FI107237B - Reaktori - Google Patents
Reaktori Download PDFInfo
- Publication number
- FI107237B FI107237B FI933415A FI933415A FI107237B FI 107237 B FI107237 B FI 107237B FI 933415 A FI933415 A FI 933415A FI 933415 A FI933415 A FI 933415A FI 107237 B FI107237 B FI 107237B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- liquid
- reactor
- fluid
- reactor according
- air
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 36
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 2
- 238000005276 aerator Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 28
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 241000605222 Acidithiobacillus ferrooxidans Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 101100536354 Drosophila melanogaster tant gene Proteins 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002674 ointment Substances 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
- B01F23/2323—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
- B01F23/2334—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer
- B01F23/23341—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer with tubes surrounding the stirrer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
- B01F23/2336—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer
- B01F23/23363—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer the gas being introduced above the stirrer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
- B01F23/45—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
- B01F23/454—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing by injecting a mixture of liquid and gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
- B01F25/3124—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow
- B01F25/31242—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow the main flow being injected in the central area of the venturi, creating an aspiration in the circumferential part of the conduit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
- B01F25/53—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle in which the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle through a recirculation tube, into which an additional component is introduced
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
- B01F27/113—Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
107237
Reaktori
Keksintö koskee kaksi- tai kolmivaiheiseen jäijestelmään tarkoitettua reaktoria.
Keksintöä sovelletaan erityisesti mineraalihiukkaslietteen käsittävän nesteen ilmas-5 tukseen ilmalla tai jollain muulla sopivalla happea sisältävällä kaasulla, mikä on tarpeen muun muassa aerobisten bakteerien suodatuksessa. Keksintö ei kuitenkaan rajoitu tähän sovellutukseen vaan koskee minkä tahansa kaasun/nesteen, kaasun/nes-teen/kiintoaineen tai kaasun/nesteen/kiintoaineen/mikrobien yhdistelmän ilmastusta.
Keksinnön etuna on, että se ilmastaa nesteen kaasulla vähäisellä energiankäytöllä ja 10 korkealla kaasunkäytön hyötysuhteella.
Termillä "ilmastus" ymmärretään tässä kaasun tai kaasujen viemistä nesteeseen.
Lietteiden ilmastukseen tarkoitettuja reaktioastioita on käytetty jo monia vuosia kaivosteollisuudessa. Kaksi pääasiallista rektioastiatyyppiä ovat Pachuca (tai ilman avulla sekoitettava reaktioastia) ja koneellisesti sekoitettu reaktioastia.
15 Ensin suosittiin Pachuca-reaktioastiaa johtuen sen rakenteen ja toiminnan yksinkertaisuudesta, mutta reaktioastian koon kasvaessa se on vähitellen menettänyt suosiotaan. Suosion menetys johtui hyvän mineraalisuspension edellyttämistä suurista pai-neilmamääristä. Lisäksi ilman viipymisaika Pachuca-reaktioastiassa on liian lyhyt tehokkaaseen massansiirtoon ja Pachuca-reaktioastiat ovat taipuvaisia ilman kana-20 vointiin. Paineilmalla sekoittaminen on yleisesti ottaen tehotonta, koska tehokkaan • φ sekoituksen kuplakoko on liian suuri tehokkaaseen massansiirtoon.
Koneellisen sekoituksen käyttö on yleistynyt erityisesti suurten reaktioastioiden ollessa kyseessä, koska juoksupyörän malli on muuttunut tehokkaammaksi ja on ilmennyt, että ylimääräiset pääomakustannukset korvasi hyvin sekoituksen vaatima 25 verrattain vähäinen energia.
·» •.
Tehokkaan ilmamassansiirron ratkaisemiseksi on välttämätöntä aikaansaada hieno kuplahajonta hyvin sekoitettuun yhdistelmään kuplien viipyessä pitkän ajan reaktio-astiassa. Käytännössä tämä on toteutettu kuljettamalla ilma korkearakoisen juoksu-pyörän läpi tai viemällä ilma kalvon tai huokoisen diöuusorin läpi. Nämä molemmat 30 menetelmät ovat runsaasti energiaa kuluttavia, koska ilma on vietävä riittävällä ylipaineella nestepaineen voittaen injektointikohdassa ja paineen alenemisen voittaan injektointiaukon, kalvon tai difluusorin toiselle puolen. Tavallisesti injektointikohta 2 1072:57 on reaktioastian pohjassa ja varsinkin suurten astioiden ilmastuksen ollessa kyseessä suurimpia kustannuksia ovat pääoma ja toiminnan energiakustannukset ilman puristamiseksi injektoinnin edellyttämään paineeseen. Mikäli altaat ovat syvempiä kuin noin 10 m, on tarpeen asentaa kalliita korkeapainekompressoreja ilman puhaltmien 5 sijaan. Huokoisten diffuusorien tai pirskottimien käyttö lietteille tarkoitetuissa reak-tioastioissa saattaa lisäksi aiheuttaa työajan menetystä diffuusoreja vapautettaei sa.
Lisäksi koneellisesti sekoitetuista reaktioastioista tulee tehottomia, kun tan itään suuria paineilmamääriä, koska reaktioastiassa olevan ilman dispergoinnin vaitima energia tulee hyvin suureksi. Edelleen kun kyseessä ovat biologiset reaktionstiat, 10 nopeakäyntisten juoksupyörien lavan terillä olevat leikkausvoimat saattavat vahingoittaa bakteereja.
Vielä varsinkin kaasu/neste/kiintoame -yhdistelmien kohdalla, jolloin on tärkeää pitää kiintoaine suspensiona, merkitsee nesteen ilmastimessa kierrättämisen edellyttämä energia huomattavaa kustannustekijää.
15 Esillä olevan keksinnön mukaan reaktori kaasun viemiseksi nesteeseen käsittää nestettä sisältävän sekoitusaltaan, väliseinän altaan jakamiseksi ainakin kahteen kammioon ja nestevirtauksen mahdollistamiseksi kammioiden välillä altaan alaosassa ja yläosassa, pumppauselimen, joka on sijoitettu jompaankumpaan kammioon, nesteen kierrättämiseksi alaspäin yhdessä kammiossa ja sen jälkeen ylöspäin toisessa kam-20 miossa sekä ulkopuolisen kierrätyskanavan altaasta johdetulle nesteen sivuvii taukselle, reaktorin edelleen käsittäessä (a) supistetun poikkileikkauksen omaavan alueen Venturin ilmiön tuottam seksi • · sen läpi kulkevassa nesteessä ja alennetun paineen omaavan alueen muodostamiseksi nesteeseen, 25 (b) elimiä kaasun syöttämiseksi nesteeseen alennetun paineen alueella neste m ll- mastamiseksi, sekä ·’ (c) elimet ilmastetun nesteen syöttämiseksi altaassa kiertävään nestevirtaukse ;n.
On edullista, että väliseinä muodostuu imuputkesta, joka soveltuu upotettavaksi altaassa olevaan nesteeseen, imuputken omatessa avoimen yläpään ja avoimer ala-30 pään.
107237 3
On erityisen edullista, että allas on lieriömäinen ja että imuputki sijaitsee keskellä allasta, niin että se jakaa altaan sisäkammioon ja rengasmaiseen ulompaan kammioon.
On edullista, että pumppauselimet sijaitsevat imuputkessa.
5 On edullista, että pumppauselimet käsittävät aksiaalisen virtauspumpun.
On aivan erityisen edullista, että aksiaalinen virtauspumppu käsittää juoksupyörän, joka sijaitsee imuputkessa.
On aivan erityisen edullista, että elimet, jotka on tarkoitettu ilmastetun nesteen viemiseen altaassa olevaan kierrätysnesteeseen, järjestetään viemään ilmastettu 10 neste imuputkeen juoksupyörän yläpuolelle.
On edullista, että kaasun nesteeseen viemiseen tarkoitetut elimet käsittävät huokoisen kalvon, aukkoja tai suuttimia.
Keksinnön mukaisessa reaktorissa kaasun vieminen nesteeseen tapahtuu kierrättämällä nestettä pumpun avulla sekoitusaltaassa, jossa on ainakin kaksi kammiota, jot-15 ka ovat nesteyhteydessä altaan ylemmällä ja alemmalla vyöhykkeellä, niin että neste virtaa alaspäin yhdessä kammiossa ja ylöspäin toisessa kammiossa, tuottamalla alennetun paineen vyöhyke nesteen yhteen osuuteen, viemällä kaasu alennetun paineen vyöhykkeellä olevaan nesteosuuteen nesteen ilmastusta varten sekä viemällä ilmastettu neste altaassa olevaan kierrätysnesteeseen.
20 Keksintöä selitetään viitaten oheisiin piirroksiin, joissa: • · < • < <
Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti reaktorin erään edullisen suoritusmuodon, joka on muodostettu keksinnön mukaan.
Kuvio 2 on yksityiskohtainen kaaviomainen esitys suppilolaitteen perusmallista, joka on tarkoitettu käytettäväksi kuviossa 1 esitetyssä reaktorissa.
*- 25 Kuvio 3 on yksityiskohtainen kaaviomainen esitys suppilolaitteen eräästä edullisesta suoritusmuodosta, joka on tarkoitettu käytettäväksi kuviossa 1 esitetyssä reaktorissa, ja kuvio 4 on graafinen kuvio hapenotosta ja hapen käytöstä suhteessa ilmavirtaukseen kuviossa 1 esitetyn reaktorin sekä yleisesti tunnetun, ilman avulla sekoitettavan re-30 aktorin yhteydessä.
4 107737
Keksinnön reaktorin edullisin suoritusmuoto selitetään tässä ilman avulla tapahtuvan mineraali- ja vesilietteen ilmastuksen yhteydessä. On kuitenkin huomattava, että keksintöä ei rajata tähän sovellutukseen vaan se koskee minkä tahansa suspen loitu-neita kiintoaineita sisältävän tai ilman niitä olevan nesteen ilmastusta.
5 Kuviossa 1 esitetty reaktori 11 käsittää lietteen sisältävän sekoitusaltaan 12, pystysuoran imuputken 13 lietteeseen upotettuna sekä moottorikäyttöisen aksiaalisen vir-tausjuoksupyörän 14, joka sijaitsee imuputkessa 13 lähellä sen yläpäätä. Alta m 12 koko voi olla mikä tahansa tarkoituksenmukainen. Imuputki 13 omaa avoimen ylä-ja alapään 16, 18 ja sijaitsee sekoitusaltaan 12 keskellä jakaen sekoitusaltaan 12 si-10 säkammioon 21 ja ulompaan rengasmaiseen kammioon 23. Käytössä juoksu pyörä 14 saa lietteen virtaamaan alaspäin imuputkessa 13 ja sen jälkeen ylöspäin ulk >puo-lisessa rengasmaisessa kammiossa 23. Lietteen virtausta säädellään niin, että nine-raalihiukkaset pysyvät suspensiona.
Reaktori 11 käsittää lisäksi ulkopuolisen kiertokulun lietteen yhden osuuden kään-15 tämiseksi pois sekoitusaltaasta 12, lietteen ilmastamiseksi ja ilmalla rikastetun lietteen palauttamiseksi sekoitusaltaaseen 12. Ulkopuolinen kiertokulku käsittää kier-rätysjohdon 6, pumpun 15 lietteen pumppaamiseksi kaikkialle ulkopuoliseen h ierto-kulkuun sekä suppilolaitteen 17 lietteen ilmastukseen. Ulkopuolinen kierto sulku jäljestetään kääntämään liete sekoitusaltaan 12 yläosuudesta ja palauttamaan ilmalla 20 rikastettu liete johonkin imuputken 13 kohtaan juoksupyörän 14 yläpuolelle ilmalla rikastetun lietteen ja sekoitusaltaassa 12 olevan kierrätyslietteen sekoittamisen optimointia varten. Ulkopuolinen kiertokulku käsittää ainakin yhden sisäänpaluus uutti-men 19, joka on jäljestetty suuntaamaan ilmalla rikastettu liete alas imuputkea 13.
• · * ·
Kuvio 2 havainnollistaa suppilolaitteen 17 perusrakenteen tunnusmerkit. Viitaten 25 kuvioon suppilolaite 17 käsittää putkimaisen rungon 25, jossa on tulopää 41, pois-topää 43 ja välissä oleva kaula 3, joka määrää supistetun poikkileikkauksen alueen, jossa on aukkoja 2 ilman viemiseen lietteeseen sekoitusta varten. Kun liete virtaa putkimaisen rungon 25 läpi nuolen A osoittamassa suunnassa, virtausnopeus kasvaa, " kun liete tulee kaulaan 3, ja tuottaa siten Bemoullin yhtälön mukaisesti alennetun 30 paineen vyöhykkeen. Tästä johtuen ei ilman paineen alennetun paineen vyöhykkeelle viemiseksi tarvitse välttämättä olla korkea, vaan ilma voidaan viedä pien-paineella tai luonnollisella imulla. Kun liete virtaa kaulasta 3, se tulee laajentmeen poikkileikkauksen alueelle 5, missä nesteen nopeus vähenee ja paine kasvaa.
Laajentuneen poikkileikkauksen alue 5 muotoillaan antamaan maksimaalinen ener-35 gian talteenotto, koska ilmalla rikastettu liete laajenee, kun se virtaa kaulasta 3.
107237 5
Edelleen suppilolaitteen 17 muotoilu- ja toimintaparametrit valitaan niin, että muodostuu ilmakuplia, joiden koko on optimaalinen tehokkaaseen happimassan siirtoon kuplista lietteeseen. Tämän johdosta tarvitaan mahdollisimman pieni ilmamäärä, mikä alentaa käyttökustannuksia. Muotoilu-ja toimintaparametrit käsittävät lietteen 5 virtausnopeuden, ilman paineen sekä keinot ilman injektoimiseksi hetteeseen.
Kuvio 3 havainnollistaa suppilolaitteen 17 erään edullisen suoritusmuodon käytettäväksi yhdessä 3000 litran vetoisen sekoitusaltaan 12 sekä 75 mm läpimittaisen kier-rätysjohdon 6 kanssa. Suppilolaitteen 17 kaula 3 käsittää 25° suuruisen sisääntulo-kartion 45 ja 7° suuruisen ulosmenokartion 47. Kaulan 3 läpimitta on 25 mm ja si-10 sääntulo- ja poistopäiden 41, 43 läpimitta on 75 mm. Aukot 2 sijaitsevat kaulan 3 ulostulokartiossa 47, ja ne järjestetään kolmeen ympärysriviin, jotka ovat 5 mm:n etäisyydellä toisistaan, kunkin rivin käsittäessä 24 x 1 mm aukkoja.
On selvää, että keksintö ei yleispiirteissään rajoitu yllä mainittuihin erityisiin yksityiskohtiin.
15 Keksintöä havainnollistetaan nyt seuraavaan esimerkkiin viittaamalla.
Suoritettiin koestussarja tavanomaisella reaktorilla käsittäen 3000 litran sekoitusaltaan, jota sekoitettiin aksiaalisen virtausjuoksupyörän avulla ja jossa ilman injek-tointi jäljestettiin 1 mm reikien suihkutusrenkaan läpi juoksupyörän alapuolelle, sekä kuviossa 1 esitetyllä keksinnön reaktorin edullisimmalla suoritusmuodolla käsit-20 täen 3000 litran sekoitusaltaan, jota sekoitettiin imuputkessa sijaitsevan aksiaalisen virtausjuoksupyörän avulla ja joka omasi suppilolaitteen, joka palautti ilmastetun hetteen aksiaalisen virtausjuoksupyörän yläpuolella olevaan kohtaan.
> ·
Altaat sisälsivät 8 % w/v pyriitti/pyrhothttisakan lietettä, joka liuotettiin Thiobacil-lus ferrooxidans -bakteerien avulla.
25 Kunkin altaan ilmastushyötysuhde ilmaistiin lukuina ja tulokset esitetään kuviossa 4.
• « *- Kuvio 4 esittää aha mainittujen väliset suhteet; (a) hapen otto hetteeseen sekä ilman virtaus tavanomaiseen reaktoriin ja reaktorin edullisimpaan suoritusmuotoon; ja 30 (b) hapen käyttö sekä ilman virtaus tavanomaiseen reaktoriin ja reaktorin edullisim paan suoritusmuotoon.
6 107::37
Ilmauksella "hapen otto" tarkoitetaan happimäärää, joka vietiin liuokseen, ja on niin muodoin ilmastusasteen suora mittaus. Ilmaisulla "hapen käyttö" tarkoitetaan happimäärää, joka vietiin liuokseen prosenttimääränä reaktoriin viedyn hapen kokc nais-määrästä, ja on niin muodoin ilmastuksen hyötysuhteen suora mittaus.
5 Kuvion 4 yhteydessä termi "ilmanpirskotin" viittaa tavanomaiseen reaktoriin ja termi "suppilolaite" viittaa reaktorin edullisimpaan suoritusmuotoon.
Kuviossa 4 esitetyt tulokset osoittavat, että reaktorin edullisimman suoritasmi odon ilmastushyötysuhde oli olennaisesti parempi tavanomaisen reaktorin ilmasta ihyö-tysuhdetta. Yksityiskohtaisena esimerkkinä edullisimman suoritusmuodon mukrisel-10 la reaktorilla oli mahdollista ilmastaa liete 150 mg:lla 02/litra lietettä/tunti ilmavirtauksella, joka oli 60 1/min ja hapenkäytöllä 50 %, kun taas tavanomaisella reaktorilla voitiin liete ilmastaa 150 mg:lla 02/litra lietettä/tunti vain huomattavasti suuremmalla ilmavirtauksella 150 1/min ja merkittävästi vähäisemmällä hapen käytöllä 20 %.
15 Kunkin reaktioastiatyypin tietyllä ilmamäärällä ilmastamisen vaatimat tehot viedään Λ valvontalaitteelle ja korotetaan asteikossa arvoihin, jotka esittävät 1000 m :n iltaan ilmastuksen ennakoitua tehontarvetta. Tulokset esitetään taulukossa 1.
Taulukko 1: Ilmastuksen tehontarpeiden vertailu
Altaan rakenne Ilmastusteho 20 (Wh/m3 ilmaa)
Yleisesti tunnetta reaktori 80
Ilmanpirskottimella
Keksinnön reaktori 20 * 25 imuputkellaja suppilolaitteella
Tulokset osoittavat merkittävää energiansäästöä reaktorin edullisimmalla sucritas-·' muodolla verrattuna yleisesti tunnettuun reaktoriin. Erityisesti tulokset osoittavat, * Λ että m kohden vaadittu energia tai syötetty ilma oli nelinkertaisesti alempi rea ctorm edullisimman suoritusmuodon yhteydessä kuin yleisesti tunnetun reaktorin koh dalla. 30 Energiankäytön tulosten perusteella edellä kuvatun 02:n otto 150 mg 02/litra ietet-tä/tanti toteuttamiseen vaadittu energia vietyä happikuutiota kohden oli yhdeksän kertaa pienempi reaktorin edullisimman suoritusmuodon yhteydessä kuin yleisesti tunnetun reaktorin kohdalla.
107237 7
Keksinnön reaktorin edullisin suoritusmuoto omaa seuraavat edut yleisesti tunnettuun reaktoriin verrattuna: (i) Kaasu syötetään pienpaineella tai luonnollisella imulla, jolloin vältetään kalliiden suurpainekaasukompressorien käyttö ja alennetaan reaktorin tehontarvetta.
5 On merkittävää, että sekoitinta käytetään ainoastaan mineraalihiukkasten sus- pendointiin sekä ilmastetun lietteen kierrättämiseen.
(ii) Kaasu injektoidaan tai imetään luonnollisesti suppilolaitteeseen sellaisessa kohdassa, missä nesteen nopeus on suuri. Tämä tuottaa hyvin pieniä kuplia, mikä parantaa hapen massansiirtoa liuokseen. Tästä johtuen käyttökustannuk- 10 set alenevat, koska reaktorin tarvitsema ilma minimoidaan.
(iii) Ilmastettu liete palautetaan sekoitusaltaaseen juoksupyörän yläpuolelle kesku-simuputkeen pienpaineella. Tämän johdosta käyttökustannukset alenevat, koska lietteen kierrätykseen tarvittava pumppausvoima minimoidaan.
(iv) Reaktioastian pääomakustannukset minimoidaan, koska sekoitusaltaassa on 15 vähemmän sisäpuolisia osia. Suurten reaktorien rakentamisessa voidaan lisäksi aikaansaada mittakaavan säästöä.
(v) Ylläpitokustannukset ja hukka-aika minimoidaan, koska sekoitusaltaan sisällä on vähän vioittuvia osia. Ulkoisten osien huolto on yksinkertaista, koska pelkän ilmastuslaitteen toiminta voidaan pysäyttää huoltoa varten reaktorin koko- 20 naistoimintakykyyn vaikuttamatta. Lukkiutunut ilmastuslaite voidaan korvata nopeasti prosessia mahdollisimman vähän häiriten.
(vi) Keksintö soveltuu tehokkaaseen kaasunsyöttöön ja kiintoaineiden suspensioon kaasu-neste-kiintoaine-järjestelmässä tai tehokkaaseen kaasunsyöttöön kaasu-neste-jäijestelmään. Eräs esimerkki keksinnön hyväksikäytöstä on reagoivan 25 mineraalihiukkaslietteen suspendointi ja ilmastus bakteerisuodatuksessa. Muita käyttötapoja ovat synteettisten kaasujen biologinen metanointi, jäteveden tai muiden lietteiden lahottaminen sekä synteettisen rutiilin valmistus Becherin . menetelmällä. Sen käyttöä ei kuitenkaan rajoiteta näille alueille.
Edellä kuvattuun reaktorin edullisimpaan suoritusmuotoon voidaan tehdä useita 3 0 muutoksia keksinnön hengestä ja piiristä poistumatta.
107237 8
Esimerkiksi, vaikkakin edullisimmassa suoritusmuodossa juoksupyörä 14 sijaitsee lähellä imuputken 13 huippua, keksintöä ei rajoiteta tähän järjestelyyn vaan jr oksu-pyörä 14 voi sijaita missä tahansa sopivassa kohdassa imuputken 13 pituudella • < • · ·
Claims (9)
1. Reaktori (11) kaasun viemiseksi nesteeseen, tunnettu siitä, että se käsittää nestettä sisältävän sekoitusaltaan (12), väliseinän (13) altaan jakamiseksi ainakin kahteen kammioon (21, 23) ja nestevirtauksen mahdollistamiseksi kammioiden vä-
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että väliseinä muodostuu imuputkesta (13), joka on upotettavissa altaassa (12) olevaan nesteeseen ja jossa on avoin yläpää (16) ja avoin alapää (18).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että allas (12) on lie-20 riömäinen ja imuputki (13) sijaitsee altaan keskellä jakaen altaan sisempään kammi- . ·, oon (21) ja rengasmaiseen ulompaan kammioon (23).
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen reaktori, tunnettu siitä, että pumppauselimet käsittävät aksiaalisen virtauspumpun (14).
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että aksiaalinen vir-25 tauspumppu (14) sijaitsee imuputkessa (13). • ·
5 Iillä altaan alaosassa ja yläosassa, pumppauselimen (14), joka on sijoitettu jompaankumpaan kammioon, nesteen kierrättämiseksi alaspäin yhdessä kammiossa (21) ja sen jälkeen ylöspäin toisessa kammiossa (23) sekä ulkopuolisen kierrätyskanavan (6) altaasta johdetulle nesteen sivuvirtaukselle, reaktorin edelleen käsittäessä (a) supistetun poikkileikkauksen omaavan alueen (3) Venturin ilmiön tuottami- 10 seksi sen läpi kulkevassa nesteessä ja alennetun paineen omaavan alueen (3) muodostamiseksi nesteeseen, (b) elimiä (2) kaasun syöttämiseksi nesteeseen alennetun paineen alueella (3) nesteen ilmastamiseksi, sekä (c) elimet (19) ilmastetun nesteen syöttämiseksi altaassa (12) kiertävään nestevir- 15 taukseen.
6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että aksiaalinen virtauspumppu käsittää juoksupyörän.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että elimet (19) ilmastetun nesteen syöttämiseksi altaassa kiertävään nesteeseen on jäljestetty syöttä- 30 mään ilmastettu neste imuputkeen (13) juoksupyörän (14) yläpuolelle. 107:>37 10
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen reaktori, tunnettu siitä, että elimet kaasun syöttämiseksi nesteeseen alennetun paineen alueella (3) käsiitävät huokoisen kalvon, aukkoja tai suuttimia.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen reaktori, tunnettu siitä, että 5 elimet alennetun paineen alueen tuottamiseksi nesteeseen käsittävät putkimaisen osan, joka omaa supistetun poikkileikkauksen alueen Venturin ilmiön tuottamiseksi putkimaisen osan läpi kulkevassa nesteesssä, jolloin nesteen nopeus kasvaa ja nesteen paine vähenee supistetun poikkileikkauksen alueella.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPK979191 | 1991-12-02 | ||
| AUPK979191 | 1991-12-02 | ||
| AU9200645 | 1992-12-02 | ||
| PCT/AU1992/000645 WO1993010890A1 (en) | 1991-12-02 | 1992-12-02 | A reactor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI933415A0 FI933415A0 (fi) | 1993-07-30 |
| FI933415L FI933415L (fi) | 1993-09-30 |
| FI107237B true FI107237B (fi) | 2001-06-29 |
Family
ID=3775857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI933415A FI107237B (fi) | 1991-12-02 | 1993-07-30 | Reaktori |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0573626B1 (fi) |
| KR (1) | KR100274386B1 (fi) |
| AT (1) | ATE149875T1 (fi) |
| AU (1) | AU664871B2 (fi) |
| BR (1) | BR9205582A (fi) |
| CA (1) | CA2101627C (fi) |
| DE (2) | DE4224912A1 (fi) |
| FI (1) | FI107237B (fi) |
| NZ (1) | NZ246021A (fi) |
| RU (1) | RU2139131C1 (fi) |
| TW (1) | TW217992B (fi) |
| WO (1) | WO1993010890A1 (fi) |
| ZA (1) | ZA929334B (fi) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPO535897A0 (en) * | 1997-02-28 | 1997-03-20 | Hyperno Pty Ltd | Multiphase physico-chemical reactor |
| US5925290A (en) * | 1997-08-08 | 1999-07-20 | Rhone-Poulenc Inc. | Gas-liquid venturi mixer |
| KR100379298B1 (ko) * | 2001-01-02 | 2003-04-07 | 동림산업 주식회사 | 분체이송관 |
| FR2825996A1 (fr) * | 2001-06-19 | 2002-12-20 | Air Liquide | Systeme d'oxygenation d'un liquide a traiter transitant dans un bassin |
| DE10250406B4 (de) * | 2001-10-30 | 2007-10-25 | Hitachi, Ltd. | Reaktionsvorrichtung und Mischsystem |
| FR2848875B1 (fr) * | 2002-12-18 | 2005-02-11 | Pechiney Aluminium | Procede et dispositif de traitement des effluents de cellule d'electrolyse pour la production d'aluminium |
| ES1060099Y (es) * | 2005-04-12 | 2005-11-01 | Delta Graf S A | Dispositivo para la realizacion de la operacion de mojado para impresion offset. |
| RU2422190C1 (ru) * | 2009-12-14 | 2011-06-27 | Игорь Львович Селиваненко | Конденсатор-распределитель жидкости |
| US9205385B2 (en) * | 2011-03-04 | 2015-12-08 | Focus Products Group International, Llc | Venturi apparatus with a fluid flow regulator valve |
| RU2642562C2 (ru) * | 2012-01-31 | 2018-01-25 | Сиэйр Инк. | Многоступенчатая аэрационная установка |
| CN103071444B (zh) * | 2013-01-30 | 2014-12-10 | 北京工商大学 | 一种气液反应装置 |
| DE202014003774U1 (de) * | 2014-05-07 | 2015-08-10 | Symex Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum Homogenisieren und/oder Dispergieren fließfähiger Produkte |
| RU179139U1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ЗабГУ") | Ферментер для бактериального окисления сульфидных руд и концентратов |
| CN110272163B (zh) * | 2019-05-14 | 2021-11-09 | 江苏若焱环境设计有限公司 | 一种无动力水体处理设备 |
| KR102298061B1 (ko) * | 2020-02-04 | 2021-09-02 | 이영석 | 스프레이 노즐을 구비한 고순도 화장품 원재료 배합 장치 |
| CN111389339A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-10 | 张家港弗克新型建材有限公司 | 常温常压循环复配或合成生产减水剂的设备及其制作 |
| CN115814717A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-03-21 | 上海华谊（集团）公司 | 一种连续酸解循环反应器及制备乙烯利的方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR392809A (fr) * | 1908-07-30 | 1908-12-07 | Le Vide | Application des trompes à la confection des mélanges, et procédés et dispositifs pour la réalisation de ladite application |
| DE1457179A1 (de) * | 1964-11-26 | 1968-12-05 | Willi Walbersdorf Sondermaschb | Misch- oder Chemoreaktionseinrichtung |
| US3643403A (en) * | 1970-04-29 | 1972-02-22 | Richard E Speece | Downflow bubble contact aeration apparatus and method |
| BE790132R (fr) * | 1971-10-14 | 1973-04-16 | Basf Ag | Procede et dispositif d'aeration de |
| DE2303396A1 (de) * | 1973-01-24 | 1974-07-25 | Linde Ag | Verfahren zum loesen eines gases oder einer gaskomponente in einer fluessigkeit |
| US4017565A (en) * | 1973-07-13 | 1977-04-12 | Mueller Hans | Device for admixing a gaseous and a liquid phase |
| AU497149B2 (en) * | 1973-09-27 | 1978-12-07 | The Commonwealth Industrial Gases Limited | Dissolving gas ina liquid |
| US4051204A (en) * | 1973-12-21 | 1977-09-27 | Hans Muller | Apparatus for mixing a liquid phase and a gaseous phase |
| DE2507698C2 (de) * | 1975-02-22 | 1984-10-25 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit |
| FR2338071A1 (fr) * | 1976-01-16 | 1977-08-12 | Cem Comp Electro Mec | Procede et dispositif pour la formation de bulles gazeuses, par exemple en vue de la flottation |
| US4208375A (en) * | 1977-01-03 | 1980-06-17 | Bard Max L | Mixing system |
| AU516184B2 (en) * | 1977-09-12 | 1981-05-21 | The Commonwealth Industrial Gases Limited | Dissolving gas ina liquid |
| FR2440224A2 (fr) * | 1978-10-11 | 1980-05-30 | Carboxyque Francaise | Procede de traitement d'un liquide par un gaz, notamment d'eaux residuaires par l'oxygene |
| CA1135180A (en) * | 1979-03-30 | 1982-11-09 | Charles B. Donaldson | Apparatus and method for producing a gas in liquid dispersion |
| DE3010351A1 (de) * | 1980-03-18 | 1981-09-24 | Michael Ing.(Grad.) 8351 Bernried Dinnendahl | Vertikale gegenstrombelueftung |
| DD243432A1 (de) * | 1985-12-17 | 1987-03-04 | Dessau Gaerungschemie | Verfahren und vorrichtung zur begasung einer fluessigkeit |
| SU1556728A1 (ru) * | 1988-03-28 | 1990-04-15 | Предприятие П/Я В-8685 | Смеситель |
| FR2654584B1 (fr) * | 1989-11-20 | 1992-05-22 | Chauveau Jean Marie | Reacteur pour traiter une liqueur de cacao et ses derives. |
-
1992
- 1992-07-28 DE DE4224912A patent/DE4224912A1/de not_active Ceased
- 1992-12-02 ZA ZA929334A patent/ZA929334B/xx unknown
- 1992-12-02 CA CA002101627A patent/CA2101627C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-02 KR KR1019930702303A patent/KR100274386B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-02 RU RU93051551A patent/RU2139131C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1992-12-02 NZ NZ246021A patent/NZ246021A/en not_active IP Right Cessation
- 1992-12-02 AU AU30769/92A patent/AU664871B2/en not_active Ceased
- 1992-12-02 BR BR9205582A patent/BR9205582A/pt not_active IP Right Cessation
- 1992-12-02 DE DE69218181T patent/DE69218181T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-02 AT AT92924495T patent/ATE149875T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-12-02 WO PCT/AU1992/000645 patent/WO1993010890A1/en not_active Ceased
- 1992-12-02 EP EP92924495A patent/EP0573626B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-29 TW TW081110451A patent/TW217992B/zh active
-
1993
- 1993-07-30 FI FI933415A patent/FI107237B/fi active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU664871B2 (en) | 1995-12-07 |
| EP0573626A4 (en) | 1994-07-13 |
| TW217992B (en) | 1993-12-21 |
| BR9205582A (pt) | 1994-08-02 |
| AU3076992A (en) | 1993-06-28 |
| EP0573626A1 (en) | 1993-12-15 |
| CA2101627C (en) | 2007-04-03 |
| DE69218181D1 (de) | 1997-04-17 |
| CA2101627A1 (en) | 1993-06-03 |
| RU2139131C1 (ru) | 1999-10-10 |
| ATE149875T1 (de) | 1997-03-15 |
| WO1993010890A1 (en) | 1993-06-10 |
| FI933415A0 (fi) | 1993-07-30 |
| KR100274386B1 (ko) | 2001-04-02 |
| FI933415L (fi) | 1993-09-30 |
| NZ246021A (en) | 1995-07-26 |
| DE69218181T2 (de) | 1997-06-19 |
| DE4224912A1 (de) | 1993-06-03 |
| EP0573626B1 (en) | 1997-03-12 |
| ZA929334B (en) | 1996-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI107237B (fi) | Reaktori | |
| US6565070B2 (en) | Reactor | |
| US4207180A (en) | Gas-liquid reaction method and apparatus | |
| EP0477818B2 (en) | Improved oxygen enrichment method and system | |
| US6145815A (en) | System for enhanced gas dissolution having a hood positioned over the impeller with segregating rings | |
| US5108662A (en) | Gas-liquid mixing process and apparatus | |
| US3814396A (en) | Aeration apparatus | |
| US4211733A (en) | Gas-liquid mixing process and apparatus | |
| CN101541691A (zh) | 用于混合高粘性液体和气体的系统和方法 | |
| US4680119A (en) | Apparatus for introducing a gas into a liquid | |
| EP0583509B1 (en) | Enhanced gas dissolution | |
| US20180162757A1 (en) | Venturi apparatus and method of use | |
| US20080080303A1 (en) | Fluid mixer, fluid mixing apparatus, and nozzle member | |
| CA2116248C (en) | A reactor | |
| EP1670574B1 (en) | Method and apparatus for mixing of two fluids | |
| JP2010535627A (ja) | 曝気のための方法及び装置 | |
| US4707308A (en) | Apparatus for circulating water | |
| EP0027911A1 (en) | Apparatus for contacting liquid with a gas | |
| WO2000027514A1 (en) | Ejector for entraining a gas into a liquid | |
| CN215161366U (zh) | 一种微界面强化生化曝气系统 | |
| CN214611751U (zh) | 一种好氧生物处理的反应装置 | |
| WO1997019747A1 (en) | A device for entraining a gas into a liquid |