FI121002B - Avoin paineenalainen sekoitusreaktori ja menetelmä kaasun ja lietteen sekoitttamiseksi toisiinsa - Google Patents

Avoin paineenalainen sekoitusreaktori ja menetelmä kaasun ja lietteen sekoitttamiseksi toisiinsa Download PDF

Info

Publication number
FI121002B
FI121002B FI20080633A FI20080633A FI121002B FI 121002 B FI121002 B FI 121002B FI 20080633 A FI20080633 A FI 20080633A FI 20080633 A FI20080633 A FI 20080633A FI 121002 B FI121002 B FI 121002B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
vertical
horizontal
sludge
outer tube
Prior art date
Application number
FI20080633A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20080633A0 (fi
Inventor
Jussi Vaarno
Bror Nyman
Launo Lilja
Pertti Pekkala
Stig-Erik Hultholm
Mikko Ruonala
Jari Tiihonen
Original Assignee
Outotec Oyj
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 Outotec Oyj filed Critical Outotec Oyj
Publication of FI20080633A0 publication Critical patent/FI20080633A0/fi
Priority to FI20080633A priority Critical patent/FI121002B/fi
Priority to DK09828696.6T priority patent/DK2361145T3/en
Priority to PCT/FI2009/050911 priority patent/WO2010061054A1/en
Priority to EA201190016A priority patent/EA020355B1/ru
Priority to CA2743254A priority patent/CA2743254C/en
Priority to CN2009801469150A priority patent/CN102223946B/zh
Priority to BRPI0921584A priority patent/BRPI0921584A2/pt
Priority to AU2009321552A priority patent/AU2009321552B2/en
Priority to ES09828696.6T priority patent/ES2599009T3/es
Priority to PE2011001064A priority patent/PE20120242A1/es
Priority to EP09828696.6A priority patent/EP2361145B1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI121002B publication Critical patent/FI121002B/fi
Priority to CL2011001205A priority patent/CL2011001205A1/es
Priority to ZA2011/04689A priority patent/ZA201104689B/en

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
    • B01F23/30—Mixing gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/006—Baffles
    • 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
    • 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
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/57—Mixing high-viscosity liquids with solids
    • 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
    • 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
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/0066—Stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
    • B01J2219/00166—Controlling or regulating processes controlling the flow controlling the residence time inside the reactor vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761—Details of the reactor
    • B01J2219/00763—Baffles
    • B01J2219/00765—Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/00768—Baffles attached to the reactor wall vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761—Details of the reactor
    • B01J2219/00763—Baffles
    • B01J2219/00765—Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/0077—Baffles attached to the reactor wall inclined
    • B01J2219/00774—Baffles attached to the reactor wall inclined in the form of cones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/182—Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/185—Details relating to the spatial orientation of the reactor vertical

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Description

AVOIN PAINEENALAINEN SEKOITUSREAKTORI JA MENETELMÄ KAASUN JA LIETTEEN SEKOITTAMISEKSI TOISIINSA
KEKSINNÖN ALA
5 Keksintö kohdistuu laitteistoon hydrometallurgisten prosessien suorittamiseksi paineenalaisuudessa. Laitteisto muodostuu korkeasta pystyreaktorista ja sen alapuolelle sijoitetusta paineenalaisesta vaakareaktorista. Pystyreak-tori on puolestaan muodostettu kahdesta sisäkkäisestä putkesta, jolloin sisä-putken yläosa on varustettu alaspäin painavalla sekoittimella ja elimillä, jotka 10 tehostavat syötettävän kaasun imeytymistä lietteeseen, kuten ventureilla. Liete syötetään sisäputkeen virtaamaan alaspäin ja reaktiokaasu syötetään sisäputken yläosaan ainakin yhdessä kohdassa. Pystyreaktori on alaosastaan yhdistetty autoklaavityyppiseen vaakareaktoriin, joka on varustettu tehokkailla radiaalisekoittimilla lietesuspension pitämiseksi liikkeessä ja saa-15 maan aikaan nostovirtausta lietesuspension johtamiseksi pystyreaktorin ulompaan putkeen. Keksinnön mukaisessa menetelmässä kaasun ja lietteen välistä, paineessa tapahtuva kontaktiaikaa pidennetään vaakareaktorin avulla. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
KEKSINNÖN TAUSTA
2 US-patenttijulkaisussa 4,648,973 on kuvattu laitteistoa, missä happipitoinen 3 kaasu syötetään avoimeen painereaktoriin, niin kutsuttuun vastakuplareakto- 4 riin, lähinnä sen yläosaan, jossa se venturien avulla dispergoidaan kiinto- 5 aine-liuossuspensioon. Pystyreaktori muodostuu kahdesta sisäkkäisestä 6 putkesta, missä lietesuspensio virtaa alaspäin sisemmässä putkessa kohti 7 reaktorin pohjaa ja sieltä edelleen ylöspäin sisäputkea ympäröivässä ren 8 gasmaisessa ulkoputkessa. Pystyreaktori toimii hyvin niin kauan kuin se on 9 toiminnassa, mutta reaktorin ongelma on vaikeus saada lietesuspensio uu 10 delleen liikkeelle toimintakatkon jälkeen sillä katkon aikana kiintoaine laskeu- 11 tuu reaktorin pohjalle liikkumattomaksi patjaksi. Ongelmaa on yritetty ratkaista esimerkiksi loveamalla sisäputken alapäätä kiilamaisesti, jolloin patjan yläpuolisen liuoksen liikkeelle saaminen on helpompaa. On myös mahdollis- 2 ta aloittaa käyntiinlähtö sykkivällä pumppauksella. Myös kaasun syötöllä laskeutuneen kiintoainepatjan alle saadaan suspensio sen verran liikkeelle, että virtaus reaktorissa lähtee käyntiin. Esitetyt keinot ovat kuitenkin usein riittämättömiä, ja erityisesti jos lietteen kiintoainepitoisuus on suuri tai kiintoai-5 neen tiheys korkea, joudutaan reaktori tyhjentämään ennen uutta käynnistystä.
Makaavat autoklaavit ovat sinänsä tunnettuja ja ne ovat suljettuja paineen ylläpidon takia.
10
KEKSINNÖN TARKOITUS
Tekniikan tasossa kuvattu pystyreaktori eli avoin autoklaavi toimii normaalioloissa moitteettomasti, mutta kuten edellä todettiin, käynnistys seisokin jälkeen tuottaa usein ylitsepääsemättömiä vaikeuksia, erityisesti jos reaktorin 15 korkeus on esimerkiksi yli 30 m.
Tämän keksinnön mukaisen laitteiston tarkoituksena on poistaa edellä esitettyjä pystyreaktorin haittoja yhdistämällä avoin pystyreaktori vaakareaktoriin, joka on makaavan autoklaavin tyyppinen. Mitoittamalla pystyreaktori sopi-20 vaksi saadaan reaktorin alaosaan ja vaakareaktoriin haluttu paine, jonka suuruus puolestaan riippuu käsiteltävästä materiaalista ja lietetiheydestä. Kun vaakareaktori mitoitetaan niin, että sen tilavuus vastaa vähintään sekoitettavan lietteen kiintoaineen tilavuutta ja varustetaan tehokkailla radiaalisilla sekoittimilla, voidaan pystyreaktorin haitat ehkäistä ja laitteisto toimii paine-25 reaktorina, joka kuitenkin on yläpäästään avoin. Pystyreaktoriin liitetyn vaa-kareaktorin etuna on edellisen lisäksi vaakareaktorin antama viiveaika laitteistoon syötetyn lietteen ja kaasun välisille reaktioille. Vaakareaktorissa lietteen täyttöaste keksi nnön mukaisessa menetelmässä ja laitteistossa on 100%, koska tarvittava kaasutila on pystyreaktorin yläosassa ja tällöin erityi-30 sesti vaakareaktorin hyötysuhde on korkea. Normaalissa autoklaavissa lietteen täyttöaste on korkeintaan luokkaa 80%, koska siellä pitää olla myös tarvittava kaasutila.
3
Keksinnön mukaisen laitteiston ja menetelmän tarkoituksena on poistaa tekniikan tasossa kuvattujen laitteiden puutteita ja tuoda esiin yksinkertainen laitteisto reaktiokaasun entistä tehokkaampaan sekoitukseen lietteeseen, 5 sekoitusintensiteetin nostamiseen ja muodostettujen kaasukuplien levittämiseen lietteeseen haluttujen reaktioiden aikaansaamiseksi.
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista vaatimuksista.
10
Keksintö kohdistuu laitteistoon suuren kiintoainepitoisuuden tai kiintoaineen korkean ominaispainon omaavan lietteen ja siihen syötettävän kaasun käsittelemiseksi. Laitteisto muodostuu ainakin yhdestä avoimesta pystyreaktoris-ta, joka on muodostettu kahdesta sisäkkäin asennetusta putkesta, sisä- ja 15 ulkoputkesta, jossa sisäputki on varustettu alaspäin painavalla sekoittimella ja elimillä kaasun syötön tehostamiseksi. Laitteistolle on tyypillistä, että pys-tyreaktorin alaosaan on kiinnitetty sylinterimäinen vaakareaktori, joka on varustettu kiintoainetta leijuttavilla ja kiertovirtausta vaakareaktorista pystyreak-torin ulkoputkeen edistävillä radiaalisekoittimilla.
20
Laitteistolle on tyypillistä, että vaakareaktorin tilavuus on 20 - 80% koko laitteiston tilavuudesta, ja että pystyreaktorin korkeus on moninkertainen sen keskiosan halkaisijaan D nähden. 1 2 3 4 5 6
Pystyreaktorin yläosassa on edullisesti laajennusosa, jossa sisäputkelle on 2 muodostettu ulkopinta ja sisäpinta, jolloin sisäputken ulkopinnan ja ulkoput- 3 ken välisen rengasmaisen osan poikkipinta-ala on korkeintaan sama kuin si 4 säputken ja ulkoputken välisen rengasmaisen osan poikkipinta-ala pystyre 5 aktorin muissa osissa. Laajennusosassa ulkoputken halkaisija on 2- 20 ker- 6 taa ulkoputken halkaisija D reaktorin keskiosassa.
4
Keksinnön erään sovelluksen mukaan sisäputken ulkopinnan ja sisäpinnan yläosat muotoillaan kartiomaisiksi. Eräässä sovellutusmuodossa sisäputken yläosan yläpuolelle on sijoitettu ulkoputken reunasta sisäänpäin suunnattu kartio-ohjain, joka on rakennettu nousemaan ulkoputken reunasta ylöspäin 5 kulmassa 30 - 75° matkalla 0,1 - 0,2 kertaa laajennuksen halkaisija ja sen jälkeen laskemaan kulmassa 15-50°.
Keksinnön erään sovelluksen mukaan pystyreaktorin sisäputki ulottuu alareunastaan vaakareaktorin sisäpuolelle matkan, joka on 0,1 - 0,14 kertaa 10 vaakareaktorin korkeus.
Vaakareaktorin sekoittimien lavat on edullisesti sijoitettu korkeudelle, joka on 0,70 - 0,85 kertaa vaakareaktorin korkeus ja sekoittimet saatetaan pyörimään vastakkaisiin suuntiin.
15
Keksinnön eräässä sovellutusmuodossa pystyreaktorin ulkoputken alareunan uloke ulottuu sektorissa 100 - 140° vaakareaktorin sisäpuolelle vaaka-reaktorin sekoittimien lapojen tasolle. Pysty- ja vaakareaktorin liittymäkohta on lisäksi varustettu virtaushaitoilla, jotka on kiinnitetty sisäputken alaosaan 20 ja suunnattu siitä ulospäin matkan, joka on luokkaa 0,2 - 0,3 kertaa sisäputken halkaisija. Liittymäkohdan virtaushaitat on sijoitettu pystyreaktorin ulkoputken ulokkeeseen nähden vastakkaiselle puolelle ja symmetrisesti 110 -130° kulmassa toisiinsa nähden. Reaktorien liittymäkohdan virtaushaitat ulottuvat korkeussuunnassa vaakareaktorin yläreunasta sekoittimien lapojen 25 korkeudelle.
Keksinnön eräässä sovellusmuodossa vaakareaktori on varustettu kunkin sekoittimen ympärille sijoitetuilla virtaushaitoilla, jotka on suunnattu kohti vaakareaktorin seiniä.
Keksinnön mukainen laitteisto voi myös muodostua useamman pysty- ja vaakareaktorin yhdistelmästä, jolloin pystyreaktorien ja niihin kiinnitettyjen 30 5 vaakareaktorien lukumäärä on 2 - 10, vaakareaktorit on liitetty toisiinsa ja kunkin väliin on sijoitettu virtausaukoilla varustettu väliseinä. Erään vaihtoehdon mukaan yhdistelmässä pystyreaktorin sisäputki on yhdistetty toisen pys-tyreaktorin rengasmaiseen osaan. Useamman reaktorin yhdistelmä voidaan 5 myös sijoittaa U-muotoon.
Keksintö kohdistuu myös menetelmään suuren kiintoainepitoisuuden tai kiintoaineen korkean ominaispainon omaavan lietteen ja siihen syötettävän kaasun käsittelemiseksi avoimessa laitteistossa, jonka alaosaan muodostetaan 10 korkea hydrostaattinen paine, jolloin liete ja siihen syötettävä kaasu saatetaan virtaamaan alaspäin ainakin yhden avoimen pystyreaktorin sisäputkes-sa ja nousemaan ylöspäin pystyreaktorin ulkoputkessa. Menetelmälle on tyypillistä, että pystyreaktorin sisäputkesta lietteen ja kaasun suspensio johdetaan edelleen pystyreaktorin alapuolelle kiinnitettyyn sylinterimäiseen vaa-15 kareaktoriin lietteen ja kaasun välisten reaktioiden viiveajan pidentämiseksi, ja vaakareaktorista suspensio saatetaan nousemaan pystyreaktorin ulkoput-keen kiintoainetta leijuttavien ja kiertovirtausta vaakareaktorista pystyreakto-riin edistävien sekoittimien avulla.
20 Keksinnön mukaisessa menetelmässä vaakareaktorin tilavuus on mitoitettu vastaamaan vähintään laitteistossa käsiteltävän lietteen kiintoaineen tilavuutta.
Menetelmän erään suoritusmuodon mukaan lietteen mukana virtaavan kaa-25 sun johtamiseksi uudelleen kiertoon pystyreaktorin ulkoputkesta sisäputkeen saatetaan kaasun ja lietteen suspensio virtaamaan ulkoputkesta yläosan laa-jennustilaan ja sen nielumaisen kanavarakenteen kautta sisäputkeen. Erään sovellusmuodon mukaan nielumaisen kanavarakenteen poikkipinta-ala pienenee kohti laajennusosan keskustaa ja lietteen virtausnopeus säädetään 30 alueelle 0,9 -1,2 m/s.
6
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, että vaakareaktorin sekoit-timet saavat aikaan toisiaan vastaan pyörivät radiaaliset lietevirtaukset ja että toisiaan vastaan pyöriviä virtauksia vaimennetaan reaktorien liittymäkohtaan sijoitettujen virtaushaittojen ja ulkoputken alaosan ulokkeen avulla ja 5 lietevirtauksen suunta käännetään nousemaan ulkoputkeen.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan lietteen ja kaasun käsittely suoritetaan useamman pysty- ja vaakareaktorin muodostamassa yhdistelmässä. Tällöin lietesuspension siirto yhdestä pysty- ja vaakareaktorin laitteesta toi-10 seen tapahtuu toisiinsa yhdistettyjen vaakareaktorien kautta. Erään vaihtoehdon mukaan lietesuspensiota voidaan myös kierrättää johtamalla sitä jostakin pystyreaktorin sisäputkesta toisen pystyreaktorin rengasmaiseen osaan.
15 KUVALUETTELO
Kuva 1 on pystyleikkaus keksinnön mukaisesta laitteistosta, kuvassa 2 on esitetty sivukuvantona tarkemmin laitteiston yläosaa, kuvassa 3 on esitetty sivukuvantona tarkemmin laitteiston alaosaa, ja kuva 4 esittää laitteistoa, joka muodostuu useammasta pystyreaktorista ja 20 toisiinsa yhdistetyistä vaakareaktoreista.
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Keksinnön mukainen laitteisto, joka muodostuu pysty- ja vaakareaktorin yhdistelmästä, on erityisen edullinen kemiallisille prosesseille, missä hapete-25 taan happipitoisen kaasun avulla suuren kiintoainepitoisuuden omaavaa lietettä tai lietettä, jossa kiintoaineen ominaispaino on korkea, ja hapen hyötysuhde halutaan korkeaksi. Suurella kiintoainepitoisuudella tarkoitetaan, että lietteen kiintoainepitoisuus on luokkaa 40 - 70%. Tällöin on usein vaikeuksia saada aikaan tehokasta kontaktia kaasun ja lietteen välille ilman tar-30 peeksi suurta painetta, kuten esimerkiksi hydrostaattista painetta ja riittävän pitkää viiveaikaa. Keksinnön mukainen laitteisto ja menetelmä myös poistaa vaikeuden lähteä ajamaan prosessia ylös toimintakatkon jälkeen, sillä vaaka- 7 reaktori mitoitetaan sellaiseksi, että sen tilavuus vastaa vähintään laitteistossa käsiteltävän lietteen kiintoaineen tilavuutta. Lisäksi vaakareaktori on varustettu tehokkailla sekoittimilla, joiden avulla kiintoaine saadaan virtaamaan vaakareaktorista pystyreaktorin ulkoputkeen.
5
Keksinnön mukaista laitteistoa ja menetelmää selostetaan tarkemmin oheisten kuvien avulla. Kuvasta 1 nähdään, että laitteisto 1 muodostuu siis selvästi kahdesta osasta, ylhäältä avoimesta pystyreaktorista 2 ja vaakareaktorista 3, jotka on yhdistetty toisiinsa. Molemmissa reaktoreissa on omat sekoi-10 tinelimensä. Pystyreaktori puolestaan on muodostettu kahdesta sisäkkäisestä putkesta, sisäputkesta 4 ja ulkoputkesta 5. Käsiteltävä kiintoaineen ja nesteen muodostama liete syötetään tunnetulla tavalla sisäputken yläosaan tai vaakareaktorin alaosaan.
15 Pystyreaktorin korkeus on aina moninkertainen sen halkaisijaan nähden, kun halkaisija D mitataan pystyreaktorin ulkoputken keskiosasta. Pystyreaktori voidaan rakentaa halutun korkuiseksi esimerkiksi välillä 10 - 80 m ja kuvassa pystyreaktori on kuvattu katkaistuna. Pystyreaktorin alaosan ja vaakareaktorin hydrostaattinen paine on sitä korkeampi, mitä korkeampi pystyreakto-20 ri. Reaktorissa voidaan käsitellä matalan arvometallipitoisuuden omaavia raaka-aineita kuten kaivosjätteitä edullisesti. Tällöin esimerkiksi sulfidisia materiaaleja käsiteltäessä voidaan olosuhteet säätää sellaiseksi, että lietteen lämpötila pystyreaktorin yläosassa on lähes kiehumispisteessä, jolloin voidaan prosessin vesitasetta hoitaa haihtumisen avulla. Sulfidimateriaaleja ja 25 happea käytettäessä lämmitys voi toimia jopa autogeenisesti.
On selvää, että pystyreaktorissa ulkoputken yläosa on korkeampi kuin sisäputken, jolloin uiko- ja sisäputken välisessä rengasmaisessa tilassa virtaava liete voidaan kääntää virtaamaan takaisin sisäputkeen. Sisäputkeen 4, sen 30 yläosaan, on asennettu mahdollisimman voimakkaan alaspäin suuntautuvan virtauksen lietteelle antava sekoitinelin 6. Sylinterimäisen, makaavan vaaka-reaktorin kanteen on asennettu ainakin kaksi sekoitinta 7, jotka antavat voi- 8 makkaan virtauksen ja sannalla tehokkaan sekoitusenergian. Vaakareakto-rissa voi olla useampia sekoittimia, joista kuvassa nähdään kaksi. Lähimmäksi pystyreaktoria sijoitettujen sekoittimien toimintavaatimuksiin kuuluu lisäksi, että sekoittimet edullisesti muodostavat lietteeseen ylöspäin kohti 5 pystyreaktorin ulkoputkea 5 suunnatun virtauksen. Vaakareaktorin sekoittimet on mitoitettu niin, että niiden antama teho riittää saamaan ajokatkon aikana reaktoriin laskeutunut kiintoaine liikkeelle ja virtaamaan pystyreaktorin putkissa. Mikäli vaakareaktoriin syötetään lisäkaasua, pitää sekoittimien pystyä dispergoimaan myös tämä lietteeseen.
'10
Keksinnön mukaisessa laitteistossa pystyreaktori on periaatteessa US-patentissa 4,648,973 kuvatun kaltainen ja se on alaosastaan yhdistetty auto-klaavityyppiseen sylinterimäiseen vaakareaktoriin. Vaakareaktori on yksinkertaisimmillaan yksilohkoinen ja pystyreaktori on kiinnitetty sen keskiosaan. 15 Vaakareaktori on varustettu edullisesti ainakin kahdella, sen kansiosasta alaspäin suunnatulla sekoittimella, jotka on sijoitettu pystyreaktorin kummallekin puolelle.
Kuvien 1 ja 2 mukaisessa tapauksessa pystyreaktorin yläosaan on muodos-20 tettu laajennusosa 8. Laajennusosassa sisäputken 4 yläosa on muodostettu siten, että sillä on sisäpinta 9 ja ulkopinta 10. Sisäputken ulkopinta on muotoiltu siten, että ulkoputken ja sisäputken rengasmaisen tilan poikkipinta-ala pysyy suunnilleen samana kuin pystyreaktorin keskiosassakin. Reaktorin nestepinta 11 on sisäputken yläreunaa korkeammalla reaktorin ollessa toi-25 minnassa. Sisäputken ulkopinnan yläosa 12 ja sisäpinnan yläosa 13 muotoillaan edullisesti kartiomaisiksi siten, että ne pienentävät virtausvastusta.
Pystyreaktori voidaan vielä sisäputken yläosan ja sen yläreunan 14 yläpuolella varustaa ulkoputken reunasta sisäänpäin suunnatulla kartio-ohjaimella 30 15. Kartio-ohjain on rakennettu nousemaan ulkoputken reunasta ylöspäin ensin kulmassa 30 - 75° matkalla 0,10 - 0,2 kertaa laajennuksen 8 halkaisija ja sen jälkeen laskemaan kulmassa 15 - 50° Laskevassa kulmassa oleva 9 kartio-ohjaimen osuus on suunnattu kohti laajennuksen keskustaa ja ulottuu edullisesti sisäputken sisäpinnan 9 kuviteltuun jatkeeseen asti. Tällöin se muodostaa sisäputkeen päin suunnatun nielumaisen kanavarakenteen, jonka kautta ulkoputkessa ylös noussut lietteen ja kaasun suspensio kääntyy 5 virtaamaan takaisin sisäputkeen. Kartio-ohjaimen etäisyys sisäputkesta voidaan myös määritellä sen mukaan, miten suuri osa kiertokaasusta halutaan johtaa uudelleen kiertoon. Kun kartio-ohjain muotoillaan ja sijoitetaan siten, että sen avulla aikaansaadun kanavan poikkipinta-ala pienenee tasaisesti ja lietteen virtausnopeus säädetään alueelle 0,9 - 1,2 m/s, on mahdollista saa-10 da lähes 100 % kaasusta takaisin kiertoon.
Kartio-ohjainta on tarkoitettu käytettäväksi sellaisissa olosuhteissa, joissa lietteen mukana pystyreaktorin uiko- ja sisäputken rajaamassa rengasmaisessa osassa 16 ylöspäin virtaava kaasu halutaan saada takaisin kiertoon eli 15 virtaamaan reaktorin sisäputkessa 4 alaspäin. Virtauksessa mukana pidettävä kaasu on esimerkiksi happipitoinen kaasu, joka ei ole vielä ehtinyt reagoimaan lietteen kanssa.
Jos lietteen mukana virtaava kaasu halutaan laajennusosassa erottaa virta-20 uksesta, kartio-ohjainta ei käytetä. Virtauksesta erotettava kaasu taas on inerttiä kaasua, esimerkiksi typpeä tai hiilidioksidia, joka poistetaan lietevirta-uksesta reaktorin laajennusosassa (ei tarkemmin kuvassa). Laajennusosan 8 rakenne muodostetaan käsiteltävän kaasun mukaisesti siten, että siinä ul-koputken halkaisija d voi olla luokkaa 2- 20 kertaa ulkoputken halkaisija D 25 reaktorin keskiosassa. Laajennusosan halkaisija on sitä suurempi mitä suurempi on kierrosta poistettava kaasumäärä. Käsitelty liete poistetaan esimerkiksi reaktorin yläosasta tunnetulla tavalla ylivuotona.
Pystyreaktorin putkimaisessa osassa sisäputkeen on sijoitettu ainakin yksi 30 kuristuskohta, kuten venturi 17, ja lietteeseen syötettävä kaasu syötetään kuristuskohtaan tai sen yläpuolelle, kuten US-patentissa 4,648,973 on kuvattu. Kun kaasu syötetään pystyreaktoriin, tarvittava paine on matalampi kuin 10 syötettäessä vaakareaktoriin. Tarpeen vaatiessa lisäkaasua voidaan kuitenkin syöttää myös vaakareaktoriin.
Alaosastaan pystyreaktori 2 on yhdistetty vaakareaktoriin 3. Vaakareaktorin 5 tilavuus on mitoitettu niin, että se vastaa vähintään laitteistossa käsiteltävän lietteen kiintoaineen tilavuutta. Kuvassa 3 on kuvattu tarkemmin reaktorien liittymäkohtaa. Pystyreaktorin sisäputki 4 saatetaan ulottumaan vaakareakto-rin sisäpuolelle matkan, joka on 0,10 - 1,14 kertaa vaakareaktorin korkeus. Osa pystyreaktorin ulkoputkesta 5 on yhdistetty vaakareaktorin kansiosaan, 10 mutta yksi alareunan osa, uloke 18, edullisesti sektorissa 100 - 140°, saatetaan ulottumaan vaakareaktorin sisäpuolelle, olennaisesti vaakareaktorin se-koittimien 7 lapojen 19 tasolle.
Vaakareaktorin sekoittimet ovat radiaalisekoittimia, jolloin niiden toiminta on 15 lietteen kiintoainetta leijuttavaa ja pystyreaktorin kiertoa edistävää. Sekoitti-mien lavat on sijoitettu reaktorin pohjasta katsottuna korkeudelle, joka on luokkaa 0,70 - 0,85 kertaa reaktorin korkeus. Normaalissa autoklaavissa sekoittimet sijoitetaan selvästi matalammalle, koska ollessaan tämän keksinnön mukaisella korkeudella ne olisivat lähinnä kaasutilassa. Keksinnön mukai-20 sessa laitteistossa vaakareaktorin sekoittimet saatetaan pyörimään vastakkaisiin suuntiin ja sekoittimien aikaansaamia, toisiaan vastaan pyörivien virtausten aikaansaamaa törmäystä vaimennetaan edellä kuvatulla ulkoputken alaspäin suunnatulla ulokkeella 18 ja edelleen reaktorien liittymäkohtaan sijoitetuilla virtaushaitoilla 20, jotka on kiinnitetty sisäputken alaosaan ja on 25 suunnattu siitä ulospäin. Vaikka reaktorien liittymäkohdan virtaushaitat 20 tasoittavat vaakareaktorin sekoittimien 7 lietevirtaukseen aikaansaamaa törmäystä, virtaushaitat ja sekoittimet on mitoitettu ja sijoitettu siten, että ne kuitenkin yhdessä voimistavat kiertovirtausta vaakareaktorista pystyreaktoriin. Liittymäkohdan virtaushaittojen 20 leveys on edullisesti luokkaa 0,2 - 0,3 30 kertaa sisäputken halkaisija. Korkeussuunnassa nämä virtaushaitat ulottuvat vaakareaktorin yläreunan 21 korkeudelta sekoittimen lapojen korkeudelle. Virtaushaittojen lukumäärä on kaksi ja ne on sijoitettu ulkoputken alas suun- 11 nattuun osaan 18 nähden vastakkaiselle puolelle ja symmetrisesti 110-130° kulmaan toisiinsa nähden.
Vaakareaktorissa käytettävien sekoittimien malli valitaan käsiteltävän lietteen 5 mukaan ja ne voivat olla esimerkiksi pitch blade-tyyppiset sekoittimet, esimerkiksi kuusilapaiset, joiden lapakulma on luokkaa 28 - 38°, jotta tehonotto tapahtuisi mahdollisimman edullisesti. Sekoittimet voivat olla myös ns. foil-tyyppisiä, jolloin sekoittimen lavat on profiloitu esimerkiksi siten, että lapa-kulma ja lavan leveys pienenevät kohti lapojen kärkiä. Jos vaakareaktoriin 10 syötetään lisäkaasua, vaakareaktorin sekoittimien pitää olla paitsi virtausta ylöspäin kääntäviä, myös kaasua tehokkaasti dispergoivia. Eräs soveltuva sekoitinmalli on US-patenttijulkaisussa 7,070,174 kuvatun sekoitin laitteen alasekoitin, joka toimii hyvin vaikean kiintoaineen leijuttamisessa. Vaakare-aktori on edullisesti vielä varustettu kunkin sekoittimen ympärille sijoitetuilla 15 virtaushaitoilla 22 ja niiden lukumäärä sekoitinta kohti on 2-3. Virtaushaitat on suunnattu kohti vaakareaktorin seiniä, mutta ei sekoittimen ja pystyreakto-rin väliin.
Vaakareaktorin sekoittimien ja virtaushaittojen samoin kuin edellä kuvatun 20 reaktorien liittymäkohdan rakenteen tehtävänä on kääntää pystyreaktorin si-säputkesta tuleva liete-kaasususpensio virtaamaan takaisin ylöspäin pysty-reaktorin rengasmaisessa osassa 16.
Kun keksinnön mukaisessa laitteistossa käsitellään materiaalia, joka vaatii 25 esimerkiksi pitkän viiveajan, voidaan lietteen ja kaasun käsittelyyn käyttää useammasta pysty- ja vaakareaktorista muodostettua yhdistelmää, jolloin vaakareaktorit on liitetty toisiinsa esimerkiksi kuvan 4 osoittamalla tavalla. Vaakareaktorien väliin on muodostettu väliseinä 23, joka on kuitenkin varustettu virtausaukoilla 24, joiden kautta lietesuspensio saatetaan virtaamaan 30 vaakareaktorista toiseen. Laitteisto muotoillaan kuitenkin niin, että liete kiertää kussakin pystyreaktorissa ennen siirtymistään seuraavaan osastoon. Mikäli prosessi vaatii sisäistä kiertoa esimerkiksi virtaussuunnassa myöhem- 12 mästä vaiheesta prosessin alkupäähän, se on edullista toteuttaa johtamalla jostakin laitteiston loppupään pystyreaktorin sisäputkesta korkeammassa paineessa olevaa lietettä johonkin aikaisempaan pystyreaktorin rengasmaiseen osaan, kohtaan, missä hydrostaattinen paine on matalampi, jolloin ei 5 tarvita erillisiä pumppulinjoja. Kuvassa 4 monivaiheinen laitteisto on junan muotoinen eli kaikki vaiheet peräkkäin, mutta tilan säästämiseksi se on myös mahdollista rakentaa esimerkiksi U-muotoiseksi. Pysty- ja vaakareaktorilait-teiden lukumäärä yhdistelmässä on tyypillisesti välillä 2-10.
10 Normaalitilanteessa keksinnön mukainen laitteistoja menetelmä toimii siten, että käsiteltävä kiintoaineen ja nesteen muodostama liete syötetään pystyreaktorin sisäputkeen 2 tai vaakareaktoriin 3. Sisäputken sekoittimelle 6 säädetään sellaiset kierrokset, että aikaansaadaan uiko- ja sisäputken väliseen rengasmaiseen osaan 16 lietevirtaukselle nousunopeus, missä lietteen kar-15 keimmatkin kiintoainepartikkelit nousevat ylöspäin. Kaasu, kuten happi, syötetään sisäputken venturiin 17 tai sen lähistölle. Muodostettu lietesuspensio, mihin dispergoitu kaasu on sekoitettu, painetaan sisäputken sekoittimen avulla sisäputkea pitkin kohti putken alaosaa. Alaosassa suspensio saatetaan purkautumaan vaakareaktoriin ja sekoittumaan siellä olevaan liettee-20 seen. Vaakareaktorista saatetaan sekoittimien ja reaktorien yhtymäkohdan rakenteen avulla vastaava osa lietettä nousemaan pystyreaktorin ulkoput-keen ja nousemaan rengasmaisessa osassa ylöspäin kohti yläosan laajennusta. Pystyreaktorin yläosassa suspension suunta käännetään sisäputken sekoittimen imuvaikutuksen ansiosta virtaamaan takaisin alaspäin. Kuten 25 edellä on todettu, laajennusosa varustetaan edullisesti kartio-ohjaimella 15, jos lietteeseen liukenematon kaasu halutaan saada uudelleen kiertoon. Jos liukenematon kaasu halutaan poistaa, kartio-ohjainta ei käytetä ja laajennuksen poikkipinta-ala mitoitetaan poistettavan kaasumäärän mukaan. 1
Kun laitteisto käynnistetään toimintakatkon jälkeen, on ensin edullista käynnistää vaakareaktorin sekoittimet, jolloin laskeutunut liete saadaan liikkeelle. Kun tämän jälkeen tai samanaikaisesti käynnistetään myös pystyreaktorin 13 sekoitin, saadaan reaktori toimimaan kuten normaalissa ajotilanteessakin. Erityisesti vaakareaktorin sekoittimien pitää olla riittävän tehokkaat, jotta suuremmillakin energiavaatimuksilla eli lietteen kiintoainepitoisuuden ollessa suuri tai kiintoaineen ominaispaino korkea pystytään sekoittimen lapojen 5 kärkinopeus pitämään edullisella tasolla. Edullisella tasolla tarkoitetaan kär-kinopeutta (5-7 m/s), jolla siipien kuluminen ei vielä ole merkittävää.

Claims (24)

1. Laitteisto suuren kiintoainepitoisuuden tai kiintoaineen korkean ominaispainon omaavan lietteen ja siihen syötettävän kaasun käsittelemi- 5 seksi, jolloin laitteisto (1) muodostuu ainakin yhdestä avoimesta pys- tyreaktorista (2), joka on muodostettu kahdesta sisäkkäin asennetusta putkesta, sisä- ja ulkoputkesta (4,5), jossa sisäputki on varustettu alaspäin painavalla sekoittimella ja elimillä (17) kaasun syötön tehostamiseksi, tunnettu siitä, että pystyreaktorin alaosaan on kiinnitetty 10 sylinterimäinen vaakareaktori (3), joka on varustettu kiintoainetta lei juttavilla ja kiertovirtausta vaakareaktorista pystyreaktorin ulkoputkeen (5) edistävillä radiaalisekoittimilla (7).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vaaka- 15 reaktorin (3) tilavuus on 20 - 80% koko laitteiston (1) tilavuudesta.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pysty-reaktorin (2) korkeus on moninkertainen sen keskiosan halkaisijaan D nähden. 20
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pysty-reaktorin yläosan laajennusosassa (8) sisäputkelle on muodostettu ulkopinta (10) ja sisäpinta (9), jolloin sisäputken ulkopinnan ja ulkoput-ken välisen rengasmaisen osan poikkipinta-ala on korkeintaan sama 25 kuin sisäputken (4) ja ulkoputken (5) välisen rengasmaisen osan poik kipinta-ala pystyreaktorin muissa osissa.
5. Patenttivaatimuksen 1 ja 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pystyreaktorin yläosan laajennusosassa (8) ulkoputken halkaisija on 30 2- 20 kertaa ulkoputken (5) halkaisija D reaktorin keskiosassa.
6. Patenttivaatimusten 1 ja 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että si-säputken ulkopinnan ja sisäpinnan yläosat (12,13) muotoillaan kar-tiomaisiksi.
7. Patenttivaatimusten 1 ja 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että si- säputken yläosan (12,13) yläpuolelle on sijoitettu ulkoputken (5) reunasta sisäänpäin suunnattu kartio-ohjain (15).
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kartio- 10 ohjain (15) on rakennettu nousemaan ulkoputken reunasta ylöspäin kulmassa 30 - 75° matkalla 0,1 - 0,2 kertaa laajennuksen (8) halkaisija ja sen jälkeen laskemaan kulmassa 15 - 50°.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pysty- 15 reaktorin sisäputki (4) ulottuu alareunastaan vaakareaktorin (3) sisä puolelle matkan, joka on 0,1 - 0,14 kertaa vaakareaktorin korkeus. ^.Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vaaka-reaktorin sekoittimien lavat (19) on sijoitettu korkeudelle, joka on 0,70 20 - 0,85 kertaa vaakareaktorin korkeus.
11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vaaka-reaktorin sekoittimet saatetaan pyörimään vastakkaisiin suuntiin. 25 ^.Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pysty-reaktorin ulkoputken (5) alareunan uloke (18) ulottuu sektorissa 100 -140° vaakareaktorin (3) sisäpuolelle vaakareaktorin sekoittimien (7) lapojen (19) tasolle. 1
13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pysty jä vaakareaktorin liittymäkohta on varustettu virtaushaitoilla (20), jotka on kiinnitetty sisäputken alaosaan ja suunnattu siitä ulospäin matkan, joka on luokkaa 0,2 - 0,3 kertaa sisäputken (4) halkaisija.
14. Patenttivaatimusten 1 ja 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että 5 pysty- ja vaakareaktorin liittymäkohdan virtaushaitat (20) on sijoitettu pystyreaktorin ulkoputken ulokkeeseen (18) nähden vastakkaiselle puolelle ja symmetrisesti 110 - 130° kulmassa toisiinsa nähden.
15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että reak- 10 torien liittymäkohdan virtaushaitat (20) ulottuvat korkeussuunnassa vaakareaktorin yläreunasta (21) sekoittimien lapojen (19) korkeudelle.
16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vaaka-reaktori (3) on varustettu kunkin sekoittimen (7) ympärille sijoitetuilla 15 virtaushaitoilla (22), jotka on suunnattu kohti vaakareaktorin seiniä.
17. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto muodostuu useamman pysty- ja vaakareaktorin yhdistelmästä, jolloin pystyreaktorien ja niihin kiinnitettyjen vaakareaktorien lukumäärä 20 on 2 - 10, vaakareaktorit on liitetty toisiinsa ja kunkin väliin on sijoitet tu virtausaukoilla (24) varustettu väliseinä (23).
18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että yhdistelmässä yhden pystyreaktorin sisäputki (4) on yhdistetty toisen pysty- 25 reaktorin rengasmaiseen osaan (16).
19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että useamman reaktorin yhdistelmä on sijoitettu U-muotoon. 1
20. Menetelmä suuren kiintoainepitoisuuden tai kiintoaineen korkean ominaispainon omaavan lietteen ja siihen syötettävän kaasun käsittelemiseksi avoimessa laitteistossa (1), jonka alaosaan muodostetaan korkea hydrostaattinen paine, jolloin liete ja siihen syötettävä kaasu saatetaan virtaamaan alaspäin ainakin yhden avoimen pystyreaktorin (2) sisäputkessa (4) ja nousemaan ylöspäin pystyreaktorin ulkoput-kessa (5), tunnettu siitä, että pystyreaktorin sisäputkesta (4) lietteen 5 ja kaasun suspensio johdetaan edelleen pystyreaktorin alapuolelle kiinnitettyyn sylinterimäiseen vaakareaktoriin (3) lietteen ja kaasun välisten reaktioiden viiveajan pidentämiseksi, ja vaakareaktorista suspensio saatetaan nousemaan pystyreaktorin ulkoputkeen (5) kiintoainetta leijuttavien ja kiertovirtausta vaakareaktorista pystyreaktoriin 10 edistävien sekoittimien (7) avulla.
21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaakareaktorin (3) tilavuus on mitoitettu vastaamaan vähintään laitteistossa käsiteltävän lietteen kiintoaineen tilavuutta. 15
22. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lietteen mukana viilaavan kaasun johtamiseksi uudelleen kiertoon pysty-reaktorin ulkoputkesta (5) sisäputkeen (4) saatetaan kaasun ja lietteen suspensio virtaamaan ulkoputkesta (5) yläosan laajennustilaan 20 (8) ja sen nielumaisen kanavarakenteen kautta sisäputkeen (4).
23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nielumaisen kanavarakenteen poikkipinta-ala pienenee kohti laajennusosan (8) keskustaa ja lietteen virtausnopeus säädetään alueelle 25 0,9 - 1,2 m/s. 1 2 Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaakareaktorin (3) sekoittimet (7) saavat aikaan toisiaan vastaan pyörivät radiaaliset lietevirtaukset. 30 2 Patenttivaatimusten 20 ja 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisiaan vastaan pyöriviä virtauksia vaimennetaan reaktorien liitty- mäkohtaan sijoitettujen virtaushaittojen (20) ja ulkoputken alaosan ulokkeen (18) avulla ja lietevirtauksen suunta käännetään nousemaan ulkoputkeen (3).
26. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liet teen ja kaasun käsittely suoritetaan useamman pysty- ja vaakareakto-rin yhdistelmässä.
27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lie- 10 tesuspension siirto yhdestä pysty- ja vaakareaktorin laitteesta toiseen tapahtuu toisiinsa yhdistettyjen vaakareaktorien kautta.
28. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lie-tesuspensiota kierrätetään johtamalla sitä jostakin pysty reaktori n si- 15 säputkesta (4) toisen pystyreaktorin rengasmaiseen osaan (16).
FI20080633A 2008-11-25 2008-11-25 Avoin paineenalainen sekoitusreaktori ja menetelmä kaasun ja lietteen sekoitttamiseksi toisiinsa FI121002B (fi)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20080633A FI121002B (fi) 2008-11-25 2008-11-25 Avoin paineenalainen sekoitusreaktori ja menetelmä kaasun ja lietteen sekoitttamiseksi toisiinsa
BRPI0921584A BRPI0921584A2 (pt) 2008-11-25 2009-11-13 um reator agitado pressurizado aberto e um método para misturar gás e lama um com o outro
ES09828696.6T ES2599009T3 (es) 2008-11-25 2009-11-13 Un reactor de depósito agitado presurizado abierto y un método para mezclar gas y lechada entre sí
EA201190016A EA020355B1 (ru) 2008-11-25 2009-11-13 Открытый реактор повышенного давления с перемешиванием и способ смешивания газа и шлама друг с другом
CA2743254A CA2743254C (en) 2008-11-25 2009-11-13 An open pressurised agitated reactor and a method for mixing gas and slurry with each other
CN2009801469150A CN102223946B (zh) 2008-11-25 2009-11-13 敞开加压搅动反应器和用来将气体和浆体彼此混合的方法
DK09828696.6T DK2361145T3 (en) 2008-11-25 2009-11-13 Open agitated pressurized reactor and the method for mixing the gas and slurry together
AU2009321552A AU2009321552B2 (en) 2008-11-25 2009-11-13 An open pressurised agitated reactor and a method for mixing gas and slurry with each other
PCT/FI2009/050911 WO2010061054A1 (en) 2008-11-25 2009-11-13 An open pressurised agitated reactor and a method for mixing gas and slurry with each other
PE2011001064A PE20120242A1 (es) 2008-11-25 2009-11-13 Reactores abierto, presurizado y agitado y metodo para mezclar entre si un gas y una lechada
EP09828696.6A EP2361145B1 (en) 2008-11-25 2009-11-13 An open pressurised agitated reactor and a method for mixing gas and slurry with each other
CL2011001205A CL2011001205A1 (es) 2008-11-25 2011-05-24 Aparato y metodo para procesar una lechada con alto contenido de solidos, posee un reactor vertical abierto, donde fijo a la seccion inferior del reactor se encuentra un reactor horizontal cilindrico, equipado con mezcladores radiales que fluidifican los solidos y promueven un flujo entre el reactor horizontal y el vertical.
ZA2011/04689A ZA201104689B (en) 2008-11-25 2011-06-24 An open pressurised agitated reactor and a method for mixing gas and slurry with each other

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20080633A FI121002B (fi) 2008-11-25 2008-11-25 Avoin paineenalainen sekoitusreaktori ja menetelmä kaasun ja lietteen sekoitttamiseksi toisiinsa
FI20080633 2008-11-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20080633A0 FI20080633A0 (fi) 2008-11-25
FI121002B true FI121002B (fi) 2010-06-15

Family

ID=40097274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20080633A FI121002B (fi) 2008-11-25 2008-11-25 Avoin paineenalainen sekoitusreaktori ja menetelmä kaasun ja lietteen sekoitttamiseksi toisiinsa

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP2361145B1 (fi)
CN (1) CN102223946B (fi)
AU (1) AU2009321552B2 (fi)
BR (1) BRPI0921584A2 (fi)
CA (1) CA2743254C (fi)
CL (1) CL2011001205A1 (fi)
DK (1) DK2361145T3 (fi)
EA (1) EA020355B1 (fi)
ES (1) ES2599009T3 (fi)
FI (1) FI121002B (fi)
PE (1) PE20120242A1 (fi)
WO (1) WO2010061054A1 (fi)
ZA (1) ZA201104689B (fi)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544693C1 (ru) * 2013-10-31 2015-03-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") Способ перемешивания химически агрессивных сред с абразивными частицами и устройство для его осуществления
WO2016090046A1 (en) * 2014-12-02 2016-06-09 Selifonov Sergey Alexandrovich Process and apparatus for treatment of biomass
CN106040032B (zh) * 2016-07-12 2019-10-22 陕西华源矿业有限责任公司 一种浆体搅拌装置及具有浆体搅拌装置的搅拌循环设备
CN107774212A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 南通鸿志化工有限公司 一种卧式硼氢化钾生产反应釜

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL83843B1 (fi) * 1972-05-10 1976-02-28 Instytut Nawozow Sztucznychpo
FI67031C (fi) * 1983-02-24 1985-01-10 Outokumpu Oy Saett att oxidera slam innehaollande rikligt med fast materialoch en motstroemsbubbelreaktor foer utfoerande av saettet
CN1041286C (zh) * 1993-06-24 1998-12-23 北京化工学院 内循环式气固流化床
FI109457B (fi) * 1999-08-12 2002-08-15 Outokumpu Oy Menetelmä lietteen sisältämän kiintoaineen liuottamiseksi
CN100344361C (zh) * 2004-10-28 2007-10-24 中国石油化工股份有限公司 一种连续高温气固反应器

Also Published As

Publication number Publication date
EP2361145B1 (en) 2016-09-14
CA2743254C (en) 2017-03-28
WO2010061054A1 (en) 2010-06-03
EP2361145A1 (en) 2011-08-31
CA2743254A1 (en) 2010-06-03
PE20120242A1 (es) 2012-03-27
CL2011001205A1 (es) 2011-11-18
AU2009321552B2 (en) 2015-02-12
EA020355B1 (ru) 2014-10-30
EP2361145A4 (en) 2015-08-05
ZA201104689B (en) 2012-03-28
CN102223946A (zh) 2011-10-19
EA201190016A1 (ru) 2012-02-28
AU2009321552A1 (en) 2010-06-03
FI20080633A0 (fi) 2008-11-25
ES2599009T3 (es) 2017-01-31
DK2361145T3 (en) 2016-11-14
CN102223946B (zh) 2013-09-04
BRPI0921584A2 (pt) 2016-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1172247A (en) Draft tube apparatus
FI121002B (fi) Avoin paineenalainen sekoitusreaktori ja menetelmä kaasun ja lietteen sekoitttamiseksi toisiinsa
PL186826B1 (pl) Urządzenie do mieszania i napowietrzania cieczy oraz usuwania piany ze zbiornika do obróbki tej cieczy
FI95664C (fi) Tapa ja laite hallittujen sekoituspyörteiden aikaansaamiseksi ja kaasun kierrättämiseksi
US4358206A (en) Draft tube apparatus
FI109457B (fi) Menetelmä lietteen sisältämän kiintoaineen liuottamiseksi
US4459030A (en) Draft tube apparatus
FI73147C (fi) Saett att dispergera tvao faser vid vaetske-vaetske-extraktion samt anordning foer genomfoerande av saettet.
JP4987811B2 (ja) 曝気攪拌機
AU2015282628B2 (en) A reactor for mixing liquid, gas and solid material
CN115697541A (zh) 液体和泥浆混合器
CN1300639A (zh) 使用需要量反应气体的间歇式反应器
CN219333921U (zh) 油水混合物混合器
WO1986005123A1 (en) Method and apparatus for feeding gas or gas mixture into liquid
SU1212541A1 (ru) Аппарат дл контакта газа и жидкости
KR100831440B1 (ko) 수류 순환기능이 구비된 포기 및 교반장치
EA043490B1 (ru) Смесители для перемешивания жидкости и шлама
FI101863B (fi) Laite hienojakoisen metallisaostuman valmistamiseksi reaktorissa
OA20880A (en) Liquid and slurry mixers
CZ216793A3 (en) Reaction vessel for chemical treatment of water
WO1994021365A2 (de) Vorrichtung zum mischen von gasen und flüssigkeiten

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 121002

Country of ref document: FI