DE4233566A1 - Reaktor zum Reinigen oder Regenerieren von mit Schadstoffen belasteten Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zum Reinigen oder Regenerieren von mit Schadstoffen belasteten Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Hauptan­ spruchs.

Aus der DE 32 42 298 ist eine Anlage zur Wiederaufbe­ reitung von Altöl aus Kraftfahrzeugen durch crackende Destillation bekannt, bei der das Altöl in ein Crack­ rohr eingebracht wird, in dem eine Mehrzahl von senk­ recht in Quarzrohren aufgenommenen Infrarot-Heizstä­ ben angeordnet sind. Das vorbeiströmende Altöl wird durch die Heizstäbe erhitzt und dabei gecrackt. Es hat sich aber gezeigt, daß mit dieser Anlage die Schadstoffe nicht ausreichend entfernt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Reaktor zum Reinigen oder Regenerieren von mit Schad­ stoffen belasteten Flüssigkeiten zu schaffen, mit dem die Schadstoffe wirksam unschädlich gemacht werden, und bei dem die Strahlungsenergie wirksam in die Flüssigkeit eingebracht wird, wobei der Aufbau des Reaktors einfach gestaltet sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Dadurch, daß ein in einem Glasrohr aufgenommener UV- Strahler verwendet wird und um den Strahler herum eine Vielzahl von Strömungsrohren aus Glas angeordnet sind, durch die die zu reinigende bzw. regenerierende Flüssigkeit geleitet wird, kann die zum Cracken bzw. zum Aufbrechen der Molekülketten der Schadstoffe not­ wendige Energie in der notwendigen Eindringtiefe ein­ gebracht werden.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse­ rungen möglich. Durch Ausbildung der Strömungsrohre als statischer Mischer wird die Energieeinbringung noch verbessert, da auf dem Strömungswege längs der Strömungsrohre die Flüssigkeit in ständig sich wech­ selnden Schichten laminar oder turbulent an der je­ weils dem Strahler zugewandten Wand entlanggeführt wird.

Vorteilhaft ist, wenn die Strömungsrohre als Kapil­ larrohre ausgebildet sind, da die Durchströmung durch die Kapillarwirkung hervorgerufen wird und keine zu­ sätzlichen Pumpen notwendig sind.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die spektrale Strah­ lungsverteilung des Strahlers auf die in der Flüssig­ keit vorhandenen Schadstoffe abgestimmt ist, da da­ durch der Wirkungsgrad für die Energieeinbringung verbessert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Reaktor nach der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 eine Anordnung des erfindungsgemäßen Reaktors in einer Anlage.

Der in Fig. 1 dargestellte Reaktor 1 besteht aus ei­ nem Zuströmteil 2, einem Durchströmteil 3 und einem Abströmteil 4. Diese Teile können beispielsweise durch nicht dargestellte Spannstangen und -schrauben zusammengehalten werden. Das Zuströmteil 2 und das Abströmteil 4 sind ähnlich aufgebaut und weisen einen Zulauf 5 bzw. Ablauf 6 auf, die in einen ringförmigen Kanal 7, 8 münden.

Das Durchströmteil 3 weist mittig ein Glasrohr 9 auf, in dem ein UV-Strahler 10 aufgenommen ist. Um das Glasrohr 9 herum sind in einem konzentrischen Kreis um dieses herum Strömungsrohre 11 angeordnet, die gleichfalls aus Glas bestehen. Die Strömungsrohre 11 stehen mit dem Zulaufkanal 7 und dem Ablaufkanal 8 in Verbindung, wobei sie in dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel auf das Zuströmteil 2 bzw. Abströmteil 4 aufgesetzt sind und mit Dichtungen 12 abgedichtet sind, sie können auch einstückig mit den jeweiligen Teilen verbunden sein oder auch in die Teile einge­ lassen sein. Die Strömungsrohre 11 sind als stati­ scher Mischer ausgebildet, d. h. in den Strömungsroh­ ren 11 sind Mischerelemente 13 angeordnet, von denen jeweils nur einige dargestellt sind. Die Mischerele­ mente sind beispielsweise als verdrillte Blechstücke ausgebildet, die sinusförmige Kurvenelemente bilden, wodurch eine gute Durchströmung auftritt. Die Mi­ scherelemente 13 sind vorzugsweise reflektierend aus­ gebildet, sie können aber auch aus einem transmittie­ renden Material, beispielsweise Glas bestehen. Um den gesamten Umfang des Durchströmteils 3 herum ist ein Mantel 14 vorgesehen, der an seiner Innenseite re­ flektierend ausgebildet ist.

Die mit den Schadstoffen belastete Flüssigkeit strömt durch den Zulauf 5 in den Kanal 7 und verteilt sich auf die Strömungsrohre 11, in denen die Flüssigkeits­ partikel durch die Mischerelemente 13 jeweils an die dem Strahler 10 zugewandten Wänden hingeführt und wieder weggeführt werden. Es entsteht eine Strömung mit ständig wechselnden laminar oder turbulent an der Wand entlangströmenden Schichten, wodurch eine gute Eindringtiefe der Strahlung in die Flüssigkeit ge­ währleistet ist. Um die Bindungsenergien der Schad­ stoffmoleküle gezielt abbauen zu können, kann die spektrale Strahlungsverteilung des Strahlers auf die in der Flüssigkeit enthaltenen Schadstoffe abgestimmt sein, so daß die Schadstoffmoleküle die eingebrachte Strahlung gezielt absorbieren. Eine spektrale Strah­ lungsverteilungsanpassung kann beispielsweise über das Glasrohr 9 vorgenommen werden, das als Filter ausgebildet sein kann. Durch das Aufbrechen der Mole­ külketten der Schadstoffe kann ein Wasserstoffmangel auftreten, da die aufgebrochenen Schadstoffmoleküle mit Wasserstoff zu unschädlichen Elementen verbinden. Daher kann es sinnvoll sein, zusätzlich Wasserstoff zusammen mit der Flüssigkeit in die Durchströmrohre einzuleiten.

In einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbei­ spiel sind die Strömungsrohre als Kapillarrohre aus­ geführt, deren Durchmesser sehr viel geringer und deren Anzahl sehr viel größer ist als in dem Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 1. Die Strömung durch die Strömungsröhre wird in diesem Falle durch die Kapil­ larwirkung hervorgerufen, wobei selbstverständlich die Abmessungen der Rohre an die Art der durchströ­ menden Flüssigkeit angepaßt sein müssen. Falls die Flüssigkeit für die Strahlung durchlässig ist, können auch mehrere konzentrische Kreise mit Kapillarrohren vorgesehen werden, wobei es denkbar ist, daß die Flüssigkeit durch Umlenken mehrfach über die Länge des Strahlers strömt.

In Fig. 2 ist schematisch eine Anlage mit Reaktor 1 dargestellt, wobei zwei Vorratsbehälter 15, 16 vor­ gesehen sind. Die zu reinigende bzw. zu regenerieren­ de Flüssigkeit wird in den Vorratsbehälter 15 gelei­ tet und dann über eine Pumpe 17 in den Reaktor 1 ge­ leitet, von dem sie in den Vorratsbehälter 16 ge­ langt. Der Reaktor 1 kann gegebenenfalls durch ein Kühlmedium gekühlt werden. Von dem Vorratsbehälter 16 kann die Flüssigkeit abgezogen werden oder aber auch durch eine weitere Pumpe 18 in den ersten Vorratsbe­ hälter 15 zurückgeleitet werden, um sie anschließend noch einmal durch den Reaktor 1 strömen zu lassen. Die Anlage nach Fig. 2 bietet den Vorteil, daß die Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter 15 vor dem Durch­ strömen durch den Reaktor und nach dem Durchströmen durch den Reaktor 1 in dem Vorratsbehälter 16 analy­ siert werden kann. Dadurch kann beispielsweise der Strahler in gezielter Weise verbessert eingesetzt werden.

Selbstverständlich kann der Reaktor auch in eine mehrstufige Anlage ohne Vorratsbehälter 15, 16 einge­ fügt werden.

Claims (7)

1. Reaktor zum Reinigen oder Regenerieren von mit Schadstoffen belasteten Flüssigkeiten mit minde­ stens einem Strahler, an dem die Flüssigkeit vorbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler in einem Glasrohr (9) aufgenom­ men ist und im wesentlichen UV-Strahlung ab­ strahlt und daß um den Strahler herum eine Viel­ zahl von Strömungsrohren (11) aus Glas angeord­ net ist, die mit einem Zu- und Ablauf (5, 6) ver­ bunden sind und von der Flüssigkeit durchströmt werden.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrohre (11) in mindestens einem konzentrischen Kreis um den Strahler (10) herum angeordnet sind.

3. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Strömungsrohren (11) stati­ sche Mischerelemente (13) zur Bildung eines sta­ tischen Mischers angeordnet sind, die die Flüs­ sigkeit in ständig wechselnden Schichten laminar oder turbulent am Strahler vorbeileiten.

4. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungsrohre als dünne Ka­ pillarrohre ausgebildet sind, wobei die Strömung der Flüssigkeit durch die Kapillarwirkung her­ vorgerufen wird.

5. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strömungsrohre (11) insgesamt von einem reflektierenden Mantel (14) umgeben sind.

6. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerelemente (14) die auf sie tref­ fende Strahlung transmittieren oder reflektie­ rend ausgebildet sind.

7. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die spektrale Strah­ lungsverteilung des Strahlers (10) auf die Bin­ dungsenergien der Schadstoffmoleküle abgestimmt ist.