 32 ist horizontal parallel beabstandet zu dem Boden des Behälters 30 derart ange- ^] ordnet, daß die komprimierte Luft oder das Edelgas aus einer Quelle 50 des komprimierten gasförmigen

¹^ Mediums durch einen Durchflußregler 52 in das flüssige Medium L im wesentlichen konzentrisch von unten in Form von Blasen ausgestoßen werden kann.

Der Drehdisintegrator 34 hat die Form einer scheibenförmigen dünnen flachen Platte, die in einer später beschriebenen Weise zur Drehung innerhalb des Behälters 30 in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse des Be- ι hälters 30 gelagert ist. Wie am besten in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sind die Öffnunqen 36, die in dem j Drehdisintegrator 34 gebildet sind, als Schlitze 36a i ausgebildet, die radial nach innen von der Außenseite des Drehdisintegrators 34 geschnitten bzw. gestanzt und um die Drehachse des Drehdisintegrators 34 gleich- j

winklig voneinander beabstandet sind. Der Drehdisinte-30

grator 34 ist auf einer Antriebswelle 54 zur gemeinsamen Drehung mit dieser montiert, welche sich drehbar ; durch ein Lager 56 erstreckt, das durch die Bodenplatte des Behälters 30 koaxial zu dem Behälter 30 festge- COPY halten wird, und die Welle 54 ist antreibbar mit einem Antriebsmotor M über ein Drehmomentmesser T verbunden. Das Lager 56 besitzt eine mechanische Dichtung 57, die dazu dient, irgendeine mögliche Leckage des flüssigen Mediums L zur Außenseite des Behälters 30 durch das

Lager 56 zu verhindern.

Vorzugsweise ist das Antriebssystem mit dem Motor M und der Antriebswelle 54 so ausgelegt, daß der Drehdisintegrator 34 in einer Richtung mit einer Geschwindigkeit innerhalb des Bereiches von 600 bis 800 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden kann. Der Drehdisintegrator 34 weist einen Durchmesser auf, der ausreicht, um einen ringförmigen Zwischenraum vorbestimmter Breite zwischen seinem Außenrand und der Innenwandfläche des Behälters 30 so zu bilden, daß dann und solange wie der Drehdisintegrator 34 gemeinsam mit und um den Schaft 34 gedreht wird, die Blasen des gasförmigen Mediums, die aus der perforierten Ringleitung 32 in das flüssige Medium ausgestoßen werden, sich radial nach außen unterhalb des Drehdisintegrators 34 verteilen können, wobei sie einen Wirbel unterhalb des Drehdisintegrators 34 bilden und dann durch die öffnungen 36 zur Oberseite des Behälters 30 aufsteigen. Während der Drehung des Drehdisintegrators

34 werden zwei Strömunaen erzeugt, wobei eine Strömung nach oben durch die öffnunaen 36 in dem Drehdisintegrator 34 und die andere nach unten durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Außenrand des Drehdisintegrators 34 und der Innenwandfläche des Behälters

30 strömt, und die nach unten fließende Strömung stößt daraufhin an die Blasen des gasförmigen Mediums, die dann den Wirbel unterhalb des Drehdisintegrators 34 bilden, und wird dann gezwungen, nach oben durch die

öffnungen 36 in dem Drehdisintegrator 34 gemeinsam mit 30

den Blasen zu treten. Gleichzeitig werden, wenn der

Drehdisintegrator 34 mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird, die nach oben durch die öffnungen 36 tretenden Blasen nacheinander durch die äußeren Schneidbereiche des Drehdisintegrators zerschnitten, die den 35

entsprechenden öffnungen 36 entgegentreten, und auf :; diese Weise in feine Blasen zerteilt, die ihrerseits weiter in dem flüssigen Medium L nach oben schwimmen.

yr-30-

Die Anforderungen, denen der Drehdisintegrator 34 in jedem Fall genügen muß, werden wie folgt zusammengefaßt. Obwohl in der obigen Beschreibung der Drehdisintegrator 34 als scheibenförmig beschrieben worden ist, kann er auch eine polygonale Form besitzen, wenn diese sich im wesentlichen der Kreisform nähert. In jedem Fall muß wenigstens die Unterseite des Drehdisintegrators 34, die auf den Boden des Behälters 30 weist, für die Bildung des Blasenwirbels unterhalb des Drehdisintegrators 34 flach sein. Damit überdies der Drehdisintegrator 34 nicht das flüssige Medium während seiner Rotation in Bewegung bringt, muß ein außenrandseitiger Abschnitt des Drehdisintegrators 34, in dem die Öffnungen 36 gebildet sind, so dünn wie möglich j

¹^ sein und darf keine irgendwie gebildeten Verformungen aufweisen, die möglicherweise dazu führen könnten, j

das flüssige Medium während der Drehung des Drehdisintegrators 34 in Bewegung zu setzen.

²^ Zusätzlich zu den Schlitzen 36a, die in den Fig. 3 bis 5 dargestellt sind, können die öffnungen 36 in Form gleichmäßig beabstandeter radialen Reihen einer Vielzahl von Durchgangslöchern 36b gebildet sein, wie in Fig. 6 dargestellt. In jedem Fall liegt das Verhältnis der Gesamtoberflächengröße des Drehdisintegrators,bezogen auf die Summe der entsprechenden Oberflächengrößen der Öffnungen 36, auf das nachfolgend als das Öffnungsverhältnis Bezug genommen wird, vorzugsweise in dem Bereich von 0,05 bis 0,35. Außerdem sind die benach-

30

barten öffnunaen 36 um einen vorbestimmten Winkel innerhalb eines Bereiches von 1 bis 10°₇ bezogen auf die Drehachse des Drehdisintegrators 34,beabstandet, während die Größe jeder Öffnung 36, d.h. die Breite-im Fall der Schlitze 36a oder der Durchmesser im Fall der Durch-

- V-^-'

gangslöcher 36b, nicht qrößer als 20mm und Vorzugs- ^u^:

ϊ weise nicht größer als 10mm ist. Überdies muß der Außen- \ randabschnitt des Drehdisintegrators 34, in dem die j öffnungen 36 gebildet sind, eine Breite haben, die, ge-

'copy "■'.■■■'

♦ *

messen in radialer Richtung des Drehdisintegrators 34, die Hälfte des Radius des Drehdisintegrators 34 beträgt. Beim Gebrauch muß der Drehdisintegrator 34 mit so einer Geschwindigkeit gedreht werden, daß das Innerste der Durchgangslöcher 36b jeder radialen Reihe mit einer Winkelgeschwindigkeit von 5 m/sec oder höher läuft. .

Die Leitbleche 40 haben die Form von langgestreckten flachen Platten von im allgemeinen schmaler Breite, die an einem Seitenrand an der Innenwandfläche des Behälters 30 radial nach innen innerhalb des Behälters 30 befestigt sind, wobei sie voneinander in der ümfangsrichtung des Behälters 30 gleichwinklig beabstandet *° . sind. Es ist festzuhalten, daß jedes Leitblech 40 sich in Längsrichtung des Behälters 30 mit seinem oberen Ende bis zu einem Zwischenraum unterhalb der oberen Pegelfläche S des flüssigen Mediums innerhalb des Behälters 30 und mit seinem unteren Ende bis zu

einem Zwischenraum oberhalb des Drehdisintegrators 34 erstreckt.

Demgemäß haben die wie zuvor beschrieben angeordneten Leitbleche 40 die Wirkung, das Auftreten irgendeiner

möglichen Verwirbelung des flüssigen Mediums L am Umfang entlang der Innenwandfläche des Behälters 30 zu vermeiden und ebenso eine gerichtete Strömung des flüssigen Mediums in Längsrichtung des Behälters 30

zu induzieren.
30

In der Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung des zuvor beschriebenen Aufbaus werden, wenn der Drehdisintegrator 34 mit der hohen Geschwindigkeit bei in dem Behälter 30 gefülltem flüssigen Medium L gedreht wird, während gleichzeitig das gasförmige Medium unter Druck in das

. . . flüssige Medium aus der perforierten Ringleitung 32 . zugeführt wird, die beiden Strömungen, d.h. der auf-"

,;..,. ,. steigende Strom, der sich nach oben durch die Öffnung

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¹I bewegt, und der absteigende Strom, der sich durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Drehdisintegrator 34 und der Innenwandfläche des Behälters 30 bewegt,, wie zuvor beschrieben,erzeugt. Aufgrund der Wirkung dieser Strömungen schließen sich die Blasen des gasförmigen Mediums, die in das flüssige Medium unmittelbar unterhalb des mittleren Bereiches des Drehdisintegrators 34 ausgestoßen werdender absteigenden Strömung an, die ihrerseits zum Aufwärtsfließen ¹P umgelenkt wird, "damit sich die Blasen nach oben durch die Öffnungen 36 in dem angetriebenen Drehdisintearator... .

/durch" 34 bewegen können. Wenn die Blasen sich^/die Öffnungen

36 nach oben bewegen, werden sie zerschnitten und daher in feine Blasen zerlegt, und das flüssige Medium, das V° die fein geteilten Blasen enthält, wird durch das Vorhandensein der Leitbleche 40 veranlaßt, in Form einer gerichteten Strömung ohne Verwirbelung nach oben zu fließen.

. Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Behälter 30 einen .Innendurchmesser von 145mm (etwa 165cm² Querschnitts flache) und 1000mm Höhe auf. Eine Menge ·. flüss.igen Mediums ist in den Behälter 30 eingefüllt, wobei. s.ie mit ihrem Oberflächenpegel 80% der Höhe H

^o ausfüllt. Die. Ringleitung 32, die einen Durchmesser ^ v_;qn^ 5mm, besitzt und durch Umbiegen, einer. 50mm langen perforierten Leitung in Kreisform gebracht ist, ist . , im allgemeinen parallel zu dem Boden des Behälters 30 angeordnet, wobei die Perforationen in der Ringleitung

~^u 3.2·.nach oben gerichtet sind. Wenn bei diesem Aufbau.

das gasförmige Medium aus der Ringleitung 32 in. das .-,..... flüssige Medium mit einer Geschwindigkeit von 1 VVM (•1_y0l/m±n) ausgestoßen wird, könnte die Gasoberflächengeschwindigkeit von 1,05cm/s und die mittlere Gas-35., . . .

verweilzeit von etwa 6s erreicht werden. Als Drehdisintegrator 34, der oberhalb der perforierten Ring-_ leitung 32 liegt, ist eine 3mm dicke Scheibe mit 100mm Durchmesser innerhalb des Behälters 30 im wesentlichen

'copy

parallel zu dem Boden des Behälters 30 angeordnet.

Der-damit zwischen dem Umfang des Drehdisintegrators 34 und der Imienwandfläche des Behälters 30 gebildete ringförmige Zwischenraum ist demzufolge 22,5 mm breit (und weist eine Gesamtfläche von 86,5 cm² auf). Als öffnungen 36 in dem Drehdisintegrator 34 sind, wenn dieser einen Außendurchmesser RO innerhalb des Bereichs von 100 bis 140 mm besitzt, die in der Fig. dargestellten Schlitze 10 bis 14 mm lang und 2 bis 3 mm breit mit_einem gegenseitigen Abstand von 4 bis 7 mm vorgesehen. Hierbei beträgt die Summe der Oberflächengrößen, die von den Schlitzen 36a eingenommen wird, 14,4 bis 14,8 cm², gegenüber 78,5 bis 154 cm² -der gesamten Oberflächengröße des Drehdisintegrators

¹^ 34. Wenn der Drehdisintegrator eine innere Umfangsgeschwindigkeit von 5,65 bis 5,86 m/sec besitzt, könnte die Gasoberflächengeschwindiqkeit der Blasen, die sich nach oben durch die Schlitze 36a bewegen, innerhalb des Bereichs von 11,7 bis 12,0 cm/sec erreicht werden.

Falls die in Fig. 6 gezeigten Durchqanqsöffnunqen 36b als öffnungen 36 in dem einen Außendurchmesser RO in dem Bereich von 100 bis 140 mm aufweisenden Drehdisin-

tegrator 34 verwendet werden, sollten die Durchgangslöcher mit einem Durchmesser von 2,0 bis 3,0 mm in einem Abstand von 3,5 bis 4,5 mm voneinander und mit einem Teilungswinkel θ von 4 bis 5° um die Drehachse des Drehdisintegrators beabstandet sein. --■ ' . "

Die Zahl der verwendeten Leitbleche 40 beträgt vier, und jedes Leitblech mit einer Länge von 700mm, einer Breite von 27, 5 mm und einer Dicke von 3 mm ist an einer Seitenkante an der Innenwandfläche des Be-.

hälters 3.0 parallel zu dessen Längsachse befestigt, wobei ihr unteres Ende 34 mm nach oben von der Höhe des Drehdisintegrators 34 beabstandet ist. Es ist zu betonen, daß der Drehdisintegrator 34 auf der Antriebs-

welle 54 montiert ist, die sich konzentrisch durch die Ringleitung 32 und dann abgedichtet und drehbar durch das Lager 56 erstreckt, das koaxial an der Bodenwand des Behälters 30 angebracht ist, wobei die Antriebswelle 54 ihrerseits mit dem außerhalb des Behälters 30 angeordneten elektrischen Antriebsmotor M gekuppelt ist. Wenn der elektrische Motor M oberhalb"~des Behälters 30 mit sich nach unten von diesem zu den Boden des Behälters 30 erstreckende Antriebswelle, wie in Fig. 8 dargestellt, gehalten ist, ist die Verwendung des die Antriebswelle abgedichtet und drehbar haltenden den Lagers 56 überflüssig. Eine oder beide Rohrschlangen 38 und die Ummantelung 39 sind nicht immer erforderlich. Überdies kann ein unterer Abschnitt der den Behälter 30 bildenden Wand in der Nähe des Drehdisintegrators 34, wie in Fig. 8 dargestellt, nach unten zur Bodenwand des Behälters 30 konisch zulaufen. Überdies kann, wie in Fig. 10 dargestellt, wenn die Antriebswelle 54 sich von dem Motor M, wie in Fig. 8 ^O dargestellt, nach unten in den Behälter 30 erstreckt, das untere Ende der Antriebswelle 54 drehbar mit dem Lager 56 verbunden sein, das innerhalb des Behälters 30 angeordnet und an der Bodenwand des Behälters 30 befestigt ist.

Bei der in Fig. 10 dargestellten Modifikation wird eine Leitung 33 anstelle der perforierten Ringleitung 32 als perforierter Gasverteiler verwendet. Diese Leituna 33, die mit einem Ende mit der Gasquelle 50

30

kommuniziert, erstreckt sich flüssigkeitsdicht durch die Bodenwand des Behälters 30, wobei das andere offene Ende unmittelbar unterhalb des Mittelbereichs des Drehdisintegrators 34 mündet, überdies kann in der

in Fig. 10 dargestellten Abwandlung ein zusätzlicher 35

Drehdisintegrator 35, der mit dem Drehdisintegrator identisch ist, gemeinsam mit einer zusätzlichen Leitblechgruppe 41, die identisch mit den Leitblechen 40 ist, und einer entsprechenden Gaszuführleitung 31, die

A ·

identisch mit der Gaszufuhrleitung 33, wie in Fig. 9 ,'dargestellt, ist, verwendet werden.

Obwohl die Leitbleche so beschrieben worden sind, daß sie im wesentlichen aus langgestreckten rechteckförmigen flachen Platten bestehen, können sie auch durch einegewundene Leitung gebildet sein, wenn diese dem Zweck dient, die Verwirbelung der aufsteigenden Strömung des flüssigen Mediums zu stören, um sie in Längsrichtung des Behälters 30 auszurichten.

In jedem Fall ist die Erfindung wesentlich dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Flüssiqkeit-Kontaktiervorrichtung, die den perforierten Gasverteiler innerhalb des Behälters aufweist, mit dem Drehdisintegrator versehen ist, der oberhalb des perforierten Gasverteilers angeordnet ist und in dem Öffnungen gebildet sind, durch die die Blasen des gasförmiaen Mediums treten können. Wenn das flüssige Medium L in dem Behälter 30 ^u eingefüllt ist und das gasförmiae Medium innerhalb des Behälters 30 in das flüssige Medium L gespeist wird, während der Drehdisintegrator 34 in einer Richtung angetrieben wird, bildet bei dieser Konstruktion das derart zugeführte gasförmige Medium die Blasen, die ihrerseits

den Wirbel unterhalb des Drehdisintearators 34 bilden.

Wenn sich der äußere obere Abschnitt des Blasenwirbels nach oben durch die Öffnungen 36 in dem dann angetriebenen Drehdisintegrator 34 bewegt, werden die Blasen

. zerschnitten und demzufolae durch den Drehdisintegrator .

34 in feine Blasen zerlegt, die ihrerseits in dem flüssigen Medium L oberhalb des Drehdisintegrators 34 verteilt werden.

Versuch 1

Unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung wurden eine Reihe von Versuchen ausgeführt, um eine Lösung von 5 w/v% Natriumsulfid mit

Luft zu oxidieren. Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 1'tabelliert und in der graphischen Darstellung der Fig. 7 dargestellt.

1) Die verwendete Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung besaß folgende Daten:

Behälter 30: 145 mm 0 und 1000 mm Höhe H Ringleitung 32: 50 mm 0 mit 5 Lochungen von 1,0 mn Durchmesser und aus einer Edelstahl

leitung mit 5 mm Bohrungsqröße hergestellt
Drehdisintegrator 34:

Typ A: Scheibe-mit 100 mm 0, die 72 Schlitze gemäß Fig. 4 besitzt, die

jeweils 2 mm breit und 10 mm tief sind
Typ B: Scheibe mit 140 mm 0,-die 74

Schlitze gemäß Fig. 4 besitzt, die ^ jeweils 2,5 mm breit und 8 mm tief

sind

Typ C: 'Scheibe mit 140 mm 0, die 360 Durchgangslöcher gemäß Fig. 6 besitzt,

die jeweils einen Durchmesser von

2,4 mm aufweisen.

2) Die Betriebsbedingungen lauten wie folgt:

Natriumsulfidkonzentration 5 w/v%

30

Hinzugefügte Katalysatormenge (CuSO₄·5H„O) 0,001 mol

Füllmenqe im Behälter 10 1

Luftzufuhrqeschwindiakeit 10 l/min (1 WM)

Drehzahl des Disintegrators 34 800-1600 U/min

Reaktionstemperatur 30⁰C

Analyse · Ideometr ie

EPO - COPY ^

COPY

3) Die Sauerstoffübertraquncrsqeschwindiqkeit (OTR) wurde aus der folgenden Gleichunq berechnet:

Π - el OTR = —— —

2(Θ2-Θ1)

mit OTR: Sauerstoffübertraqunqsgeschwindiqkeit in g-mol/ml min.

jQ C1 und C2: Konzentrationen (q-mol/ml) von

Na₂SO₃ zu entsprechenden Zeiten Θ1 und θ 2 Θ1 und Θ2: Probenahmezeiten.

Die erforderliche Rührleistunq wurde unter Verwendunq des rotatorischen Drehmo.mentmessers gemessen und aus der folgenden Gleichunq berechnet:

1,027 χ 10~⁶x R χ (t - tO)

Pq = —^£

wobei Pg: Rührleistung (KW/m³) R: Drehzahl (U/min) t: gemessenes .Drehmoment (g-m) _OI- tO: qemessenes Drehmoment (g-m)

bei leerem Behälter V: Menge der Flüssigkeitsbeschickung (m³)

öl

EPO-COPY *"*

Ergebnisse:
Tabelle 1

Disinte- Gesamtober- Disinte- OTR Rühr- Wirkungsgrad gratortyp flächen- aratordreh- (cr-mol leistung der Sauerstoffgröße der zahl O₂ m³ h ) (KW/m³) übertracrung öffnungen 36 (g-molO /KKh ) (cm²)

A	14,4	1200	265,5	1,07	248,1
A	14,4	.1400	365,5	1 ,66	220,2
A	14,4	1600	412,4	2,21	186,6
B	14,8	900	282,3	1,24	227,7
B	14,8	1000	336,6	1 ,98	170,0
B	14,8	1200	432,9	3,79	114,2
C	16,2	1000	261 ,4	1 ,28	204,2
C	16,2	1200	336,9	1 ,90	177,3

Es ist anzumerken, daß der Wirkungsgrad der Sauerstoffübertragung das Verhältnis der Rührleistung zu OTR ist.

Der Zusammenhang zwischen der OTR und der Rührleistung ist in der araphischen Darstelluna in der Fig. 7 für jeden verschiedenen Drehdisintearatortvp 34 bei einer Luftzufuhrgeschwindigkeit von 1 WM (10 l/min) bei atmosphärischer Bedingung zusammen mit entsprechenden Werten der Gas-F'lüssig'keit-Kontaktiervorrichtung des Standes der Technik eingezeichnet. Aus den Ergebnissen der Versuche wird deutlich, daß die erfindungsaemä.ße Vorrichtung im" Vergleich mit der Vorrichtuna des Standes der Technik die Blasen mit einer verringerten

—_ Rühr leistung in feine Blasen zu zerleaen vermag. Zweite Ausfuhrungsform (Fia. 11 bis 26)

Die in den Ficr. 11 bis 16 gezeiate Gas-Flüssiakeit-Kon takt iervorr ichtuncr weist zusätzlich zu den zahlreichen beschriebenen und in Verbindung mit der vorherigen Ausführungsform der Erfindung eine Kombination

aus einer Rührschaufel 60 und einem Ansaugrohr 6 2 zum Zirkulieren des flüssigen Mediums I₁ innerhalb des Behälters 30 auf.

Die Rührschaufel 60 ist an der Antriebswelle 5 4 gemeinsam mit dieser drehbar befestigt, wobei sich die Antriebswelle 54 von dem Motor M durch ein Lacrer 57 an dem Deckel 42 und dann konzentrisch durch das Ansaugrohr 62 erstreckt und in einem drehbaren Eingriff mit dem Lager 56 mündet. Während der Drehdisintegrator 34 an der Antriebswelle 54 in einer in der Nähe des Bodens des Behälters 30 liegenden Stellung und oberhalb des" offenen Endes der Gaszufuhrleitung 33 angebracht ist-, ist die Rührschaufel 60 an der Antriebswelle 54 an einem im wesentlichen mittleren Abschnitt derselben und in der Nähe des unteren offenen Endes des Ansaugrohres 62 montiert, das in dem Behälter 30 in einer Art befestigt ist, die nun beschrieben wird.

Das Ansaugrohr 62 weist die Form eines zylindrischen Hohlkörpers auf, dessen gegenüberliegende Enden geöffnet sind, und wird im wesentlichen konzentrisch innerhalb des Behälters 30 mittels zahlreicher Armelementpaare gehalten, die sich jeweils zwischen dem Leitblech 40

und dem äußeren Umfang des Ansaugrohres 62 erstrecken,

wobei das uhte're offene Ende um einen vorbestimmten :. Abstand oberhalb der Höhe des Drehdisintegrators 34 ΐ'-'⁷ beabstandet ist und wobei das gegenüberliegende offene Ende im wesentlichen bündig mit oder geringfügig unter- -".. "- ■ ' ' -

: halb der oberen.Oberflächenhöhe S des in dem Behälter

: ..-■.. ■-.-. 30 enthaltenen flüssigen Mediums L gehalten wird. Dieses Ansaugrohr 62 besitzt einen vorbestimmten Durchmesser Dd und eine v'orgebene Höhe Hd, welche in folgenden

Beziehungen bezüglich des Durchmessers DT und der 35

Höhe HT des.Behälters 30 stehen:

0,8 ^ Dd/DT ^ 0,1 0,8 ^ Hd/HT 5= 0,2

BAD ORIGINAL

·. 1 ' Weiterhin muß das obere offene Ende des Ansauarohres 62,

. "wie zuvor beschrieben, im wesentlichen bündig mit oder -"'" geringfügig unter der oberen Oberflächenhöhe S des flüssigen Mediums derart gehalten werden, daß dann,

r₍5 , wenn das gasförmige Medium in das flüssige Medium blasenförmig aus der Gaszufuhrleitunq 33,WIe zm >r im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben zugeführt wird, die obere Oberflächenhöhe S auf einen höheren Pegel als die Höhe des oberen Endes des Ansaugrohres gebracht werden kann, damit das flüssige Medium in das Ansaugrohr 62 hinein oder aus diesem heraus strömen kann. Obwohl die Gaszufuhrgeschwindigkeit und/oder die Rührbedingung das Ausmaß bestimmt, zu dem die obere Oberflächenhöhe S des flüssigen Mediums ·- L innerhalb des Behälters 30 während des Betriebs der Vorrichtung nach oben verschoben wird, sollte sie etwa 5 bis 30% betragen.

Die Rührschaufel 60 wird durch einen Propellerflügel gebildet, der eine große Ausstoßgeschwindigkeit besitzt und zum Bewegen des flüssigen Mediums L und auch dazu dient, zu der Zirkulation des flüssigen Mediums L beizutragen und diese zu unterstützen. Wenn insbesondere die Rührschaufel 60 in einer wie in Fig. 15 ... gezeigten Richtung gedreht wird, strömt das flüssige Medium L innerhalb des Ansaugrohres 6 2 derart, daß es nach unten aus dem unteren offenen Ende des Ansaugrohres 62 herausfließt, während das flüssige Medium außerhalb des Ansauarohres 62 über das offene obere

Ende des Ansaugrohres 62 in das Innere des Ansaugrohres 62, wie durch die Pfeile in Fig. 15 dargestellt, stürzt Wenn jedoch die Rührschaufel 60, wie in Fig. 16 gezeigt,, in umgekehrter Richtung gedreht wird, wird auch die,. .Form der Zirkulation des flüssigen Mediums be- , — züglich des Ansaugrohres zu der in Fig. 15 dargestellten Umgekehrt. Somit ist leicht zu erkennen, daß das flüssige Medium während der Drehung der Rührschaufel ..60. in. dem Behälter 30 einem Zwangsumlauf unterworfen

.ist, um damit die Blasen, die durch die Drehung des ,

Drehdisintegrators 34 zerlegt worden sind, gleichmäßig |

^<=r^ in dem flüssigen Medium L zu dispergieren. Außerdem j

kann die Drehung der—Rührschaufel 60 einen die Schaum- '

- bildung verhindernden Effekt derart herbeiführen, wie J .nachfo'lgend beschrieben wird.

..__ Insbesondere während der Drehuna der Rührschaufel 60 in der einen in Frgr~~T5 gezeigten Richtung werden die · auf der oberen Oberfläche des flüssigen Mediums schwimmenden Schäume gezwungen, in das Ansaugrohr 62 gemeinsam mit dem in das Innere des Ansaugrohres 62 in der wie zuvor beschriebenen Weise überströmenden flüssigen Mediums einzutreten, und daher können die

¹^ ,, Schäume abgebaut werden. Andererseits spritzt während der Drehung der Rührschaufel 60 in entgegengesetzter Richtung, wie in Fig. 16 gezeigt, das flüssige Medium, das aus dem Inneren des Ansaugrohres 60 zu dessen Außenseite in der wie zuvor beschriebenen Weise zum überströmen gebracht wird, auf die auf der oberen Oberfläche des flüssigen Mediums schwimmenden Schäume, wodurch die Schäume in einer ähnlichen Weise wie durch Sprühen der Flüssigkeit aus den die Schaumbildung verhindernden Düsen bei der in Fig. 1 dargestellten vor-

■

bekannten Vorrichtung abgebaut werden.

Die Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung, die unter ■.'·"■ Bezugnahme auf ihre Darstellung in den Fig. 11 bis 16"~

beschrieben worden ist, kann auf zahlreiche Weise, 30
; , .,wie in den Fig. 18 bis 26 dargestellt, modifiziert

werden.

In Fig. 18 ist das Ansaugrohr 62 konisch von dem oberen

offenen Ende zu dem unteren offenen Ende zulaufend 35

gezeigt. In diesem Fall sollte das konische Ansaugrohr 62 so dimensioniert werden, daß es den folgenden Bedingungen,bezogen auf den Behälter 30,genügt:

0,3 <TDd2/Dd1 <L\ ,0 und 0,6 <^Dd1/Dt< 0,2

mit DdI: Durchmesser des oberen offenen Endes des

Ansaugrohres 62
Dd2: Durchmesser des unteren offenen Endes des

Ansaugrohres 62

Dt: Innendurchmesser des Behälters 30. 10

Bei der in Fig. 19 dargestellten Abwandlung wird eine Antriebswelle 55 zum Antreiben der Rührschaufel 60 verwendet, die von der Antriebswelle 54 zum Drehen des Drehdisxntetrators 34 getrennt ist. Hierzu weist die Antriebswelle 55 die Form einer Hohlwelle auf, die die Antriebswelle 54 lose umgibt und ein unteres die Rührschaufel· 60 tragendes Ende und ein oberes mit der Antriebswelle des Motors über ein Untersetzungsgetriebe 53 zum Antrieb verbundenes Ende aufweisen. Vorzugsweise ist das Untersetzungsgetriebe 53 derart ausgebildet, daß die Rührschaufel 60 mit einer unterschiedlichen, z.B. niedrigeren Drehzahl als der Drehdisintegrator 34 angetrieben werden kann.

Bei der in, Fig. 20 ,dargestellten Abwandlung ist das Ansaugrohr in zwei koaxial fluchtende obere und untere Rohrbestandteile 62a und 62b mit einem zwischen diesen gebildeten ringförmigen Raum 6 3 unterteilt, und eine zusätzliche Rührschaufel 61 ist vorgesehen, die der

Rührschaufel 60 in der Nähe des unteren offenen Endes des Rohrbestandteiles 62b ähnelt. Die Rührschaufel 61 ist so ausgebildet und derart in der Nähe des unteren offenen Endes des oberen Rohrbestandteiles 62a und

oberhalb des. unteren Rohrbestandteiles 62b anaeordnet, 35

daß sie, während die Rührschaufel 60 während ihrer gemeinsamen Drehung mit der Antriebswelle 5 4 zur Zirkulation des flüssigen Mediums dient, das flüssige Medium aus dem ringförmigen Raum 6 3 nach innen in den

Hohlraum des unteren Rohrbestandteiles 62b zreht und es dann .außerhalb des Rohrbestandteils 62b nach oben strömen läßt, nachdem es nach unten durch den Hohlraum des unteren Rohrbestandteils 62b geströmt ist. Die zusätzliche Rührschaufel 61 kann während ihrer gemeinsamen gleichgerichteten Umdrehung mit derselben Antriebswelle 54 in einem oberen Bereich um den oberen Rohrbestandteil 62a eine Zirkulationsform einstellen, die im wesentlichen zu der durch die Rührschaufel 60

!0 gebildeten umgekehrt verläuft. Bei der in Fig. 20 dargestellten Konstruktion dient die Rührschaufel 60 im wesentlichen dazu, das flüssige Medium umzurühren, damit die zerlegten Blasen gleichmäßig in dem flüssigen Medium dispergiert werden, während die zusätzliche

¹^ Rührschaufel 61 dazu dient, das zirkulierte flüssige Medium über die obere Oberfläche S des flüssigen Mediums zum Abbauen des darauf schwimmenden Schaums hinüberzuspritzen.

Bei den in den Fig. 21 und 22, 23 und 24, und 25 und 26 gezeigten, modifizierten Anordnungen ist der Behälter 30 des in Fig. 20 gezeigten Aufbaus mit einem unterschiedlichen Typ eines Schaumunterdrückungsteils

zur Minimierung der Schaumbildung versehen. 25

Das in den Fig.* 21 und 22 dargestellte Schaumunterdrückungsteil weist eine ringförmige Abdeckplatte 66 auf, die an ihrer Außenwand an der Innenwandfläche

des Behälters 30 befestigt ist und deren Außenrand-■:.■-..■ ■ ■ .
_."■-'■' abschnitt mit zahlreichen im Umfang gleichmäßig beab-

- standeten Ausnehmungen 67 versehen ist. Diese ring- ; förmige Abdeckplatte 66 dient zur Leitung der Zirkulation des flüssigen Mediums durch den Rohrbestandteil

62a und auch dazu, die Oberflächengröße der oberen 35

Oberfläche S des 'flüssigen Mediums zu minimieren, welches die an der Oberseite des Behälters 30 enthaltene Luft kontaktiert, um dadurch die Bildung der Schäume zu unterdrücken.

Bei dem in den Fig. 23 und 24 dargestellten Beispielen ,--^ weist das Schaumunterdrückungsteil einen ringförmigen Flansch 68 auf, der einstückig mit dem Rohrbestandteil 62a gebildet ist und sich von dem oberen Ende des Rohrbestandteils 62a radial nach außen erstreckt. Dieser ringförmige Flansch 68 kann in ähnlicher Weise arbeiten wie die ringförmige Abdeckplatte 66, die in den Fig. 21 und 22 gezeigt-±st.

Bei dem in den Fig. 25 und 26 dargestellten Beispielen weist das Schaumunterdrückungsteil eine schräge ringförmige Abdeckplatte 70 auf, die an dem Behälter 30 in ähnlicher Weise wie die in den Fig. 21 und 22 dargestellte ringförmige Abdeckplatte 66 befestigt und in der Lage ist, in ähnlicher Weise wie die in den Fig. 21 und 2 2 dargestellte ringförmige Abdeckplatte 66 zu arbeiten.

Die Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung gemäß der

zweiten Ausbildungsform der Erfindung arbeitet in einer ähnlichen Weise wie die erste Ausbildungsform. Festzuhalten ist jedoch der Umstand, daß wegen des Einsatzes des 'Ansaugrohres 6.2 und der Rühr schaufel 60 die" Blasen', -die durch die Wirkung des Drehdisinteträt"or^:s"~34

irt!der-'zuvor im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschriebenen Weise in feine

"... ' Blasen-zerlegt worden sind, weiter gleichmäßig in dem'."fluss igen Medium in dem Behälter-3"O unter Wirkung-)

der Zwangszirkulation verteilt .werden, die durch die 30.

— Rührschaufel 60 im Zusammenhang mit dem Ansaugrohr 62 erreicht wird. Da insbesondere das flussige"Medium innerhalb des Behälters 30 zur langsamen Zirkulation innerhalb und außerhalb des Ansaugrohres 62 durch^die Wirkung der Rührschaufel 60 gebracht werden, können die

/mit

zerkleinerten Blasen/dieser zirkulierenden Strömung des flüssigen Mediums schwimmen und demzufolge im wesentlichen gleichförmig in diesem dispergiert werden. Obwohl die Rührschaufel 60 die Zirkulation des

' flüssigen Mediums durch das Ansaugrohr 62 -gleichzeitig .beschleunigt, nimmt sie nicht wesontliqh an der Zerlegung der Blasen teiI₇ und demzufolge kann der zum Zerkleinern der Blasen erforderliche Energieverbrauch der Rührschaufel 60 vernachlässigt werden.

Wie zuvor beschrieben, findet bei der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Zerlegung der Blasen in feine Blasen durch die Wirkung des Drehdisintegrators 34 und der Zwangszirkulation in dem flüssigen Medium zur Bewegung des flüssigen

^; ' Mediums im wesentlichen jeweils an dem unteren und dem oberen Bereich des Behälters 30 statt.

¹^ Verglichen mit der in Fig. 27 gezeigten Vorrichtung des Standes der Technik, die einen Behälter 1 mit einer innerhalb des Behälters 1 nahe dessen Boden zur Zufuhr des gasförmigen Mediums angeordnete Gaszufuhrleitung 2 und eine'innerhalb des Behälters oberhalb ^u · der Gaszufuhrleitung 2 angeordnete Turbinenschaufel 3 zum Zerlegen der von der Gaszufuhrleitung 2 ausgestoßenen Blasen des gasförmigen Mediums und auch zum Umrühren und Zirkulieren des flüssigen Mediums innerhalb des Behälters 1 aufweist, ist die Vorrichtung

gemäß der zweiten Ausbildunasform der Erfindung derart — ausgebildet, daß sie*bei Verwendung als ein Fermentationstank die Sauerstoffübertragungsgeschwindigkeit bei einer vorgegebenen zum Umrühren des flüssigen

• Mediums benötigten Energiemenge vergrößert und, bei '

/der Kultivierung von Aeroben die Ergebnisse bzw. Er-

_ . ..- träge der beschleunigten Fermentation konsequenterweise mit der Produktivität zunehmen. Wegen der vergrößerten Sauerstoffübertragungsgeschwindigkeit führt

überdies eine Fermentation, die ein Kulturmedium ver-35

wendet, das ein Substrat enthält, das zur Hemmung der Auflösung des Sauerstoffs neigt, zu einer erhöhten Konzentration des Substrats. Demzufolge bewirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung die Kultivierung mit einer

hohen "Produktivität.

Da weiterhin ein einfaches Verfahren bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abbau der auf der oberen Ober-" fläche des flüssigen Mediums schwimmenden Schäume praktiziert wird, kann die Zahl auftretender Störungen, die dem Vorhandensein der Schäume zuzuschreiben ist, in vorteilhafter Weise gegenüber der Vorrichtung des Standes der Technik gemäß Fig. 27 verringert werden, und demzufolge kann die Aufnahme des flüssigen Mediums in den Behälter entsprechend erhöht werden.

Nachfolgend werden zum Vergleich der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der konventionellen ausgeführte Ver- ° suche nur zu Erläuterungszwecken dargestellt.

Versuch 2

Die vorbekannte Vorrichtung mit dem in Fig. 27 dargestellten Aufbau und die Vorrichtung mit dem in Fig. 11 bis 14 gezeigtem Aufbau wurden unter den gleichen Bedingungen hinsichtlich des mit der Sauerstoffübertragung verbundenen Kapazitätskoeffizienten verglichen, der während der Luftoxidation einer Natriumsulfidlösung aufgetreten war.

1) Merkmale der Vorrichtungen.

a) Vorbekannte Vorrichtung (wie in Fig. 7 dargestellt)

Behälter: Durchmesser 0,53 m

Vo 1 umen 0,2 m³

Flöhe 1,10 m

Chargenmenge 0,1 m³

Schaufel: Typ .einstufig, 6-Element-

turbinenschaufel 35

Zahl der Schaufelelemente....6

Durchmesser 0,3 m

Höhe .0,06 m

Breite 0,077 m

b) Erfindungsgemäße Vorrichtung (wie in den Fig. 11 bis dargestellt)

. Behälter: Durchmesser 0,47 m

--. Volumen... 0,2 3 m²

Höhe 1,30 m

Chargenmenqc 0,18 m³

Höhe der Flüssigkeitssäule über dom

- ■ -Disintegrator 1,0 m

Ansaugrohr: Durchmesser .'...0,1 5'm

Länge 0,5 m

VJandstärke 3 mm

Oberes offenes Ende: bündig gehalten mit der oberen Oberflächenhöhe der Flüssigkeit im Behälter
¹^ Unteres offenes Ende: 0,5 m von der Höhe des Disintegrators nach oben beabstandet

Leitbleche : Länge 0,9 m

Breite.... 0,07 m

Rührschaufel: Durchmesser 0,10 m

*^ Disintegrator: Durchmesser 0,25 m

Plattendicke 4 mm

Material sus

Schlitzbreite 3 mm

Schlitztiefe 30 mm

Schlitzzahl 120

2) Betriebsbedingungen:
Natriumsulfidkonzentration 5 w/v%

Zugefügte Katalysatormenge

""(CuSO₄-5H₂). 0,001 mol

Luftzufuhrgeschwindigkeit 10 l/min (1 VVM)

Behälterinnendruck (P) 1 kg/cm² G

Reaktion s tempera tür 3O⁰C

3) Berechnungsgleichungen:

a) Der mit der Sauerstoffübertraaung verbundene Kapazitätskoeffizient wird unter Verwendung der
folgenden Gleichunaen berechnet:

	Kd -	OTR	C1	—	C2
	OTR	pirn	2(62		Θ1)
- . . -	Kapazi	tätskoc	iff	:izi
	Sauers	toffübe	srt	:racr
mit Kd:	(g-mol	O₂ /m³	h)
OTR:

^atm)

^g C1 und C2: Na^SO-.-Konzentrationen zu entsprechenden

Zeiten Θ1 und θ2 plm: Mittlerer loaarithmischer Wert des Sauerstoff-

teildrucks an Ein- und Auslaß Θ1 und Θ2: Probenahmezeiten.

b) Die benötiate Rührleistung wurde unter Verwendung eines rotatorischen Drehmomentmessers gemessen und dann aus der folgenden Gleichung berechnet.

_{PCT =} 1,027 χ 10"⁶x R χ (t - tO)

mit Pg: Rührleistung (KW/m³)

R: Drehzahl (U/min) __ t: gemessenes Drehmoment (g-m)

tO: gemessenes Drehmoment (g-m) bei leerem Behälter V: Flüssigkeitschargenmenge (m³)

on 4) Ergebnisse: __ ' ....

: . Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 2 tabelliert und der SauerstoffÜbertragungskapazitätskoeffizient ~ Kd"(moi/m³ '· hr · atm), den die vorbekannte^:Vorrichtung und die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigten, ist in-der graphischen Darstellung gemäß Fig. 17 aufgezeichnet.

Tabelle 2

	Erfindung	620	700	Stand	der	Technik
Rührgeschwindigkeit (U/min)	620	8,1	9,2	150	175	200
Schaufelumfangsgeschwindig- keit (m/sec)	8,1	10 *	10	2,4	2,7	3,1
Luftzufuhraeschwindigkeit (l/min)	10	2	2	10	10	10
Reaktionsdruck (kg/cm²)	1	1,86	2,44	2	2	2
Rührleistung (KW/m³)	1,36	343	375	2,08	3,28	4,72 .
OTR (g-mol/m³ -h)	254	1200 1	383	100	114	177
Kd (g-mol/m³ · h · atm)	1513		260	302	561

Aus dem Vorherigen ergibt sich deutlich, daß bei einer

Rührleistung von 3 KW/m³ der SauerstoffÜbertragungskapazitätskoeffizient , den die erfindunqsgemäße Vorrichtung zeigt, auf einen Wert angestiegen ist, der etwa fünf mal höher als der der vorbekannten Vorrichtung gemäß Fig. 27 liegt, und daß der Chargenwirkungsgrad des flüssigen Mediums im Behälter ebenso auf einen Wert von etwa 80% größer als bei der vorbekannten Vorrichtung angestiegen ist. Dies macht es wiederum deutlich, daß die Kombination des Ansaugrohres mit der Rührschaufel, die die verschiedenen Funktionen, wie zuvor ausgiebig beschrieben, ausführt, die erfindungsgemäße Vorrichtung der Vorrichtung des Standes der Technik überlegen macht. Das wird auch durch die folgenden Versuche bezeugt, die" ausgeführt wurden, .um den Vorteil der gemeinsamen Verwendung des Ansaug^f ' rohres und der Rührschaufel zu demonstrieren.

Versuch 3

1) Die Versuche wurden unter Verwendung der beiden Vorrichtungen gemäß der Erfindung durchgeführt, wobei eine mit dem Ansaugrohr und der Rührschaufel (nachfolgend als "Model A" bezeichnet) und die andere ohne

das Ansaugrohr und die Rührschaufel (nachfolgend als "Modell B" bezeichnet) ausgerüstet waren. Während die Modelle A und B einen im wesentlichen identischen Aufbau wie bei dem Versuch 2 aufwiesen, hatte zu diesem Zweck der Drehdisintegrator, der bei jedem dieser Modelle A und B verwendet wurde, die folgenden Abmessungen und den folgenden Aufbau.

Durchmesser 200 mm

Schlitzbreite 3 mm

Schlitztiefe 15 mm

Schlitzzahl 90

2) Ergebnisse:

¹^ Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 3 tabelliert.

Tabelle 3 Modell A Modell B

Rührgeschwindigkeit (U/min) 880 930 980 880 930 980

Schaufelumfangsgeschwindigkeit (m/sec) 9,2 9,7 10,3 9,2 9,7 10,3 LuftzufUhrgeschwindigkeit (l/min) 10 10 10 10 10 10

Peaktionsdruck (kg/cm³) 2 2 2 2 2 2

Rührleistung (KW/m³) 1,45 1,75 2,24 0,94 1,50 1,85

OTR (g-mol/m³-h) 309 341 375 247 262 302

Kd (g-mol/M³-h-atm) 1015 1184 1274 743 806 975

Aus Tabelle 3 ergibt sich klar, daß die Verwendung des Ansaugrohres und der Rührschaufel· zu einer Vergrößerung des Sauerstoffübertragungskapazitätskoeffizienten Kd zu einem Wert von etwa 30% höher als bei der Vorrichtung ohne Ansaugrohr und Rührschaufel geführt hat.

Versuch 4

1) Bei diesem Versuch wurde ein qualitativer Vergleich zur Bestimmung des die Schaumbildung innerhalb des Behälters verhindernden Effektes unter Verwendung der

beiden Vorrichtungstypen mit dem im wesentlichen in den Fig. 11 bis 14 daraestellten Aufbau vorgenommen, wobei eine mit dem Ansauqrohr und der Rührschaufel und die andere ohne Ansaugrohr und Rührschaufel versehen war.

2) Betriebsbedingungen:

Verwendeter Flüssigkeitstyp: Wasser

Schaummittel: 0,004% Reinigungs

mittel

Luftzufuhrgeschwindigkeit: 180 1-Luft/min Wassermenge: 120 - 180 1

3) Versuchsdurchführungen:

Bei der Vorrichtung (Modell X) sowohl ohne Ansaugrohr als auch ohne Rührschaufel, bei der Vorrichtung (Modell Y) sowohl mit dem Ansaugrohr als auch der ^O Rührschaufel und bei der die Antriebswelle 54 in eine wie in Fig. 15 gezeigten Richtuna angetrieben wird, und bei der Vorrichtung (Modell Z) mit sowohl dem Ansaugrohr als auch der Rührschaufel und bei der die Antriebswelle 5 4 in entgegengesetzter Richtung, wie in Fig. 16 dargestellt, angetrieben wird, wurde die in dem entsprechenden Behälter eingegebene Wassermenge innerhalb des Bereiches von 120 - 180 1 eingestellt, um die Leistungsfähigkeit bzw. den

Prozentsatz des Wassereinsatzes in dem jeweiligen 30

Behälter zu bestimmen, bei der die jeweilige Vorrichtung betriebsfähig ist.

4) Ergebnisse:

Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 4 tabelliert.

-M-

Tabelle 4

Leistungsfähigkeit bei Einsatz (%) Modell X

Modell Y

50

60

70

80

90

betriebsfähiq

betriebsfähig

nicht betriebsfähig

nicht betriebsf ähia

nicht betriebsfähig

betriebsfähig

nicht betriebsfähiq

Modell Z

betriebsfähig

nicht be- nicht betriebsfähig triebsfähig

Aus der Tabelle 4 ergibt sich deutlich, daß im Vergleich mit dem Modell X die Verwendung des Ansaugrohres in
Verbindung mit der Rührschaufel, wie in den beiden
Modellen X und Y, den Antischaumeffekt vergrößert hat. Insbesondere war bei dem Modell Z der Antischaumeffekt größer als bei dem Modell Y.

Obgleich die Erfindung vollständig im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist,
sind für den Durchschnittsfachmann selbstverständlich verschiedenartige Änderunaen und Modifikationen erkennbar. Beispielsweise können bei der zweiten Ausführungsform,einschließlich ihrer verschiedenartigen Abwandlungen, zwei Elektromotoren verwendet werden, um
den Drehdisintegrator und die Rührschaufel mit ihren
jeweiligen Antriebswellen getrennt anzutreiben. In
diesem Fall sollte einer der Motoren, Mb, für den ^ Drehdisintegrator unterhalb des Behälters und der
andere, Ma, für die Rührschaufel entsprechend oberhalb des Behälters angeordnet sein, wie in Fig. 28 dargestellt. VTenn andererseits getrennte Antriebswellen 54a

COPY

-fs-

und 54b für den Drehdisintearator und die Rührschaufel jeweils verwendet werden, kann auch ein Antriebsmotor zum Antrieb der beiden getrennten Antriebswellen verwendet werden. In diesem Fall wird hierfür ein Getriebe, ein Riementriebsystem oder irgendein anderes, geeignetes Antriebsübertragunqssystem benötigt.

Claims

27, Doshomachi 2-chome, Higashi-ku, Osaka-shi,

Osaka-fu / JAPAN

Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung

Ansprüche

10

, 1J Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung, gekennzeichnet durch · einen im wesentlichen zylindrischen aufrecht stehenden . Behälter (30) zur Aufnahme einer Menge flüssigen Mediums (L), das durch innerhalb des Behälters nach oben steigende Blasen eines gasförmigen Mediums bewegbar ist ;

wenigstens einen mit Löchern versehenen Verteiler (32), der das gasförmige Medium unter Druck in den Behälter derart einspeist, daß es in dem flüssigen Medium (L) blasenförmig dispergiert;

Martinistraßc 24 D-2800 Bremen I · Telefon (0421) 32 80 37 · Tclecopicrcr · Telex 02 44 020 lopat c!

* wenigstens einen im wesentlichen scheibenförmigen Drehdisintegrator (34), der unmittelbar oberhalb des mit Löchern versehenen Verteilers (32) konzentrisch in dem Behälter (30) angeordnet ist und bei dem in seinem Außenumfangsbereich zahlreiche öffnungen (36, 36a, 36b) gebildet sind, welche sich vollständig durch die Dicke des Drehdisintegrators (34) erstrecken, wobei der Drehdisintegrator in einer senkrecht zur Längsachse des Behälters (30) liegenden Ebene drehbar ist

*0 und einen zur Bildung eines ringförmigen Zwischenraums zwischen dem Umfang des Drehdisintegrators und der Innenwandfläche des Behälters (30) ausreichenden Durchmesser besitzt; und

eine Antriebswelle (54, 54a, 54b), die sich in dem -° Behälter (30) koaxial erstreckt und deren eines Ende außerhalb des Behälters in Antriebsverbindung mit einem Antriebsmechanismus (M, 53, Ma, Mb) angeordnet ist und an.deren anderes Ende der Drehdisintegrator (34) drehfest angebracht ist.

2-.; Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k.e η η ζ e i c h η e t, daß innerhalb des Behälters (-30) und oberhalb des Drehdisintegrators (34) eine einer -- durch die Drehung des Drehdisintegrators (34) erzeug-

nc '

~° i^aicen Wirbelströmung des flüssigen Mediums (L) mit

den Blasen einen Widerstand entgegensetzende Leitein-. ■-=--.- richtung (40, 41) angeordnet ist. " ■ \

3,., ..-.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ■· k. e. Ji n. zeichnet, daß der Drehdisintegrator (34) ;. -eine .auf den Boden des Behälters (30) weisende Unterseite für die Bildung eines Blasenwirbels unterhalb dieser Unterseite aufweist.

4.... ..Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß jede der öffnungen in dem Disintegrator (34) ein Schlitz (36a) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e .,--'' kennzeichnet, daß jede der, Öffnungen in dem Disintegrator (34) ein Durchgangsloch (36b) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der gesamten Oberflächengröße des Disintegrators (34), bezogen auf die Summe der entsprechenden .Oberflächenarößen der Öffnungen (36, 36a, 36b) in dem Disintegrator, in dem Bereich von 0,05 bis 0,35 liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Öffnungen (36 >

36a, 36b) nicht größer als 20 mm ist. 15

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (36, 36a, 36b) in einem Außenumfangsbereich des Disintegrators

(34) verteilt sind, wobei die Breite des Außenumfangs-

bereichs die Hälfte des Radius des Disintegrators beträgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -

: kennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus

einen Elektromotor (M, Ma) aufweist, der oberhalb des Behälters (30)" gelagert ist, wobei sich die Antriebswelle (54, 54a) von diesem nach unten in den Behälter ""■-"■--"".--■-erstreckt,

' :.; .iuJO. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e _; „ ₇ · k e η. η ζ e i c h η e t, daß in mehreren Stufen eine Gruppe aus dem Disintegrator (34) und dem Verteiler (32) vorgesehen ist.

.

11. Vorrichtung nach Anspruch■1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (54) im Bereich des Bodens (56) und am Oberteil (57) des Behälters (30) gelagert ist.

12. .Gas-Flüssigkeit-Kontaktiervorrichtung, gekennzeichnet durch

einen im wesentlichen zylindrischen aufrecht stehenden Behälter (30) zur Aufnahme einer Menge flüssigen Mediums (L), das durch innerhalb des Behälters nach oben steigende Blasen eines gasförmigen Mediums bewegbar ist;

wenigstens einen mit Löchern versehenen Verteiler (32), der das gasförmige Medium unter Druck in den Behälter

^O derart einspeist, daß es in dem flüssigen Medium (L) blasenförmig dispergiert;

wenigstens einen im wesentlichen scheibenförmigen Drehdisintegrator (34), der unmittelbar oberhalb des mit Löchern versehenen Verteilers (32) konzentrisch

¹^ in dem Behälter (30) angeordnet ist und bei dem in seinem Außenumfangsbereich zahlreiche Öffnungen (36, 36a, 36b) gebildet sind, welche sich vollständig durch die Dicke des Drehdisintegrators (34) erstrecken, wobei der Drehdisintegrator (34) in einer senkrecht zur Längs-

achse des Behälters (30) liegenden Ebene drehbar ist und einen zur Bildung eines ringförmigen Zwischenraums zwischen dem Umfang des Drehdisintegrators und der Innenwandfläche des Behälters (30) ausreichenden Durchmesser besitzt;

eine Antriebswelle (54, 54a,- 54b) , die sich in dem Behälter (30) koaxial erstreckt und deren eines Ende außerhalb des Behälters in Antriebsverbindung mit einem Antriebsmechanismus (M, 53, Ma, Mb) angeordnet ist und

an deren anderes Ende der Drehdisintegrator (34) dreh-30

fest angebracht ist;

einem Ansaugrohr (62, 62a, 62b), das koaxial innerhalb des Behälters (30) und oberhalb des Drehdisintegrators (34) angeordnet ist; und

weniastens einen Drehrührer (60, 61), der mit dem An-35

saugrohr (62, 62a, 62b) zur Erzeugung einer zirkulierenden Strömung des die Blasen enthaltenden flüssigen Mediums (L) durch den Hohlraum des Ansaugrohres und dann durch einen schmalen ringförmigen Raum zwischen dem

Ansaugrohr und dem Behälter (30) bei seiner Drehung zusammenwirkt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e -

kennzeichnet, daß innerhalb des Behälters

(30) und oberhalb des Drehdisintegrators (34) eine einer durch die Drehung des Drehdisintegrators (34) e.rzeugbaren Wirbelströmung des flüssigen Mediums (L) mit den Blasen einen Widerstand entgegensetzende Leitein-. richtung (40, 41) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrührer (60, 61)

drehfest auf der Antriebswelle (54, 54a) angebracht ist. 15

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Öffnungen ein Schlitz (36a) ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Öffnungen ein Durchgangsloch (36b) ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrührer (60, 61) zeitweise in entgegengesetzter Richtung antreibbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge- ~"~

kennzeichnet, daß das Ansaugrohr (62) in 30

dem Behälter (30) nach unten konisch zuläuft.

19. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Antriebswelle (55) zum Antrieb des Drehrührers (60) vorgesehen

ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Disintegrator (34) und

* fr * 4 »

1" Qei Drehrührer (60) von getrennten Motoren (Ma, Mb) äntreibbar sind.

.2\. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge- "^: kennzeichnet, daß eine aus dem Ansaugrohr (62, 62a, 62b) und dem Drehrührer (60, 61) bestehende Gruppe'in mehreren Stufen vorgesehen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e kennzeichnet, daß ein im wesentlichen ringförmiges schaumunterdrückendes Element (66, 68, 70) in dem Behälter (30) und oberhalb des Ansaugrohres (62, 62a) angeordnet ist.

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