DE423433C - Vorrichtung zum Zerstaeuben von Fluessigkeiten, zum Konzentrieren von Loesungen, zum Homogenisieren von Suspensionen bzw. zur Durchfuehrung chemischer Reaktionen innerhalb zerstaeubter Stoffe - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, zum Konzentrieren von Lösungen, zum Homogenisieren von Suspensionen bzw. zur Durchführung chemischer Reaktionen innerhalb zerstäubter Stoffe.
• Der Gegenstand <ler vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, zum Sonzentrieren von Lösungen, zum Homogenisieren von Suspensionen bzw. zur Durchführung chemischer Reaktionen innerhalb zerstäubter Stoffe, bestehend aus zwei Rotationssystemen, von denen das innere, als Schleuderorgan ausgebil dete, mit einem oder mehreren übereinanderliegenden Ausströmungsorganen versehen ist und gegen seinen Rand hin eine Reihe von Aufprallflächen trägt, während das äußere, als eigentliches Aufprallsystem ausgebildete, ebenfalls mit Aufprallflächen ausgerästet ist, und schließlich unter solcher Anordnung beider Systeme, daß die Aufprallflächen des äußeren Systems zwischen den Aufprallflächen des inneren und den Ausströmungsorganen liegen.
• Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Vorrichtung.
• Es bezeichnet A das innere, in diesem Falle konisch ausgebildete Rotationssystem, welches zum Ausschleudern der Flüssigkeiten oder Suspensionen dient. Dieses innere Rotationssytem ist mit einem oder mehreren Ausströmoganen B und C ausgestattet, durch welche die Flüssigkeiten, Lösungen oder Suspensionen in feinen Flüssigkeitsscheiben ausgeschleudert werden. Die Ausströmorgane B mld C sind in verschiedener Höhenlage am inneren Rotationskörper angebracht,-so daß die Flüssigkeiten in zwei übereinanderliegenden Flüssigkeitsscheiben heraustreten. Das innere System trägt überdies, von der gleichenTriebachse bewegt, eine Scheibe S, welche an der Peripherie eine Anzahl von, Aufprallflächen D aufweist.
• Das äußere System E besteht in dem Ausführungsbeispiel aus einer Scheibe F, die gegen ihren Rand hin ebenfalls mit einer Reihe von Aufprallflächen G ausgerüstet ist.
• Die beiden Rotationssysteme A und E sind nun derart zucinander angeordnet, daß die Aufprallflächen G des äußeren Systems zwischen die Aufprallflächen D des inneren Systems und die Ausströmorgane B und C zu liegen kommen.
• Die auf die Prallflächen G des äußeren Rotationssystems aufprallenden Flüssigkeitsteilchen werden zum Teil nach imlen zurückgeschleudert, zum Teil werden sie aber auch nach außen hin abgelenkt. Sie prallen dabei auf die Prallflächen D des inneren rotierenden Systems und werden hier noch weiter zerkleinert. Diese Prallflächen bewirken aber auch eine Saugwirkung, welche die in den Reaktionsräumen vorhandenen Flüssigkeiten ansaugt und nach außen abführt, so daß keine Stauungen entstehen können.
• Durch die konische Ausbildung des inneren Rotationssvstems erreicht man ein selbsttätiges und fortlaufendes Ansaugen der Flüssigkeit, wenn man die Spitze des Konus mit einer Öffnung versieht, die in die Flüssigkeit hineintaucht.
• Der Konstruktion der hier beanspruchten Vorrichtung lag der Gedanke zugrunde, eine Steigerung des Zerstäubungsgrades von Flüssigkeiten, Lösungen, Suspensionen usw. zu erreichen und gleichzeitig dapiiz für die Ausführung von physikalischen Operationen und chemischen Reaktionen eine Reihe von Bedingungen zu schaffen, die mit den bisher in der Technik für ähnliche Zwecke verwendeten Vorrichtungen nicht erreicht werden.
• Für die Erreichung der feinsten Zerstäubung ist die Geschwindigkeit, mit welcher die Stoffe herausgeschleudert werden und auf den Prallflächen aufprallen, in erster Linie maßgebend. Diese Wirkung wird erreicht durch die beiden im entgegengesetzten Sinne sich drehenden Systeme. Diese Maßnahme bewirkt aber außerdem noch eine sofortige Verteilung des aus der Düse austretenden Flüssigkeitsstrahles in eine feine Flüssi gkeits scheibe, so daß schon beim Austritt aus der Düse die einzelnen feinen Flüssigkeitspartikelchen mit sehr großer Geschwindigkeit den Reaktionsraum durchfliegen, mit großer Wucht auf die Prallflächen des äußeren Rotationssystems aufprallen, hier noch weiter zerkleinert werden und zum Teil in nebelfeiner Verteilung zurückprallen. Dabei ist vorgeschen, daß die Flüssigkeiten in mehreren übereinanderliegenden dünnen Flüssigkeitsscheiben aus dem inneren Rotationssystem herausgeschleudert werden. Durch diese Maßnahme erzielt man Reaktionsräume, die durch dünne Flüssigkeitsscheiben abgegrenzt und tlurch homogen verteilte Flüssigkeitsnebel ausgefüllt sind, wodurch man die Möglichkeit erhält, innerhalb dieser Zonen zum beispiel gefahrlos solche Substanzen aufeinander einwirken zu lassen, weiche bei gleicher Konzentration in einem anderen Reaktionsraum Explosionen verursachen würden. Die Eigenart dieser Reaktionsräume ermöglicht auch, daß die Gase, welche z. B. gleichzeitig mit den Flüssigkeiten den einzelnen Düsen entströmen, jede Flüssigkeitsscheibe oben und unten sofort bespülen und somit vom tritt aus den Diisen bis zum Verlassen der Rotationssysteme im innigen Kontakt mit der Flüssigkeit sind. Dadurch wird auch das Auftreten von toten Reaktionszonen vermieden. Die große Leistungsfähigkeit bzw. die kleinen Reaktionsräume ermöglichen die Verwendung \-on resistenten, aber relativ teuren IConstruktionsmaterialien, d. h. von solchen, welche trotz ihrer Vorzüge infolge des hohen I>reises bei großen Apparaten oft nicht in Frage kommen können.
• Neben den bereits erwähuten Verfahren zur Zerstäubung von Flüssigkeiten oder Suspensic@en gestattet diese Vorrichtung eine Reihe von weiteren Operationen. Die damit erzielte ungemein feine Zerstäubung und Zerkleinerung der Flüssigkeiten und festen Körper sowie die durch sie erreichten und eingangs beschriebenen außerordentlich günstigen Reaktionsbedingungen begünstigen in hohem Grade die Ausführung chemischer Reaktionen zwischen festen, flüssigen und gasförmigen Körpern. Die Gase und Flüssigkeiten können auch unter Druck in die rotierenden systeme eingeführt lverden. Bei der Ausführung chemischer Reaktionen zwischen festen, flüssigen und gasförmigen Körpern können die trockenen oder angefeuchteten festen Körper gleichzeitig mit den flüssigen oder einer dieser beiden oder beide zusammen in feinster erteilung mit den Gasen aus dem inneren Rotationssystem gegen das äußere sich im entgegengesetzten Sinne bewegenden Rotationssystem geschleudert werden.
• Als besonders vorteilhaft hat sich diese Vorrichtung zum Beispiel für die Ausführung katalytischer Reaktionen bewährt, wobei der Katalyt gleichzeitig mit den zu reagierenden Stoffen aus dem inneren Rotationssystem herausgeschleudert werden kann.
• Insbesondere eignet sich die Vorrichtung zum Umsetzen schwerlöslicher Verbindungen, zum Beispiel zum Kaustifizieren von Soda mittels Erdalkalioxyden, und zum Umsetzen von solchen Verbindungen, welche oberflächlich leicht verkrustet werden, wie dies zum Beispiel bei der Umsetzung von Bleisalzen mittels Schwefelwasserstoff der Fall ist.
• Die Vorrichtung kant aller auch zum Konzentrieren von Lösungen verwendet werden.
• Dabei werden mit der zu konzentrierenden Lösung Gase oder ungesättigte Dämpfe in einer Menge ausgeschleudert, welche zur Erzielung des gewünschten Konzentrationsgrades erforderlich ist.
• Bei sehr großer Tourenzahl bzw. großer kinetischer Energie der ausgeschleuderten und aufprallenden Substanzen können die in Suspension gehaltenen festen Teilchen in den kolloi<lalen Zustand übergeführt lverden.
• Die beschriebenen Verfahren können unter Druck, Vakuum und erhöhten Temperaturen ausgeführt werden, beispielsweise können die Rotationssysteme elektrisch erwärmt werden.
• Schließlich können die heiden Rotationssysteme als Elektroden ausgebildet werden, so daß der Apparat für die Ausführung elektrochemischer oder elektrostatischer Prozesse verwendet werden kann, zum Beispiel für die Darstellung von Ozon.

Claims (2)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, zum Konzentrieren von Lösungen, zum Homogenisieren von Suspensionen bzw. zur Durchführung chemischer Reaktionen innerhalb zerstäul>ter Stoffe, bestehend aus zwei Rotationssystemen, von denen das innere, als Schleuderorgan ausgebildete, mit einem oder mehreren übereinanderliegenden Ausströmungsorganen versehen ist und gegen seinen Rand hin eine Reihe von Aufprallflächen trägt, während das äußere, als eigentliches Aufprallsystem ausgebildete, ebenfalls mit Aufprallflächen ausgerüstet ist, und schließlich unter solcher Anordnung beider Systeme, daß die Aufprallflächen des äul3eren Systems zwischen den Aufprallfl:icben des inneren und den Ausströmungsorganen liegen.
2. 2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rotationssysteme als Elektroden ausgebildet sind.