FI59032B

FI59032B - GAS-VAETSKE-REAKTOR

Info

Publication number: FI59032B
Application number: FI771149A
Authority: FI
Inventors: John Bagge
Original assignee: Valmet Oy
Priority date: 1977-04-12
Filing date: 1977-04-12
Publication date: 1981-02-27
Also published as: FI771149A; FI59032C

Description

η-ft-T| rRl KUULUTUSJULKAISU Λ ^ (11) UTLÄGGN I NGSSKRIFT 5 9 0 3 2 C Patentti snyönnctty 10 06 1931 ^ Patent meddelat ^ ^ (51) Kv.ik.3/Int.a.3 B 01 F 9/00 SUOMI —FINLAND (21) P»t*nttlh»k«nu* — Patmtmeknlnf 7711^9 (22) Hak«ml«pUvl — Antekningsdtg 12.0^.77 (23) Alkuplivt—GIMchMsd*g 12.0^.77 (41) Tulkit Julkiseksi — Bllvlt offontlig 13.10.78η-ft-T | rRl NOTICE OF PUBLICATION Λ ^ (11) UTLÄGGN I NGSSKRIFT 5 9 0 3 2 C Patent granted 10 06 1931 ^ Patent meddelat ^ ^ (51) Kv.ik.3 / Int.a.3 B 01 F 9/00 FINLAND —FINLAND ( 21) P »t * nttlh» k «nu * - Patmtmeknlnf 7711 ^ 9 (22) Hak« ml «pUvl - Antekningsdtg 12.0 ^ .77 (23) Alkuplivt — GIMchMsd * g 12.0 ^ .77 (41) Translators Public - Bllvlt offontlig 13.10.78

Patentti- ja rekisterihallitus .... ... , .Patent and Registration Office .... ... , .

_ ' . (44) NShrtvUulpunon ja kuuUulkaltun pvm. —_ '. (44) Date of NShrtvUulpuno and MoonUullun. -

Patent· och registerstyrelsen AittMon utbgd och utl.ikrtft.n publkerad 27.02.8l (32)(33)(31) Pyydetty etuolkaua—Be|lrd prloritet (71) Valmet Oy, Punanotkonkatu 2, 00130 Helsinki 13, Suomi-Finland(FI) (72) John Bagge, Turku, Suomi-Finland(FI) (7*0 Forssen & Salomaa Oy (51*) Kaasu-neste-reaktori - Gas-vätske-reaktorPatent · och registerstyrelsen AittMon utbgd och utl.ikrtft.n publkerad 27.02.8l (32) (33) (31) Requested etuolkaua — Be | lrd prloritet (71) Valmet Oy, Punanotkonkatu 2, 00130 Helsinki 13, Finland-Finland ) (72) John Bagge, Turku, Finland-Finland (FI) (7 * 0 Forssen & Salomaa Oy (51 *) Gas-liquid reactor - Gas-reactor-Gas reactor

Keksinnön kohteena on kaasu-neste-reaktori, joka käsittää pyörivän reak-torisäiliön,nesteen ja vastaavasti kaasun tuloyhteet reaktorisäiliöön sekä kaasulla käsiteltyn nesteen poistoyhteen reaktorisäiliöstä.The invention relates to a gas-liquid reactor comprising a rotating reactor vessel, liquid and gas inlet connections to the reactor vessel, respectively, and a gas-treated liquid outlet connection from the reactor vessel.

Monissa teollisissa prosesseissa nestettä joudutaan käsittelemään kaasulla. Laiteratkaisuja, joissa kaasu johdetaan kosketukseen käsiteltävän nesteen kanssa, tunnetaan lukuisia. Esim. pyörivät reaktorisäiliöt, joihin syötetään käsiteltävä neste sekä kaasu, ovat yleisesti tunnettuja. Olennaisin epäkohta aikaisemmin tunnetuissa vastaavaan käyttöön tarkoitetuissa laitteissa on ollut se, että syötetyn kaasun käyttö ei ole tehokasta, koska kaasua ei saada kulutetuksi reaktiossa kokonaisuudessaan. Tästä aiheutuu lukuisia haittoja varsinkin myrkyllisiä kaasuja, kuten esim. kloorikaasua käytettäessä, koska ylimääräinen nesteessä oleva kaasu joudutaan myöhemmin poistamaan. Tämän johdosta aikaisemmin käytetyt monimutkaiset laiteratkaisut ovat kustannuksiltaan verrattain kalliita.In many industrial processes, the liquid has to be treated with a gas. Numerous device solutions in which the gas is brought into contact with the liquid to be treated are known. For example, rotary reactor vessels into which the liquid to be treated and the gas are fed are generally known. The most significant drawback of previously known devices for similar use has been that the use of the fed gas is not efficient because the gas cannot be consumed in the reaction as a whole. This causes numerous disadvantages, especially when using toxic gases, such as chlorine gas, because the excess gas in the liquid has to be removed later. As a result, the complex hardware solutions used in the past are relatively expensive.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada yksinkertainen laite, joka soveltuu erinomaisesti mitä erilaisimpiin kaasuilla suoritettaviin nesteiden kä-sittelyihin, ja jossa syötetty kaasu saadaan reaktiossa kulumaan kokonaisuudessaan. Keksinnön päämääränä on myös aikaansaada tehokas ja käyttövar-ma laite, joka lisäksi kustannuksiltaan on edullinen. Keksinnön muut tavoitteet ja sillä saavutettavat edut käyvät ilmi keksinnön selityksestä.The object of the invention is to provide a simple device which is excellently suited for the most diverse treatment of liquids with gases and in which the feed gas is consumed in its entirety in the reaction. It is also an object of the invention to provide an efficient and reliable device which is also cost-effective. Other objects and advantages of the invention will be apparent from the description of the invention.

2 590322 59032

Keksinnön päämäärät saavutetaan kaasu-neste-reaktorilla, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että pyörivässä reaktorisäiliössä on ainakin yksi suutinrakenne, joka sisältää lukuisia suuttimia kaasunvirtausta varten ja vastaavasti lukuisia suuttimia nesteenvirtausta varten.The objects of the invention are achieved by a gas-liquid reactor, which is mainly characterized in that the rotating reactor vessel has at least one nozzle structure containing a plurality of nozzles for gas flow and a plurality of nozzles for liquid flow, respectively.

Keksinnön mukaisella kaasu-neste-reaktorilla, jossa on pyörivä reaktori-säiliö, jonka sisällä on yksi tai useampi suutinrakenne, saadaan syötetty kaasu reagoimaan erittäin tehokkaasti käsiteltävän nesteen kanssa ja tällöin syötetty kaasu kuluu reaktiossa kokonaisuudessaan. Uutta kaasua tarvitsee syöttää ainoastaan sitä mukaan kuin kaasua reaktiossa kuluu. Keksinnön mukainen reaktori on myös rakenteeltaan yksinkertainen ja siten laitekustannuksiltaan erittäin edullinen.With the gas-liquid reactor according to the invention, which has a rotating reactor vessel with one or more nozzle structures, the feed gas is reacted very efficiently with the liquid to be treated, in which case the feed gas is completely consumed in the reaction. New gas only needs to be fed as the gas is consumed in the reaction. The reactor according to the invention is also simple in construction and thus very advantageous in terms of equipment costs.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyyn sovellutusesimerkkiin, jossa keksinnön mukaista kaasu-neste-reaktoria käytetään jäteveden hapetuslaitteena.The invention will be explained in detail with reference to an application example shown in the figures of the accompanying drawing, in which the gas-liquid reactor according to the invention is used as a wastewater oxidation device.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen kaasu-neste-reaktorin erästä sovellutusesimerkkiä jäteveden hapetuslaitteena kaaviomaisena sivukuvana.Figure 1 shows a schematic side view of an application example of a gas-liquid reactor according to the invention as a wastewater oxidation device.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisessa reaktorissa käytettyä suutinrakennet-ta sivukuvana.Figure 2 shows a side view of the nozzle structure used in the reactor according to Figure 1.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa toteutusmuodossa keksinnön mukaista kaasu-neste-reaktoria on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Reaktori 10 käsittää reaktorisäiliön 11, joka on tässä suoritusmuodossa pitkänomainen akselin 12 ympäri hitaasti pyörivä sylinteri. Esikirkastettu jätevesi syötetään putkea 13 pitkin reaktorisäiliöön 11. Putki 13 on järjestetty edullisesti siten, että se menee akselin 12 sisään, jossa se jakaantuu putki-haaroiksi 14 ja 13· Kaasu, tässä tapauksessa happi, johdetaan reaktorisäiliöön 11 putkea 16 myöten. Myös putki 16 on edullisesti järjestetty siten, että se menee akselin 12 sisälle putkeen 13 nähden vastakkaisesta päästä, jossa se jakaantuu putkihaaraksi 17 ja vastaavasti 18. Hapella käsitelty jätevesi johdetaan reaktorisäiliöstä 11 putkiyhteen 19 kautta ulos virtaukseen 20. Myös putkiyhde 19 on edullisesti järjestetty menemään akselin 12 sisälle, jolloin putkiyhde 19 muodostaa rengasmaisen virtaustilan putken 13 ympärillä. Hapella käsitelty jätevesi voidaan johtaa poistoputkea 20 myöten esim. jälkiselkeytykseen.In the embodiment according to Figures 1 and 2, the gas-liquid reactor according to the invention is generally indicated by reference numeral 10. The reactor 10 comprises a reactor vessel 11, which in this embodiment is an elongate cylinder slowly rotating about an axis 12. The pre-clarified wastewater is fed via a pipe 13 to the reactor tank 11. The pipes 13 are preferably arranged so as to enter the shaft 12, where it is divided into pipe branches 14 and 13. Gas, in this case oxygen, is led to the reactor tank 11 via the pipe 16. Also, the pipe 16 is preferably arranged so that it enters the shaft 12 from the opposite end of the pipe 13, where it is divided into a pipe branch 17 and 18, respectively. The oxygen-treated wastewater is discharged from the reactor vessel 11 through a pipe connection 19 to a flow 20. The pipe connection 19 is also preferably 12, whereby the pipe connection 19 forms an annular flow space around the pipe 13. Oxygen-treated wastewater can be led up to the discharge pipe 20, e.g. for post-clarification.

3 590323,59032

Reaktorisäiliön 11 sisälle on järjestetty ainakin yksi suutinrakenne 30, joka sisältää lukuisia suuttimia 31 kaasunvirtausta varten ja vastaavasti lukuisia suuttimia 32 nesteenvirtausta varten. Suutinrakenne 30 on edullista valmistaa esim. muovista sopivan kokoisina kennoina. Hyvin suuressa reaktorisäiliössä 11 voidaan lisäksi käyttää useampia suutintasoja.Inside the reactor vessel 11, at least one nozzle structure 30 is arranged, which comprises a plurality of nozzles 31 for the flow of gas and a plurality of nozzles 32 for the flow of liquid, respectively. The nozzle structure 30 is preferably manufactured, for example, from plastic in cells of suitable size. In addition, several nozzle levels can be used in the very large reactor vessel 11.

Kuvion 1 ja 2 mukaisessa suoritusmuodossa esiselkeytetty jätevesi pumpataan putkea 13 myöten reaktorisylinteriin 11, joka on järjestetty pyörimään hitaasti akselin 12 ympäri. Reaktorisylinterin 11 pyöriessä syötetty kaasumäärä on jaksottaisesti reaktorisäiliön 11 alapäässä, jolloin kaasu kuplii ylöspäin suutinrakenteen 30 suuttimien 31 kautta. Vastaavasti reaktorisäiliön 11 pyöriessä nestemäärä on jaksottaisesti reaktorisäiliön 11 yläosassa, josta se valuu alaspäin suuttimien 32 kautta. Happea syötetään reaktorisäiliöön 11 sitä mukaa kuin sitä reaktiossa kuluu. Täten keksinnön mukaisessa reaktorissa käytetty kaasu saadaan erittäin tehokkaasti sekoitetuksi käsiteltävään nesteeseen sekä kulutetuksi reaktiossa kokonaisuudessaan.In the embodiment according to Figures 1 and 2, the pre-clarified wastewater is pumped down the pipe 13 to the reactor cylinder 11, which is arranged to rotate slowly around the shaft 12. As the reactor cylinder 11 rotates, the amount of gas fed is periodically at the lower end of the reactor vessel 11, whereby the gas bubbles upwards through the nozzles 31 of the nozzle structure 30. Correspondingly, as the reactor vessel 11 rotates, the amount of liquid is periodically at the top of the reactor vessel 11, from where it flows downwards through the nozzles 32. Oxygen is fed to the reactor vessel 11 as it is consumed in the reaction. Thus, the gas used in the reactor according to the invention can be mixed very efficiently with the liquid to be treated and consumed in the reaction as a whole.

Käsiteltävää nestettä voidaan syöttää reaktorisäiliöön 11 jatkuvasti tai jaksottain ts. sopiva nestemäärä tietyin aikavälein.The liquid to be treated can be fed to the reactor vessel 11 continuously or intermittently, i.e. a suitable amount of liquid at certain intervals.

Keksinnön mukainen suutinrakenne 30 on edullisesti kuvion 2 mukainen, jolloin suutinrakenne on muovista valmistettu kennosto, jossa on vuorotellen ylöspäin ja vastaavasti alaspäin suuntautuvia esim. porattuja suuttimia 31 kaasunvirtausta ja vastaavasti suuttimia 32 nesteenvirtausta varten. Suuttimien 31 ja 32 keskinäinen välimatka ei välttämättä tarvitse olla kuvion 2 mukainen. Tietenkin on selvää, että keksinnön mukainen suutin-rakenne 30 voidaan toteuttaa lukuisilla eri tavoilla ja pääasia on vain se, että suutinrakenteessa on suuttimia sekä kaasunvirtausta että nesteenvirtausta varten.The nozzle structure 30 according to the invention is preferably according to Fig. 2, wherein the nozzle structure is a honeycomb made of plastic, which has alternately upward and downwardly directed e.g. drilled nozzles 31 for gas flow and nozzles 32 for liquid flow, respectively. The distance between the nozzles 31 and 32 need not necessarily be as shown in FIG. Of course, it is clear that the nozzle structure 30 according to the invention can be implemented in a number of different ways, and the main thing is only that the nozzle structure has nozzles for both gas flow and liquid flow.

Edellä esitetyssä suoritusmuodossa reaktorisäiliöön 11 voidaan syöttää tietenkin myös tavallista ilmaa tai happirikasteista ilmaa, jossa on typpeä mukana. Tällöin kuitenkin käytetty kaasu on ajoittain poistettava ja kaasutäyttö uusittava. Tämä voidaan suorittaa esim. siten, että sylinterin 11 yläpää avataan ja pumpulla johdetaan sylinteri 11 täyteen Jätevettä, jolloin käytetty ilma poistuu reaktorisäiliöstä 11. Edellä selitetty keksinnön mukainen kaasu-neste-reaktori soveltuu tietenkin kaikenlaisiin reaktioihin, joissa kaasua halutaan sekoittaa nesteeseen. Eräänä sovellutusesimerkkinä voidaan mainita esim. klooraus.In the above embodiment, of course, ordinary air or oxygen-enriched air with nitrogen can also be fed to the reactor vessel 11. In this case, however, the used gas must be removed from time to time and refilled. This can be done, for example, by opening the upper end of the cylinder 11 and pumping the cylinder 11 full of waste water, whereby the spent air leaves the reactor tank 11. The gas-liquid reactor according to the invention described above is of course suitable for all types of gas mixing. One application example is chlorination.

Claims

4,59032 Only one embodiment of the invention has been described above, and it will be clear to a person skilled in the art that the details of the gas-liquid reactor according to the invention can vary very widely depending on the application. The supply of the liquid to be treated to the reactor vessel and the supply of the spent gas to the reactor vessel, respectively, can, of course, be arranged in many different ways. The scope of the invention is therefore determined within the scope of the inventive idea set out in the appended claims.

A gas-liquid reactor comprising a rotating reaction vessel (11), liquid and gas inlet connections (13, 16) to a reactor vessel (11) and a gas-treated liquid outlet (20) from a reactor vessel (II), characterized in that the rotating reactor vessel (11) 11) has at least one eutube structure (30) comprising a plurality of nozzles (31) for gas flow and a plurality of nozzles (32) for fluid flow, respectively.

Reactor according to Claim 1, characterized in that the liquid inlet (13) and the gas inlet (16), respectively, are guided part of the distance inside the axis of rotation (12) of the reactor vessel (11) from its opposite ends, and that the liquid inlet (13) and gas the input connection (16) branches off within the axis of rotation (12) into pipe branches (14,15) and pipe branches (17 * 1Θ), respectively.

Reactor according to Claim 1 or 2, characterized in that the liquid inlet connection (13) inside the axis of rotation (12) of the reactor vessel (11) is surrounded by an annular connection (19) through which the gas-treated liquid exits the reactor vessel (11) to the outlet connection (20). .