FI107237B - Reaktori - Google Patents

Reaktori Download PDF

Info

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
tank
reactor according
fluid
Prior art date
Application number
FI933415A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI933415A (fi
FI933415A0 (fi
Inventor
Robin John Batterham
Warwick Arthur Hoffmann
Nicholas Katsikaros
Original Assignee
Tech Resources Pty Ltd
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 Tech Resources Pty Ltd filed Critical Tech Resources Pty Ltd
Publication of FI933415A0 publication Critical patent/FI933415A0/fi
Publication of FI933415A publication Critical patent/FI933415A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI107237B publication Critical patent/FI107237B/fi

Links

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

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)

107237 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.
FI933415A 1991-12-02 1993-07-30 Reaktori FI107237B (fi)

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
FI933415A FI933415A (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 (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
ES1060099Y (es) * 2005-04-12 2005-11-01 Delta Graf S A Dispositivo para la realizacion de la operacion de mojado para impresion offset.
US9205385B2 (en) * 2011-03-04 2015-12-08 Focus Products Group International, Llc Venturi apparatus with a fluid flow regulator valve
CN104136107B (zh) * 2012-01-31 2016-08-24 海空有限公司 多级曝气装置
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

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
AU497149B2 (en) * 1973-09-27 1978-12-07 The Commonwealth Industrial Gases Limited Dissolving gas ina liquid
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
FR2654584B1 (fr) * 1989-11-20 1992-05-22 Chauveau Jean Marie Reacteur pour traiter une liqueur de cacao et ses derives.

Also Published As

Publication number Publication date
ZA929334B (en) 1996-03-28
RU2139131C1 (ru) 1999-10-10
BR9205582A (pt) 1994-08-02
CA2101627C (en) 2007-04-03
DE69218181D1 (de) 1997-04-17
TW217992B (en) 1993-12-21
AU664871B2 (en) 1995-12-07
DE69218181T2 (de) 1997-06-19
ATE149875T1 (de) 1997-03-15
CA2101627A1 (en) 1993-06-03
DE4224912A1 (de) 1993-06-03
AU3076992A (en) 1993-06-28
EP0573626A4 (en) 1994-07-13
FI933415A (fi) 1993-09-30
FI933415A0 (fi) 1993-07-30
WO1993010890A1 (en) 1993-06-10
NZ246021A (en) 1995-07-26
EP0573626A1 (en) 1993-12-15
EP0573626B1 (en) 1997-03-12
KR100274386B1 (ko) 2001-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI107237B (fi) Reaktori
US4207180A (en) Gas-liquid reaction method and apparatus
US6565070B2 (en) Reactor
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
US4267052A (en) Aeration method and apparatus
CN101541691A (zh) 用于混合高粘性液体和气体的系统和方法
US20160193573A1 (en) Method and system for enhancing mass transfer in aeration/oxygenation systems
US4680119A (en) Apparatus for introducing a gas into a liquid
EP0583509B1 (en) Enhanced gas dissolution
WO2018148305A1 (en) Improved venturi apparatus and method of use
JP2010535627A (ja) 曝気のための方法及び装置
JP3204978B2 (ja) 反応器
CN108404700B (zh) 一种无内导流筒的气升式旋环流高效循环混合装置
CN215161366U (zh) 一种微界面强化生化曝气系统
US4734197A (en) Jet aerator header assemblies and methods for use thereof in total, partial, and non-barriered oxidation ditches
WO2017124128A1 (en) Jet aeration and mixing nozzle
CN115845748B (zh) 一种微纳气泡臭氧耦合式矿浆氧化处理装置及其使用方法
AU665266B2 (en) A reactor
PL243753B1 (pl) Sposób mieszania cieczy z gazem, w gazoszczelnym multireaktorze rurowym oraz urządzenie do mieszania cieczy z gazem w postaci multireaktora rurowego