FI67031B - Saett att oxidera slam innehaollande rikligt med fast material och en motstroemsbubbelreaktor foer utfoerande av saettet - Google Patents

Description

1 67031

Tapa runsaasti kiintoainetta sisältävän lietteen hapettumiseksi ja vastakuplareaktori tämän tavan suorittamiseksi Tämä keksintö kohdistuu tapaan johtaa haluttu happi tai happi-pitoinen kaasu keksinnön mukaiseen avoimeen painereaktoriin, vastakuplareaktoriin, edullisesti reaktorin yläosaan ja kuitenkin selvästi reaktorin pohjan yläpuolelle, dispergoida kaasu suuren kiintoainepitoisuuden omaavaan, jauhemaisen kiintoaineen ja nesteen lietteeseen sekä aikaansaada lietteelle ensin reaktorin vastakuplavyöhykkeessä alaspäin, pohjan läheisyydessä kääntyvä ja reaktorin nousuvyöhykkeessä ylöspäin suuntautuva virtaus, jonka nopeus on hallittu ja siten aikaansaada nopea kaasun hapen liukeneminen lietteeseen sekä hapen ja lietteen tehokas reagoiminen pienillä energiakustannuksilla.

Hapetuskaasun johtamiseksi ja dispergoimiseksi jauhemaisen kiintoaineen ja nesteen lietteeseen on olemassa joitakin varsin käyttökelpoisia tapoja, mm. suomalaisen patenttihakemuksen 822936 mukainen tapa, missä hapetuskaasu johdetaan erikoisra-kenteisen sekoittimen alle. Sekoitin toimii käyttöalueellaan hyvin, erityisesti alueella, jossa reaktorien korkeuden suhde halkaisijaan on noin 1 (H/Tft>l). Kun lietemäärät ovat suuria, varsinkin metallipitoisuuksiltaan köyhissä malmeissa, tai kun hapen liukenemisen ja reagoimisen nopeuttamiseksi on edullista käyttää korotettua painetta, on korkea reaktori mielekäs vaihtoehto, jolloin tämä sekoitinmalli tulee liian suureksi eikä sovi korkeaan reaktoriin.

Kaasun dispergoimiseksi lietteeseen on käytetty menestyksellä myös suomalaisen patenttihakemuksen 822937 mukaista tapaa, missä dispergointi tapahtuu voimakkaasti liikkuvan ja tietyn sekoitusalueen hoitavan sekoitinelimen avulla. Tämä tapa soveltuu myös korkeissa reaktoreissa tapahtuvaan sekoitukseen, 67031 mutta sekoitusalueen loppumisen jälkeen (rajakorkeus) ylöspäin nouseva kaasukuplasto hoitaa lietteen sekoituksen, jonka vuoksi hapetuskaasun määrän on oltava riittävä tämän virtauksen aikaansaamiseksi. Varsinkaan happea käytettäessä kaasumäärä ei ole riittävä.

Eräs keksintöämme sivuava ratkaisu on esitetty US-patentissa 3 532 327, missä on tarkoituksena muodostaa nesteen ja kiintoaineen välinen suspensio, sekä ylläpitää tätä. Kun tähän ratkaisuun lisätään kolmas faasi kuten meidän keksinnössämme, muuttuvat vaatimukset huomattavasti vaikeammiksi.

Suomalaisessa patentissa 35 233 on esitetty tapa ja laite jätevesien ilma s tcimi seksi erityisen ilmansyöttöputken avulla, jonka kautta ilma johdetaan jätevesialtaan pohjalle. Jätevesien kiintoainepitoisuus on hyvin pieni, joten sillä ei ole merkitystä käyttövaatimuksille kuten meidän keksintömme mukaisessa tavassa.

Kaasun dispergointia nesteeseen on selitetty myös kirjallisuusviitteessä Chem-Ing.-Tech. 50 (1978,nro 12, s. 944-947. Tässäkin tapauksessa asiaa vaikeuttava kolmas faasi, kiintoaine, puuttuu.

Mielenkiintoinen vaihtoehto lietteen kierrättämiseksi on ns. "loop-reaktori", jollainen on esitetty esim. kirjallisuusviitteessä Journal of Chemical Engineering of Japan, Voi. 12 n:o 6, 1979, s. 448-453. Laitteistossa ei käytetä hyväksi korkeuden aiheuttamaa hydrostaattista painetta eikä reaktioihin liity kaasun dispergointi. Reaktori on luonteeltaan suljettu.

Kuten edellä olevasta tekniikan tasosta käy ilmi, ei missään näistä ole esitetty tapaa tai laitteistoa, jonka avulla pystyttäisiin selviytymään samanaikaisesti kaikista erityisesti köyhien malmien prosesseille asetetuista kriteereistä. Keksintömme mukaisen tavan avulla on tarkoitus saada aikaan hyvä suspensio 67031 kolmen eri faasin eli -jauhemaisen kiintoaineen, nesteen ja kaasun kesken suuressa reaktorissa, jossa korkeus on moninkertainen halkaisijaan verrattuna ja reaktorin alaosassa vallitsee korotettu paine. Reaktoriin syötettävän lietteen kiinto-ainepitoisuus on korkea, 30-70 paino-% ja kiintoaine on karkeahkoa jauhemaista kiintoainetta. Reaktoriin syötettävä happi-pitoinen kaasu saatetaan keksintömme mukaisesti mahdollisimman tehokkaasti dispergoitumaan lietteeseen ja siten muodostamaan kolmen eri faasin suspensio ja tästä edelleen liukenemaan lietteeseen sekä reagoimaan lietteen kanssa. Reaktori sekä siten reaktiotila on jakautunut useampaan vyöhykkeeseen, joista ensimmäisessä vaiheessa tapahtuu dispergoituminen, liukeneminen ja osittain myös kemialliset reaktiot. Toisessa vaiheessa kemialliset reaktiot jatkuvat korotetussa paineessa ja kolmannessa vaiheessa reagoimatta jäänyt kaasu erottuu takaisin kupliksi lietteeseen ja voidaan erottaa tarvittaessa lietteestä tai johtaa takaisin kiertoon, jos halutaan. Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät vaatimuksesta 1.

Keksinnön mukaisella tavalla jauhemaisen kiintoaineen ja nesteen välisen lietteen virtaus reaktorin keskiosasta alaspäin saadaan aikaan mahdollisimman hyvän akselinsuuntaisen virtauksen antavalla potkurisekoittimella, pumppukierrolla tai muulla sopivalla tavalla. Happi tai happipitoinen kaasu voidaan johtaa liuoksen pintaan, esimerkiksi potkurin aiheuttamaan imusilmäkkeeseen, tai edullisemmin sekoittimen alapuolelle hyvänä sekoittimena tunnetun venturin avulla. Kaasun johtaminen voidaan suorittaa myös useammalta eri korkeudelta, kuitenkin olennaisesti ennen reaktorin pohjatilaa.

Pumppauslaitteen käyttöalueen tulee olla sellainen, että voidaan säätää alaspäin suunnatun lietteen virtausnopeutta esim. alueelle 0,5-2,0 m/s. Valittava virtausnopeus riippuu mm. lietteen kierron pituudesta elipainereaktorin syvyydestä sekä lietteen hapentarpeesta. Reaktiotilan ensimmäisessä vyöhykkeessä, vastakuplavyÖhykkeessä lietteeseen, sen kierron 4 67031 alkupäähän johdetut ja siihen dispergoidut kaasukuplat pyrkivät nosteen vaikutuksesta ylöspäin, vaikka lietevirtauksen suunta on alaspäin, ja tällöin kaasukuplan ja lietteen välille muodostuu nopeusero, joka aiheuttaa kaasukuplassa ja lietteessä hapen liukenemista ja reagoimista edistäviä ja kuplaston levittäviä turbulenttivirtauksia. Virtauksen jatkuessa alaspäin kuplan koko pienenee sekä paineen kasvun että hapen liukenemisen ja reagoimisen ansiosta. Tällöin tietyllä etäisyydellä pinnasta kaikki happi on liuennut liuokseen ja myös osittain reagoinut. Happea kuluttavien hapetusreaktioiden nopeudesta riippuen happikuplat häviävät yleensä täysin 10-25 m viimeisen hapen syöttökohdan jälkeen johtuen puolestaan hapen yllättävän nopeasta liukenemisesta ja liuennutta happea kuluttavista hapetusreaktioista. Yleensä hapetusreaktioiden nopeus on niin suuri, etteivät ne määrää hapetusnopeutta, vaan sen määrää hapen liukenemisnopeus.

Lietteen virratessa alaspäin happikuplia suuremmalla nopeudella osuu ylempää tullutta, happiköyhempää lietettä kupliin ja muuttuu näiden alapuolella happirikkaammaksi, mikä ratkaisevasti nostaa happikuplien liukenemisnopeutta pitoisuusgradien-tin jyrketessä. Toinen ilmiö, mikä nopeuttaa hapen liukenemista, on seurausta samasta ns. vastakuplaperiaatteesta:

Nosteesta aiheutuva, lietteen suhteen hitaampi virtaus saa happikuplat nopeasti heilahtelemaan, mikä pienentää hapen dif-fuusiomatkoja lietteessä ja jyrkentää myös happipitoisuusgradient-tia ja nopeuttaa siten hapen liukenemista lietteeseen.

Varsinaiset hapetusreaktiot ovat puolestaan nopeimmillaan kuplien vanavedessä, missä happea on juuri liuennut lietteeseen. Kuplien suhteellinen nopeusero lietteeseen nähden johtaa myös tiiviimpään kuplaryhmitykseen varsinkin heti hapen syöttö-kohdan alapuolella, jolloin nopeusero on suurimmillaan suurimman kuplakoon ansiosta. Siten kyseinen vastakuplaperiaatteella toimiva turbulenttivirtaus edistää oleellisesti hapetusta.

Tämän vuoksi on edullista pitää alaspäin suuntautuvan virtauksen tilaa suhteellisen suurena koko reaktorin poikkipinta-alasta.

5 67031

Edellä kerrotun mukaisesti kaikki reaktoriin johdettava happi syötetään reaktoriin ensimmäisessä vyöhykkeessä, vastakupla-vyöhykkeessä. Happikuplien ja lietteen virtaussuunnan mukaisesti myös hydrostaattinen paine kasvaa reaktorissa ja edesauttaa hapen liukenemista ja hapetusreaktioita. Reaktorin alaosassa sijaitsevassa toisessa vyöhykkeessä.ns. liuenneen hapen vyöhykkeessä käytännöllisesti katsoen kaikki happi on liuennut ja hapetusreaktiot jatkuvat edelleen korotetussa paineessa. Reaktorin alaosassa lietevirtauksen suuntaa käännetään olennaisesti 180°, kuitenkin niin, ettei virtauspoikki-pinta-ala pienene virtauksen käännöskohdassa, mutta ei myöskään kasva yli kolminkertaiseksi. Käännöslohdassa on lietevirtauksen nopeuden oltava sellainen, ettei muodostu akanvirtoja eikä tapahdu kiintoaineen laskeutumista.

Kun lietteen virtaussuunta on kääntynyt olennaisesti ylöspäin, laskee paine liuoksen virtaussuunnassa, ja tällöin lietteeseen reagoimatta jäänyt happi sekä mahdolliset muut kaasut (argon, typpi) muodostavat uudelleen kaasukuplia. Tätä reaktorin nousu-vyöhykettä nimitetään myös uudelleen kaasuuntuneen hapen vyöhykkeeksi. Tässä vaiheessa muodostuneet kaasukuplat kasvavat ylöspäin noustessaan tuoden kiertoon lisäenergiaa nosteen muodossa. Tällöin on sekä lietteellä että kaasukuplilla sama suunta, joten nopeusero ei ole niin suuri kuin vastakuplavyö-hykkeessä. Nousuvyöhykkeessä on lietevirtauksen oltava sellainen, että virtausnopeus on moninkertainen karkeimpienkin kiinto-ainehiukkasten laskeutumisnopeuteen nähden. Nousuvyöhykkee-seen ei saa myöskään muodostua kiintoaineen laskeutumiselle otollisia akanvirtauksia. Nousuvyöhykkeen yläosassa virtauksen suunta käännetään avoimen pinnan läheisyydessä takaisin kohti reaktorin keskiosaa virtaamaan uudelleen alaspäin hapen liuottamiseksi ja siten hapetusreaktioiden eteenpäin viemiseksi lietteessä. Nousuvyöhyke voi sijaita rengasmaisesti vastakuplavyöhykkeen ympärillä, se voi olla myös muodostunut yhdestä tai useammasta erillisestä, vastakuplavyöhykkeen vieressä tai ympärillä sijaitsevasta olennaisesti yhdensuuntaisesta vyöhykkeestä.

6 67031

Nousuvyöhykkeen yläosan muotoilulla on keksinnössämme hyvin suuri merkitys. Mikäli reaktorin yläosan poikkipinta-ala on sama kuin poikkipinta-ala muissa reaktorin kohdissa, voi liete-pinnan korkeus vaihdella huomattavasti reaktorin kaasusisäl-lön mukaan eli reaktorissa olevan kaasumaisen hapen määrän mukaan. Kun lietepinta reaktorissa on laskenut, voi alaspäin suuntautuvan virtauksen antava potkuri joutua pyörimään ilmatilassa ns. "kaasukuplassa", mikä merkitsee sen tehokkuuden putoamista täysin ja mikä pahinta, useinkin vaurioitumista. Lietteen pinnankorkeuden tasaamiseksi on edullista käyttää keksinnön mukaisesti reaktorin nousuvyöhykkeen yläosassa laajenevaa rakennetta. Laajennusta voidaan käyttää myös hyväksi pyrittäessä erottamaan mahdolliset kaasukuplat (esim. argon + typpi) irti lietekierrosta. Nousuvyöhykkeen yläosan laajennus ympäröi myös vastakuplavyöhykkeen yläosan.

Keksinnön mukaisesta vastakuplareaktorista käytetään myös nimitystä CB-reaktori johtuen ensimmäisessä vyöhykkeessä tapahtuvasta fysikaalisesta ilmiöstä, kuplan (bubble) pyrkimyksestä liikkua lietteeseen nähden vastavirtaan (countercurrent).

Käytettäessä lietteen kierrätykseen potkuria, on tunnettua, että potkuri aiheuttaa lietteessä pyöriessään ns. vortex-ilmiön, eli lietepinnan yläpuolella oleva kaasu tunkeutuu tämän imu-ilmiön vaikutuksesta reaktorin keskeltä torvimaisesti potkuriin aikaansaaden potkurin pyörimisen ns. "kaasukuplassa". Tästä on seurauksena, kuten edelläkin todettiin, tehokkuuden heikkeneminen ja potkurin akselin vääntövauriot. Kyseisen ilmiön estämiseksi on tunnettua käyttää sopivia virtaushaittoja ennen potkuria. Potkurin alapuolella voidaan käyttää virtauksen suoristamiseksi suoristusritilää, jonka tarkoituksena on estää lietteen kierto potkurin jälkeisestä reaktoritilasta, sillä kierrolla on haitallinen vaikutus kaasukuplajakautumaan.

Vaikka virtaushaitat estävät vortex-pyörteen syntymisen, säilyy tietyssä kohdassa potkurin yläpuolella voimakas imualue, johon johdettu happi tai happipitoinen kaasu imeytyy tehokkaasti potkurin kautta lietteeseen. Tällöin potkuri toimii 67031 myös kaasun dispergointielimenä. On kuitenkin huomattava, että tässäkin tapauksessa potkuri menettää helposti tehokkuutensa, jos kaasua johdetaan sen kautta liikaa ja iso "kaasu-kupla" pääsee syntymään ja sen seurauksena lakkaa sekä liete-kierto että kaasun dispergointi.

Potkurin optimimuoto ja -koko on sellainen, että se antaa mahdollisimman hyvällä hyötysuhteella lietteelle ja kaasukup-lastolle akselinsuuntaista kiertoa, mitä nimenomaan hyvät kaasun dispergointisekoittimet eivät tee. Tästä syystä ei potkurin tehoa kannata käyttää liikaa kaasun dispergointiin, vaan happi on edullisempaa johtaa potkurin alapuolelle ja käyttää potkuria lähinnä lietevirran pumppaamiseen. Potkurin halkaisija on edullisesti noin 90 % vastakuplaputken halkaisijasta.

Kaasun dispergoiminen mahdollisimman tehokkaasti runsaasti kiintoainetta sisältävään lietteeseen kannattaa suorittaa tähän tarkoitukseen sopivilla laitteilla. Tällöin on ensinnäkin otettava huomioon tukkeentumis- ja kulumisvaarat. Yksinkertaisimpia ja samalla CB-reaktorin tehokkuudesta johtuen siihen sopivia tapoja on käyttää pelkkää suoraa putkea. Hapen tai happipitoisen kaasun syöttökohdan jälkeen on hyvän sekoi-tusominaisuutensa ja pienen painehäviönsä vuoksi edullista venturimainen kuristus. Oleellista on, että CB-reaktorissa happikaasu voidaan dispergoida kuristuskohdan alueelle vir-taavaan lietteeseen käyttämällä huomattavasti vähemmän energiaa kuin mitä muut, epäedullisemman muotoisessa reaktorissa tapahtuvat, lähinnä voimakkaaseen sekoittamiseen perustuvat dispergointitavat edellyttävät.

Hapen tai happipitoisen kaasun syöttö vastakuplavyöhykkeessä eri korkeuksille on edullista ja usein jopa välttämätöntä.

Hapen liukenemisesta ja reagoimisesta johtuen voi syntyä tilanne, jolloin happi loppuu lietteestä lähes kokonaan.

Tästä on seurauksena haitallista pelkistymistä ja nämä haitalliset reaktiot voidaan estää syöttämällä riittävä määrä happea 8 67031 riittävän monesta eri syöttöpisteestä. Kaasun laatu eri syöttöpisteissä voi olla erilaista prosessin sitä vaatiessa.

Mikäli happea ei saada sekoitetuksi välittömästi tehokkaasti lietteeseen, voi syntyä paikallisesti hapen yliannostusta, josta on seurauksena passivoituminen eli kemiallisten reaktioiden pysähtyminen. Meidän keksintömme mukaisen laitteiston avulla happi voidaan johtaa useampaan paikkaan ja sen määrää voidaan säätää ja koska lisäksi vastakuplareaktori toimii hyvänä sekoittimena, voidaan paikalliset passivoitumis-ilmiöt estää. Lisäksi tämä voidaan estää lämpötilasäädöllä.

Kun reaktoriin lietteenä syötettävä kiintoaine, malmi, on köyhää, mutta sen määrä on suuri, on myös syntyvä lietemäärä suuri. Koska kiintoaine on karkeahkoa, on lietteen virtausnopeuden oltava hallittu siten, että kiintoaine pysyy lietteessä reaktorin joka kohdassa, eikä laskeudu pohjaan. Suurten liete-määrien ja virtausnopeuksien takia on pyrittävä painehäviöt minimoimaan. Tämä on erityisesti huomioitu keksintömme mukaisissa laitesovellutuksissa, joissa vastakuplavyöhykkeen ja nousuvyöhykkeen reaktoriputkien poikkipinta-alojen suhde on alueella 0,2-3.

Hydrostaattinen paine kasvaa tasaisesti kohti reaktorin pohjaa paineen kasvun riippuessa reaktorisisällön tiheydestä. Hapetettaessa laimeita vesiliuoksia tai lietteitä kasvaa paine noin 1 baaria 10 m:n matkalla, mutta jos lietteen kiintoainepi-toisuus on noin 50 paino-%, on paineen kasvu noin 1,5 baarig/10 m. Hapen liukoisuus veteen 1 baarin absoluuttisessa paineessa lämpötila-alueella 0-100°C on 48,9-17,0 1 NTP-0,2/m^. Koska hapen liukoisuus vesiliuokseen kasvaa suoraan verrannollisesti paineeseen, voidaan keksinnön mukaisella vastakuplakierrätyksellä saavuttaa nopeille hapetusreaktioille edellytyksenä olevia korotettuja happipitoisuuksia varsin helposti. Erityisen käyttökelpoinen on keksinnön mukainen tapa ja laite käsiteltäessä sakeita hydrometallurgisia lietteitä kuten liuotettaessa 9 67031 uraania uraanimalmeista tai arvometalleja sulfideja sisältävistä kompleksimalmeista. Vastakuplakierrätys soveltuu erityisen hyvin köyhien malmien käsittelemiseksi/ jolloin käsittelytapaan liittyy oleellisena osana hapetustarve kuten ferroraudan hapettaminen ferriraudaksi uraaniliuotuksessa tai sulfidien hapettaminen elementtirikiksi ja/tai sulfaatiksi sulfidimalmien liuotuksessa. Käsiteltäessä köyhiä malmeja on lietetiheys yleensä korkea, jolloin reaktorin alaosassa saavutetaan korkeita paineita, esim. yli 5 baaria 30 m:n syvyydellä reaktorissa, ja korkea paine edesauttaa hapetusta.

Keksinnön mukaista vastakuplareaktoria ja sen eri sovellutuksia ja yksityiskohtia selostetaan tarkemmin oheisten kuvioiden avulla, joissa kuvio 1 on vinoaksonometrinen, katkaistu ja osin leikattu kuvan-to keksintömme eräästä toteutusmuodosta, moniputkireaktorista, kuvio 2 on kaaviollinen pystyleikkaus eräästä toisesta sovellutuksesta, erillisistä putkista muodostetusta CB-reaktorista, kuvio 3 on kuvion 2 mukainen reaktori päältäpäin katsottuna, kuvio 4 on pystyleikkaus keksinnön mukaisesta sisäkkäisistä putkista muodostetusta avoimesta CB-reaktorista, kuvio 5 on pystyleikkaus kuvion 4 mukaisen reaktorin yläosan eräästä rakenneratkaisusta, kuvio 6 on pystyleikkaus kuvion 4 mukaisen reaktorin yläosan eräästä toisesta rakenneratkaisusta, kuvio 7 on samoin pystyleikkaus eräästä toisesta rakenneratkaisusta kuvion 4 mukaisen reaktorin yläosaan, kuvio 8 on pystyleikkaus edelleenkin kuvion 4 mukaisen reaktorin yläosasta, johon on sijoitettu lietevirtauksen paluu-putket, kuvio 9 esittää kaasukuplan konvektiovirtauksia, ja kuvio 10 on painehäviökäyrä, joka liittyy esimerkkiin 4.

Kuvion 1 mukaisesti lietevirta syötetään lieteputkesta 1 avoimen vastakuplareaktorin vastakupla- eli keskiputkeen 2. Keskiputken 10 67031 2 yläosassa sijaitsee lietevirtaukselle kierron antava pump-pauselin, tässä tapauksessa akselin 3 päässä oleva potkuri-sekoitin 4. Haitallisen vortexin syntymistä estävät keskiput-ken sisäreunassa olevat virtaushaitateli baffelit 5. Potkurin 4 alapuolella sijaitsee virtauksen suoristusritilä 6. Happi tai happipitoinen kaasu johdetaan keskiputken 2 lietevirtauk-seen edullisesti, jonkin verran potkurin 4 alapuolelle syöttö-putkea 7 myöten. Hapen syöttöputken 7 ympärillä tai välittömästi sen alapuolella on virtausta kuristava venturi 8. Kuten kuviostakin nähdään, voi syöttöputkia 7 olla useita samoin kuin ventureita 8. Koska reaktorin korkeus on moninkertainen halkaisijaan nähden, on kuviossa reaktori väliltä katkaistu ja katkaistussa osassakin voi olla edellä kuvattuja hapen syöttö-putkia 7 ja ventureita 8. Reaktorin alaosassa 9 keskiputki 2 on yhdistetty kolmeen erilliseen, keskiputken kanssa olennaisesti yhdensuuntaiseen ulkoputkeen 10, jotka ovat keskiputken 2 ympärillä ja joiden kautta lietevirtaus nousee ylöspäin. Tässä laiteratkaisussa ei ole varsinaista pohjaa lainkaan ja tämä vaikeuttaa kiintoaineen laskeutumista. Ulkoputkien 10 yläosa laajenee yhtenäiseksi laajennukseksi 11, joka ympäröi keskiputken 2 ja jonka yläreuna 12 on keskiputken yläreunaa 13 korkeammalla.

Kuviossa 2 on kaaviollisesti esitetty keksintömme mukainen reaktori, jossa lietteen nousuvirtaus tapahtuu yhdessä ulkoput-kessa.10, joka keskiputken eli vastakuplaputken 2 kanssa muodostaa pienen kulman, mutta on kuitenkin sen kanssa olennaisesti yhdensuuntainen. Putket on alapäästään yhdistetty ja ulko-putken 10 yläosan laajennus 11 ympäröi myös vastakuplaputken 2. Tälle laiteratkaisulle on edullista ulkoputken 10 nousu-vyöhykkeessä syntyvän kaasun poistomahdollisuus kaasunpoisto-putkia 14 myöten jo ennen ulkoputken yläosan laajennusta 11. Laajennusosassa 11 on kuvattu kaasunpoistoa ja kaasukuplien liikeratoja 15 lietevirrasta.

Kuviossa 3 on päältäpäin katsottuna kuvattu kaasukuplien poistumista kuvion 2 mukaisesta reaktorista. Kaasukuplat nousevat il 67031 lietevirran mukana ulkoputkea 10 myöten reaktorin yläosan laajennukseen 11/ jossa niiden virtausnopeus hidastuu ja ne nousevat helposti pintaan laajennuksen 11 keskiosassa. Keskiputken 2 läheisyydessä alkaa jälleen pumppauselimen 4 aikaansaama imu vaikuttaa ja keskiputken ympärillä lietevirrassa vielä olevat kaasukuplat imeytyvät uudelleen kiertoon.

Kuvion 4 mukaisessa laiteratkaisussa on ulkoputki 10 sijoitettu rengasmaisesti keskiputken 2 ympärille. Kuvio on katkaistu useammasta kohdasta, mutta kuten katkaistuista osista nähdään, on keskiputkeen 2 sijoitettu useampia hapen syöttöputkia 7 ja ventureita 8.

Kuvion 4 mukaisen reaktorin yläosaa on kuvattu kuviossa 5 tarkemmin. Käyttölaitteen 16 avulla pyörivä, akselin 3 päässä oleva sekoitin 4 saa lietevirtaukselle ja alempana lietteeseen syötettävälle kaasulle aikaan kiertovirtauksen. Kaasun syötöstä aiheutuvaa pinnan vaihtelua tasataan laajennuksen 11 avulla. Ulkoputkea 10 myöten noussut lietteen paluuvirtaus virtaa ylivuotona ja sekoittimen aikaansaaman imun vaikutuksesta keskiputken 2 yläreunan 13 yli takaisin keskiputkeen.

Osa lietevirrasta poistetaan reaktorista ylivuotoputkesta 17.

Kuvio 6 on kuvion 5 mukaisen reaktorin yläosan eräs rakenneratkaisu, joka sallii potkurisekoittimen hyötysuhteen parantamisen sen läpimittaa suurentamalla.

Kuviossa 7 on kuvion 4 mukaisen reaktorin lietteen ja liete-kaasususpension kierto hoidettu sekoittimen 4 sijasta reaktorin ulkopuolisella pumpulla 18. Liete otetaan reaktorin laajennusosasta 11 pumppukiertoon ja palautetaan keskiputkeen 2 kierrätysputken 19 kautta. Jos putki 19 on lietepinnan yläpuolella kuten kuviossa 7, lietesuihku imee mukaansa kaasua lietepinnan yläpuolelta. Putki 19 voidaan johtaa myös suoraan keskiputken 2 sisälle.

12 67031

Kuviossa 8 on esitetty kuvion 4 mukaisen reaktorin laajennuksesta 11 tapahtuva lietteen kierrätys keskiputkeen 2 erillisten paluuputkien 20 kautta. Tässä laiteratkaisussa laajennuksen 11 poikkipinta-ala on suurempi kuin edellisissä ratkaisuissa (kuviot 5, 6 ja 7) , joten kaasun erkautuminen lietevirrasta on helpompaa. Erillisten paluuputkien 20 sijasta voidaan käyttää myös lyhyempiä paluukanavia. Paluuputkia ja -kanavia 20 myöten ulkoputkista 10 tuleva lietevirta sekä reaktoriin syötettävä tuore lietevirta lieteputkesta 1 syötetään keskiputkeen 21.

Kuviossa 9 on kuvattu kaasukuplan konvektiovirtauksia, ja voidaan todeta, että kaasukuplan noustessa ylöspäin paikallaan olevassa lietteessä muodostuu kuplan pintailmiöihin vaikuttavaa nopeuseroa (turbulenssia), joka edistää aineen- ja lämmönsiirtoa lietteen ja kuplan välillä. Tämä vaihe on keksintömme mukaisella tavalla toteutettu saattamalla lietevirta virtaamaan alaspäin, jolloin nopeusero ja sen johdosta turbulenssi sekä kuplassa tapahtuvat konvektiovirtaukset 21 kasvavat edistäen kaasun liukenemista ja kemiallisia reaktioita. On huomattava, että tiettyyn kuplan kokoon saakka kuplan nopeus lietteessä kasvaa. Siten nopeusero on voimakkaimmillaan juuri kaasun syöttökohdassa, jossa kuplan koko on suurin, sillä tämän jälkeen kuplan koko pienenee sekä paineen kasvun että liukenemisen takia. Tästäkin syystä on edullista suorittaa hapettavan kaasun syöttö useammasta kohdasta.

Keksintöä on myös kuvattu oheisten esimerkkien avulla, joista esimerkki 1 on vertailuesimerkki.

Esimerkki 1, vertailuesimerkki

Sulfidipirotteessa arvometalleja sisältävä silikaattimalmi liuotettiin hapettavasti lieriömäisessä koereaktorissa, jonka halkaisija oli 0,30 m ja korkeus 18,0 m. Malmi, jonka jauha-tusaste oli 92,5 % - 200 mesh lisättiin 774 g/1 kiintoainetta sisältävänä vesilietteenä. Lietepanos, jonka tilavuus oli 13 67031 1/22 m^, lämmitettiin lämpötilaan 52°C , minkä jälkeen alettiin 3 syöttää 2,0 Nm /h happea neljän reaktorin pohjalla sijaitsevan suuttimen kautta.

Oheisen taulukon osoittamien koetulosten mukaan nikkeli ja sinkki liukenivat vasta 1 vrk:n jälkeen näiden metallien liukenemisen ollessa vaillinainen vielä 2 vrk:n jälkeen. Kobolttia liukeni varsin niukasti kuparin jäädessä liukenematta. Osoituksena suoran happikuplituksen tehottomasta hapetuksesta on myös raudan voimakas liukeneminen, mikä on seurausta siitä, ettei kahdenarvoisena liuennut rauta hapetu kyseisessä pH:ssa saostuvaan kolmiarvoiseen muotoon.

14 CM m cm ι-n to »a- ίΠΠ

JJ * * * A * A V f V ϋ I

f*"*· P-» Γ**» Γ*"» P-» [--- CM νΟ ι—ί if) Γ""» ^ »> a ·ι *· n

q* CM CM CO CM CM

CO

oo cm vo cn

O rH VO 00 -»ϊ CO

a A Λ Λ is A A

ο O O O t-H (—)

y£ cn «Λ «Λ m 00 CM

Jj A A 1« ft K It ςβ r·* <* cn ro <f o cm oo <r *-h o »-h m

^ i“H Η Ο H H r~H H

^ A A A A A A A A

u o o oooooo ••-I **

CO

>. *-t CO to *<f <f CO 1—4 1—{

C n CM CM CM CM CM CM <N CM

p o o o oooooo

<fi A A A A A A A A

c o ooooooo

cO

m

f- Ο P"*· ^ Η *ί 00 'J H

.HÖ Ό m < <f CO CM CM CM

-» Μ A * A A A A A A

ο ο o oooooo u » .ij cm o r^. co <r t—i r-i

.H·!-* CO CO CM CM CM CM CM CM

M A Λ A A A A A A

o o oooooo oooooomo

rH H H i—I rH rH CM f*"· O'* O LO O

^ ooooooOrHcomo><rv£>

^4 AAAAAAAAAAAAA

^ OOOOOOOOOOOrHr-1

V V V V V V

CTn

rH Qi O rH rH O O O H 00 rH LO LO

rj. O CO co lor^coco***** Q MAA AAA*OCMlOO>r,,>'‘

^ O O O OOCOr-^i—IrHrHrHrH

H

Jj iOlOlOlOlOlOlOlOlOlOlOlOlO

- - QQOOOOQOOOOOQ

* AJU OOOOOOOOOOOOO

p. t . aaMmaaaaaaaaa

5 OOOOOOOOOOOOO

vvvvvvvvvvvvv

inmintOLninmo^vOPOcTNOOO

rt C OOOOOQOQr-<cMCNfO<r

COOO OOOOOOOOOOOOO

•i f \ AAAAAAAAAAAAA

S ^ OOOOOOOOOOOOO

0 vvvvvvv

.2 CM CM l~- CT\ O

r· OO Oi-ifOu*iooeMin^HO

tij OO OOrtCMOOOPOiAMr

AA AAAAAAAAA

OO OOO'-icMCNir0<t<t ιΛιΠιηνΠΓΜΟΉΟ

.. QOOOMfOvovnini^ON

2 OOOOr-linr~C^r-ICMCO

O O O O O O O O H r—) h

V V V V

:0 o. cd •§.Tjcj cMv£>i-~r-^r-~r'.r-«r^OQQOoo

LjIjo mvor-'-ONCTiONcno'xooooo'

^ u I—) p-l f—( r—I

S mcMvoomOcM

,¾ .> OOLOvO OOcNCTnvOOOOOOO

AI β r~H 00 CO <f r^. rH rH rH rH f-H CM CM

(Sc IIIII+ + + + + + + + 3- c^omcooornp^oomr^vOLOMi’ *5 AAAAAAAaaAM«i«|

lOsOinLnMr^tCOCMCMCMCMCMCM

2 ij 2 ιΓ|ΐΛΐΠΐΓ|ΐΛΐΛιηΐΓ1ιΓ)ΐΟιΛΐΛιη ^ , , _βΟ ΑΑΑΑΑλΛλΑΑΑΑ»»

.jucö cor^rHtnavcnr-rHintfsmr^rH

^ g rH^Hr-iCMCMCOCOCO^^Ln \ 15 67031

Esimerkki 2

Esimerkissä 1 käytetty malmi liuotettiin 744 g/1 kiintoaineena sisältävänä vesilietteenä edellä mainitussa esimerkissä kuvatussa reaktorissa, johon oli tehty seuraavat keksintömme mukaiset parannukset. Reaktoriin oli asennettu keskiputki, jonka halkaisija oli 0,22 m, jota myöten reaktori-sisältö saatettiin virtaamaan alas lähelle reaktorin pohjaa ja alakäännöksen jälkeen jälleen ylös samankeskeistä ulkoputkea myöten ylhäällä sijaitsevaan laajennusosaan, josta liete johdettiin keskiputken suulle uutta virtauskierrosta varten. Virtauksen ylläpitämiseksi käytettiin aksiaalista pumppuelintä, jonka alapuolelle johdettiin 2 Nm /h happea.

Oheiseen taulukkoon kootut liuotustulokset osoittavat, että kyseinen hapettava liuotus on edennyt huomattavasti nopeammin ja parempaan lopputulokseen kuin edellisessä esimerkissä. Sulfidien hapetuksen seurauksena nikkeli ja sinkki liukenivat nopeasti jo 8 tuntia aloitusajankohdan jälkeen. Kuparia esiintyy liuoksessa jo puolen vuorokauden kuluttua koboltinkin liuetessa aikaisemmin selvästi paremmalla saannilla. Ferrorautana liuennut rauta hapettui tehokkaasti ja liuotuksen alkuvaiheissa saostuvaksi ferriraudaksi, mistä seurasi, ettei liuoksen pH liuotuksen loppuvaiheessa jäänyt yhtä alhaiseksi kuin esimerkissä 1. Tämän ansiosta päädyttiin nyt suoraan alumiinin suhteen puhtaampaan arvometalleja sisältävään liuokseen.

16 cm (vooocm cn / Π n 7 Ί

o ·> * » * » * « O / U O I

r- oo r' oo oo r-.

oo cm <1· m vo r- cn in m cn

O A A A A A A A

C/3 O O i-M ι-l CM C\| CM

CO

o r-ι cm m m in m <r

(/) A Λ Λ ·» ft Λ A

O cm co co n co co .X 00 0\ id vO 1Λ 00 r-^

A Λ M «I A A M

cc vo m ιΛ to io m m f—l *<f 1Λ 00 ΟΊ f^· CO l^> 0000

3 r-I r-l r-I O O O O O OO

(J M A « A A fl A A A A

« ooooooo o oo

•r-l K

co

rO cOOOUOOvOr^vO <n vOsO

>. O CM CM CM CM i—I t—I i—I r-l r-l r-l i—i O OOOOOOO o oo

CO A A A A A A A A AA

c OOOOOOO o oo

(O

Oi p oo -o· <n oo οί vo o n- oo r- -r-l c in m m CM r-l r-l CM r-t r-l i-l

CO C>J A A A A A A A A AA

o ooooooo o oo

JJ

c

•H CN *—I N f"'· 00 N 00 CO ^OVO

•H ·Η m fO CN r-ι O O O O OO

^ 2 A A A A A A A A AA

ooooooo o oo ooooooo

OOmOCMOOOMDStaiOrH

ΗΗΛ-ίΜΟί'ίιΛιΓί'ίΌ-ί

AAAAAAAAAAAA

< O O rH rH f—I O O O O O O O

V

OOOvO'i'CMONi-iaN in CM 00 CM CM i—I GQ f—I O CM 0) vOCMcM^ro·—li—it-li—lO>—ir-i tn ·>*·>·>·>·>·>·>..·>.>-

O CMmcMOOOOOOOOO

.X

3 m in i—i oomn«r-icMin>d-voinavin 3 3 OOcMcoMt'S-cncococncocn

CQ iJ O AAAAAAAAAAAA

H -H ξ?φΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟ in mcMoovocMsosoincnificno l-l 1—I Οι—Ι-^ΟΟι—II—I O O i—* CM CM -ΐ

cd — O O O O i—l *—l i—l H i—l i—l i—I r—I

C O OO ------------

rt CJ OOOOOOOOOOOO

co VV

O

3 m O

•h <roMOOOOooooom π-i c ocn<i-cNi-ioommaiooi-iin M — — — — — — — — — — — —

oocMcn<tcncncncncn-<t-cn O O

cncnooooomomoo 2 i-Hin-ii-iiniorocntnvrm-d·

AAAAAAAAAAAA

OO·—ICMCMCMCMCMCMCMCMCM

:o O· rt

6 r-ι inrnoo. icoooo9icMoom<tcM

:rt-HO moooooooooooooommr-.r'' ►J uo

X

0 ^mr^Mj-cMcnOcnr-im Ό > ΟΟΊ-^ι—ICMCM<tCMi—lOCMr-l ui B mr^cncncncncnmcococncn 01 + + + + + + + + + + + + 00 I cMcncTicorHcnt-icocniocnin

Pi I AAAAAAAAAAAA

O I rt 3 w

•rl 3 Ή «C O-iCXJCM^DOcnOOCMvOO-^-OO

rJ w rt T-IrHCMCMCMCOcnsJ-Mt-i 17 , 67031

Esimerkki 3

Esimerkin mukaisissa kokeissa käytettiin kuvion 4 tyyppistä avointa painereaktoria, josta kuitenkin puuttui reaktorin yläosassa oleva laajennus ja hapenerotin keskiputken yläosan ympäriltä. Reaktorin korkeus oli 30 m, reaktorin halkaisija 0,5 m ja sisäputken halkaisija 0,35 m. Reaktorissa kierrätettiin 50 paino-%:sta sulfidipitoista malmilietettä lämpötilassa 75°C. Sulfidien hapettaminen kulutti kyseisissä olosuhteissa 55 kg C^/t malmia. Kun kierrätettiin lietettä nopeudella 0,8 m/s ja johdettiin happea keskimäärin 3,8 kg 0^ tuntia ja tonnia kohden, oli tarvittava reaktioaika 15 h.

Happi johdettiin 8 m:n syvyyteen. Keskimääräisestä pinnan-noususta, 17 cm, voitiin laskea happikuplien esiintymisjakautuma kyseisessä virtauskierrossa. Laskelmat osoittivat, että happikuplia esiintyi 3-4 tilavuus-% kosteana kaasuna heti syöttökohdan jälkeen ja happikuplat loppuivat lähes kokonaan 15-20 m syöttökohdan jälkeen. Happikuplat hävisivät ennen virtaussuunnan käännöstä kokonaan liukenemisen ja sitä seu-raavien kemiallisten reaktioiden vaikutuksesta. Reaktorissa vallitsi alaspäin mennessä kasvava paine ja tämä nopeutti sekä hapen liukenemista että kemiallisia reaktioita. Keskiputken ympärillä ylöspäin tapahtuva nousuvirtaus oli pohjasta päin noustessaan aluksi vapaa kaasukuplista. Kaasukuplat ilmestyivät kuitenkin paineen pienentyessä. Happikuplien ilmestyminen pintaan oli kuitenkin vähäistä ja tämä johtui siitä, kuten tutkimuksissa todettiin, että yli 90 % nousuvirtauksessa esiintyvistä happikuplista imeytyi lietevirtauksen mukaan uudelle kierrokselle keskiputkessa alaspäin. Tämän seikan johdosta on keksinnön mukaisella sekoitustavalla saatavissa yli 95 % happihyÖtysuhde. Kaasukuplien liian tehokkaasta imeytymisestä kiertoon voi olla myös haittansa, varsinkin esimerkin mukaisessa laiteratkaisussa. Teknillinen happi sisältää yhteensä 0,5 % Ar + N2 (pääasiassa Ar), ja tämä argon saattaa rikastua kiertoon. Kokeessa syötettiin happea reaktoriin niin, että lietepinta nousi 0,30 m. Lietteen virtausnopeus oli 0,8 m/s. Tällöin nousuputken yläosassa erottui virtauskierrosta 18 67031 happea 0,48 m /h. Voidaan laskea, että vastaavassa tilanteessa, kun hapetusreaktiot kuluttavat lähes kaiken hapen, mutta eivät argonia, rikastuu argon 15-75 kertaiseksi, jos happisyöttö on esim. 10-50 kg/h. Argonin määrä olisi siten 7,5-37,5 tilavuus-% poistuvassa reaktorikaasussa. Tämän tilanteen välttämiseksi on edullista käyttää kuvien 5-8 mukaisia laajennus- ja hapenerotinlaitteita reaktorin yläosassa.

Esimerkki 4

Koska kirjallisuudessa on perin niukasti tietoa esimerkiksi kuvion 4 mukaisen rakenteen ala- ja yläpään kolmiulotteisten käännösten paikallisvastuksista eri sisä- ja ulkoputkien suhteilla painehäviöiden laskemiseksi, suoritettiin kyseisten arvojen saamiseksi kokeelliset mittaukset 13 eri suhteella. Tunnettujen painehäviön laskentakaavojen avulla määriteltiin dimensioton suhde: ττ2ρΤ4ΔΡ = f ΛΛ e*2

Em. koetulosten avulla laskettiin kyseinen suhde sovellettuna kolmeen kuvion 4 mukaiseen reaktoriin T^, T2 ja T^ käyttäen alla olevan taulukon arvoja ja piirrettiin käyrän muotoon kuvioon 10.

Suure dim reakto- reakto- reakto ri T^ ri T2 ri T^

Reaktorin halkaisija Tm 0,5 2 8

Reaktorin korkeus H " 30 30 30

Sisäputken halkaisija D " D D D

Lietepitoisuus p paino-% 50 50 50 Lämpötila t °C 60 60 60

Lietemäärä Λ kg/s 100 1600 25600

Lietetiheys p kg/m^ 1455 1455 1455

Kokona!spainehäviö ΔΡ Pa ΔΡ ΔΡ ΔΡ 19 67031

Vaikka lietemääränä laskuissa on käytetty em. taulukön arvoja, käyrän muoto pysyy olennaisesti samanlaisena.

Käyristä huomataan, että painehäviö tietyllä lietemäärällä rii on pienimmillään alueella D/T = 0,4-0,85, mikä vastaa poikkipinta-alojen suhdetta 0,2-3,0. Tämä alueen valinta on oleellista keksintömme hapetusreaktioissa, koska tietty lietemäärä (m) pystyy kuljettamaan tietyn happimäärän. On kuitenkin huomattava, että virtausnopeuden on oltava tietyn rajan yläpuolella.

Claims (11)

1. 67031
2. 1. Tapa hapen tai happipitoisen kaasun johtamiseksi korkean kiintoainepitoisuuden omaavaan, jauhemaisen kiintoaineen ja nesteen muodostamaan lietteeseen, kaasun hapen liuottamiseksi lietteeseen sekä saattamiseksi reagoimaan tehokkaasti lietteen kanssa pienillä energiakustannuksilla, tunnet-t u siitä, että liete johdetaan korkeudeltaan halkaisijaan nähden moninkertaisen, avoimen reaktiotilan vastakuplavyöhyk-keen yläosaan ja saatetaan pumppauselimen vaikutuksesta virtaamaan alaspäin, happea tai happipitoista kaasua syötetään vasta-kuplavyöhykkeeseen selvästi reaktorin pohjan yläpuolelle yhdestä tai useammasta kohdasta ja samalla lietevirtausta kuristetaan hyvän dispergoinnin aikaansaamiseksi, kaasun happi saatetaan liukenemaan lietteeseen ja reagoimaan sen kanssa jatkuvasti kasvavassa paineessa; putkimaisen tilan alapäässä, liuenneen hapen vyöhykkeessä lietevirtauksen suuntaa käännetään olennaisesti 180° ja lietevirta saatetaan nousemaan ylöspäin yhtä tai useampaa, putkimaista tai annulaarista nousuvyöhyket-tä eli uudelleen kaasuuntuneen hapen vyöhykettä myöten, jolloin nousuvyöhykkeessä vallitsevan virtausnopeuden pitämiseksi joka kohdassa riittävän suurena on vastakuplavyöhykkeen poikkipinta-alan suhde nousuvyöhykkeen poikkipinta-alaan välillä 0,2-3,0, lietteen kaasusisällön vaihdellessa tasataan pinnan-korkeuden vaihtelua sekä poistetaan mahdollisesti haitalliset kaasukuplat lietteestä nousuvyöhykkeen laajennusosassa,joka ympäröi myös vastakuplavyöhykkeen yläosan ja jossa lietteen virtausnopeus hidastuu; liukenematta jäänyt happi palautetaan kiertoon vastakuplavyöhykkeeseen samoin kuin suurin osa liet-teestä osan lietteestä poistuessa ylijuoksuna laajennusosan yläreunasta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että nousuvyöhyke sijaitsee -rengasmaisesti vastakuplavyöhykkeen ympärillä. 1 2 3 Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu 2 siitä, että nousuvyöhyke muodostuu yhdestä tai useammasta 3 erillisestä, vastakuplavyöhykkeen vieressä tai ympärillä 67031 sijaitsevasta, tämän kanssa olennaisesti yhdensuuntaisesta vyöhykkeestä.
4. 4. Vastakuplareaktori patenttivaatimuksen 1 mukaisen tavan toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että vastakuplareak-torin korkeus on moninkertainen halkaisijaan nähden ja reaktori muodostuu vastakupla- eli keskiputkesta (2), reaktorin yläosaan ulottuvasta lieteputkesta (1) lietteen syöttämiseksi vastakuplaputkeen (2), vastakuplaputken (2) sisäpuolella olevasta tai reaktorin ulkopuolisesta pumppauselimestä (4, 18) lietteen kierrättämiseksi, vastakuplaputkessa sijaitsevasta yhdestä tai edullisesti useammasta hapen tai happipitoisen kaasun syöttöputkesta (7) sekä syöttöpotkien (7) ympärillä tai välittömästi niiden alapuolella sijaitsevista ventureista (8), vastakuplaputken alaosaan (9) liitetystä yhdestä tai useammasta, vastakuplaputken (2) kanssa olennaisesti yhdensuuntaisesta ja sen kanssa rengasmaisesti olevasta tai vierekkäisestä ulkoputkesta (10), jolloin vastakuplaputken (2) poikkipinta-alan suhde ulkoputken tai -putkien poikkipinta-alaan on välillä 0,2-3,0, ulkoputken tai ulkoputkien (10) yläosan laajennuksesta (11), joka ympäröi myös vastakuplaputkea (2) sekä laajennuksen yläreunassa (12) sijaitsevasta lietevirran ylivuotoputkesta (17), jonka kautta osa lietteestä poistetaan reaktorista kun taas suurin osa lietteestä kierrätetään takaisin vastakuplaputkeen (2) .
5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vastakuplareaktori, tunnettu siitä, että ulkoputki (10) on rengasmaisesti vastakuplaputken (2) ympärillä.
6. 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vastakuplareaktori, tunnettu siitä, että vastakuplaputki (2) on alaosastaan (9) yhdistetty useampaan erilliseen, vastakuplaputken (2) kanssa olennaisesti yhdensuuntaiseen ja sen ympärillä olevaan ulkoputkeen (10). 1 Patenttivaatimuksen 4 mukainen vastakuplareaktori, tunnettu siitä, että vastakuplaputki (2) on alaosastaan 67031 (9) yhdistetty erilliseen, vastakuplaputken kanssa pienen kulman muodostavaan, mutta kuitenkin olennaisesti yhdensuuntaiseen ulkoputkeen (10).
7. 8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vastakuplareaktori, tunnettu siitä, että liete kierrätetään laajennusosasta (11) takaisin vastakuplaputkeen (2) paluuputkien (20) kautta.
8. 9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vastakuplareaktori, tunnettu siitä, että pumppauselimenä käytetään pyörivää potku-risekoitinta (4), jonka halkaisija on edullisesti noin 90 % vastakuplaputken (2) halkaisijasta, sekoittimen (4) yläpuolelle, vastakuplaputken (2) sisäreunaan on sijoitettu virtaushai-tat (5) ja sekoittimen (4) alapuolelle virtauksen suoristus-ritilä (6).
9. 10. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vastakuplareaktori, tunnettu siitä, että pumppauselin on reaktorin ulkopuolinen pumppu (18), johon liete johdetaan laajennusosasta (11) ja kierrätetään kierrätysputken (19) kautta takaisin vastakuplaputkeen (2) .
10. 11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen vastakuplareaktori, tunnettu siitä, että ulkoputkessa (10) on kaasunpoisto-putket (14).
11. 12. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vastakuplareaktori, tunnettu siitä, että vastakuplaputken (2) yläosassa on laajennus ja pumppauselimenä käytettävän potkurisekoittimen (4) halkaisija on noin 90 % laajennuksen halkaisijasta. 67031