FI73148C - Saett att dispergera en gas i en vaetska innehaollande fast material och en anordning daerfoer. - Google Patents

Description

χ 73148

Tapa dispergoida kaasua kiintoainetta sisältävään nesteeseen ja laite tätä varten Tämä keksintö kohdistuu tapaan johtaa haluttu kaasumäärä liuosreaktorin nestepinnan alle, edullisesti sen pohjatilaan, dispergoida se pieniksi kupliksi, sekoittaa kuplat mahdollisimman tehokkaasti jauhemaisen kiintoaineen ja nesteen suspensioon sekä aikaansaada sekoitetulle kaasu-kiintoaine-neste-suspensiolle voimakas, reaktorin keskeltä alaspäin ja sen laidoilta ylöspäin suuntautuva suspensiota ylläpitävä virtaus-kenttä. Keksinnön mukaisen ns. gls-sekoittimen alapuolelta sen keskustaa kohti suunnattu kaasuvirtaus leviää säteettäin ulospäin sekoittimen siivekkeitä kohti. Akselista vaakatasoon kiinnitetyn ympyrälevyn reunoilla sijaitsevien pystysuorien dispergointisiivekkeiden ansiosta kaasu dispergoituu pieniksi kupliksi sekoittimen pyörimisnopeuden aiheuttaman voimakkaan turbulenssikentän vaikutuksesta. Muodostuneet pienet kuplat sekoittuvat kyseisten dispergointisiivekkeiden jälkeisellä siivekkeettömällä alueella kiintoaine-liuosvirtaan, jonka jälkeen gls-sekoittimen ulommat, alaspäin painavat suuntaus-siivekkeet saavat aikaan jälkidispergoinnin ja pakottavat muodostuneen suspension kohti reaktorin alaosaa ja sieltä edelleen reunoja pitkin ylös.

Keksinnön mukaisesta sekoittimesta käytetään nimitystä gls-sekoitin, joka on johdettu sekoittimen toimintaperiaatteesta: kaasu (gas) johdetaan sekoittimen alle, jossa se dispergoituu ja tämän jälkeen sekoittuu nesteeseen (liquid) ja kiintoaineeseen (solid).

Jauhemaisen kiintoaineen sekoittamiseksi hyväksi suspensioksi nesteeseen tai kaasun dispergoimiseksi nesteeseen on olemassa hyviä ja käyttökelpoisia ratkaisuja. Näitä on kuvattu kirjallisuudessa esim. Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 2 ss. 260-281, jäljempänä seuraavat 2 73148 viittaukset kohdistuvat juuri tähän kirjallisuusviitteeseen.

Esimerkkinä jauhemaisen kiintoaineen sekoittamisesta nesteeseen ovat yksinkertaiset 45°-lapakulmalla varustetut, ns. pitch-blade-sekoittimet (Ullmann, s. 261, Abb 3, g), jotka alaspäin painavana aiheuttavat reaktorin keskeltä alas ja laidoilta ylös suuntautuvan virtauksen aiheuttaen samalla reaktioiden kannalta tärkeätä turbulenssia.

Kaasun dispergoimiseksi nesteeseen on myös olemassa standardiratkaisuja: - Suutin tai useampia suuttimia, joista kaasu purkautuessaan muodostaa pieniä kuplia.

- Turbiinimaisessa sekoittimessa (Ullmann s. 261, Abb, 3,a), jossa on pytysuorat lavat, sekoittimen alle johdettu kaasu joutuu sekoittimen vaikutusalueelle dispergoituen sitä pienemmiksi kupliksi, mitä enemmän käytetään tehoa turbiinissa.

- Kaasun dispergoimiseen käytetään myös ns. itseimeviä risti-putkia (Ullmann, s. 276, Abb 19), eli onton akselin alapäästä haarautuu kaasutila tavallisimmin neljään, kärkipäästään avoimeen putkeen. Pyörivän ristiputken kaasutilaan aiheuttaman alipaineen johdosta kaasu purkautuu ja dispergoituu kupliksi reaktorin liuostilaan. On huomattava, että liuoksen lämpötilan noustessa höyrynpaine samalla nousee, jolloin alipaineen vaikutus heikkenee.

Asia tulee kuitenkin mutkikkaammaksi, kun on samanaikaisesti dispergoitava kaasu tehokkaasti pieniksi kupliksi ja sen lisäksi pidettävä jauhemainen kiintoaine hyvässä suspensiossa nesteen kanssa. Mikään edellä esitetyistä tavoista ei pysty tyydyttämään molempia vaatimuksia, dispergointia ja suspension ylläpitämistä samanaikaisesti riittävän hyvin, varsinkin jos kiintoaine on karkearakeista ja lietetiheys on suuri.

Tämän keksinnön tarkoituksena on johtaa kaasu liuosreaktorin 3 731 48 pinnan alle, edullisesti sen alaosaan, dispergoida se pieniksi kupliksi, sekoittaa kuplat mahdollisimman tehokkaasti jauhemaisen kiintoaineen ja liuoksen suspensioon sekä aikaansaada sekoitetulle kaasu-kiintoaine-liuossuspensiolle voimakas, reaktorin keskeltä alaspäin ja sen laidoilta ylöspäin suuntautuva, suspensiota ylläpitävä turbulenttinen vir-tauskenttä.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Kun on kysymyksessä kolmefaasinen järjestelmä (jauhemainen kiintoaine-neste-kaasu) vaaditaan kaasun dispergointielimeltä eriluonteisia suoritusmuotoja; kaasun dispergointi, muodostuneiden kaasukuplien jakaminen koko reaktorin poikkipinnalle, kiintoainehiukkasten liikkeelle saattaminen ja näin muodostuneen suspension ylläpitäminen.

Tunnettua on, että virtauksen turbulenssi kontrolloi massa-ja lämmönsiirtoa kuplasta sekä kaasun dispersioastetta. Tunnettua on myös, että turbulenssiin vaikuttavat pyörteet ovat suurimmillaan niiden muodostumiskohdassa; sekoittimissa lapojen kärjen tuntumassa, suuttimilla purkausaukon läheisyydessä jne. Tässä niiden aallonpituudet tai skaalat ovat samaa suuruusluokkaa kuin päävirtauksen vastaavat suureet. Suuret pyörteet ovat kuitenkin epästabiileja ja hajoavat vähitellen pienemmiksi pyörteiksi kunnes niiden energia on lopulta muuttunut kokonaan lämmöksi viskoosivirtauksen vuoksi.

Kuplan kokoa säätelevät voimat ovat leikkausjännitys ja pintajännitys. Leikkausjännitys on riippuvainen turbulenssin voimakkuudesta, mikä puolestaan riippuu, kuten edellä esitettiin, liikettä synnyttävän laitteen läheisyydestä ja tietenkin myös sen tehokkuudesta (nopeudesta yms.).

On siis edullista saada riittävä turbulenssi (nopeus) mahdollisimman lähelle kaasun syöttökohtaa, kuten tapahtuu esim. juuri suuttimien purkausaukolla ja vielä edullisemmin ns.

4 73148 itseimevissä ontoissa ristiputkissa, joissa kaasun purkau-tumisnopeuden lisäksi on vaikuttamassa myös itse sekoitti-men pään kehänopeus. Tämä sama kehänopeuden vaikutus esiintyy myös radiaaliturbiineissa, missä kaasu syötetään välittömästi siivekkeiden alle. Molemmissa sekoittimissa muodostuu pyörimisliikkeen ansiosta vielä alipainealue siivekkeen taakse, joka edesauttaa kaasun dispergointia.

Kiinteissä suuttimissa on dispergointialue lähinnä pistemäinen. Pyörivissä sekoittimissa (radiaaliturbiinit) se on siivekkeiden kärjen piirtämän ympyräviiva-alueella. Meidän keksinnössämme tämä dispergointialue on jonkin verran edellistä laajempi, koska ensimmäisten siivekkeiden, varsinaisten dispergointisiivekkeiden jälkeisen siivekkeettömän välitilan jälkeen tulevat vielä ulommat pystyvirtausta aiheuttavat suuntaussiivekkeet, joissa dispergointi-ilmiö vielä jatkuu.

Keksintömme mukaista tapaa käyttäen kaasu johdetaan reaktoriin lähinnä alakautta onton kaasusyöttökanavan läpi reaktorin alaosaan, sen poikkileikkauksen keskipisteeseen. Kanavan purkauspäästä poistuva kaasusuihku suunnataan ylöspäin kohtaamaan sen yläpuolella oleva, ylhäältä ripustettuun pyörivään akseliin kiinnitetty vaakasuora ympyrälevy. Kyseisen ympyrälevyn alaosan keskipisteeseen törmäävä kaasusuihku leviää ympyrälevyn alapuolella sen pintaa pitkin säteettäin kohti ympyrälevyn reunaan kiinnitettyjä pystysuoria ja ympyrä-levyn säteen suuntaisia dispergointisiivekkeitä. Pyörivät dispergointisiivekkeet dispergoivat nopeutensa ansiosta kaasun pieniksi kupliksi. Tämän jälkeen purkautuvat muodostuneet pienet kaasukuplat siivekkeettömään sekoitustilaan sekoittuen jauhemaisen kiintoaineen ja nesteen kanssa hyväksi suspensioksi. Välittömästi sekoitusvyöhykkeen eli dispergointisiivekkeiden ja niiden jälkeisten suuntaussiivekkeiden välisen alueen jälkeen joutuu muodostunut suspensio näiden uloimpien suuntaus- ja jälkidispergointisiivekkeiden vaikutuspiiriin. Alaspäin painavana suuntaussiivekkeet suuntaavat suspensio-virtauksen reaktorin alaosaa kohti samalla dispergoiden mahdollisesti suureksi jääneet kuplat. Reaktorin alaosassa 73148 5 suspensiovirtaus kääntyy säteettään kohti reaktorin reunaa nousten edelleen reunoilla ylöspäin.

Tunnettua on, että esimerkiksi pitch-blade-mallisessa 45°-lapakulmaisessa potkurityyppisessä suuret kaasukuplat poistuessaan siivekkeisiin heikentävät potkurin tehoa, jolloin potkuri alkaa pyöriä "kaasukuplassa" eikä kiintoainehiukka-sille saada siirretyksi riittävästi energiaa. Seurauksena on varsinkin karkeiden rakeiden laskeutuminen reaktorin pohjalle. Sen sijaan kuplien ollessa riittävän pieniä ei "kaasukuplassa pyörimistä" pääse tapahtumaan, jolloin kiintoaine-rakeille tulee riittävästi energiaa ja laskeutuminen pohjalle estyy.

On siis tärkeätä, kuten meidän keksinnössämme, että kaasu dispergoidaan riittävästi ennen suuntaussiivekkeiden vaikutusalueelle joutumista ja jälkidispergointi suoritetaan vasta itse suuntaussiivekkeissä eikä päinvastoin.

On tietenkin selvää, että fysikaalisten ilmiöiden, disper-goinnin ja suspension muodostamisen ja ylläpitämisen lisäksi reaktorissa useinkin tapahtuu koko ajan myös kemiallisia reaktioita, joiden seurauksena kaasu ja kiintoaine liukenevat nesteeseen ja tällöin muodostuu liuossuspensio, jossa kiintoaine on osittain suspensiossa, osittain liuenneena.

Keksintöä on kuvattu myös oheisten piirustusten avulla, joissa kuva 1 on pystyleikkaus reaktorista, johon keksinnön mukainen gls-sekoitin on sijoitettu, kuva 2 on yksityiskohtaisempi vinoaksonometrinen kuvanto gls-sekoittimesta.

Kuvassa 1 on reaktori 1. Ylhäältä ripustettuun pyörivään akseliin 2 on kiinnitetty gls-sekoitin 3. Reaktorin pohjasta ylöspäin on suunnattu edullisesti akselin 2 suuntainen kaa-sunsyöttökanava 4, jonka päästä purkautuva kaasusuihku on ohjattu purkautumaan sekoittimen poikkileikkauksen keski- 6 731 48 pisteeseen. Reaktori 1 on edullisesti varustettu virtaus-haitoilla 1. bafteleillä 5, jotka estävät vortexin syntymistä.

Kuvassa 2 on kuvattu tarkemmin keksinnön mukaista gls-sekoi-tinta. Sekoitin muodostuu akselin 2 alapäähän vaakatasossa symmetrisesti kiinnitetystä ympyrälevystä 6, ympyrälevyn reunoilla sijaitsevista pystysuorista, ympyrälevyn säteen suuntaisista dispergointisiivekkeistä 7 sekä näistä varren 8 päässä olevista suuntaussiivekkeistä 9.

Dispergointisiivekkeet 7 on sijoitettu ympyrälevyyn 6 nähden siten, että suurin osa siivekkeestä on ympyrälevyn 6 alapuolella, pienemmän osan jäädessä levyn yläpuolelle. Tällöin myös ympyrälevyn yläpuolella voi tapahtua dispergoitumista. Dispergointisiivekkeiden 7 ulompi reuna 10 on pystysuora.

Myös sisäreuna 11 voi olla suora, mutta ympyrälevyn 6 alapuolella oleva osa dispergointisiivekkeen 7 sisäreunasta 11 voi sopivasti olla pyöristetty tehonkulutuksen vähentämiseksi.

Dispergointisiivekkeisiin 7 on varren 8 avulla kiinnitetty ympyrälevyn 6 ulkopuolella ja siihen nähden kulmassa olevat suuntaussiivekkeet 9. Suuntaussiivekkeet 9 on kiinnitetty varteen 8 siten, että suurin osa siivekkeestä on ympyrälevyn 6 muodostaman tason alapuolella. Suuntaussiivekkeiden 9 muoto voi vaihdella; se voi olla esim. suorakaide, suunnikas tai puolisuunnikas kuten kuvassa 2, jolloin ympyrälevyn puoleinen sivu 12 on lyhyempi kuin siivekkeen ulompi sivu 13. Ympyrälevyn ja suuntaussiivekkeiden välistä kulmaa voidaan muuttaa, mutta edullisesti se on 45°.

Kun kaasunsyöttökanavasta purkautuva kaasusuihku törmää ympyrälevyyn, se leviää tästä ulospäin periaatteessa säteettäi-sesti, mutta pieni poikkeama tähän säteettäisyyteen voi tulla ympyrälevyn pyörimisen vaikutuksesta. Leviävä kaasusuihku dispergoituu pieniksi kupliksi dispergoitumisvyöhykkeellä dispergointisiivekkeiden vaikutuksesta.

7 73148

Dispergointisiivekkeet suuntaussiivekkeisiin yhdistävän varren alueella on sekoitusvyöhyke, jossa kaasukuplat sekoittuvat nesteeseen ja siinä olevaan jauhemaiseen kiintoaineeseen. Sekoittimen rakennetta selvittävissä kokeissa on todettu, että tämä siivekkeetön sekoitusalue on oleellinen hyvän suspension muodostumiselle. Sekoitusalueen laajuus riippuu siivekkeitä toisiinsa yhdistävän varren pituudesta. Suoritetuissa tutkimuksissa on todettu, että varren pituus on edullisesti vähintään 1/4 suuntaussiivekkeiden leveydestä, edullisesti 1/3 niiden leveydestä.

Suuntaussiivekkeiden tarkoituksena on, kuten aikaisemmin on jo todettu, jälkidispergoida suspensiossa mahdollisesti olevat suuremmat kuplat sekä suunnata suspensio voimakkaasti kohti reaktorin pohjaa. Jos dispergointia ei olisi suoritettu aikaisemmin dispergointivyöhykkeellä, vaan kaasu olisi edelleen suurina kuplina, eivät suuntaussiivekkeet pystyisi kääntämään virtauksen suuntaa niin tehokkaasti kuin keksinnön mukaisessa sekoitinrakenteessa. Jos taas sekoittimesta puuttuvat suuntaussiivekkeet, ei dispergoitunut kaasu sekoitu niin tehokkaasti suspensioksi nesteen ja kiintoaineen kanssa kuin gls-sekoittimen sekoitusvyöhykkeellä, eikä muodostuneen suspension suuntaa pystytä kääntämään voimakkaasti kohti pohjaa ja sieltä edelleen laitoja pitkin ylöspäin. Gls-sekoit-timen suuntaussiivekkeillä pystytään suspension virtauskenttä suuntaamaan ensin alas ja sitten reunoja pitkin ylös ja samalla pystytään estämään kasautumien syntyminen reaktorin pohjalle.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisten esimerkkien avulla. Esimerkki 1

Standardireaktorissa {kuva 1) tehtiin kokeita esillä olevan keksinnön mukaista sekoitinta muuttamalla eri siiveketyyppien tarvitseman teho-osuuden selvittämiseksi. Kokeissa käytettiin esillä olevan keksinnön mukaista sekoitinta (kuva 2), jossa dispergointi-siivekkeiden ympyrälevyn alapuolella oleva sisäreuna oli pyö- __ m: . .- _____ s 73148 ristetty. Sekoitussiivekkeet olivat puolisuunnikkaan muotoiset siten, että siivekkeen sisempi sivu oli lyhyempi kuin ulkosivu ja nämä siivekkeet olivat ympyrälevyyn nähden 45° kulmassa.

Ensimmäiset mittaukset (a) tehtiin keksinnön mukaisella sekoit-timella. Reaktori oli täytetty ensimmäisessä vaiheessa vedellä (ai). Toisessa vaiheessa syötettiin sekoittimen alle ilmaa sekoittimen poikkileikkauksen keskipisteeseen (a2).

Toinen sekoitintyyppi (b) saatiin, kun poistettiin keksinnön mukaisesta sekoittimesta keskeltä dispergointisiivekkeet.

Kolmannessa sekoitinmallissa (c) taas oli ulompana olevat suuntaussiivekkeet poistettu. Näillä sekoittimilla tehtiin samat kokeet kuin keksinnön mukaisellakin; käyttämällä pelkkää vettä (bl, cl) ja lisäksi ilmasyöttöä (b2, c2).

Momenttimittauksen avulla määrättiin akseliteho P/W_/ kierros-nopeuden n /s-1_7 funktiona.

Seuraavassa taulukossa 1 on esitetty dimensioton teholuku 0 Reynolds-luvulla Re - 130 000 0 =

p n D

Re = .£-2°! n missä p = veden tiheys (kg/m^) D = sekoittimen halkaisija (m) 2 η = veden dynaaminen viskositeetti (Ns/m ) n = kierrosnopeus (s ^)

On huomattava, että 0 = f(Re) oli vakio tutkitulla Re-luku-alueella.

731 48 9

Taulukko 1 ___0_

Sekoitintyyppi Koe 1 Koe 2 32 _ ilma = 0 ilma = 67 m/hin a 2,3 1,3 b 1,8 1,0 c 8,4 (0,64) 3,2 (0,24) c-sekoittimessa on suluissa esitetty tapaus, jos laskuissa käytetään D-arvoa D(c) = D(a) = D(b). Tuloksista voidaan todeta, että keksinnön mukaisen sekoittimen (a) vaatima teho on yhtä suuri kuin osarakenteisten sekoittimien (b ja c) vaatimien tehojen summa (vrt. sulkulausekkeet).

Esimerkki 2

Sekoituskyvyn mittaamiseksi tehtiin kokeita kolmella eri sekoitintyypillä:

Ensimmäisenä sekoittimena käytettiin keksinnön mukaista sekoi-tinta a (esimerkki 1, a). Toisena tyyppinä oli 45°-lapakul-mainen, 4-siipinen pitch-blade-tyyppinen alaspäin painava sekoitin d. Kolmantena käytettiin 6-siipistä turbiinisekoitin-ta e, jonka siivet olivat pystysuorat. Kokeissa esimerkin 1 mukaiseen reaktoriin lisättiin veteen jauhemaista kiintoai- 3 netta. Kiintoaineen tiheys oli 4200 kg/m ja seula-analyysi: 90 % < 285 ^um, 75 % <.240 ^um, 50 % < 175 ^um, 25 % ^ 132 yUm. Kiintoainepitoisuus säädettiin arvoon 50 paino-%.

Mittaukset tehtiin sekä kiintoaine-vesisuspensiolla että joh- 3 2 tamalla sekoittimen alle ilmaa 6,1 m /hm .

Arvosteluperusteena käytettiin ns. 1-sekunnin kriteeriota eli määrättiin P/V (teho/tilavuus), mikä vaaditaan, jotta jauhemainen kiintoaine liikkuu koko reaktorin pohjan alueella pysähtymättä 1 s pitemmäksi ajaksi. Tulokset on esitetty taulukossa 2, mihin on merkitty myös mitattu 0-arvo.

10 731 48

Taulukko 2 P/V/kW/mJ_7

Sekoitintyyppi 0 Koe 1 Koe 2 ? _ _ ilma = 0 ilma = 6,1 /nr/hnr / a 2,3 1,22 2,58 d 1,0 1,32 4,24 e 5,1 12,84 17,13

Tuloksista voidaan päätellä, että keksinnön mukaisella sekoit-timella saadaan kiintoaine pysymään suspensiossa veden ja kaasun kanssa pienimmällä tehontarpeella tilavuusyksikköä kohti.

Esimerkki 3

Esimerkin 2 mukaisin järjestelyin määriteltiin ilmakuplan koko 3 2 vedessä syöttämällä ilmaa 6,1 m /hm eri P/V-arvoilla. Tulokset on esitetty taulukossa 3.

Taulukko 3 Kuplakoko /min/

Sekoi tintyyppi 0 P/V /kW/m~^__/_ 12 3 5 a 2,3 5321 d 1,0 7 6 6 5 e 5,1 7 4,5 3 2

Tuloksista nähdään, että keksinnön mukaisella sekoittimella saadaan pienin kuplakoko, kun reaktorin tilavuutta kohti käytetty teho on sama.

Esimerkki 4 gls-sekoitinta ja alaspäin painavaa suoralapaista pitch-blade-tyyppistä sekoitinta vertailtiin keskenään kokeissa, joissa liuotettiin sulfidisirotetta sisältävää silikaattia veteen. Käytettiin jauhatusastetta 93 % - 200 mesh, lietetiheyttä 50 % ja lämpötilaa 60°C. Kokeisiin valitun kiintoaineen analyysi oli metallien osalta Fe 8,7 %, Ni 0,35 % ja Cu 0,14 %.

11 73148

Lietemäärä oli 2300 ml ja lietepatsaan korkeus sama kuin sylinterinmuotoisen liuotusreaktorin halkaisija. Reaktori oli varustettu neljällä pystysuoralla virtaushaitalla, joiden säteensuuntainen leveys oli 1/10 reaktorin halkaisijasta. Suorat virtausestolevyt oli asennettu tasaisella jaolla reaktorin kehälle.

Sekoittimien halkaisijat olivat molempien sekoittimien osalta 1/3 reaktorin halkaisijasta ja sekoittimet oli asennettu sekoitinhalkaisijan verran reaktorin pohjasta. Reaktoriin 3 2 syötettiin reaktorin pohjapintaan nähden 35 m /hm ilmaa, joka ohjattiin sekoittimen alle tämän välittömään läheisyyteen ja pystysuoraan ylöspäin suunnattuna. Sarjassa liuotus-kokeita käytettiin reaktorissa joko gls- tai suoralapaista pitch-blade-tyyppistä sekoitinta. Molemmilla sekoittamilla säädettiin erillisissä kokeissa kierrosluvut sellaisiksi, että sekoittimien akseliteho reaktorin tehollista tilavuutta 5 3 kohden oli joko 3 kW/m - tai 5 kW/m . Liuotustulokset ilmenevät seuraavasta taulukosta. Mainittakoon, että mitä nopeammin liuoksen kupari- ja nikkelitaso nousee tai mitä jyrkemmin rautataso laskee, sitä tehokkaampi on käytetty sekoitin.

12 731 48 £ υ

-P

•H co O o o o o

Qj 0 ro co m m O O

G fn rH h· in r-~ h· ro G *H i—ti—t

(1) -P G -H •H O

G Ai -H r^OOOOO

O. 0 Z ^ O m o O O

n) m i—i r~ o ro

I—I I rH |—I (N OJ

(0 0 G 'O

G O β 3 uo m uo ro eo 0 ro G iH U ^ w \/ (N *3* in

T3 6 en j3 'VV

.g \ o s

Ai rV

O O O O O m (0 m G 0 h- O O O <n .h -P -H P-ι cm o i—I en ^ n -P -P ro cm > x. -h ω 8 8 8 8 8 G 0 2 m 3 S ö il Λ

I—I m rH rH CM CM CM

•H I

-P en rH 3 LO UI H CO U0 H« G tr» U M1 ίο co m +j V ^ en •H r—| Ή \ •h Cp o i ε -G x: 0 o -P -p

•H

G (¾ O O O O

•h G 0 co o m O

G G -H pH rH O cm CM

O 0 -P CM CM .H

4-) G -H

Ai -HO

G G Ai

0 Dj 0 -H CM o O O

G G en 2 cOrHuoro h t ; h rl m

O G 0 i—I rH

-G G T3

0 O G

-P 3 h 3 m m οί o h en Λ O \j v h* rH ro ' ”

0 E

en

.* S

G Ai

O O O O

G ro G 0 in O O m 0 -H Clj rH CM CM o

ε -p ro ro H

•H *H

p o

-P X -H ID Q Q O

•H 0 2 cm Q O M

o g 9 ΰ S

A4 I rH rH rH

0 en 10 rH 3 m m ro cm tn u v v co r- en 3 p

O G

G Ai •H -H X in in Cfi M1 Ci M1 P5 G rH cm h1 uo r~

Claims (11)

13 731 48

1. Tapa dispergoida kaasua pieniksi kupliksi nesteeseen suspension muodostamiseksi kaasun, nesteen ja nesteessä olevan jauhemaisen kiintoaineen kesken sekä voimakkaan, suspensiota ylläpitävän virtauskentän aikaansaamiseksi reaktioti-lassa, tunnettu siitä, että reaktiotilassa olevan, jauhemaista kiintoainetta sisältävän nesteen pinnan alle johdetaan kaasua reaktiotilan alaosassa sijaisevän vaakasuoran, pyörivän ympyrämäisen tason alapintaan, edullisesti sen keskipisteeseen, josta kaasusuihku leviää lähinnä sä-teettäisesti ulospäin, jolloin syntyvät kaasukuplat saatetaan dispergoitumisvyöhykkeellä dispergoitumaan pieniksi kupliksi, jotka suunnilleen samassa tasossa olevalla sekoi-tusvyöhykkeellä muodostavat hyvän suspension nesteen ja siinä olevan jauhemaisen kiintoaineen kanssa ja näin muodostetussa suspensiossa olevat kaasukuplat saatetaan vielä jäl-kidispergoitumaan ja samalla suspensio saatetaan muuttamaan virtaussuuntaansa olennaisesti alaspäin, kohti reaktiotilan pohjan keskiosaa, ja kääntymään sieltä ylöspäin reaktiotilan laitoja pitkin. 1 Patenttivaatimuksen 1 mukaisen tavan soveltamiseksi tarkoitettu, symmetrisesti reaktorin (1) alaosaan sijoitettu, yläpäästään ripustetun, pyörivän akselin (2) päässä oleva sekoitin (3) sekä tähän liittyvä kaasunsyöttökanava (4) , tunnettu siitä, että akselin (2) alapäässä on vaakatasossa oleva, akselin (2) suhteen symmetrinen ympyrä-levy (6), jonka reunoilla sijaitsevat pystysuorat, ympyrä-levyn säteen suuntaiset dispergointisiivekkeet (7), disper-gointisiivekkeisiin (7) on ympyrälevyn (6) tasossa olevan varren (8) avulla kiinnitetty ympyrälevyn (6) ulkopuolella olevat suuntaussiivekkeet (9), ja reaktorin (1) pohjasta ylöspäin sijaitseva kaasun syöttökanava (4) on suunnattu ympyrälevyn (6) alapuolelle, sen poikkileikkauksen keskipisteeseen . 14 731 48

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sekoitin (3), tunne t t u siitä, että dispergointisiivekkeet (7) on sijoitettu ympyrälevyyn (6) nähden siten, että ne ovat osittain ympyrälevyn (6) yläpuolella, osittain alapuolella, olennaisesti suurimman osan ollessa alapuolella.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sekoitin (3), tunnettu siitä, että dispergointisiivekkeiden (7) ulko- (10) ja sisäreuna (11) ovat pystysuorat.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sekoitin (3), tunnettu siitä, että dispergointisiivekkeiden (7) sisäreunan (11) ympyrälevyn (6) alapuolella oleva osa on pyöristetty .

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sekoitin (3), tunnettu siitä, että suuntaussiivekkeet (9) ovat ympyrälevyyn nähden kulmassa.

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sekoitin (3), tunnettu siitä, että suuntaussiivekkeet (9) ovat ympyrälevyyn (6) nähden 45° kulmassa.

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sekoitin (3), tunnettu siitä, että suurin osa suuntaussiivekkeestä (9) on ympyrälevyn (6) muodostaman tason alapuolella.

9. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sekoitin (3), tunnettu siitä, että suuntaussiivekkeen (9) ympyrälevyn (6) puoleinen sivu (12) on lyhyempi kuin ulompi sivu (13).

10. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sekoitin (3), tunnettu siitä, että dispergointisiivekkeiden (7) ja suuntaussiivekkeiden (9) välisen varren (8) pituus on vähintään 1/4 suuntaussiivekkeen (9) leveydestä. I5 731 48

1. Sätt att dispergera gas till smä bubblor i en vätska för bildande av en suspension av gas, vätska och i vätskan befintligt pulverformigt fast ämne samt för ästadkommande av ett kraftigt, suspensionsbevarande strömningsfalt i reaktions-utrymmet, kännetecknat av att gas inmatas under ytan av den i reaktionsutrymmet belägna vätskan, som innehäller pulverformigt fast ämne, mot den undre ytan av ett i reaktionsut-rymmets nedre del beläget, horisontalt, roterande cirkelfor-migt plan, företrädesvis mot dess mittpunkt, varifran en gasström sprider sig i det närmaste radiellt utät, varvid de alstrade gasbubblorna i en dispergeringszon dispergeras till smä bubblor, som i en pä ungefär samma plan befintlig omrör-ningszon bildar en god suspension med vätskan innehällande pulverformigt fast ämne, och gasbublorna i den sälunda bilda-de suspensionen efterdispergeras ytterligare och samtidigt bringas suspensionen att ändra sin strömningsriktning väsent-ligen nedät mot mitten av reaktionsutrymmets botten och där-efter svänga uppät längs reaktionsutrymmets sidor. 1 För genomförande av sättet enligt patentkravet 1 ägnad omrörare (3), anordnad i ändan av en vid sin övre ända upp-hängd, roterande axel (2) och placerad symmetriskt i nedre : delen av en reaktor (1), samt en gastillförselkanal (4) i anslutning därtill, kännetecknad av att vid den nedre ändan av axeln (2) är horisontalt anordnad en i förhällande tili axeln (2) symmetrisk cirkelskiva (6) med pä dess kant belägna vertikala dispergeringsvingar (7) i riktning med cirkelski-vans radie, vid dispergeringsvingarna (7) är medelst en i pian med cirkelskivan (6) befintlig arm (8) anbringade styr-vingar (9) ytterom cirkelskivan (6) och i riktning uppät frän bottnen av reaktorn (1) är anordnad en gasinmatningskanal (4) riktad mot den undre sidan av cirkelskivan (6) och mot mitt-punkten av dess tvärsnitt.