EP2804928A1 - Method and apparatus for mechanically heating a mixture of substances - Google Patents

Method and apparatus for mechanically heating a mixture of substances

Info

Publication number
EP2804928A1
EP2804928A1 EP13702370.1A EP13702370A EP2804928A1 EP 2804928 A1 EP2804928 A1 EP 2804928A1 EP 13702370 A EP13702370 A EP 13702370A EP 2804928 A1 EP2804928 A1 EP 2804928A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixture
liquid ring
liquid
ring pump
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13702370.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Spiess
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CATALYTEC
Original Assignee
CATALYTEC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CATALYTEC filed Critical CATALYTEC
Publication of EP2804928A1 publication Critical patent/EP2804928A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
    • F04C19/005—Details concerning the admission or discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G31/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
    • C10G31/06—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by heating, cooling, or pressure treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
    • F04C19/004—Details concerning the operating liquid, e.g. nature, separation, cooling, cleaning, control of the supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0007—Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/24—Fluid mixed, e.g. two-phase fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/81—Sensor, e.g. electronic sensor for control or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/22—Temperature difference
    • F04C2270/225—Controlled or regulated

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the mechanical heating of a substance mixture.
  • From DE 10 2005 056 735 B3 is a high performance chamber mixer for catalytic oil suspensions as a reactor for the depolymerization and
  • the sludge reactor pump is a combination of a liquid ring vacuum pump and a radial pump. Solid and liquid substances are conveyed around the circumference of the pump, the separated gases and vapors separated in the interior.
  • the object of the present invention is to specify an improved method and an improved device for introducing energy into a liquid substance mixture and for conveying it. According to the invention this object is achieved by a method for the mechanical heating of a liquid mixture, wherein it is provided that in a liquid ring pump, a foam phase is generated and the foam phase is compressed to the compression heat to the
  • the object is further achieved with a designed as a liquid ring pump device for the mechanical heating of a liquid mixture, wherein the liquid ring pump in a cup-shaped
  • Foam phase is converted directly into heat energy, so that
  • Introductory losses as they occur in external heating of the fluid can be avoided.
  • the substance mixture an oil, residue and
  • Catalyst mixture is.
  • the oil and wastes can be waste products that are recycled.
  • residual materials for example, organic residues, such as those incurred in agriculture and forestry, can be used.
  • the mixture can be circulated in a cycle. It can be enriched by the continuous or discontinuous addition of residues during the circulation with hydrocarbons. The residues are partially or completely dissolved in the oil.
  • the foam phase is produced by introducing an inert inert gas under a slight overpressure into the substance mixture.
  • the process gas can be introduced upstream of the liquid ring pump in the mixture.
  • the process gas is introduced into the liquid mixture in the liquid ring pump.
  • the proportion of the foam phase is 10 to 30% by volume, preferably 10 to 25% by volume.
  • the proportion of the foam phase can be selected so that a liquid ring is formed on the inner circumference of the liquid ring pump. In this way, the capacity of the liquid ring pump is despite
  • the gas nozzle is arranged with its axis parallel or in alignment with the axis of rotation of the impeller.
  • the outlet of the gas nozzle may be formed as a slot nozzle.
  • the width of the slot nozzle is greater than the diameter of the gas nozzle.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a device according to the invention in a schematic perspective view.
  • FIG. 2 shows the device in FIG. 1 in a schematic sectional view
  • Fig. 3 is a block diagram of an application example of the device in
  • Fig. 1 and 2. 1 and 2 show an embodiment of a device designed as a liquid ring pump 1 for the mechanical heating of a liquid
  • liquid ring pump 1 comprises an impeller 12 arranged eccentrically in a cup-shaped pump housing 1 and a tangentially arranged suction nozzle 13 and a tangentially arranged discharge nozzle 14.
  • a gas nozzle 15 opens into the suction nozzle 13.
  • the gas nozzle 15 has for this purpose a slot nozzle 15s, which in the axial
  • Mouth region of the suction nozzle 13 is arranged and opens.
  • the pump housing 1 1 is cup-shaped. Because of the eccentric arrangement of the impeller 12 in the pump housing 1 1, the
  • the liquid ring pump 1 is a centrifugal pump, that is, a turbomachine. Liquid entering via the suction port 13 in the liquid ring pump 1 is entrained by the rotating impeller 12 and forced due to the centrifugal forces occurring on a circular path to the outside. The recorded kinetic energy of the
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the use of the liquid ring pump 1.
  • the liquid ring pump 1 is used in a KDV plant 2 for catalytic pressure-free treatment as a pumping and mixing pump. In the KDV plant 2 at a process temperature of 280 to 320 ° C long-chain hydrocarbons under the action of a catalyst in short-chain
  • Hydrocarbons such as those contained in diesel oil, split.
  • a liquid mixture which is liquid at the process temperature and which is an oil, residue and catalyst mixture is conveyed through the liquid ring pump 1 in the circulation.
  • the foam mixture phase mixture 29 formed in the liquid ring pump 1 is introduced into a separator 21, which is, for example, a funnel-shaped container to which
  • Diesel vapor 24d flows into a distillation column 22, which is disposed above the separator 21, and then enters a downstream of the separator
  • Distillation column 22 arranged capacitor 23.
  • condenser 23 so condensate collects in the form of diesel oil 24, which is collected in a product tank 25.
  • the product tank 25 can be vented by means of a vacuum pump 26, wherein over the diesel oil 24 accumulated exhaust gas 27 is supplied to a part of the gas nozzle 15 of the liquid ring pump 1.
  • an inert gas from a
  • a central container 28 is arranged, flows in the evaporated mixture 29r.
  • the central container 28 may have an entry port 28e, via which hydrocarbon-containing residue 30 can be introduced from a residue reservoir 31 into the substance mixture 29r.
  • the residue 30 is dissolved in the spilled substance mixture 29 r and distributed homogeneously on the way through the central container 28.
  • residue 30 can also be fed downstream downstream of the central container 28 into the substance mixture cycle. It is thus an enriched mixture 29a obtained, which is the suction nozzle 13 of the liquid ring pump 1, whereby the material cycle is closed.
  • precipitated sediment particles 32 can be taken from the mixture, which may optionally be used as fuel or disposed of.
  • the optimal operation of the liquid ring pump 1 can be adjusted by two methods.
  • the proportion of the foam phase can be selected such that a liquid ring is formed on the inner periphery of the liquid ring pump 1.
  • the proportion of the foam phase from the energy input into the substance mixture can be determined.
  • two temperature sensors are provided.
  • a first temperature sensor 33 is disposed downstream of the liquid ring pump 1 in the mixed-material conduit.
  • a second temperature sensor 34 is disposed upstream of the liquid ring pump 1 in the mixed-material conduit. The signals of both temperature sensors 33, 34 are evaluated in a control device 35, and it is a
  • Liquid ring pump 1 is arranged and controls the amount of gas provided for Schaumsentu gas.
  • the proportion of the foam phase is 10 to 30% by volume, preferably 10 to 25% by volume.

Abstract

A method for mechanically heating a liquid mixture of substances is described. In a liquid-ring pump (1), a foam phase is compressed and the compression heat is transferred to the mixture of substances. An apparatus designed as a liquid-ring pump (1) for mechanically heating a liquid mixture of substances is also described. Said liquid-ring pump (1) comprises an impeller (12) eccentrically arranged in a cup-shaped pump housing (11) as well as a tangential suction port (13) and a tangential delivery port (14). A gas port (15) for introducing an inert process gas extends into the suction port (13) and/or into the cup-shaped pump housing (1).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Aufheizung eines  Method and device for the mechanical heating of a
Stoffgemisches material mixture
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur mechanischen Aufheizung eines Stoffgemisches. The invention relates to a method and a device for the mechanical heating of a substance mixture.
Aus der DE 10 2005 056 735 B3 ist ein Hochleistungskammermischer für katalytische Ölsuspensionen als Reaktor für die Depolymerisation und From DE 10 2005 056 735 B3 is a high performance chamber mixer for catalytic oil suspensions as a reactor for the depolymerization and
Polymerisation von kohlenwasserstoffhaltigen Reststoffen zu Mitteldestillat im Kreislauf bekannt. Der Pumpenwirkungsgrad des Polymerization of hydrocarbon-containing residues to middle distillate known in the circulation. The pump efficiency of
Hochleistungskammermischers ist niedrig, so dass die eingebrachte High performance chamber mixer is low, so the introduced
mechanische Energie zum größten Teil in Vermischungs- und Reibenergie umgewandelt wird. mechanical energy is for the most part converted into mixing and rubbing energy.
Aus der DE 2008 009 647 A1 ist eine Schlammreaktorpumpe zur gleichzeitigen Förderung von Feststoffen, Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen in einem gemeinsamen Förderstrom bekannt. Die Schlammreaktorpumpe ist eine Kombination aus einer Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe und einer Radialpumpe. Feste und flüssige Stoffe werden am Umfang der Pumpe gefördert, die abgetrennten Gase und Dämpfe davon getrennt im Innenraum. From DE 2008 009 647 A1 is a sludge reactor pump for the simultaneous promotion of solids, liquids, vapors and gases in one common flow known. The sludge reactor pump is a combination of a liquid ring vacuum pump and a radial pump. Solid and liquid substances are conveyed around the circumference of the pump, the separated gases and vapors separated in the interior.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Energieeintrag in ein flüssiges Stoffgemisch und zur Förderung desselben anzugeben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur mechanischen Aufheizung eines flüssigen Stoffgemisches gelöst, wobei vorgesehen ist, dass in einer Flüssigkeitsringpumpe eine Schaumphase erzeugt wird und die Schaumphase komprimiert wird, um die Kompressionswärme an das The object of the present invention is to specify an improved method and an improved device for introducing energy into a liquid substance mixture and for conveying it. According to the invention this object is achieved by a method for the mechanical heating of a liquid mixture, wherein it is provided that in a liquid ring pump, a foam phase is generated and the foam phase is compressed to the compression heat to the
Stoffgemisch zu übertragen. Transfer substance mixture.
Die Aufgabe wird weiter mit einer als Flüssigkeitsringpumpe ausgebildeten Vorrichtung zur mechanischen Aufheizung eines flüssigen Stoffgemisches gelöst, wobei die Flüssigkeitsringpumpe ein in einem topfförmigen The object is further achieved with a designed as a liquid ring pump device for the mechanical heating of a liquid mixture, wherein the liquid ring pump in a cup-shaped
Pumpengehäuse exzentrisch angeordnetes Pumpenrad sowie einen tangential angeordneten Saugstutzen und einen tangential angeordneten Druckstutzen umfasst, wobei vorgesehen ist, dass ein Gasstutzen zur Einleitung eines inerten Prozessgases in den Saugstutzen und/oder in das topfförmige Pumpengehäuse mündet. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen einen sehr effektiven Energieeintrag in das flüssige Stoffgemisch, wobei entgegen dem Vorbehalt des Fachmanns in der Flüssigkeitsringpumpe eine Schaumphase vorgesehen ist. Es hat sich gezeigt, dass die Energie, die zum Aufbau der Schaumphase aufgewendet wird, beim Abbau der Pump housing eccentrically arranged impeller and a tangentially arranged suction nozzle and a tangentially arranged discharge nozzle, wherein it is provided that a gas nozzle for introducing an inert process gas into the suction nozzle and / or opens into the cup-shaped pump housing. The inventive method and apparatus of the invention allow a very effective energy input into the liquid mixture, wherein contrary to the reservation of the skilled person in the liquid ring pump, a foam phase is provided. It has been shown that the energy that spent to build the foam phase, the degradation of the
Schaumphase unmittelbar in Wärmeenergie umgesetzt wird, so dass Foam phase is converted directly into heat energy, so that
Einleitungsverluste, wie sie bei äußerer Erwärmung des Fluids auftreten, vermieden werden. Introductory losses, as they occur in external heating of the fluid can be avoided.
Es kann vorgesehen sein, dass das Stoffgemisch ein Öl-, Reststoff- und It can be provided that the substance mixture an oil, residue and
Katalysatorgemisch ist. Bei dem Öl und den Reststoffen kann es sich um Abfallprodukte handeln, die wieder aufbereitet werden. Als Reststoffe können beispielsweise organische Reststoffe, wie sie in der Land- und Forstwirtschaft anfallen, eingesetzt werden. Catalyst mixture is. The oil and wastes can be waste products that are recycled. As residual materials, for example, organic residues, such as those incurred in agriculture and forestry, can be used.
Das Stoffgemisch kann in einem Kreislauf umgewälzt werden. Es kann durch die kontinuierliche oder diskontinuierliche Zugabe von Reststoffen während des Kreislaufs mit Kohlenwasserstoffen angereichert werden. Die Reststoffe werden teilweise oder vollständig in dem Öl gelöst. The mixture can be circulated in a cycle. It can be enriched by the continuous or discontinuous addition of residues during the circulation with hydrocarbons. The residues are partially or completely dissolved in the oil.
Es kann vorgesehen sein, dass die Schaumphase durch die Einleitung eines unter einem geringen Überdruck stehenden inerten Prozessgases in das Stoffgemisch erzeugt wird. It can be provided that the foam phase is produced by introducing an inert inert gas under a slight overpressure into the substance mixture.
Das Prozessgas kann stromaufwärts vor der Flüssigkeitsringpumpe in das Stoffgemisch eingeleitet werden. The process gas can be introduced upstream of the liquid ring pump in the mixture.
Es kann vorgesehen sein, dass das Prozessgas in der Flüssigkeitsringpumpe in das Stoffgemisch eingeleitet wird. It can be provided that the process gas is introduced into the liquid mixture in the liquid ring pump.
In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass der Anteil der Schaumphase 10 bis 30 Vol-% beträgt, vorzugsweise 10 bis 25 Vol-%. Der Anteil der Schaumphase kann so gewählt werden, dass am inneren Umfang der Flüssigkeitsringpumpe ein Flüssigkeitsring ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die Förderleistung der Flüssigkeitsringpumpe trotz In an advantageous embodiment it can be provided that the proportion of the foam phase is 10 to 30% by volume, preferably 10 to 25% by volume. The proportion of the foam phase can be selected so that a liquid ring is formed on the inner circumference of the liquid ring pump. In this way, the capacity of the liquid ring pump is despite
Schaumeintrag gewährleistet. Foam entry guaranteed.
Es kann vorgesehen sein, dass der Anteil der Schaumphase durch It can be provided that the proportion of the foam phase by
Temperaturmessung vor und hinter der Flüssigkeitsringpumpe und dem daraus errechneten Energieeintrag in das Stoffgemisch bestimmt wird. Temperature measurement before and after the liquid ring pump and the calculated energy input is determined in the mixture.
Weitere Unteransprüche sind auf die Vorrichtung gerichtet. Further subclaims are directed to the device.
Es kann vorgesehen sein, dass der Gasstutzen mit seiner Achse parallel oder fluchtend mit der Drehachse des Pumpenrads angeordnet ist. It can be provided that the gas nozzle is arranged with its axis parallel or in alignment with the axis of rotation of the impeller.
Der Auslass des Gasstutzens kann als eine Schlitzdüse ausgebildet sein. The outlet of the gas nozzle may be formed as a slot nozzle.
In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Breite der Schlitzdüse größer als der Durchmesser des Gasstutzens ist. In an advantageous embodiment it can be provided that the width of the slot nozzle is greater than the diameter of the gas nozzle.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen The invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. Show it
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer perspektivischer Darstellung; 1 shows an embodiment of a device according to the invention in a schematic perspective view.
Fig. 2 die Vorrichtung in Fig. 1 in einer schematischen Schnittansicht; FIG. 2 shows the device in FIG. 1 in a schematic sectional view; FIG.
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Anwendungsbeispiels der Vorrichtung in Fig. 3 is a block diagram of an application example of the device in
Fig. 1 und 2. Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer als Flüssigkeitsringpumpe 1 ausgebildete Vorrichtung zur mechanischen Aufheizung eines flüssigen Fig. 1 and 2. 1 and 2 show an embodiment of a device designed as a liquid ring pump 1 for the mechanical heating of a liquid
Stoffgemisches, wobei die Flüssigkeitsringpumpe 1 ein in einem topfförmigen Pumpengehäuse 1 1 exzentrisch angeordnetes Pumpenrad 12 sowie einen tangential angeordneten Saugstutzen 13 und einen tangential angeordneten Druckstutzen 14 umfasst. Ein Gasstutzen 15 mündet in den Saugstutzen 13. Der Gasstutzen 15 weist hierfür eine Schlitzdüse 15s auf, die im axialen Mixture of substances, wherein the liquid ring pump 1 comprises an impeller 12 arranged eccentrically in a cup-shaped pump housing 1 and a tangentially arranged suction nozzle 13 and a tangentially arranged discharge nozzle 14. A gas nozzle 15 opens into the suction nozzle 13. The gas nozzle 15 has for this purpose a slot nozzle 15s, which in the axial
Mündungsbereich des Saugstutzens 13 angeordnet ist und einmündet. Mouth region of the suction nozzle 13 is arranged and opens.
Das Pumpengehäuse 1 1 ist topfförmig ausgebildet. Wegen der exzentrischen Anordnung des Pumpenrads 12 in dem Pumpengehäuse 1 1 weisen die The pump housing 1 1 is cup-shaped. Because of the eccentric arrangement of the impeller 12 in the pump housing 1 1, the
Schaufelenden des schaufelradförmigen Pumpenrads 12 je nach Drehlage einen unterschiedlichen Abstand zur Innenwand des Pumpengehäuses 1 1 auf. Bei der Flüssigkeitsringpumpe 1 handelt es sich um eine Kreiselpumpe, das heißt um eine Strömungsmaschine. Flüssigkeit, die über den Saugstutzen 13 in die Flüssigkeitsringpumpe 1 eintritt, wird von dem rotierenden Pumpenrad 12 mitgerissen und wegen der auftretenden Fliehkräfte auf einer Kreisbahn nach außen gezwungen. Die dabei aufgenommene Bewegungsenergie der Blade ends of the impeller-shaped impeller 12 depending on the rotational position at a different distance from the inner wall of the pump housing 1 1. The liquid ring pump 1 is a centrifugal pump, that is, a turbomachine. Liquid entering via the suction port 13 in the liquid ring pump 1 is entrained by the rotating impeller 12 and forced due to the centrifugal forces occurring on a circular path to the outside. The recorded kinetic energy of the
Flüssigkeit erhöht den Druck innerhalb des Pumpengehäuses 1 1 und presst die Flüssigkeit in den Druckstutzen 14. Durch den Gasstutzen 15 in die Flüssigkeit eintretendes inertes Gas bildet in der Flüssigkeit eine Schaumphase aus, die ebenfalls Bewegungsenergie aufnimmt, wobei das in den Schaumbläschen eingeschlossene Gas komprimiert wird und dabei erhitzt wird. Zwischen den Schaumbläschen und der Flüssigkeit findet eine intensive Wärmeübertragung statt, so dass die Flüssigkeit erwärmt wird. Der Gasstutzen 15 ist mit seiner Achse parallel oder fluchtend mit der Drehachse des Pumpenrads (12) angeordnet. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel zum Einsatz der Flüssigkeitsringpumpe 1 . Die Flüssigkeitsringpumpe 1 ist in einer KDV-Anlage 2 zur katalytischen drucklosen VerÖlung als Förder- und Mischpumpe eingesetzt. In der KDV- Anlage 2 werden bei einer Prozesstemperatur von 280 bis 320 °C langerkettige Kohlenwasserstoffe unter Einwirkung eines Katalysators in kurzkettige Liquid increases the pressure within the pump housing 1 1 and presses the liquid into the discharge nozzle 14. By the gas nozzle 15 into the liquid entering inert gas forms in the liquid from a foam phase, which also absorbs kinetic energy, wherein the trapped in the foam bubbles gas is compressed while being heated. Between the foam bubbles and the liquid takes place an intense heat transfer, so that the liquid is heated. The gas nozzle 15 is arranged with its axis parallel or in alignment with the axis of rotation of the impeller (12). FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the use of the liquid ring pump 1. The liquid ring pump 1 is used in a KDV plant 2 for catalytic pressure-free treatment as a pumping and mixing pump. In the KDV plant 2 at a process temperature of 280 to 320 ° C long-chain hydrocarbons under the action of a catalyst in short-chain
Kohlenwasserstoffe, wie sie beispielsweise in Dieselöl enthalten sind, aufgespaltet. Dazu wird ein bei der Prozesstemperatur flüssiges Stoffgemisch, bei dem es sich um ein Öl-, Reststoff- und Katalysatorgemisch handelt, durch die Flüssigkeitsringpumpe 1 im Kreislauf gefördert. Hydrocarbons, such as those contained in diesel oil, split. For this purpose, a liquid mixture which is liquid at the process temperature and which is an oil, residue and catalyst mixture is conveyed through the liquid ring pump 1 in the circulation.
Das in der Flüssigkeitsringpumpe 1 gebildete, mit einer Schaumphase versetzte Stoffgemisch 29 wird in einen Separator 21 eingetragen, bei dem es sich beispielsweise um einen trichterförmigen Behälter handelt, an dessen The foam mixture phase mixture 29 formed in the liquid ring pump 1 is introduced into a separator 21, which is, for example, a funnel-shaped container to which
Innenwand das Stoffgemisch herab rinnt und dabei ausdampft. Dieseldampf 24d strömt in eine Destillationskolonne 22, die über dem Separator 21 angeordnet ist und gelangt sodann in einen stromabwärts nach der Inside wall, the mixture flows down and thereby evaporating. Diesel vapor 24d flows into a distillation column 22, which is disposed above the separator 21, and then enters a downstream of the separator
Destillationskolonne 22 angeordneten Kondensator 23. In dem Kondensator 23 sammelt sich so Kondensat in Form von Dieselöl 24, das in einem Produkttank 25 gesammelt wird. Der Produkttank 25 ist mittels einer Vakuumpumpe 26 entlüftbar, wobei über dem Dieselöl 24 angesammeltes Abgas 27 zu einem Teil dem Gasstutzen 15 der Flüssigkeitsringpumpe 1 zugeführt wird. Zum Start des Prozesses wird anstelle des Abgases ein inertes Gas aus einem Distillation column 22 arranged capacitor 23. In the condenser 23 so condensate collects in the form of diesel oil 24, which is collected in a product tank 25. The product tank 25 can be vented by means of a vacuum pump 26, wherein over the diesel oil 24 accumulated exhaust gas 27 is supplied to a part of the gas nozzle 15 of the liquid ring pump 1. To start the process, instead of the exhaust gas, an inert gas from a
Druckgasbehälter eingespeist, beispielsweise Stickstoff. Unter dem Separator 21 ist ein Zentralbehälter 28 angeordnet, in den ausgedampftes Stoffgemisch 29r fließt. Der Zentralbehälter 28 kann einen Eintragstutzen 28e aufweisen, über den kohlenwasserstoffhaltiger Reststoff 30 aus einem Reststoff-Vorratsbehälter 31 in das Stoffgemisch 29r eingebracht werden kann. Der Reststoff 30 wird in dem ausgedampften Stoffgemisch 29r aufgelöst und bei dem Weg durch den Zentralbehälter 28 homogen verteilt. Reststoff 30 kann jedoch auch stromabwärts hinter dem Zentralbehälter 28 in den Stoffgemisch-Kreislauf eingespeist werden. Es wird so ein angereichertes Stoffgemisch 29a erhalten, das dem Saugstutzen 13 der Flüssigkeitsringpumpe 1 zugeführt wird, wodurch der Stoffkreislauf geschlossen ist. Gas cylinder fed, such as nitrogen. Under the separator 21, a central container 28 is arranged, flows in the evaporated mixture 29r. The central container 28 may have an entry port 28e, via which hydrocarbon-containing residue 30 can be introduced from a residue reservoir 31 into the substance mixture 29r. The residue 30 is dissolved in the spilled substance mixture 29 r and distributed homogeneously on the way through the central container 28. However, residue 30 can also be fed downstream downstream of the central container 28 into the substance mixture cycle. It is thus an enriched mixture 29a obtained, which is the suction nozzle 13 of the liquid ring pump 1, whereby the material cycle is closed.
Am Boden des Zentralbehälters 28 können aus dem Stoffgemisch ausgefällte Sedimentpartikel 32 entnommen werden, die gegebenenfalls als Brennstoff nutzbar sind oder zu entsorgen sind. At the bottom of the central container 28 precipitated sediment particles 32 can be taken from the mixture, which may optionally be used as fuel or disposed of.
Die optimale Betriebsweise der Flüssigkeitsringpumpe 1 kann nach zwei Verfahren eingestellt werden. The optimal operation of the liquid ring pump 1 can be adjusted by two methods.
Zum einen kann der Anteil der Schaumphase so gewählt werden, dass am inneren Umfang der Flüssigkeitsringpumpe 1 ein Flüssigkeitsring ausgebildet ist. Zum anderen kann der Anteil der Schaumphase aus dem Energieeintrag in das Stoffgemisch bestimmt werden. Dazu sind zwei Temperatursensoren vorgesehen. Ein erster Temperatursensor 33 ist stromabwärts hinter der Flüssigkeitsringpumpe 1 in der Stoffgemisch-Leitung angeordnet. Ein zweiter Temperatursensor 34 ist stromaufwärts vor der Flüssigkeitsringpumpe 1 in der Stoffgemisch-Leitung angeordnet. Die Signale beider Temperatursensoren 33, 34 werden in einer Steuereinrichtung 35 ausgewertet, und es wird ein On the one hand, the proportion of the foam phase can be selected such that a liquid ring is formed on the inner periphery of the liquid ring pump 1. On the other hand, the proportion of the foam phase from the energy input into the substance mixture can be determined. For this purpose, two temperature sensors are provided. A first temperature sensor 33 is disposed downstream of the liquid ring pump 1 in the mixed-material conduit. A second temperature sensor 34 is disposed upstream of the liquid ring pump 1 in the mixed-material conduit. The signals of both temperature sensors 33, 34 are evaluated in a control device 35, and it is a
Steuersignal für ein Regelventil 36 gebildet, das in der Verbindungsrohrleitung zwischen der Vakuumpumpe 26 und dem Gasstutzen 15 der Control signal for a control valve 36 formed in the connecting pipe between the vacuum pump 26 and the gas nozzle 15 of the
Flüssigkeitsringpumpe 1 angeordnet ist und die Menge des zur Schaumbildu vorgesehenen Gases regelt. Liquid ring pump 1 is arranged and controls the amount of gas provided for Schaumbildu gas.
Es hat sich bewährt, wenn der Anteil der Schaumphase 10 bis 30 Vol-% beträgt, vorzugsweise 10 bis 25 Vol-%. It has proven useful if the proportion of the foam phase is 10 to 30% by volume, preferably 10 to 25% by volume.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Flüssigkeitsringpumpe1 liquid ring pump
2 KDV-Anlage 2 KDV system
1 1 Pumpengehäuse  1 1 pump housing
12 Laufrad  12 impeller
13 Saugstutzen  13 suction nozzles
14 Druckstutzen  14 discharge nozzles
15 Gasstutzen  15 gas spouts
15s Schlitzdüse  15s slot nozzle
21 Verdampfersystem  21 evaporator system
22 Destillationskolonne  22 distillation column
23 Kondensator  23 capacitor
24 Dieselöl  24 diesel oil
24d Dieseldampf  24d diesel steam
25 Produkttank  25 product tank
26 Vakuumpumpe  26 vacuum pump
27 Abgas  27 exhaust
28 Zentralbehälter  28 central containers
28e Eintragstutzen  28e entry port
29 Stoffgemisch  29 mixture of substances
29a angereichertes Stoffgemisch 29a enriched substance mixture
29r ausgedampftes Stoffgemisch29r evaporated mixture
30 Reststoff 30 residue
31 Reststoff- Vorratsbehälter 31 waste storage tank
32 Sedimentpartikel 32 sediment particles
33 erster Temperatursensor zweiter Temperatursensor Steuereinrichtung 33 first temperature sensor second temperature sensor control device

Claims

Ansprüche claims
Verfahren zur mechanischen Aufheizung eines flüssigen Process for the mechanical heating of a liquid
Stoffgemisches,  Mixture of substances,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass in einer Flüssigkeitsringpumpe (1) eine Schaumphase erzeugt wird und die Schaumphase komprimiert wird, um die  that in a liquid ring pump (1) a foam phase is generated and the foam phase is compressed to the
Kompressionswärme an das Stoffgemisch zu übertragen.  To transfer compression heat to the mixture.
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Stoffgemisch ein Öl-, Reststoff- und Katalysatorgemisch ist.  that the substance mixture is an oil, residue and catalyst mixture.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Stoffgemisch in einem Kreislauf (12) umgewälzt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, that the mixture of substances is circulated in a circuit (12). Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Schaumphase durch die Einleitung (15s) eines unter einem geringen Überdruck stehenden inerten Prozessgases (15) in das Stoffgemisch erzeugt wird. in that the foam phase is produced by the introduction (15s) of an inert inert gas (15) under a slight overpressure into the substance mixture.
Verfahren nach Anspruch 4, Method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Prozessgas (15) stromaufwärts vorder Flüssigkeitsringpumpe (1) in das Stoffgemisch (13) eingeleitet wird. the process gas (15) is introduced upstream of the liquid ring pump (1) into the substance mixture (13).
Verfahren nach Anspruch 4, Method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Prozessgas (15) in der Flüssigkeitsringpumpe (1) in das Stoffgemisch (13) eingeleitet wird. the process gas (15) in the liquid ring pump (1) is introduced into the substance mixture (13).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Anteil der Schaumphase 10 bis 30 Vol-% beträgt, the proportion of the foam phase is 10 to 30% by volume,
vorzugsweise 10 bis 25 Vol-%. preferably 10 to 25% by volume.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Method according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Anteil der Schaumphase so gewählt wird, dass am inneren Umfang der Flüssigkeitsringpumpe (1) ein Flüssigkeitsring ausgebildet ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, the proportion of the foam phase is selected so that a liquid ring is formed on the inner circumference of the liquid ring pump (1). Method according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Anteil der Schaumphase durch Temperaturmessung (34, vor und hinter der Flüssigkeitsringpumpe (1 ) und dem daraus errechneten Energieeintrag in das Stoffgemisch bestimmt wird.  the proportion of the foam phase is determined by measuring the temperature (34, in front of and behind the liquid ring pump (1) and the calculated energy input into the substance mixture.
Als Flüssigkeitsringpumpe (1) ausgebildete Vorrichtung zur As a liquid ring pump (1) formed device for
mechanischen Aufheizung eines flüssigen Stoffgemisches, wobei die Flüssigkeitsringpumpe (1) ein in einem topfförmigen Pumpengehäuse (11) exzentrisch angeordnetes Pumpenrad (12) sowie einen tangential angeordneten Saugstutzen (13) und einen tangential angeordneten Druckstutzen (14) umfasst,  mechanical heating of a liquid substance mixture, the liquid ring pump (1) comprising an impeller (12) arranged eccentrically in a pot-shaped pump housing (11) and a tangentially arranged suction nozzle (13) and a tangentially arranged discharge nozzle (14),
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass ein Gasstutzen (15) zur Einleitung eines inerten Prozessgases in den Saugstutzen (13) und/oder in das topfförmige Pumpengehäuse (1) mündet.  in that a gas nozzle (15) for introducing an inert process gas flows into the suction nozzle (13) and / or into the cup-shaped pump housing (1).
Vorrichtung nach Anspruch 10, Device according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Gasstutzen (15) mit seiner Achse parallel oder fluchtend mit der Drehachse des Pumpenrads (12) angeordnet ist.  the gas nozzle (15) is arranged with its axis parallel or aligned with the axis of rotation of the pump wheel (12).
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , 12. Device according to claim 10 or 11,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Auslass des Gasstutzens (15) als eine Schlitzdüse (15s) ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 12, in that the outlet of the gas nozzle (15) is designed as a slot nozzle (15s). Device according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Breite der Schlitzdüse (15s) größer als der Durchmesser des Gasstutzens (15) ist. the width of the slot nozzle (15s) is greater than the diameter of the gas nozzle (15).
EP13702370.1A 2012-01-20 2013-01-18 Method and apparatus for mechanically heating a mixture of substances Withdrawn EP2804928A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012000980A DE102012000980A1 (en) 2012-01-20 2012-01-20 Method and device for the mechanical heating of a substance mixture
PCT/EP2013/050980 WO2013107888A1 (en) 2012-01-20 2013-01-18 Method and apparatus for mechanically heating a mixture of substances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2804928A1 true EP2804928A1 (en) 2014-11-26

Family

ID=47632997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13702370.1A Withdrawn EP2804928A1 (en) 2012-01-20 2013-01-18 Method and apparatus for mechanically heating a mixture of substances

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150030467A1 (en)
EP (1) EP2804928A1 (en)
CA (1) CA2861936A1 (en)
DE (1) DE102012000980A1 (en)
WO (1) WO2013107888A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015007345A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 Catalytec Method for producing biodiesel
WO2019014778A1 (en) 2017-07-21 2019-01-24 Roderick Michael Facey Enhanced distillate oil recovery from thermal processing and catalytic cracking of biomass slurry
EP3441136B1 (en) 2017-08-08 2020-12-23 Tuma Pumpensysteme GmbH Device for crushing and mixing, system and method for catalytic pressureless oiling
GB2571971B (en) 2018-03-14 2020-09-23 Edwards Tech Vacuum Engineering Qingdao Co Ltd Liquid ring pump control
GB2571970B (en) * 2018-03-14 2020-09-16 Edwards Tech Vacuum Engineering (Qingdao) Co Ltd A liquid ring pump manifold with integrated non-return valve
GB2571968B (en) * 2018-03-14 2020-09-16 Edwards Tech Vacuum Engineering (Qingdao) Co Ltd Liquid ring pump control
CN108980042B (en) * 2018-09-30 2024-05-07 山东康诚医用设备工程有限公司 Water ring type vacuum pump
NL2027919B1 (en) 2021-04-06 2022-10-19 B B A Participaties B V Pump installation with removable silencer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3954567A (en) * 1972-08-30 1976-05-04 Bayer Aktiengesellschaft Evaporating solutions which contain phosgene in a vacuum liquid ring pump
US4484457A (en) * 1982-02-11 1984-11-27 Siemens Aktiengesellschaft Liquid-ring vacuum pump preceded by a precompressor
US5043079A (en) * 1989-07-13 1991-08-27 Solarchem Enterprises Inc. Wastewater treatment process with an ozone contactor
WO2002062452A1 (en) * 2001-01-19 2002-08-15 Abb Gas Technology As Method and device for processing gases, and use thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3481529A (en) * 1966-05-12 1969-12-02 Siemens Ag Method and apparatus for pumping with a liquid-ring in series with a jet ejector
US4083658A (en) * 1976-09-08 1978-04-11 Siemens Aktiengesellschaft Liquid ring compressor including a calibrated gas input opening
DE3436022A1 (en) * 1984-10-01 1986-04-03 Sihi Gmbh & Co Kg, 2210 Itzehoe LIQUID RING COMPRESSOR
DK0494041T3 (en) * 1991-01-02 1996-01-02 Berendsen Teknik As Liquid Ring Pump
SE502127C2 (en) * 1993-12-01 1995-08-28 Kvaerner Pulping Tech Device at a vacuum pump for venting the suspension pump
DE102005056735B3 (en) 2005-11-29 2006-08-10 Koch, Christian, Dr. Preparation of diesel oil from hydrocarbon containing residual substances in an oil circulation with solid separation and product distillation, comprises providing heat through main energy carriers by one or more high speed mixing chambers
DE102008009647B4 (en) * 2008-02-18 2011-04-14 Christian Dr. Koch Sludge reactor pump for simultaneous transport of solids, liquids, vapors and gases

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3954567A (en) * 1972-08-30 1976-05-04 Bayer Aktiengesellschaft Evaporating solutions which contain phosgene in a vacuum liquid ring pump
US4484457A (en) * 1982-02-11 1984-11-27 Siemens Aktiengesellschaft Liquid-ring vacuum pump preceded by a precompressor
US5043079A (en) * 1989-07-13 1991-08-27 Solarchem Enterprises Inc. Wastewater treatment process with an ozone contactor
WO2002062452A1 (en) * 2001-01-19 2002-08-15 Abb Gas Technology As Method and device for processing gases, and use thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2013107888A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2861936A1 (en) 2013-07-25
US20150030467A1 (en) 2015-01-29
DE102012000980A1 (en) 2013-07-25
WO2013107888A1 (en) 2013-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013107888A1 (en) Method and apparatus for mechanically heating a mixture of substances
WO2007062811A2 (en) High-capacity mixing chamber for catalytic oil suspensions as reactor and main energy source for depolymerisation and polymerisation of hydrocarbon residues to give mid-distillate in the circuit
EP1827671A1 (en) Apparatus for treating a particulate material
US10258899B2 (en) Mobile mechanical vapor recompression evaporator
WO2013107891A1 (en) Method for the sedimentation of sediment particles in a method for extracting diesel oil
EP3374317B1 (en) Method for degassing water, and degassing device
CN209138019U (en) A kind of solution polymerized rubber stripping kettle top vapour phase purge column
CA3073593C (en) Apparatus and method for a remediation plant
WO2013107881A1 (en) Method and apparatus for separating evaporatable components from a fluid
DE60029146T2 (en) APPARATUS AND METHOD FOR EXTRACTING BIOMASS
WO2006039933A1 (en) Apparatus for the treatment of particulate material
DE102005041889A1 (en) Dehydrating ethanol, especially to convert distillery product into fuel-grade ethanol, by passing ethanol through sintered, granulated zeolite and simultaneously regenerating the zeolite using heated inert gas
DE102011111317B4 (en) Evaporator
CN207822656U (en) A kind of small-sized efficient gas-liquid separator
CN203829786U (en) Vacuum oil filter
CN215894382U (en) Oil field contains and gathers output survey device
DE4002591C2 (en) Method and device for solvent separation and / or flash point increase in waste materials
DE102007003988B3 (en) Device for distillation of wastewater from organic wastes such as liquid manure, comprises heat exchanger for condensation of steam, compressor arranged to the exchanger in flow direction of the steam, and a wastewater storage tank
CN107793504A (en) A kind of device of rubber polymer cohesion
RU2408852C2 (en) Procedure for trapping oil products and installation for implementation of this procedure
RU47357U1 (en) INSTALLATION FOR REGENERATION OF WASTE INDUSTRIAL OILS
DE3428533A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REMOVING LIGHT VOLATILE MATERIALS FROM FLUIDS, ESPECIALLY FOR THE TREATMENT OF SEWAGE
CN110862205A (en) Oil sludge separation device and separation method
CN107032948A (en) A kind of dichloroethanes pretreating device
EP2755750A1 (en) Device, system, and method for cracking hydrocarbon chains

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20140722

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20160215

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160628