FI123662B - Menetelmä ja sekoitinlaitteisto kaasun sekoittamiseksi lietteeseen suljetussa reaktorissa - Google Patents

Menetelmä ja sekoitinlaitteisto kaasun sekoittamiseksi lietteeseen suljetussa reaktorissa Download PDF

Info

Publication number
FI123662B
FI123662B FI20060151A FI20060151A FI123662B FI 123662 B FI123662 B FI 123662B FI 20060151 A FI20060151 A FI 20060151A FI 20060151 A FI20060151 A FI 20060151A FI 123662 B FI123662 B FI 123662B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
mixer
reactor
flow
gas
diameter
Prior art date
Application number
FI20060151A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20060151A0 (fi
FI20060151A (fi
Inventor
Bror Nyman
Launo Lilja
Stig-Erik Hultholm
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 FI20060151A0 publication Critical patent/FI20060151A0/fi
Priority to FI20060151A priority Critical patent/FI123662B/fi
Priority to AU2007216423A priority patent/AU2007216423B2/en
Priority to US12/160,842 priority patent/US20100229687A1/en
Priority to PL07704811T priority patent/PL1984104T3/pl
Priority to EP07704811A priority patent/EP1984104B1/en
Priority to KR1020087020061A priority patent/KR101309356B1/ko
Priority to PCT/FI2007/000037 priority patent/WO2007093668A1/en
Priority to CA2640327A priority patent/CA2640327C/en
Priority to PE2007000158A priority patent/PE20071126A1/es
Priority to JP2008554798A priority patent/JP2009526641A/ja
Priority to ES07704811T priority patent/ES2391388T3/es
Priority to CN2007800057633A priority patent/CN101384347B/zh
Priority to EA200801545A priority patent/EA012403B1/ru
Priority to BRPI0708053-0A priority patent/BRPI0708053B1/pt
Publication of FI20060151A publication Critical patent/FI20060151A/fi
Priority to ZA200806438A priority patent/ZA200806438B/xx
Priority to NO20083817A priority patent/NO20083817L/no
Application granted granted Critical
Publication of FI123662B publication Critical patent/FI123662B/fi

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • B01J8/222—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid in the presence of a rotating device only
    • 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
    • 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
    • B01F23/30—Mixing gases with solids
    • 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
    • B01F27/19—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B01F27/192—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with dissimilar elements
    • 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
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/86—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis co-operating with deflectors or baffles fixed to the receptacle
    • 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
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/91—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers
    • 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
    • B01J19/1806—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a turbulent flow of the reactants, such as in centrifugal-type reactors, or having a high Reynolds-number
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0422—Numerical values of angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof
    • 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
    • B01F23/23362—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 under the stirrer
    • 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
    • B01J2219/00779—Baffles attached to the stirring means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

MENETELMÄ JA SEKOITINLAITTEISTO KAASUN SEKOITTAMISEKSI LIETTEESEEN SULJETUSSA REAKTORISSA
Esillä oleva keksintö kohdistuu sekoitinlaitteistoon ja menetelmään kaasun 5 sekoittamiseksi lietteeseen suljetussa sekoitusreaktorissa, joka käyttää kaasua prosessikemikaalina korkealla hyötysuhteella ja jossa kiintoaineen pitoisuus liuoksessa on korkea. Keksinnön mukainen sekoitinIaitteisto käsittää suljetun reaktorin, vähintään kaksi eri korkeudelle sijoitettua sekoitinta, jotka ovat samanakseliset, alemman sekoittimen alapuolella 10 olevan kaasun syöttöputken sekä reaktorin seinäalueelle sijoitetut virtaus-haitat. Sekoittimien lavat ovat lähinnä suorakaiteen muotoisia ja niiden määrä on vähintään kuusi. Keksinnön mukaisen menetelmän avulla reaktorin pohjaosaan syötetty kaasu dispergoidaan nesteen ja kiintoaineen muodostamaan lietteeseen alemman sekoittimen avulla siten, että lietevirta is purkautuu reaktiothan seinälle, josta osa saatetaan kiertymään takaisin sekoittimen alle ja osa saatetaan nousemaan virtaushaittojen ja reaktorin seinän välisessä tilassa reaktiothan yläosaan. Reaktorin yläosassa liete-virtaus käännetään ylemmän sekoittimen avulla suuntautumaan reaktiothan keskustaan ja samalla virtaukseen saatetaan muodostumaan kaasukuplia 20 kuljettavia vaaka- ja pystyvirtauksia. Yläsekoittimen avulla lietevirtaus myös käännetään purkautumaan yhtenäisenä virtana alaspäin kohti alasekoitinta.
g Perinteisesti suljettu pystyreaktori muodostuu vertikaalisesta lieriömäisestä ° osasta sekä umpinaisesta pohja- ja kansiosasta. Kansiosassa on aukko, i o 25 joka on yleensä sekoittimen halkaisijaa hieman suurempi. Reaktorissa sekoituksen aiheuttama suuri kaasupyörre, vortex, on estetty lähinnä neljällä | standardivirtaushaitalla. Standarditapauksessa haittojen leveys on 0,05 - -r- 0,10 kertaa reaktorin halkaisija, ja haittojen ja seinän välinen rako 0,017
LO
o kertaa reaktorin halkaisija. Akselin alapäähän on kiinnitetty tavanomainen o 30 nelilapainen sekoitin, missä lapakulma on erikseen säädettävissä. Yleensä se on 45°. Tapauksissa, joissa halutaan aikaansaada pintaimua, voidaan sekoitin nostaa lähemmäksi liuospintaa. Tällöin sekoittimen aikaansaamat 2 kartiomaiset kaasumuodostelmat, vortexit, dispergoituvat sekoittimen avulla kupliksi ja työntyvät jonkin matkaa alaspäin, eivät kuitenkaan pohjaan asti, koska sekoittimen aikaansaama akselin suuntainen virtaus ei ole niin voimakas, että edes pohjalla olevan kiintoaineen suspendointi tapahtuisi 5 kunnolla.
Mikäli reaktorin hyötytilavuus on sellainen, että sekoitettavan nesteen korkeus on samaa luokkaa kuin reaktorin halkaisija, riittää normaali tapauksessa yksi, akselin alapäässä oleva sekoituselin. Sekoituselimen 10 tyypistä (muodosta) riippuu sen voimavaikutuksen suunta ja voimakkuus. Prosessit normaalisti vaativat sekoitusta, mikä muodostuu sekä voimakkaasta turbulenssista että riittävästä kierrätyksestä. Mikäli hyötytilavuus on niin suuri, että liuoskorkeus on 1½ - 2 kertaa reaktorin halkaisija tai suurempi, vaaditaan usein useampia sekoituselimiä päällekkäin sopivalla 15 etäisyydellä toisistaan. Tällöin samalla akselilla olevat sekoitintyypit (muodot) voivat poiketa toisistaan.
Kaasunsyöttö tapahtuu useimmiten syöttämällä riittävän voimakkaasti dispergoivan sekoituselimen vaikutusalueeseen happea (hapetus) tai vetyä 20 (pelkistys). Usein halutaan suljetuissa reaktoreissa saada kaasu pinnan yläpuolelta ja lietekierrosta takaisin liuosvirtaukseen. Jos käytetään ilmaa, tämä ei tunnu järkevältä, koska tällöin typpimäärä vain lisääntyy kierrossa, g mutta sekä puhtaalla hapella että vedyllä saadaan loppukaasukin uudelleen ° käyttöön pinnan yläpuolelta imemällä.
i 15 T- Kaasun imemiseksi pinnan yläpuolelta ja sen edelleen dispergoimiseksi | lietteeseen tunnetaan ns. itseimevät ristiputket, missä kaasuilla onton akselin ^ alapäässä haarautuu tavallisimmin neljään kärkipäästään avoimeen putkeen.
δ Pyörivä ristiputki aiheuttaa kaasuillaan alipaineen, jonka johdosta kaasu o o 30 purkautuu ja dispergoituu kupliksi reaktorin liuostilaan. On huomattava, että liuoksen lämpötilan noustessa höyrynpaine samalla nousee, jolloin alipaineen vaikutus heikkenee. Tällainen ristiputkirakenne ei kuitenkaan 3 pysty edelleen dispergoimaan kaasua liuokseen saati sitten pitämään sakeata kiintoainesuspensiota liikkeellä.
Tunnettua on myös tapa imeä kaasua pinnasta ns. down-draft-periaatteella. 3 US-patenttijulkaisussa 4,454,077 on kuvattu laitteisto, jossa keskiputken kautta tapahtuvaan kaasun pumppaamiseen alas on käytetty kaksipäisen ruuvin tapaista sekoituselintä, ja lisäksi laitteistoon kuuluu vielä ylä- ja alavirtaushaitat. US-patenttijulkaisussa 4,328,175 kuvataan samantyyppinen laite, mutta keskiputken yläpää on muotoiltu kartiomaiseksi.
10
On siis tunnettua, että sekoittimen akselilla tapahtuvan voimakkaan keski-pyörteen tehostamisen avulla kaasu kulkeutuu sekoittimeen. Tämä voimakas ja usein tilava kaasupyörre kuljettaa sekoitettavaan nesteeseen tai lietteeseen sen pinnalta kaasua joskus hyvinkin tehokkaasti, mutta tietyssä 15 kaasumäärässä sekoitinelimen toiminta heikkenee sekoittimen pyöriessä "suuressa kaasukuplassa". Tällöin tehon heiketessä pyörre heikkenee ja kaasun tulo pinnalta liuokseen vähenee. Edellä kuvatulla tavalla syntyvä pyörre on kuitenkin hallitsematon ja sekoituselimeen ulottuessaan aiheuttaa siinä rajuja voimanmuutoksia ja siten mm. laitevaurioita. Mikä pahinta, 20 sekoitin ei enää pysty aikaansaamaan pulverimaisen kiintoaineen sekoitusta tehottomuutensa takia varsinkaan suurella pulverimaisen kiintoaineen suspensiotiheydellä.
CO
o ^ Artikkelissa: “Onset of gas induction, power consumption, gas holdup and 0 25 mass transfer in a new gas-induced reactor”, Hsu, Y.-C., Peng, R.Y. and ^ Huang, C.-J,, Chem. Eng. Sci., 52, 3883 (1997) on esitetty tapa, missä 1 kaasua imetään pinnalta ison akselin juureen synnytetyn vortexin avulla.
T- Menetelmässä käytetään kahta samaan akseliin kiinnitettyä, lieriömäisessä o pystyputkessa (draft tube) sijaitsevaa sekoitinta, joiden muodostaman alipai- o 30 neen avulla aiheutetaan kyseinen vortex-ilmiö. Reaktorissa ei ole vortexia estäviä virtaushaittoja. Ylempi sekoitin aiheuttaa siis akselin juureen syvän vortexin, jonka alaosasta kaasua imeytyy nesteeseen. Todennäköisesti 4 kaasun imeytyminen sekoittimeen on ryöpsähtelevää ja sekoitinelintä rasittavaa. Alimmainen sekoitin ottaa sekä imetyn kaasun että siihen syötetyn kaasun vastaan ja dispergoi ne nesteeseen. Imuputken alaosasta kaasu-neste-virta purkautuu kohti reaktorin alaosaa kääntyen sen laitoja 5 pitkin ylös kohti pintaa. Kaasu purkautuu pinnan yläpuolelle. Menetelmän heikkoutena on, että kaasu ei kierrä nesteessä enää yläosasta alaspäin eli ei ole varsinaista kiertokaasua, vaan purkautuu suoraan pinnan yläpuolelle, jossa kaasu keskipakovoiman vaikutuksesta purkautuu pois nesteestä. Kaasun purkautuminen jopa tehostuu voimakkaan ja suuren vortexin 10 yläosasta ja vortexin kautta tuleva kaasu on sysäyksellistä ja aiheuttaa siten sekoitinvaurioita (kavitaatio yms.) US-patenttijulkaisusta 5,549,854 tunnetaan tapa imeä kaasua nestepinnan yläpuolelta säädettävien erikoisvirtaushaittojen avulla käyttäen energia-15 lähteenä pyörivää sekoitinelintä. Tällä menetelmällä saadaan aikaan hallitut imupyörteet, mitkä eivät johda kaasua välittömästi itse sekoitinelimeen asti. Patentissa ei myöskään ole kyse ylöspäin kulkeutuvien kaasukuplien sieppaamisesta paluuvirtaan, jolloin estettäisiin niitä nousemasta lietepinnan yläpuolelle.
20
Tunnetaan myöskin EP-patentissa 1 309 394 kuvattu tapa imeä kahdella samanakselisella erikoissekoittimella kaasua suljetun reaktorin liuospinnan co yläpuolelta. Siinä yläsekoittimella sekä dispergoidaan imetty kaasu että o ° levitetään se alaspäin ja samalla reaktorin reunaa kohti. Reaktorin reunaa o 25 ylöspäin nouseva kaasua ei pyritä estämään poistumasta lietetilasta saati ^ imemään sitä takaisin alasekoittimeen.
X
tr □_ ^ Suljetuissa hapetus- ja pelkistysreaktoreissa riittävä kaasumäärän saaminen
LO
o kiintoaine-liuos-suspensioon, varsinkin kun kiintoainepitoisuus on korkea eli o 30 luokkaa 30%, edellyttää normaalisti kaasun johtamista reaktorin alaosan liuostilaan, lähinnä sekoituselimen alle. Usein tämä kaasu johdetaan alas liuospinnan läpi alapäästään reaktorin keskiakselia kohti suunnatun ja 5 sekoittimen alle käännetyn putken avulla. Näin taataan kaasun saaminen reaktorin alaosaan ja dispergoituminen sekoittimen avulla.
Jos prosessi vaatii runsaasti tehoa (kW/m3), on syytä käyttää paljon tehoa 5 vaativaa / antavaa sekoitinta. Sekoittimen antamaa tehoa voidaan tunnetusti nostaa kierrosnopeutta nostamalla, mutta on huomattava, että samalla sekoittimen kärkinopeus kasvaa ja kun se kasvaa huomattavasti (> 6 m/s), sekoitin alkaa kulua voimakkaasti.
ίο Esillä oleva keksintö kohdistuu sekoitinlaitteistoon ja menetelmään kaasun sekoittamiseksi suljetussa sekoitusreaktorissa, joka käyttää kaasua prosessikemikaalina korkealla hyötysuhteella ja jossa pulverimaisen kiintoaineen pitoisuus liuoksessa on suuri eli voi olla luokkaa yli 40 %. Keksinnön tarkoituksena on esittää sekoitinlaitteisto ja menetelmä, joiden avulla voidaan 15 välttää edellä esitettyjen laitteiden haitat. Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla voidaan sekoittaa kaasu tehokkaasti nesteen ja kiintoaineen muodostamaan lietteeseen ja kierrättää reagoimatonta kaasua sisältäviä kaasukuplia lietteen mukana siten, että pääosa kaasukuplista kulkee lietevirtauksen mukana ja mahdollistaa kaasun ja lietteen väliset 20 reaktiot. Vain pieni osa kaasukuplista purkautuu lietepinnan yläpuolelle ja sekin osuus saadaan halutussa määrässä takaisin lietekiertoon lietteen yläosaan muodostettavien pystyvortexien avulla.
CO
o ° Keksinnön mukainen sekoitinlaitteisto on tarkoitettu kaasun sekoittamiseksi i o 25 nesteen ja kiintoaineen muodostamaan lietteeseen. Sekoitinlaitteisto käsittää £ suljetun reaktorin, jonka tehollinen lietekorkeus on 1½ - 2 kertaa reaktorin | halkaisija, kaksi eri korkeudelle sijoitettua sekoitinta, jotka ovat saman- akseliset, reaktorin seinäalueelta sisäänpäin suunnatut virtaushaitat ja o kaasun syöttöputken. Reaktori on tyypillisesti lieriömäinen pystyreaktori, joka o 30 on varustettu pohjalla ja kannella. Yläsekoitin on varustettu vähintään kuudella, edullisesti kahdeksalla sivullepäin suunnatulla ja vaakatasoon nähden kallistetulla lavalla. Kallistuskulma on pieni, luokkaa 25 - 35 astetta.
6
Alasekoitin on rakenteeltaan yläsekoittimen kaltainen, Alasekoittimen s sekoitinlapojen kallistuskulma on luokkaa 50 - 70 astetta ja sekoittimen korkeus on yläsekoittimeen nähden edullisesti 1,5-kertainen Virtaushaittojen lukumäärä ainakin 6 ja edullisesti 8 kappaletta. Virtaushaittojen ulottuvuus on 5 luokkaa 1/5 reaktorin halkaisijasta. Kaasun syöttöputki on sijoitettu reaktorin pohjaosaan alasekoittimen alapuolelle.
Keksintö kohdistuu myös menetelmään suljetun reaktiotilan pohjaosaan syötetyn kaasun dispergoimiseksi nesteen ja kiintoaineen muodostamaan to lietteeseen hallitun ja halutun virtauskentän avulla, joka puolestaan muodostetaan reaktiollaan sijoitettujen virtaushaittojen ja sekoitinelimen avulla. Reaktiotilan tehollinen lietekorkeus on 1½ - 2 kertaa reaktiotilan halkaisija ja sekoitinelin muodostuu kahdesta, samalle akselille sijoitetusta sekoittimesta. Kaasu syötetään alemman sekoittimen alle lietevirtaukseen, 15 joka sanotun sekoittimen avulla suunnataan reaktiotilan seinän alaosaan ja saatetaan purkautumaan siellä kahdeksi erilliseksi virtaukseksi. Toinen virtaus saatetaan kääntymään seinän kautta reaktiotilan pohjan keskustaa kohti ja toinen saatetaan nousemaan reaktiotilan seinän ja virtaushaittojen muodostamalla alueella ylös kohti pintaa. Pinnan läheisyydessä virtaus 20 käännetään ylemmän sekoittimen avulla kohti reaktiotilan keskustaa siten, että virtaukseen muodostetaan samalla kaasukuplia kuljettavia vaaka- ja pystypyörteitä. Pintavirtaus on niin nopea, että pinta rikkoontuu ja ilmaa g sekoittuu myös suoraan kyseiseen virtaukseen. Reaktiotilan keskustassa ^ lietevirtauksen suunta käännetään ylemmän sekoittimen avulla virtaamaan i 9 25 alaspäin yhtenäisenä putkimaisena virtauksena kohti alempaa sekoitinta.
h- | Järjestelyn avulla pystytään eliminoimaan tunnettujen menetelmien haittapuolet ja saamaan aikaan nestepinnan läheisyydessä tehokkaita, o reaktiotilan laidalta keskustaa kohti suuntautuvia vaakapyörteitä ja kaasua o o 30 nesteeseen imeviä pienimuotoisia pystypyörteitä. Reaktorin yläosaan muodostetut vaaka- ja pystypyörteet aikaansaadaan ensisijassa ylemmän sekoittimen avulla. Kyseisten kaasupyörteiden lisäksi nesteen ja kiintoaineen 7 muodostamaan lietteeseen tasaisesti jakautuneet pienehköt kaasukuplat painetaan alas akselia ympäröivän laajan lietevirtauksen mukana alempaan sekoitinelimeen.
5 Alempi sekoitin ottaa huomattavasti suuremman energian kuin ylempi sekoitin. Tämän energian avulla lietesuspension yläosasta alas imetyt kaasukuplat dispergoidaan yhä pienemmiksi. Näin suurennetaan kaasun ja nesteen kontaktipintaa, jolloin reaktiot tapahtuvat huomattavasti nopeammin ja täydellisemmin kuin tavanomaisissa menetelmissä. Alasekoittimen 10 loppuenergia käytetään suuressa lietepitoisuudessa olevien kiintoainepartik-kelien sekoittamiseen ja levittämiseen koko reaktiotilaan ja alasekoittimen alapuolelta syötetyn kaasun sekoittamiseksi lietteeseen. Sekoituslaitteiston ja menetelmän sekoittimille on tyypillistä, että alemman sekoittimen ottama teho on ainakin kolminkertainen, edullisesti yli viisinkertainen ylemmän 15 sekoittimen tehontarpeeseen nähden.
Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista patenttivaatimuksista.
20 Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan reaktiotilassa estetään yläsekoittimen avulla alhaalta reaktiothan reunaa pitkin ylös nousevaa reagoimatonta kaasua pääsemästä nestepinnan yläpuolelle. Sen sijaan liete-c0 kaasuvirran suunta käännetään reaktiothan yläosassa suuntautumaan
O
c3 reunoilta kohti keskustaa ja keskiosassa alaspäin. Sovellutusmuotoon kuuluu o 25 myös, että yläsekoitin on muotoiltu niin, että se imee alaspäin suuntautu- ^ neeseen virtaukseen myös sen pienen osan kaasusta, mikä kuitenkin on | erkautunut lietteestä nestepinnan yläpuolelle.
LO
o Keksinnön mukaiseen sekoitinlaitteistoon kuuluu pystyasennossa oleva o 30 reaktori, jonka tehollinen lietekorkeus on VA - 2-kertainen reaktorin halkaisijaan T nähden. Lietteen kiintoainepitoisuus on tyypillisesti korkea, luokkaa 500 g/l. Reaktorissa on tyypillisesti kaareva pohja (ns. matala 8 paineastiapohja) ja suljetun tilan aikaansaamiseksi kaasutiivis kansi. Pohja voi myös olla suora. Reaktoria voidaan käyttää sekä atmosfäärisissä että paineistetuissa olosuhteissa.
5 Keksinnön mukaiseen sekoitinlaitteistoon kuuluu tyypillisesti sekoitinelin, jossa on kaksi eri korkeudelle sijoitettua sekoitinta, jotka ovat samanakse-liset. Molempien sekoittimien halkaisija on sama ja ne ovat suuria eli sekoittimen halkaisijan D suhde reaktorin halkaisijaan T on välillä yli 0,4, mutta korkeintaan 0,5. Sekoittimien lapojen lukumäärä on vähintään 6, ίο edullisesti 8. Lavat ovat lähinnä suorakaiteen muotoisia ja vaakatasoon nähden kallistettu. Yläsekoittimen lapojen kallistuskulma on, 25-35°, edullisesti 30°. Alasekoittimen lapojen kallistuskulma on suurempi, luokkaa 50°-70°, edullisesti 62°. Alemman sekoittimen korkeus ylempään nähden on edullisesti 1,5-kertainen.
15
Sekoittimien pyörimisnopeus säädetään sellaiseksi, että kärkinopeus ei nouse yli 5 m/s. Jos kärkinopeus nousee suuremmaksi, erityisesti kovat ja särmikkäät materiaalit kuten pyhitti, kvartsi ja kromiitti kuluttavat lapoja haitallisen paljon. Alemman sekoittimen etäisyys pohjasta on edullisesti 20 luokkaa sekoittimen halkaisija.
Kun tehollinen lietekorkeus on edellä kuvattua luokkaa eli VA - 2 kertaa g reaktorin halkaisija ja lietetiheys korkea, tavanomaisessa ratkaisussa c3 yleensä päädytään kolmeen sekoittimeen, mutta keksinnön mukaisessa o 25 ratkaisussa tehokas sekoitus saadaan aikaan kahdella sekoittimella.
^ Sekoittimien välinen etäisyys toisistaan on riippuvainen reaktorin korkeu- | desta. Kun reaktorin tehollinen lietekorkeus on luokkaa VA kertaa reaktorin halkaisija, sekoittimien etäisyys toisistaan on luokkaa 50 - 60% tehollisesta o lietekorkeudesta. Kun reaktorin tehollinen lietekorkeus on luokkaa 2 kertaa
CO
o 30 reaktorin halkaisija, sekoittimien etäisyys toisistaan on luokkaa 60 - 70% tehollisesta lietekorkeudesta.
9
Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan ylempi sekoitin on niin suunniteltu, että se aikaansaa laajan alaspäin suuntautuvan virtauksen reaktorin keskiosaan, jolloin virtaus käyttäytyy ikään kuin sen ympärillä olisi putki ("down-draft”). Tämän virtauksen poikkipinnan halkaisija on samaa luokkaa 5 tai suurempi kuin sekoittimien halkaisija. Oikealla nopeusalueella kaasukuplat pyrkivät keveytensä vuoksi vastustamaan alaspäin pakotettua virtausta, jolloin ne joutuvat oskilloivaan liikkeeseen ja tällä tavalla kuplat tehostavat kaasun ja lietteen välisiä reaktioita.
10 Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan alasekoittimen tärkeä tehtävä on dispergoinnin lisäksi aikaansaada sellainen virtauskenttä, jossa sekä kaasu, neste että kiintoainepartikkelit ovat kiertoliikkeessä reaktorin alaosassa, jolloin prosessiin syötetyt aineet ehtivät reagoida toistensa kanssa.
15
Keksinnön mukaisten sekoittimien avulla muodostettavaa virtauskenttää voidaan kuvata seuraavasti: Alasekoitin ottaa vastaan yläsekoittimesta tulevan laaja-alaisen virtauksen ja levittää sen vinosti alaspäin kohti reaktorin alaosan seinämää. Tässä virtaus jakautuu kahtia. Osa reaktoriseinän 20 alaosaan suunnatusta virtauksesta taittuu alle 90 astetta ja kääntyy seinämän kautta reaktorin pohjan keskustaa kohti ja siitä edelleen alasekoittimen alle, jossa virtaukseen syötetään kaasuputken kautta vielä g uutta reagenssikaasua dispergoitavaksi. Hyvän ja hallitun sekoituksen
O
cv tarkoitushan on saada liuos, kiintoaine ja kaasu reagoimaan keskenään.
OJ
9 25 Tällöin hyvin sekoitetussa suspensiossa kiintoaineesta liuotetaan haluttuja h- ainesosia ja samoin kaasusta saatetaan halutut osat kuten ilman happi | liukenemaan nesteeseen.
m § Toinen osa reaktorin seinämään suunnatusta virtauksesta käännetään o § 30 virtaamaan ylöspäin. Tällöin ylöspäin suuntautunut virtaus tekee aluksi erittäin voimakkaan ja nopean yli 90 asteen käännöksen, mikä tempaa kiintopartikkelit seinämän lähellä ylös kohti reaktorin yläosaa. Ylöspäin 10 suuntautuva virtaus tapahtuu tyypillisesti virtaushaittojen sisäreunan ja seinämän välisessä tilassa, joka on mitoitettu olemaan 1/5 reaktorin halkaisijasta. Lähellä lietepintaa tapahtuu uudelleen lietevirtauksen voimakas suunnanmuutos, tällä kertaa reaktorin keskustan suuntaan kohti yläsekoi-5 tinta. Tällöin virtaushaittojen lisäavustuksella muodostuu kaasukuplia mukaansa tempaavia vaakapyörteitä, jotka pääosin estävät reagoimattoman kaasun poistumisen lietteestä.
Useimmissa tunnetuissa reaktoreissa lietteessä oleva kaasu on isoina 10 tilavuuksina vain osittain dispergoituneena ja siten vähentäen sekoittimen tehonottoa.
Keksinnön mukaiseen sekoituslaitteistokokonaisuuteen kuuluvat myös leveät virtaushaitat, joita on vähintään kuusi, mutta edullisesti kahdeksan 15 kappaletta. Haittojen ulottuvuus seinästä keskustaan on luokka viidesosa reaktorin halkaisijasta (T/5), eli virtaushaitan sisäreunan etäisyys reaktorin seinästä on luokkaa 20% reaktorin halkaisijasta ja haitan leveys 12-15% reaktorin halkaisijasta. Haitan ja seinämän väliin jäävä pystyrako on sekin standardia suurempi eli luokkaa 6 - 8% reaktorin halkaisijasta.
20
Virtaushaittoja voidaan käyttää hyödyksi muullakin tavalla kuin muodostamaan haluttuja virtauksia. On tunnettua, että lämmönsiirtoputkien lähei-co syydessä virtausnopeuden nosto parantaa huomattavasti lämmönsiirtoa.
O
° Lämmönsiirto on erityisen tehokasta, kun lämmönsiirtoputket sijoitetaan o 25 virtaushaittoihin eli virtaushaitat toimivat lämmönsiirtoeliminä. Tällöin i ^ virtaushaitta muodostetaan edullisesti lämmönsiirtoon käytettävästä | putkipaketista. Normaalisti putkipaketissa on putkien välissä aina noin putken kokoinen rako, jolloin jokaista putken ympärillä virtaa väliaine, johon δ lämpöä on tarkoitus siirtää tai ottaa siitä lämpöä talteen, o o 30 c\j Tämän keksinnön mukaisessa ratkaisussa ei voi käyttää virtaushaittana putkipakettia, jonka välissä on aukkoja, sillä aukot heikentävät halutun 11 virtauskentän muodostumista. Sen sijaan eräs keksinnön mukainen ratkaisu on käyttää ns. eväputkia, jolloin pystyputket on liitetty toisiinsa levymäisten osien avulla. Näin muodostuu lietevirtausten suhteen normaalia keksinnön mukaista virtaushaittaa vastaava rakenne. Siten keksinnön mukaisessa 5 sekoitinlaitteistossa ja menetelmässä käytettävät virtaushaitat toimivat sekä halutun voimakkaan virtauksen muodostajina että lämmönsiirron välineinä.
Keksinnön mukaista laitteistoa kuvataan tarkemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 10 kuva 1 esittää pystyleikkauksena tekniikan tason mukaista reaktiotilaa virtauskenttineen, kuva 2 esittää pystyleikkauksena keksinnön mukaista sovellutusta reaktiotilasta virtauskenttineen, kuva 3A esittää keksinnön mukaisen sekoitinelimen yläsekoitinta 15 pystyleikkauksena ja 3B päältä katsottuna, kuva 4A esittää keksinnön mukaisen sekoitinelimen yläsekoitinta pystyleikkauksena ja 4B päältä katsottuna, ja kuva 5 esittää poikkileikkausta eräästä keksinnön mukaisesta virtaus-haitasta.
20
Kuvasta 1 nähdään, että reaktori 1 on suljettu reaktori kuten esimerkiksi autoklaavi. Tekniikan tason mukainen sekoitin 2 on muodostettu alasekoitti-g mesta 3 ja yläsekoittimesta 4, jotka on ripustettu akseliin 5. Tällaista sekoi- ° tinta on kuvattu mm. EP-patentissa 1 309 394. Sekoittimet ovat kooltaan i o 25 kansiaukon 6 luokkaa eli sekoitin/reaktori-halkaisijasuhde D/T<0,4. Yläse- ^ koittimen 4 liuospinnalle 7 aikaansaamat useat pienet kartiomaiset kaasu- | muodostelmat 8 dispergoituvat yläsekoittimen pystysuorien ja muotoiltujen £ sisäsiipien 9 avulla huomattavan pieniksi kupliksi 10. Yläsekoittimen 4 ulko- o siivekkeet 11 levittävät ja työntävät siinä muodostuneen kuplaston alasekoit-
O
o 30 timeen 3, mutta yläsekoittimen "pienuuden” ja sekoittimen aiheuttaman levittämisen takia kuplaston painaminen alaspäin vaatii huomattavasti enemmän energiaa kuin nyt esillä olevan keksinnön tapauksessa. Kuten 12 virtauskuviostakin näkyy, muodostuu tekniikan tason mukaisen reaktorin virtauskenttään kolme aluetta (I - III); ylimpänä pintaimu- ja dispergointi-vyöhyke I, keskelle sekoitinvirtausten törmäysvyöhyke II, minkä takia kuplien painamiseen alas tarvitaan ylimääräistä energiaa ja alin dispergointi- ja varsi-5 nainen reaktiovyöhyke III. Tämä vyöhyke vastaanottaa ja edelleen dispergoi kaasukuplat erittäin pieniksi kupliksi 12 alasekoittimeen 3 muotoiltujen pysty-siipien 13 avulla. Samat voimakkaan virtauksen antavat siivet levittävät nämä pienet kuplat ympäröivään liuokseen ja samalla suspendoivat kiintoaine-hiukkaset. Reaktioissa tarvittava kaasu syötetään reaktorin yläosaan, sen ίο kaasutilaan, kaasuyhteen 14 kautta. Käytetyt virtaushaitat 15 ovat julkaisun mukaan standardivirtaushaittoja.
Kuten kuvasta 1 nähdään ja ko. julkaisun selityksestä käy esille, laitteisto ja erityisesti yläsekoitin on kehitetty imemään kaasua nestepinnan yläpuolelta. 15 Käytännössä on todettu, että ensimmäisen ja kolmannen vyöhykkeen väliin muodostuu törmäysvyöhyke, jonka vuoksi sekoitinratkaisu ei ole erityisen tehokas ainakaan, kun toimitaan suuressa lietetiheydessä.
Kuvassa 2 on esitetty kaaviokuva tämän keksinnön mukaisesta reaktiotilasta 20 ja siihen muodostuvista virtauskentistä. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa huomio on nimenomaan kiinnitetty liuotuksessa vaadittaviin ominaisuuksiin, kuten kiintoaineen tehokkaaseen ja tasaiseen sekoittamiseen ja tapaan cd estää reagoimattoman kaasun poistuminen suspensiosta. Keksinnön
O
° mukaisessa ratkaisussa on myös kiinnitetty huomiota siihen, miten kaasu i o 25 saadaan imetyksi reuna-alueen nousukierrosta takaisin keskiakselin ^ tuntumassa tapahtuvaan, alaspäin suuntautuvaan kiertoon. Ratkaisun | mukaisesti myös nestepinnan yläpuolelle noussut kaasu imetään kiertoon mukaan.
m δ
CD
o 30 Kuvassa 2 pystyasennossa oleva reaktori 20 on keksintömme mukaisesti
täytetty kiintoaine-liuos-seoksella eli lietteellä korkeuteen Z (tehollinen lietekorkeus), mikä edullisesti on VA - 2-kertainen reaktorin halkaisijaan T
13 nähden. Lietteen kiintoainepitoisuus on tyypillisesti korkea, luokkaa 500 g/l. Reaktorissa on kaareva pohja 21 (ns. matala paineastiapohja) ja suljetun tilan aikaansaamiseksi kaasutiivis kansi 22. Reaktoriin kuuluvat olennaisesti leveät virtaushaitat 23, joita on vähintään kuusi, mutta edullisesti kahdeksan. 5 Haittojen ulottuvuus seinästä keskustaan on luokkaa viidesosa reaktorin halkaisijasta (T/5), eli virtaushaitan sisäreunan 24 etäisyys reaktorin seinästä 25 on luokkaa 20% reaktorin halkaisijasta. Luonnollisesti haitan ja seinämän väliin jää pystyrako, joka sekin on standardia suurempi eli luokkaa 6 - 8% reaktorin halkaisijasta.
10
Nesteen, kiintoaineen ja kaasun välisiin reaktioihin tarvittava energia saadaan aikaan pääasiassa keksinnön mukaisen sekoitinelimen 26 avulla. Sekoitinelin muodostuu kahdesta, samaan akseliin 27 päällekkäin kiinnitetystä sekoittimesta, nimittäin yläsekoittimesta 28 ja alasekoittimesta 29. 15 Sekoittimet ovat tässä tapauksessa tavallaan samaa tyyppiä eli ns. suoralapaisia (pitch-blade-mallia). Prosessikaasu, kuten happi, vety tai joku muu ’’puhdas” kaasu, syötetään reaktorin alaosasta kaasuputken 30 kautta alasekoittimen 29 alle.
20 Alasekoitin 29 tekee varsinaisen työn eli ottaa lietteeseen luovutettavasta tehosta noin 75 - 85%. Sekoitin muodostaa reaktorin alaosan virtauskentän sellaiseksi, että lietevirtaus purkautuu sekoittimen lapojen päistä vinosti g alaspäin kohti reaktorin seinän alaosaa 31 siten, että "iskeytymäkohta” on
O
cv tosiaan pystyseinässä eikä pohjassa. Tällöin virtaus seinämän lähellä
C\J
9 25 jakautuu kahteen osaan. Vinosti alaspäin taittunut virtaus 32 jatkaa käänty- r-- mistään kohti reaktorin pohjan keskustaa ja siitä edelleen keskeltä ylös
X
£ alasekoittimen vaikutusalueeseen.
LO
§ Reaktoriseinän törmäyskohdasta alaspäin kääntyvä virtaus muodostaa o 30 toroidimaisen kiertovirtauksen reaktoriseinän 31 ja kaarevan pohjan alueelle. Syntyvä voimakas kiertovirtaus 32 parantaa kiintoaineen, liuoksen ja kaasun välistä kosketusta. Näin saadaan ajava voima halutuille liuoksen, 14 kiintoaineen ja kaasun keskinäisille reaktioille kasvamaan. Joissakin tapauksissa jokin reaktiotuote pyrkii kerääntymään kiintoainehiukkasten pinnalle ja siten hidastamaan reaktioita, mutta on todettu, että voimakkaan alasekoittimen vaikutuksesta tällaisten reaktiotuotteiden kerääntyminen on 5 vähäistä. Eräs tällainen reaktiotuote on sulfidien liuotuksessa muodostuva elementtirikki, joka pyrkii kerääntymään vielä liukenemattomille sulfidipinnoille passivoiden ne.
Toinen osa 33 alasekoittimen muodostamasta virtauksesta nousee erittäin ίο jyrkällä kaarella virtaushaittojen 23 ohjaamana seinämän 25 läheisyydessä ylös kohti pintaa. Alemman sekoittimen tarkoituksena on siis muodostaa reaktorin alaosan virtauskenttä. Sen lisäksi alasekoitin on muotoiltu niin, että se dispergoi sekoittimen alle syötetyn kaasun ja yläpuolelta tulevan kierto-kaasun pieniksi kupliksi mahdollisimman suuren kontaktipinnan aikaan-15 saamiseksi reaktioita varten. Lisäksi sekoitin on muotoiltu sellaiseksi, että se saa reaktiotilan kiintopartikkelit liikkeelle ja pitää niiden liikettä yllä ja vielä siten, että kiintoainepitoisuus on tasainen koko reaktiotilassa. Alasekoittimen muotoilun avulla saadaan myös aikaan suuri nopeusero eli turbulenssi partikkelien ja muiden faasien välillä reaktioiden edistämiseksi. Edullisesti 20 alasekoittimen suuri lapakulma synnyttää pyörteitä, jotka edistävät kemiallisten reaktioiden etenemistä.
g Yläsekoittimen ottama teho on pienempi eli noin 15 - 25%. Yläsekoitin on c3 muotoiltu siten, että se muodostaa reaktorin yläosan virtauskentän i o 25 sellaiseksi, että seinämän läheisyydessä kohti pintaa nouseva kaasupitoinen ^ lietevirtaus tekee erittäin jyrkän käännöksen ennen pintaa kohti reaktorin | keskustaa. Tällöin vaakasuoraan viilaavaan kenttään muodostetaan virtaus- haittojen avustuksella voimakkaita vaakapyörteitä 34, jotka tempaisevat o nousuvirran kaasua mukaansa aina yläsekoittimen 28 alueelle asti. Toinen o o 30 tehtävä yläsekoittimella on aikaansaada lähinnä sekoittimen yläpuolelle niin voimakkaita imusilmäkkeitä 35, että pinnan yläpuolista kaasua imeytyy niiden kautta ja sekoittuu tähän samaan vaakavirtaan ja siirtyy edelleen yläsekoit- 15 timelle. Tästä yläsekoitin 28 painaa kyseisen kaasu-lietesuspension poikkipinta-alaltaan mahdollisimman laaja-alaisena virtauksena 36 alas kohti alasekoitinta 29.
5 Juuri sekoittimien suuri halkaisijakoko on syynä siihen, että edellä kuvattu periaate toimii, jolloin voidaan jopa puhua näkymättömän down-draft-putken muodostumisesta reaktorin keskelle. Nopeiden virtauksien edellä kuvattu muodostuminen on todettu myös käytännössä. Alaspäin suunnatun virtauksen suuri poikkipinta-ala pakottaa reaktorin seinällä nousevan lo lietevirran poikkipinta-alan pieneksi ja siten ylöspäin nousevalla virtauksella on suuri nopeus. Tyypillisesti nousevan virtauksen nopeus on luokkaa 0,5 -1, 5 m/s, edullisesti alueella 0,8 - 1,2 m/s. Jos reaktorin koko on luokkaa 300 - 500 m3, se tarkoittaa, että koko reaktorisisältö kulkee alasekoittimen kautta 15-40 sekunnin välein.
15
Sekoitusreaktoreja käytetään usein esimerkiksi malmin tai rikasteen liuotuksessa. Tällöin liuotusvaiheeseen kuuluu yleensä useampia reaktoreja ja esimerkiksi tämän keksinnön piiriin kuuluvassa laitteistoissa lietettä siirretään reaktorista toiseen ylivuotona, joten sitä ei ole tarkemmin esitetty 20 kuvassa.
Nyt kehitetylle sekoitusmenetelmälle ja -laitteistolle on tyypillistä alaspäin g suunnatun virtauksen laaja poikkipinta-ala ja siinä oskilloivat kaasukuplat.
° Lietekerroksen pinnassa reunoilta kohti keskustaa suuntautuvat vaaka- i o 25 pyörteet 34 vievät mennessään huomattavan osan kaasukuplista ^ yläsekoittimeen 28, joka painaa kuplat uudelle kierrokselle kohti | alasekoitinta. Pieni osa kaasusta pääsee kuitenkin purkautumaan reaktorin n- kaasuillaan, mutta se imetään takasin lietteeseen yläsekoittimen muodosta- o mien pystyvortexien 35 ja nopean pintavirtauksen rikkoman pinnan kautta o 30 takaisin kohti yläsekoittimen imualuetta. Kokeissa on todettu, että kaasun käytön hyötysuhde on luokkaa 90 - 100%, usein yli 95%.
16
Lopullinen ajava voima kemiallisille reaktioille tulee kaasusta, jonka liukeneminen alaspäin viilaavista kuplista on luokkaa kymmenkertainen verrattuna ylöspäin virtaaviin kupliin. Alaspäin suunnattu virtaus tapahtuu juuri sekoittimien välisessä tilassa, joten on edullista, että sekoittimet ovat 5 keksintömme mukaisesti etäällä toisistaan. Vastaavasti menetelmällemme on tyypillistä, että alaspäin suunnatun virtauksen poikkipinta-ala on tavanomaista selvästi suurempi. Alaspäin suunnattu virtaus ulottuu edullisesti sekoittimen akselista 27 ulospäin aina lähelle virtaushaittojen sisäreunaa. Koko reaktorin poikkipinta-alasta alaspäin suunnattu virtaus ίο edustaa luokkaa 30 - 40%.
Suuri nousevan virtauksen virtausnopeus puolestaan vaikuttaa siihen, että virtauskäännökset sekä ala- että yläosassa reaktoria ovat jyrkkiä, jolloin sekä kiintoaineen virtaus 33 ylöspäin ja kaasua imevät vaakapyörteet 34 voimis-15 tuvat. Keskellä alaspäin tapahtuvan lietevirtauksen 36 nopeus voidaan juuri yläsekoittimen mitoituksella säätää sellaiseksi, että mukana seuraavat kaasukuplat alkavat oskilloida, jolloin tehostetaan kaasun ja lietteen välisiä reaktioita. Sekoittimien yhteisvaikutus saa aikaan makrovirtaukset, joista toinen kiertää pohjan kautta ja toinen pintavyöhykkeen kautta takaisin 20 alasekoittimelle. Lisäksi pohjaa vasten syntyy toroidimainen kiertovirtaus, joka entisestään nostaa kemiallisia suoritusarvoja.
g Keksinnön mukainen sekoitinyhdistelmä toimii ihanteellisesti, koska suuresta ° koostaan johtuen molemmat sekoittimet luovuttavat sekä kaasun i o 25 dispergointiin että kiintoaineen suspendointiin huomattavasti tavanomaista £ suuremman sekoitusenergian. Samalla sekoittimet menettävät hyvin hitaasti | tehoaan imetyn kaasumäärän lisääntyessä, mikä johtuu juuri tehokkaasta dispergoinnista ja kuplia levittävästä sekoitustavasta. o
CO
o o 30 Kuvassa 3A nähdään tarkemmin sivulta katsottuna ja kuvassa 3B päältä katsottuna keksinnön mukainen yläsekoitin 28. Yläsekoittimessa on akseliin 27 asennettu vähintään kuusi, edullisesti kahdeksan levymäistä, suora- 17 kaiteen muotoista siipeä eli lapaa 37. Yläsekoittimen 28 lavat on kallistettu vaakatasoon nähden kulmaan a 25° - 35°, edullisesti 30° ja itse sekoittimen korkeus 38 on luokkaa kuudesosa sekoittimen halkaisijasta Di (hi/Di=1/6). Sekoitinlapojen tarkoituksena on aiheuttaa sellainen vakaa virtauskenttä 5 reaktorin lietepinnan lähelle, että muodostuu pinnalta ja reaktorin reuna-alueen ylösnousevasta virtauksesta kaasua itseensä imevät horisontaali- ja vertikaalivortexit 34 ja 35. Sekoitinlavat 37 sekoittavat kaasun lietteeseen ja työntävät ne tasaisena virtauksena 36 reaktorin keskeltä alas kohti alasekoitinta 29.
10
Kuvassa 4A on esitetty keksinnön mukainen alasekoitin 29 sivulta katsottuna ja kuvassa 4B päältä katsottuna, Alasekoittimessa 29 on vähintään kuusi, mutta edullisesti kahdeksan levymäistä, suorakaiteen muotoista sekoitin-lapaa 39. Kukin lapa on vaakatasoon nähden tietyssä kulmassa oc, mikä 15 tässä alasekoittimen tapauksessa on välillä 50 - 70°, mutta edullisesti 62°. Lavat ovat normaalia leveämmät siten, että sekoittimen sivulta katsottu korkeus 40 on neljäsosa sekoittimen halkaisijasta D2 (h2/D2=1/4).
Alasekoittimen 29 tarkoituksena on vastaanottaa yläsekoittimen 28 reaktorin 20 keskeltä alas työntämä kaasu-lietevirtaus 36, dispergoida kaasu entistä pienemmiksi kupliksi ja edelleen työntää muodostunut suspensio kohti reaktorin lieriömäisen pystyseinän alaosaa 31. Törmäys seinämällä tapahtuu § lähellä reaktorin pohjaa, kuitenkin sen yläpuolella. Tässä· vaiheessa virtaus 0 ™ jakaantuu kahteen osaan; toinen, kaasukuplia mukanaan kuljettava osavirta
CVJ
9 25 32 kääntyy loivasti alaspäin kohti reaktorin pohjan keskustaa ja edelleen keskeltä ylös kohti alasekoittimen keskustaa, mihin virtaan syötetään 1 reaktiokaasu ja toinen osavirta 33 kääntyy jyrkästi pienellä säteellä seinämää ylöspäin ottaen mukaansa voimakkuutensa ansiosta kiintopartikkeleita ja § kaasukuplia, o
Sj 30
Halkaisijaltaan molemmat sekoittimet 28 ja 29 ovat tavanomaista suuremmat eli välillä yli 0,4, mutta maksimissaan 0,5 kertaa reaktorin halkaisija.
' j 18
Molemmilla sekoittimilla on oma tärkeä tehtävänsä, jonka mukaan sekoittimet on määritelty. Alemman sekoittimen korkeus 40 on luokkaa 1,5 kertaa yläsekoittimen korkeus 38.
5 Kuvassa 5 on esitetty poikkileikkauksena eräs keksinnön mukainen virtaushaitta 23, joka on muodostettu evämäisten ulokkeiden 41 avulla toisiinsa liitetyistä lämmitys/jäähdytysputkista 42.
Keksintöä kuvataan lähemmin vielä oheisten esimerkkien avulla.
10
Esimerkki 1.
Tutkimuksessa verrattiin kolmen, eri halkaisijan (D) omaavan normaali-rakenteisen sekoittimen vaikutusta pystyvortexien syntymekanismiin.
Sekoittimet olivat siis tavanomaisia nelilapaisia "pitch-blade”-tyyppisiä 15 sekoittimia, joissa lapojen kallistuskulma oli 45° ja sekoittimen korkeuden h suhde sekoittimen halkaisijaan D oli myös useimmissa tavanomaisissa ratkaisuissa käytetty eli h/D = 1/6. Kaikissa kokeissa sekoittimen etäisyys lietepinnasta per sekoittimen halkaisija oli sama. Taulukon 1 mittauksissa määritettiin kierrosnopeus NCrit. millä pystyvortexeja alkoi muodostua. Tätä 20 mitattua kierrosnopeutta käyttäen määritettiin dimensioton luku Kcv, mikä osoittautui vakioksi. Vakion lähempi tarkastelu osoittaa sen sopivan funktioon:
CD
o ° Frcv = Kcv*(D/T)2 i
C\J
O 25 ^ missä Frcv = Froude-luku = N2D/g | N = sekoittimen kierrosnopeus D = sekoittimen halkaisija o T = reaktorin halkaisija o o 30 g = maan vetovoiman kiihtyvyys 19 Tämä pieni testisarja osoittaa, että pystyvortexien käyttäytyminen on pääosin riippuvainen Froude-luvusta ja siten kirjallisuudessa esitettyjen teorioiden mukainen.
5
Taulukko 1.
Rajakierrosnopeus Ncv pystyvortexien syntymiselle
Testi D/T N eri wcrit KCv KCv-aver 10 Nro - rps m/s Ncrit2D3/gT2 Ncrit2D3/gT2 1 0,381 4,00 4,79 0,690 2 0,483 2,83 4,30 0,706 3 0,525 2,42 3,96 0,657 0,684 15
Esimerkki 2.
Tutkittiin samoin vertaamalla samoilla kolmen eri halkaisijan omaavan sekoittimen vaikutusta vaakavortexien käyttäytymismekanismiin. Sekoittimet olivat siis nytkin tavanomaisia nelilapaisia "pitch-blade”-tyyppisiä sekoittimia 20 kuten edellisessäkin esimerkissä. Kaikissa kokeissa sekoittimen etäisyys lietepinnasta per sekoittimen halkaisija oli nytkin sama. Taulukon 2 mittauksissa määritettiin kierrosnopeus Ncrit, millä vaakavortex muodostui hyväksytty täväksi. Tätä mitattua kierrosnopeutta käyttäen määritettiin dimensioton luku ° Kch, mikä osoittautui vakioksi. Vakion lähempi tarkastelu osoittaa sen sopivan o 25 funktioon: i g Reev = KCh missä Recv - Reynolds-luku = ND2/v
LO
o N = sekoittimen kierrosnopeus o o 30 D = sekoittimen halkaisija v = kinemaattimen viskositeetti 20 Tämä pieni testisarja puolestaan osoitti, että vaakavortexien käyttäytyminen ei olekaan Froude-luvusta riippuvainen, vaan tilannetta ’’hallitsee" nimenomaan Reynolds-luku. Tämä taas merkitsee sitä, että virtausopin sääntöjen mukaan vaikuttava tekijä onkin oikea virtauskenttä, mikä pysyy tunnetusti 5 samana, kunhan vain ollaan riittävän turbulenttisella alueella eli Re >10 000.
Taulukko 2.
Rajakierrosnopeus NCh vaakavortexien muodostumiselle 10 Testi D/T Ncrit wcrit Kch Kch-aver
Nro - rps m/s NcritD2/v NcrjtD2/v 1 0,381 6,00 7,19 872000 2 0,483 3,83 5,82 896000 3 0,525 3,00 4,95 826000 865000 15
Esimerkki 3.
Tutkittiin yläsekoittimen ja alasekoittimen koon vaikutusta sekä pysty- että vaakavortexien käyttäytymiseen. Todettiin, että pienillä sekoitin / reaktorin- halkaisijasuhteilla D/T alle 0,4 muodostui lietepintaan akselin juureen yksi 20 syvä vortex, mikä kierrosnopeuden kasvaessa syveni aivan alasekoittimelle asti. Johtopäätöksenä voidaan sanoa, että jos halutaan tämän keksinnön kaltaisia, useita vakaita ja tehokkaita vortexeja, on sekoittimien halkaisija- g koko D/T oltava yli 0,4.
o
CM
CM
9 25 Esimerkki 4
Esimerkissä tutkittiin virtaushaittojen koon ja lukumäärän vaikutusta
X
£ virtauskentän käyttäytymiseen lieriömäisessä sekoitusreaktorissa keksinnön mukaisella sekoitinelimellä. Keksinnön mukaisina virtaushaittoina käytettiin g kahdeksaa haittaa, joiden leveys oli 12,4% reaktorin halkaisijasta ja niiden o ^ 30 sisäreuna ulottui etäisyydelle 18,2 % reaktorin halkaisijasta. Vertailuhaittoina käytettiin standardin mukaisia haittoja, joiden lukumäärä oli neljä, niiden leveys 8,3 % ja ulottuvuus 10% reaktorin halkaisijasta. Vertailussa todettiin 21 aivan selvä ero virtauksen käyttäytymisessä. Kun käytettiin tavanomaisia virtaushaittoja, lietevirtauksessa esiintyi epämääräistä huojuntaa, mutta kun siirryttiin käyttämään keksintömme mukaisia virtaushaittoja, lietevirtauksen epämääräinen huojunta tasoittui vakaaksi ja selitysosassa kuvatun mukai-5 seksi. Johtopäätöksenä voitiin todeta, että keksinnön mukainen sekoitinelin ei yksinään riitä saamaan aikaan haluttua, vakaata virtauskenttää vaan eräs tyypillinen osa keksinnön mukaista sekoituslaitteistoa on tekstissä kuvatut virtaushaitat, sekä lukumääränsä että kokonsa suhteen.
10 Esimerkki 5
Esimerkissä tutkittiin lietepitoisuuden jakaantumista lieriömäisessä sekoitus-reaktorissa, jossa oli keksinnön mukainen sekoituslaitteisto. Kiintoaineena käytettiin pyriittimalmia, joka oli jauhettu hienouteen 95% alle 110 mikrometriä. Kiintoainepitoisuus oli 500 g/l eli lietetiheys 1400 kg/m3 Ilmaa 15 syötettiin alasekoittimen alle 2,4 m3/h/m3. Sekoittimien kierrosnopeus vastasi kärkinopeutta 2,8 m/s. Kiintoainenäytteet otettiin kolmelta korkeudelta, jolloin kukin edusti kolmatta osuutta koko lietetiheydestä. Saatiin seuraavat mittaustulokset: 20 Taulukko 3
Lietepitoisuudet keksinnön mukaisessa reaktorissa g Näytekorkeus 1 eli reaktorin yläosa 1360 kg/m3 ° Näytekorkeus 2 eli reaktorin keskiosa 1330 kg/m3 i o 25 Näytekorkeus 3 eli reaktorin alaosa 1360 kg/m3 h- | Taulukon tulokset osoittavat, että sekoitus on erittäin hyvin pystynyt £ nostamaan nämä varsin raskaat kiintoainehiukkaset (partikkelitiheys 5000 o kg/m3) reaktorin pintakerrokseen ja vielä erittäin tasaisesti jakautuneeksi § 30 koko reaktiotilan alueelle (1350 kg/m3 ±1,3%).

Claims (21)

  1. 22
  2. 1. Sekoitinlaitteisto kaasun sekoittamiseksi nesteen ja kiintoaineen muodostamaan lietteeseen, jolloin laitteisto muodostuu suljetusta s reaktorista, jonka tehollinen lietekorkeus on luokkaa 1,5-2 kertaa reaktorin halkaisija ja joka lieriömäinen pystyreaktori (20) on varustettu pohjalla (21) ja kannella (22), reaktorin sisälle sijoitetusta sekoitinelimestä (26), joka muodostuu kahdesta samaan akseliin (27) päällekkäin kiinnitetystä sekoittimesta, reaktorin seinältä ίο sisäänpäin suunnatuista, kuudesta, edullisesti kahdeksasta virtaushaitasta, joiden ulottuvuus reaktorin seinästä (25) sisäänpäin on luokkaa 1/5 reaktorin halkaisijasta ja reaktorin pohjaosaan, sekoitinelimen (26) alapuolelle sijoitetusta kaasun syöttöputkesta (30), tunnettu siitä, että reaktori on varustettu sekoitineiimellä (26), 15 joka muodostuu yläsekoittimesta (28) ja alasekoittimesta (29), jolloin suoralapainen yläsekoitin on varustettu ainakin kuudella, edullisesti kahdeksalla lavalla (37), jotka on kallistettu vaakatasoon nähden kulmassa 25 - 35°, ja suoralapainen alasekoitin on varustettu ainakin kuudella, edullisesti kahdeksalla lavalla (39), jotka on kallistettu 20 vaakatasoon nähden kulmassa 60 - 70°.
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että CO 0 alasekoittimen (29) ottama teho on vähintään kolminkertainen, CM ιό edullisesti ainakin viisinkertainen yläsekoittimen (28) ottamaan cp co 25 tehoon nähden. CM cc α 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että yläsekoittimen (28) lavat on kallistettu vaakatasoon nähden kulmassa § 30°. o CM 30 23
  4. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että alasekoittimen (29) lavat on kallistettu vaakatasoon nähden kulmassa 62°.
  5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että alasekoittimen korkeus (40) on luokkaa % sekoittimen halkaisijasta.
  6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että yläsekoittimen korkeus (38) on luokkaa 1/6 sekoittimen halkaisijasta. 10
  7. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että alasekoittimen korkeus (40) on luokkaa 1,5 kertaa yläsekoittimen korkeus (38).
  8. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että sekoittimien (28,29) halkaisija on yli 0,4, mutta korkeintaan 0,5 kertaa reaktorin (20) halkaisija.
  9. 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että 20 sekoittimen etäisyys toisistaan on luokkaa 50 - 70% reaktorin tehollisesta lietekorkeudesta. CO
  10. 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että CM g alasekoittimen (29) etäisyys reaktorin pohjasta (21) on luokkaa co 25 sekoittimen halkaisija. CM CC
  11. 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että ^ virtaushaittojen (23) leveys on 12 -15% reaktorin halkaisijasta. CO o o CVJ
  12. 12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että virtaushaittojen ja reaktorin seinän välinen etäisyys on luokkaa 6 -8% reaktorin halkaisijasta. 24
  13. 13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoiti n la itteisto, tunnettu siitä, että virtaushaitta (23) on muodostettu lämmönsiirtoelimeksi.
  14. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, 5 että virtaushaitta (23) on muodostettu levymäisten osien (41) avulla toisiinsa liitetyistä putkista (42).
  15. 15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitinlaitteisto, tunnettu siitä, että reaktorin pohja (21) on kaareva. 10
  16. 16. Menetelmä suljetun reaktiotilan pohjaosaan syötetyn kaasun dispergoimiseksi nesteen ja kiintoaineen muodostamaan lietteeseen reaktiotilaan sijoitettujen virtaushaittojen ja sekoitinelimen avulla, jolloin reaktiotilan tehollinen lietekorkeus on is luokkaa 1,5-2 kertaa reaktiotilan halkaisija ja joka reaktiotila on varustettu sekoitinelimellä ja joka sekoitinelin muodostuu yläsekoittimesta ja alasekoittimesta, joka suoralapainen yläsekoitin on varustettu ainakin kuudella lavalla, jotka lavat on kallistettu vaakatasoon nähden kulmassa 25 - 35°, ja joka 20 suoralapainen alasekoitin on varustettu ainakin kuudella lavalla, jotka lavat on kallistettu vaakatasoon nähden kulmassa 60 - 70° ja joka pohjaosaan syötetty kaasu syötetään alasekoittimen alle CO o lietevirtaukseen, tunnettu siitä, että kaasu suunnataan sanotun CM uS alasekoittimen avulla reaktiotilan seinän alaosaan ja saatetaan cp co 25 purkautumaan siellä kahdeksi erilliseksi virtaukseksi, joista toinen x virtaus saatetaan kääntymään seinän kautta reaktiotilan pohjan CL keskustaa kohti toroidimaisen virtauksen muodossa ja toinen ^ virtaus saatetaan nousemaan reaktiotilan seinän ja O o virtaushaittojen muodostamalla alueella ylös kohti pintaa, jossa CM 30 virtaus käännetään yläsekoittimen avulla kohti reaktiotilan keskustaa ja saatetaan muodostamaan samalla kaasukuplia 25 kuljettavia vaaka- ja pystypyörteitä; reaktiotilan keskustassa lietevirtauksen suunta käännetään yläsekoittimen avulla virtaamaan alaspäin yhtenäisenä putkimaisena virtauksena kohti alasekoitinta. 5
  17. 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lietteen kiintoainepitoisuus on luokkaa 500 g/l.
  18. 18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ίο reaktiotilan seinän ja virtaushaittojen alueella nousevan virtauksen virtausnopeus on 0,5 -1,5 m/s, edullisesti 0,8 - 1,2 m/s.
  19. 19. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktiotilan keskustassa alaspäin suunnatun lietevirtauksen 15 poikkipinta-ala on luokkaa 30 - 40% reaktorin poikkipinta-alasta.
  20. 20. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktiotilan keskustassa alaspäin suunnatussa lietevirtauksessa olevat kaasukuplat saatetaan oskilloivaan liikkeeseen. 20
  21. 21. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lietteen syöttö reaktiollaan ja poisto sieltä tapahtuu ylivuotona. CO δ CVJ m cp co 25 CVJ X cc CL m δ CD o o CVJ 26
FI20060151A 2006-02-17 2006-02-17 Menetelmä ja sekoitinlaitteisto kaasun sekoittamiseksi lietteeseen suljetussa reaktorissa FI123662B (fi)

Priority Applications (16)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060151A FI123662B (fi) 2006-02-17 2006-02-17 Menetelmä ja sekoitinlaitteisto kaasun sekoittamiseksi lietteeseen suljetussa reaktorissa
PE2007000158A PE20071126A1 (es) 2006-02-17 2007-02-14 Metodo y aparato mezclador para mezclar gas dentro de una suspension en un reactor cerrado
ES07704811T ES2391388T3 (es) 2006-02-17 2007-02-14 Procedimiento y aparato de mezclado para mezclar gas en pasta en un reactor cerrado
PL07704811T PL1984104T3 (pl) 2006-02-17 2007-02-14 Sposób i urządzenie mieszające do mieszania gazu z zawiesiną w zamkniętym reaktorze
EP07704811A EP1984104B1 (en) 2006-02-17 2007-02-14 Method and mixer apparatus for mixing gas into slurry in a closed reactor
KR1020087020061A KR101309356B1 (ko) 2006-02-17 2007-02-14 폐쇄형 반응기 내에서 가스를 슬러리에 혼합하기 위한 믹서장치 및 방법
PCT/FI2007/000037 WO2007093668A1 (en) 2006-02-17 2007-02-14 Method and mixer apparatus for mixing gas into slurry in a closed reactor
CA2640327A CA2640327C (en) 2006-02-17 2007-02-14 Method and mixer apparatus for mixing gas into slurry in a closed reactor
AU2007216423A AU2007216423B2 (en) 2006-02-17 2007-02-14 Method and mixer apparatus for mixing gas into slurry in a closed reactor
JP2008554798A JP2009526641A (ja) 2006-02-17 2007-02-14 密閉反応装置内のスラリーにガスを混合する方法および混合装置
US12/160,842 US20100229687A1 (en) 2006-02-17 2007-02-14 Method and mixer apparatus for mixing gas into slurry in a closed reactor
CN2007800057633A CN101384347B (zh) 2006-02-17 2007-02-14 用于在密闭反应器内将气体混入渣浆中的方法和混合设备
EA200801545A EA012403B1 (ru) 2006-02-17 2007-02-14 Способ и смесительное устройство для смешивания газа с суспензией в закрытом реакторе
BRPI0708053-0A BRPI0708053B1 (pt) 2006-02-17 2007-02-14 Mixing device for mixing gas in a slurry, and Method for dispersing gas by feeding it into the base section of a closed reaction space
ZA200806438A ZA200806438B (en) 2006-02-17 2008-07-24 Method and mixer apparatus for mixing gas into slurry in a closed reactor
NO20083817A NO20083817L (no) 2006-02-17 2008-09-08 Fremgangsmate og blandeanordning for blanding av gass inn i slam i en lukket reaktor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060151A FI123662B (fi) 2006-02-17 2006-02-17 Menetelmä ja sekoitinlaitteisto kaasun sekoittamiseksi lietteeseen suljetussa reaktorissa
FI20060151 2006-02-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20060151A0 FI20060151A0 (fi) 2006-02-17
FI20060151A FI20060151A (fi) 2007-08-18
FI123662B true FI123662B (fi) 2013-08-30

Family

ID=35953618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20060151A FI123662B (fi) 2006-02-17 2006-02-17 Menetelmä ja sekoitinlaitteisto kaasun sekoittamiseksi lietteeseen suljetussa reaktorissa

Country Status (16)

Country Link
US (1) US20100229687A1 (fi)
EP (1) EP1984104B1 (fi)
JP (1) JP2009526641A (fi)
KR (1) KR101309356B1 (fi)
CN (1) CN101384347B (fi)
AU (1) AU2007216423B2 (fi)
BR (1) BRPI0708053B1 (fi)
CA (1) CA2640327C (fi)
EA (1) EA012403B1 (fi)
ES (1) ES2391388T3 (fi)
FI (1) FI123662B (fi)
NO (1) NO20083817L (fi)
PE (1) PE20071126A1 (fi)
PL (1) PL1984104T3 (fi)
WO (1) WO2007093668A1 (fi)
ZA (1) ZA200806438B (fi)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI123597B (fi) * 2009-12-08 2013-07-31 Outotec Oyj Menetelmä ja laitteisto kiintoaineen erottamiseksi lietteestä sekä menetelmän ja/tai laitteiston käyttö
WO2013082717A1 (en) 2011-12-06 2013-06-13 Bachellier Carl Roy Improved impeller apparatus and dispersion method
EP2725052B1 (de) * 2012-10-23 2019-01-16 Uhde Inventa-Fischer GmbH Repolymerisationsvorrichtung
CN102989404B (zh) * 2012-11-30 2015-09-09 武汉工程大学 一种撞击流反应器
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
US9863423B2 (en) 2014-04-14 2018-01-09 Enevor Inc. Conical impeller and applications thereof
JP6392907B2 (ja) * 2016-04-14 2018-09-19 株式会社新菱 ガス含有基材およびその製造方法
CN105831372B (zh) * 2016-04-15 2023-07-18 蚌埠市赛亚机械有限责任公司 组合式混合投料装置
EP3251739B1 (en) * 2016-05-31 2021-08-11 Sumitomo Heavy Industries Process Equipment Co., Ltd. Stirring impeller and stirring device
MX2020004740A (es) 2017-11-06 2022-02-25 Penoles Tecnologia S A De C V Reactor sólido-gas-líquido (sgl) para la lixiviación de minerales polimetálicos y/o concentrados base plomo, cobre, zinc, fierro y/o sus mezclas.
BR112021022023A2 (pt) * 2019-05-03 2022-01-18 Philadelphia Mixing Solutions Ltd Misturador de reação
JP7386973B2 (ja) * 2019-09-10 2023-11-27 ハンファ ソリューションズ コーポレーション 塩化ビニル樹脂懸濁重合用バッチ式撹拌器およびそれを用いたバッチ式懸濁重合反応器
JPWO2021131333A1 (fi) * 2019-12-25 2021-07-01
CN113457516A (zh) * 2021-05-25 2021-10-01 周小平 一种具备升降调节功能的可移动农业分散机
CN116459699B (zh) * 2023-03-21 2023-10-13 山东名德医疗科技有限公司 一种消毒液稀释装置及其制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4587314A (en) * 1981-07-21 1986-05-06 Phillips Petroleum Company Continuous polymerization reactor
US4896971A (en) * 1987-03-26 1990-01-30 General Signal Corporation Mixing apparatus
FI86601C (fi) * 1987-10-21 1992-09-25 Outokumpu Oy Saett att aostadkomma dubbelcirkulationsfloede och apparatur daertill.
US5431860A (en) * 1991-02-01 1995-07-11 Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar Rt. Complex mixing device for dispersion of gases in liquid
FR2763867B1 (fr) * 1997-06-03 1999-07-30 Grande Paroisse Sa Dispositif pour melanger et dissoudre dans un liquide des granules solides, en particulier pour la production d'engrais phospho-azotes
FI110760B (fi) * 2000-07-21 2003-03-31 Outokumpu Oy Sekoitinlaitteisto ja menetelmä kaasun sekoittamiseksi suljetussa reaktorissa
CN2483079Y (zh) * 2001-07-06 2002-03-27 中国石化仪征化纤股份有限公司 带有组合式搅拌桨的气液或气液固多相搅拌反应釜
AU2003901207A0 (en) * 2003-03-17 2003-04-03 Outokumpu Oyj Auxiliary agitator for a floatation device
AU2003901208A0 (en) * 2003-03-17 2003-04-03 Outokumpu Oyj A flotation device
GB0318449D0 (en) * 2003-08-06 2003-09-10 Glaxo Group Ltd Impeller unit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007093668A1 (en) 2007-08-23
AU2007216423B2 (en) 2011-09-08
KR20080094698A (ko) 2008-10-23
BRPI0708053A2 (pt) 2011-05-17
FI20060151A0 (fi) 2006-02-17
NO20083817L (no) 2008-09-08
AU2007216423A1 (en) 2007-08-23
EP1984104A4 (en) 2011-10-19
PE20071126A1 (es) 2007-11-21
PL1984104T3 (pl) 2012-12-31
CA2640327A1 (en) 2007-08-23
KR101309356B1 (ko) 2013-09-17
EA012403B1 (ru) 2009-10-30
FI20060151A (fi) 2007-08-18
CN101384347B (zh) 2012-12-05
US20100229687A1 (en) 2010-09-16
ZA200806438B (en) 2010-03-31
CA2640327C (en) 2014-05-06
EP1984104B1 (en) 2012-07-11
JP2009526641A (ja) 2009-07-23
BRPI0708053B1 (pt) 2017-10-10
EA200801545A1 (ru) 2009-02-27
EP1984104A1 (en) 2008-10-29
CN101384347A (zh) 2009-03-11
ES2391388T3 (es) 2012-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123662B (fi) Menetelmä ja sekoitinlaitteisto kaasun sekoittamiseksi lietteeseen suljetussa reaktorissa
US4548765A (en) Method for dispersing gas in a solid-containing liquid, and an apparatus for it
US20160193573A1 (en) Method and system for enhancing mass transfer in aeration/oxygenation systems
LT3132B (en) Complex mixer for dispersion of gases in liquid
FI110760B (fi) Sekoitinlaitteisto ja menetelmä kaasun sekoittamiseksi suljetussa reaktorissa
FI109181B (fi) Vaahdotusmekanismi ja menetelmä kaasun dispergoimiseksi ja virtauksen hallitsemiseksi vaahdotuskennossa
FI109457B (fi) Menetelmä lietteen sisältämän kiintoaineen liuottamiseksi
JP2021098151A (ja) 気液混合装置及び気液混合方法
AU2009321552B2 (en) An open pressurised agitated reactor and a method for mixing gas and slurry with each other
CN102350250A (zh) 一种双层搅拌桨组合装置
JP2021098152A (ja) 気液混合装置及び気液混合方法
CN1167496C (zh) 碗式搅拌器
MX2008010510A (en) Method and mixer apparatus for mixing gas into slurry in a closed reactor
CN2460194Y (zh) 高效碗式搅拌器
JP2021154254A (ja) 気液混合装置および気液混合方法
CN110697853A (zh) 一种多相分离装置及多相分离系统
Scargiali et al. Mass transfer and hydrodynamic characteristics of a Long Draft Tube Self-ingesting Reactor (LDTSR) for gas-liquid-solid operations
Baily The hydrodynamic scale-up of flotation machine performance.

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: OUTOKUMPU TECHNOLOGY OYJ

Free format text: OUTOKUMPU TECHNOLOGY OYJ

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: OUTOTEC OYJ

Free format text: OUTOTEC OYJ

FG Patent granted

Ref document number: 123662

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B