NL2000637C2

NL2000637C2 - Reactor, gasliftpomp voor in een reactorvat, alsmede werkwijze voor het uitschakelen van een reactor.

Info

Publication number: NL2000637C2
Application number: NL2000637A
Authority: NL
Inventors: Sjoerd Hubertus Jozef Vellinga; Antonius Johannes Jorna; Jelle Hendrik De Boer; Johannes Wilhelmus Wouters
Original assignee: Pacques Bv
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2008-11-11
Also published as: CN101687164B; WO2008136665A1; CN101687164A

Description

Titel: Reactor, gaslifipomp voor in een reactorvat, alsmede werkwijze voor het uitschakelen van een reactor.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een reactor omvattende: 5 · een reactorvat voorzien van een fluïdum dat een bed met deeltjes van een soortelijk gewicht van >1,1 kg/dm3 omvat; en • een gasliftpomp opgesteld in het reactorvat; waarbij de gasliftpomp omvat: • een verticale eerste buis (binnenbuis) met een open bovenzijde en open ondereind; 10 en • een mondstuk voor het inblazen van een gas, zoals lucht; waarbij het open ondereind van de eerste buis (binnenbuis) in het bed van deeltjes materiaal ligt; waarbij het mondstuk zodanig bij het ondereind van de eerste buis (binnenhuis) is 15 voorzien dat, bij inblazing van gas, het ingeblazen gas in de eerste buis (binnenbuis) een dichtheidsverlaging van het fluïdum in de eerste buis (binnenbuis) teweeg brengt.

Dergelijke reactoren met een gasliftpomp zijn als zodanig algemeen bekend. Een dergelijke gasliftpomp bestaat in algemene zin uit een buis met een open boven- en 20 ondereind, waarbij aan het ondereind een gas wordt toegevoerd. Het toegevoerde gas geeft in de buis een verlaging van de dichtheid (of zo men wil soortelijk gewicht) van het zich in de buis bevindende fluïdum. Het fluïdum in de buis bevat door de toevoer van het gas immers meer gas dan het fluïdum buiten de buis. Dit dichtheidsverschil binnen en buiten de buis resulteert in een opwaartse stroming in de buis, ook wel 25 liftstroming genoemd. Deze opwaartse stroming maakt het mogelijk om ook andere deeltjes mee te voeren, welke bij de onderzijde van de buis worden aangezogen. Dit is een algemeen bekend fenomeen dat wordt toegepast voor onder meer: het in beweging houden van de zandlaag in zandfïlters; het mengen en/of opwervelen van zware deeltjes in een reactorvat; het beluchten en/of mengen van aërobe en anaërobe reactoren; etc.

30 Gasliftpompen kennen echter ook problemen.

Een bekend probleem dat zich bij een gasliftpomp voordoet, is dat de opstart hiervan wordt bemoeilijkt indien zich een dikke laag bezonken deeltjes rondom het ondereind van de buis bevindt. Een dergelijke dikke laag bezonken deeltjes belemmert aanzuiging 2 van vloeistof omdat de laag bezonken deeltjes onvoldoende vloeistofdoorlaatbaar is. De opwaartse stroming wordt dan in hoofdzaak bepaald door de hoeveelheid toegevoerd gas, dat echter niet of slecht in staat is (door de relatief geringe dichtheid van het gas ten opzichte van de deeltjes) om deeltjes omhoog te doen bewegen. Een bekende 5 oplossing voor dit probleem is het voorzien van enkele gaten in de buis. Deze gaten hebben tot doel het aanzuigen van vloeistof te verbeteren, hetgeen mogelijk is door de geringere afstand tussen de gaten en de bovenzijde van de deeltjeslaag. De gaten moeten echter wel stuk voor stuk worden "vrij gegraven". Dit "vrijgraven" gebeurt geleidelijk doordat deeltjes bij de gaten onder invloed van het in de buis ingeblazen gas 10 losgewoeld worden en meegenomen worden. Dit "vrijgraven" vergt daardoor relatief veel tijd. Voorts verloopt dit "vrijgraafproces" vaak niet zo optimaal als men zou wensen.

Een ander bekend probleem dat zich bij een gasliftpomp voordoet, is dat deze moeite heeft met het omhoog voeren van zware deeltjes -dat wil zeggen deeltjes met een 15 relatief hoge soortelijke massa - en daardoor minder geschikt of ongeschikt is voor toepassing bij een bed met zware deeltjes.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel te verschaffen een verbeterde reactor van de aan het begin geschetste soort, welke verbeterde reactor een effectiever bedrijf 20 mogelijk maakt. .

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door te verschaffen een reactor omvattende: • een reactorvat voorzien van een fluïdum dat een bed met deeltjes van een soortelijk 25 gewicht van > 1,05 kg/dm3 omvat; en • een gasliftpomp opgesteld in het reactorvat; waarbij de gasliftpomp omvat: • een verticale eerste buis (binnenbuis) met een open bovenzijde en open ondereind; en 30 · een mondstuk voor het inblazen van een gas, zoals lucht; waarbij het open ondereind van de eerste buis (binnenbuis) in het bed van deeltjes materiaal ligt; 3 waarbij het mondstuk zodanig bij het ondereind van de eerste buis (binnenbuis) is voorzien dat, bij inblazing van gas, het ingeblazen gas in de eerste buis (binnenbuis) een dichlheidsverlaging van het fluïdum in de eerste buis (binnenbuis) teweeg brengt, waarbij de gasliftpomp verder omvat een tweede buis (buitenbuis) met een open 5 ondereind; waarbij het onderste deel van de tweede buis (buitenbuis) concentrisch rond het onderste deel van de eerste buis (binnenbuis) is voorzien om een concentrisch kanaal rond het onderste deel van de eerste buis (binnenbuis) te vormen; waarbij de bovenzijde van de tweede buis (buitenbuis) open is en zich bevindt onder 10 het oppervlakte niveau van het fluïdum in de reactor; en waarbij de bovenzijde van de tweede buis (buitenbuis) zich bevindt boven de deeltjes met soortelijk gewicht van > 1,05 kg/dm3, (zich in het bijzonder bevindt boven deeltjes met deeltjes met soortelijk gewicht van >1,1 kg/dm3, en zich meer in het bijzonder bevindt boven de deeltjes met deeltjes met soortelijk gewicht van > 1,25 kg/dm3), 15 wanneer de reactor buiten bedrijf is (dat wil zeggen wanneer de gastoevoer buiten bedrijf is).

De eerste buis, welke in de aanvrage ook wordt aangeduid met binnenbuis, wordt dus aan het onderste deel omgeven door een tweede buis, verder in de aanvrage ook 20 aangeduid als buitenbuis. Deze buitenbuis verschaft bij het onderste deel van de binnenbuis een concentrische ruimte, welke aan de onderzijde open is. De bovenzijde van de buitenbuis is open en bevindt zich onder het oppervlakteniveau van het fluïdum in de reactor. Aldus kan de binnenbuis vanuit de concentrische ruimte fluïdum, in het bijzonder vloeistof al dan niet vermengd met deeltjes en/of gas, aanzuigen.

25

Bij opstarten van de reactor, bij het begin waarvan het bed van deeltjesmateriaal doorgaans een bezonken, in rust zijnde deeltjeslaag vormt, is via de concentrische ruimte een in wezen onbelemmerde toevoer van fluïdum naar de onderzijde van de gasliftpomp mogelijk doordat de bovenzijde van de tweede buis (buitenbuis) zich in de 30 rust-toestand bevindt boven de deeltjeslaag, althans boven de deeltjes met soortelijk gewicht van > 1,05 kg/dm3, zich in het bijzonder bevindt boven deeltjes met deeltjes met soortelijk gewicht van >1,1 kg/dm3, en zich meer in het bijzonder bevindt boven de deeltjes met deeltjes met soortelijk gewicht van > 1,25 kg/dm3. Het is denkbaar dat 4 lichtere deeltjes van de deeltjes zich, in rusttoestand, boven de bovenzijde van de tweede buis (buitenbuis) bevinden. Dergelijke lichtere deeltjes belemmeren de toevoer van fluïdum naar de onderzijde van de gasliftpomp in relatief geringe mate. De aldus bij de onderzijde van de binnenbuis aangezogen vloeistof neemt deeltjes bij de 5 onderzijde van de buitenbuis mee, waardoor de onderzijde van de gasliftpomp wordt vrij gegraven. Aldus is een snellere en betrouwbaardere opstart van de reactor mogelijk. (Opgemerkt wordt dat het ook mogelijk is dat de bovenzijde van de tweede buis (buitenbuis) zich zowel in rusttoestand als in bedrijfstoestand van de reactor boven de deeltjeslaag bevindt.) 10

Opgemerkt wordt dat bij een slib-bed-reactor met gaslift, het bed in aanvang vaak volledig bestaat uit deeltjes met relatief groot soortelijk gewicht (bijvoorbeeld deeltjes met een soortelijk gewicht van >1,5 kg/dm3), zoal bruinkool deeltjes, antracietdeeltjes, puimsteendeeltjes etc. Bij een reactor hoogte van 10 meter heeft het bed dan 15 bijvoorbeeld aanvankelijk een hoogte van 80 cm. Tijdens gebruik van de reactor zal zich biomassa op deze deeltjes (kunnen) afzetten. Gevolg hiervan is dat hoogte van het bed, bij uitgeschakelde gastoevoer, toeneemt, bijvoorbeeld tot 1,5 meter of meer, en dat het soortelijk gewicht van de deeltjes (inclusief de biomassa) zal aftiemen. De boven in het bed gelegen deeltjes inclusief biomassa zullen dan een lager soortelijk gewicht 20 kunnen hebben dan 1,25 kg/dm3 of zelfs lager dan 1,05 kg/dm3. Deze lichte deeltjes kunnen daarbij volgens de uitvinding dan zelfs, bij uitgeschakelde gastoevoer, boven de bovenzijde van de tweede buis (buitenbuis) liggen.

De uitvinding biedt echter ook grote voordelen tijdens normaal bedrijf, wanneer de 25 opstart al plaatsgevonden heeft, zelfs wanneer ingraafproblemen bij de opstart niet spelen.

Doordat de binnenbuis via de concentrische ruimte gemakkelijk vloeistof - al dan niet vermengd met deeltjes - kan aanzuigen, is de gasliftpomp instaat om een grotere en/of 30 hoger turbulente volumestroom door de binnenbuis omhoog te voeren. Dit verschaft tijdens normaal bedrijf een aantal voordelen. De gasliftpomp: • kan een groter debiet leveren; • is in staat om deeltjes met een hogere soortelijke massa omhoog te voeren; en 5 • is tijdens het omhoogvoeren in staat de meegenomen deeltjes intensiever aan bewegingen te onderwerpen, hetgeen met betrekking tot reiniging van die deeltjes of menging van die deeltjes van voordeel is.

5 In het reactorvat bevindt zich dus een bed van deeltjesmateriaal. Afhankelijk van het gasdebiet van de gasliftpomp en afhankelijk van het type bed en deeltjes, zullen de deeltjes hierbij niet of nauwelijks of in meer of mindere mate gesuspendeerd zijn. In geval van suspendering zal, al naar gelang de deeltjes in hogere mate gesuspendeerd zijn, de bovenzijde van het bed, tijdens bedrijf van de reactor, op een hoger niveau 10 liggen. Bij uitschakelen van de reactor zullen de gesuspendeerde deeltjes dan weer bezinken tot een bezonken, in rust zijnde deeltjeslaag. In geval tijdens bedrijf niet of nauwelijks suspendering van deeltjes optreedt, zoals bij vele zandfilters het geval is, zal de bovenzijde van het bed tijdens bedrijf van de reactor op in wezen dezelfde hoogte liggen als wanneer de reactor is uitgeschakeld. In beide gevallen steekt de bovenzijde 15 van de buitenbuis, wanneer de reactor buiten bedrijf is, boven het bed uit. In het geval van nauwelijks of geen suspendering van deeltjes, zal de bovenzijde van de buitenbuis tijdens bedrijf van de reactor, in wezen per definitie, ook boven het bed uitsteken. In geval van suspendering zal het van de mate, waarin de buitenbuis boven het in rust zijnde bed uitsteekt, afhangen of de bovenzijde van de buitenbuis tijdens bedrijf van de 20 reactor ook boven het gefluïdiseerde bed uitsteekt. Het is in dit laatste geval zowel mogelijk dat de bovenzijde van de buitenbuis tijdens bedrijf van de reactor in het (gefluïdiseerde) bed ligt als dat die bovenzijde tijdens bedrijf van de reactor boven het (gefluïdiseerde) bed ligt.

25 De concentrische ligging van de buitenbuis rond het onderste deel van de binnenbuis bewerkstelligt dat het aanzuigen van deeltjes aan de onderzijde van de gasliftpomp gelijkmatig rondom de onderzijde van de gasliftpomp plaats vindt. Het is in dit opzicht niet noodzakelijk dat de buitenbuis over de gehele lengte daarvan concentrisch rond de binnenbuis ligt, althans de open bovenzijde van de buitenbuis hoeft niet concentrisch 30 rond de binnenbuis te verlopen. Uit constructietechnische overwegingen verdient het echter wel de voorkeur wanneer de buitenbuis over zijn gehele lengte concentrisch rond de binnenbuis verloopt.

6

Met het oog op een goede aanzuiging van deeltjes door de opwaartse liftstroming in de binnenhuis is het volgens de uitvinding van voordeel, wanneer, beschouwd in verticale richting, het open ondereind van de eerste buis (binnenbuis) lager ligt dan het open ondereind van de tweede buis (buitenbuis). Aan de onderzijde van de binnenbuis, door 5 de liftstroming vanuit de buitenbuis aangezogen vloeistof zal dan beter deeltjes meenemen doordat de buitenbuis het ondereind van de binnenbuis, beschouwd in een horizontale richting, niet volledig afschermt maar deels vrijlaat.

Teneinde, met name bij opstart doch ook tijdens gewoon bedrijf, effectieve aanzuiging 10 van fluïdum, in het bijzonder vloeistof, via de tweede buis (buitenbuis) te verzekeren, is het volgens de uitvinding van voordeel wanneer, in geval d de diameter is van het open ondereind van de eerste buis (binnenbuis), in geval D de diameter is van het open ondereind van de tweede buis (buitenbuis), en in geval Z de, in verticale richting beschouwde, afstand tussen het open ondereind van de eerste buis (binnenbuis) en het 15 open ondereind van de tweede buis (buitenbuis) is, er geldt 0,1 (D-d) < Z < 0,4 (D-d). In het bijzonder is het hierbij van voordeel wanneer Z een waarde heeft van ongeveer 0,2 (D-d).

Teneinde te verzekeren dat er via de buitenbuis een voldoende debiet aan fluïdum, in 20 het bijzonder vloeistof, aangezogen kan worden, is het volgens de uitvinding van voordeel wanneer, ingeval d de diameter is van het open ondereind van de eerste buis (binnenbuis), en in geval D de diameter is van het open ondereind van de tweede buis (buitenbuis), er geldt 0,5D < d < 0,7D. In het bijzonder is het hierbij van voordeel wanneer d een waarde heeft van ongeveer 0,6 D.

25

Het is volgens de uitvinding van voordeel wanneer het mondstuk onder het open ondereind van de eerste buis (binnenbuis) is voorzien en naar het inwendige van de eerste buis (binnenbuis) gericht is, zodanig dat, tijdens bedrijf, al het ingeblazen gas in de eerste buis (binnenbuis) gericht wordt. Aldus is al direct bij inschakelen van de 30 gasstroom bij opstarting van de reactor enige opwoeling van deeltjes te forceren bij de onderzijde van de gasliftpomp. Tevens is hierbij verzekerd dat het ingeblazen gas in de concentrische ruimte geen (ongewenste) Uitstroom opwekt.

7

Om (ongewenste) liftstroom in de concentrische ruimte met zekerheid uit te sluiten, is het volgens de uitvinding van voordeel wanneer het mondstuk in de eerste buis (binnenbuis) is voorzien. Het mondstuk zal dan in het inwendige van het onderste gedeelte van de eerste buis (binnenbuis) zijn voorzien.

5

Het vrijgraven bij het opstarten van de reactor laat zich volgens de uitvinding verder verbeteren wanneer in de wand van de eerste buis (binnenbuis) op afstand boven het ondereind van de tweede buis (buitenbuis) één of meer gaten zijn voorzien, die een fluïdumverbinding verschaffen tussen het concentrische kanaal en het inwendige van 10 de eerste buis (binnenbuis). Via deze gaten is al direct vanaf het begin van het opstarten een vrije aanzuiging van fluïdum, in het bijzonder vloeistof, uit het concentrische kanaal mogelijk. Voorts dragen deze gaten tijdens normaal bedrijf - los van de opstartfase - bij aan het vermogen tot opwaarts transport, waardoor deeltjes met een grotere soortelijke massa zich gemakkelijker door de binnenbuis omhoog laten voeren. 15

Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvatten de deeltjes één of meer van de volgende deeltjes: • filterzand, zoals granaatzand en/of kwartszand; • basalt; 20 · granulair actief kool; • biomassa, al dan niet op een drager; • kristallen; • mineralen; • bruinkool; 25 · pellets; • puimsteen; • antraciet; • etc.

In geval van granaatzand kan dit volgens de uitvinding een korrelgrootte hebben van 30 0,6 - 3 mm, met een soortelijk gewicht van ongeveer 4,1 kg/dm3 en een stortvolume (in het Engels dump volume genoemd) van ongeveer 2,3 kg/dm3. In geval van kwartszand kan dit volgens de uitvinding een korrelgrootte hebben van 0,6 - 3 mm, met een 8 soortelijk gewicht van ongeveer 2,5 a 2,6 kg/dm3 en stortvolume van ongeveer 1,5 a 1,6 kg/dm3.

Volgens een nog verdere uitvoeringsvorm omvat het fluïdum water.

5

Volgens een verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het uitschakelen van een reactor volgens de uitvinding, waarbij in een eerste stap, onder handhaving van gastoevoer, de gastoevoer eerst tot een zodanig niveau wordt verminderd dat de deeltjes de vloeistof toevoer via het bed langs het 10 ondereind van de tweede buis (buitenbuis) belemmert; en waarbij, in een na de eerste stap komende tweede stap, dit niveau van gastoevoer of een lager niveau van gastoevoer in stand wordt gehouden totdat zich in de tweede buis (buitenbuis) bevindende deeltjes onder invloed van het gas in hoofdzaak vanuit die tweede buis (buitenbuis) zijn afgevoerd naar de eerste buis (binnenbuis); 15 waarbij, in een na de tweede stap komende derde stap, de gastoevoer afgesloten wordt.

Door de reactor op deze wijze uit te schakelen wordt verzekerd dat bij het weer opstarten van de reactor zich zo min mogelijk deeltjes in de buitenbuis, in het bijzonder in het concentrische kanaal aan de onderzijde van de gasliftpomp, bevinden. Dit wordt 20 bereikt doordat bij het uitschakelen eerste de gastoevoer wordt verlaagd zodat de deeltjes bezinken tot een bed die de onderzijde van de gasliftpomp in wezen afsluit. Deze afsluiting brengt teweeg dat de aanzuiging van fluïdum door nog resterende, doch minder sterke lifistroming in de binnenbuis via de buitenbuis wordt aangezogen. Dit bewerkstelligt weer dat zich in het fluïdum in de buitenbuis bevindende deeltjes door 25 circulatie van het fluïdum door de buitenbuis worden afgevoerd. Doordat de bovenzijde van de buitenbuis zich hierbij boven het bed van deeltjes uitsteekt, zal aanzuiging van nieuwe deeltjes met het fluïdum via de buitenbuis afnemen en tot nul kunnen reduceren.

30 Het is hierbij in het bijzonder van voordeel wanneer de tweede stap wordt voortgezet totdat zowel de tweede buis (buitenbuis) als de eerste buis (binnenbuis) in hoofdzaak vrij van deeltjes zijn.

9

Volgens een nog verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een gasliftpomp voor in een reactorvat voorzien van een fluïdum dat een bed van deeltjesvomiig materiaal omvat, waarbij de gasliftpomp omvat: een, in gebruik vertikaal opgestelde, eerste buis (binnenbuis) met een open 5 bovenzijde en een open ondereind; en een mondstuk voor het inblazen van een gas, zoals lucht; waarbij het mondstuk zodanig bij het ondereind van de eerste buis (binnenbuis) is voorzien dat, bij inblazing van gas tijdens gebruik, het ingeblazen gas in de eerste buis (binnenbuis) een dichtheidsverlaging van het fluïdum in de eerste buis (binnenbuis) 10 teweegbrengt, die resulteert in een opwaartse liftstroming van fluïdum in de eerste buis (binnenbuis); waarbij de gasliftpomp verder omvat een tweede buis (buitenbuis) met een open ondereind; waarbij het onderste deel van de tweede buis (buitenbuis) concentrisch rond het 15 onderste deel van de eerste buis (binnenbuis) is voorzien om een concentrisch kanaal rond het onderste deel van de eerste buis (binnenbuis) te vormen; en de bovenzijde van de tweede buis (buitenbuis) open is zodanig dat aan de bovenzijde van de tweede buis (buitenbuis) fluïdum aanzuigbaar is als gevolg van aanzuiging door de opwaartse liftstroming door de eerste buis (binnenbuis).

20

Nadere uitvoeringsvormen van deze gasliftpomp zijn beschreven in de conclusies 17- 24. Voordelen van de gasliftpomp volgens dit derde aspect van de uitvinding zullen duidelijk zijn aan de hand van de hiervoor beschreven reactor volgens de uitvinding.

25 De onderhavige uitvinding zal in het navolgende aan de hand van in de tekening schematisch aangeduid voorbeelden nader worden toegelicht. Hierin toont: • figuur 1 op schematische wijze een eerste reactor volgens de uitvinding aan het begin van de opstartfase; • figuur 2 een overeenkomstig schematisch aanzicht, waarbij de opstartfase in een 30 verder stadium verkeert; • figuur 3 een overeenkomstig aanzicht, waarbij de eerste reactor in een gewone bedrijfsfase verkeert; 10 • figuur 4 een overeenkomstig aanzicht waarbij de eerste reactor in een uitschakelfase verkeert; en • figuur 5 op schematische wijze een tweede reactor volgens de uitvinding tijdens normaal bedrijf.

5

Navolgend zullen er twee verschillende toepassingen van de uitvinding beschreven worden. De eerste toepassing (figuren 1 -4) betreft het (na stilstand van de gastoevoer) op gang brengen van een zogenaamde airliftreactor, zoals aanvrager die onder de merknaam Circox® op de markt brengt. De tweede toepassing betreft het tijdens bedrijf 10 verbeteren van de gasliftpomp, waardoor het principe van de gasliftpomp ook goed bruikbaar is bij een bed met relatief zware deeltjes, zoals bij een zandbedfilter met bijvoorbeeld granaatzand.

In de figuren 1 t/m 4 is met 10 aangeduid een eerste reactor volgens de uitvinding. In 15 dit reactorvat bevindt zich een fluïdum waarvan het bovenoppervlak, ook wel vloeistofspiegel genoemd, met 18 is aangeduid. Het fluïdum omvat een bed met schematisch driehoekig afgebeelde deeltjes 17. De bovenzijde van het bed is schematisch met 19 aangeduid. Deze eerste reactor is van het type waarbij het bed van deeltjes tijdens bedrijf in een gefluïdiseerde toestand komt. Het betreft hier, bij wijze 20 van voorbeeld, een bed met biomassa dragende deeltjes.

In het reactorvat 10 bevindt zich een gasliftpomp. Deze gasliftpomp omvat een binnenbuis 11 en een concentrisch daar omheen geplaatste buitenbuis 12. De binnenbuis 11 en de buitenbuis 12 begrenzen tezamen een concentrisch kanaal 21. Dit 25 concentrische kanaal 21 strekt zich in het bijzonder langs het onderste deel van de binnenbuis 11 uit. Het ondereind 15 van de buitenbuis 12 ligt, beschouwd in verticale richting, hoger dan het ondereind 14 van de binnenbuis 11. Centraal onder de binnenbuis 11 bevindt zich een mondstuk 20, waarlangs gas, in dit geval lucht, wordt ingeblazen. In de figuren zijn luchtbellen schematisch als rondjes afgebeeld en 30 aangeduid met 16.

Verwijzend naar figuur 1, is te zien dat het bed van deeltjesmateriaal, wanneer deze reactor is uitgeschakeld en het fluïdum in rust verkeert, is neergeslagen tot een relatief 11 compact bed van deeltjes. Dit neergeslagen, relatief compacte bed van deeltjes sluit de onderzijde van de gasliftpomp af. Het boveneind van de buitenbuis 12 steekt in deze rusttoestand uit boven de bovenzijde 19 van het bed. Zodra nu gas, zoals lucht, via het mondstuk 20 wordt ingeblazen, zal er fluïdum, in het bijzonder vloeistof, via het 5 boveneind van de buitenbuis 12 in het concentrische kanaal gezogen worden om aan de onderzijde van het concentrische kanaal 21 door de in het inwendige van de binnenbuis 11 opgewekte liftstroming in de binnenbuis 11 te worden gezogen. Bij ontbreken van gaten 13 in de zijwand van de binnenbuis 11 kan dit alleen onderlangs het ondereind 14 van de binnenbuis 11 plaats vinden. Echter, door de gaten 13 te voorzien, wordt al 10 direct vanaf het begin verzekerd dat aanzuiging van fluïdum door de opwaartse liftstroming in het inwendige van de binnenbuis 11 onbelemmerd via de gaten 13 (zie de pijlen α in figuur 1) kan plaats vinden.

Na enige tijd zal de gasliftpomp aan de onderzijde voldoende uitgegraven zijn zodat de 15 fluïdumstroom ook onderlangs via het ondereind 14 van de binnenbuis 11 aangezogen wordt (zie de pijlen β in figuur 2).

Bij verdere voortzetting van het opstarten, zal het bed van deeltjes uiteindelijk in een bepaalde mate, afhankelijk van het in de reactor bedreven proces, gesuspendeerd raken. 20 De bovenzijde 19 van het bed komt dan hoger te liggen en kan, afhankelijk van onder meer het beschreven proces, zelfs boven het boveneind van de binnenbuis 11 en buitenbuis 12 komen te liggen. Dit is in figuur 3 weergegeven. In deze toestand zal de gasliftpomp ook fluïdum, in het bijzonder vloeistof, via het bed van deeltjesmateriaal aanzuigen (zie pijlen γ in figuur 3).

25

Wanneer nu de reactor uitgeschakeld moet worden, zal men, zoals in figuur 4 schematisch is aangeduid, eerst de gastoevoer tot een dusdanig niveau verlagen dat het bed van deeltj esmateriaal gaat indikken, waarbij de bovenzijde 19 van het bed doorgaans lager zal komen te liggen. Het gevolg van het indikken is dat de deeltjes de 30 onderzijde van de gasliftpomp afsluiten, waardoor alleen nog fluïdum kan worden aangezogen via het concentrische kanaal, begrensd tussen de buitenbuis 12 en binnenbuis 11, zoals dit in figuur 4 schematisch met pijlen α en β is aangeduid. Door de gastoevoer hierbij nog enige tijd in stand te houden en ondertussen desgewenst verder 12 te verlagen, wordt bereikt dat het concentrische kanaal 21 relatief vrij blijft van deeltjes 17. Immers, zich in het concentrische kanaal 21 bevindende deeltjes zullen uit dit concentrische kanaal 21 weggezogen worden en via de binnenbuis 11 weggevoerd worden. Aldus is te bereiken dat bij uitgeschakelde toestand van de reactor het 5 concentrische kanaal 21 in hoofdzaak vrij is van deeltjes. En dus, bij weer opstarten vanaf het begin via het concentrische kanaal een onbelemmerde toevoer van fluïdum naar de binnenbuis 11 kan plaats vinden.

Ter nadere illustratie van de uitvinding kunnen, onder verwijzing naar figuur 1, voor de 10 dimensionering van de gasliftpomp volgens de uitvinding de volgende dimensies genoemd worden: • de diameter d (in cm) van de gehele binnenbuis: 2 tot 100 cm; • de diameter D (in cm) van de gehele buitenbuis volgt uit: d = 0,6*D, met een spreiding in het bereik van: 0,5*D < d < 0,7*D; 15 · de afstand X (in cm) tussen het boveneind van de binnenbuis en het boveneind van de buitenbuis volgt uit: X = 3*(D-d), met een spreiding in het bereik van: 2*(D-d) < X < 4*(D-d); • de afstand Z (in cm) tussen het ondereind van de binnenbuis en het ondereind van de buitenbuis volgt uit: Z = 0,2*(D-d), met een spreiding in het bereik van: 20 0,l*(D-d) < Z < 0,4*(D-d); • de afstand Y (in cm) tussen het ondereind van de binnenbuis en de bodem van de reactor volgt uit: Y = 0,33*d, met een spreiding in het bereik van 0,1 *d < Y < 0,5 *D. Deze afstand kan eventueel groter, maar dan is de kans dat er onderin de reactor bezinksel blijft liggen groter.

25

Figuur 5 toont een tweede reactor 30 volgens de uitvinding. Het betreft hier een zandfilter-reactor. Het zand kan elk geschikt filterzand omvatten, doch omvat hier in het bijzonder granaatzand, zoals granaatzand met een korrelgrootte van 0,6 - 3 mm, met een soortelijk gewicht van ongeveer 4,1 kg/dm3 en een stortvolume van ongeveer 2,3 30 kg/dm3. Bij een zandfilter-reactor wordt het bed 31 gevormd door een laag zand, welke enige meters, zoals 3-4 meter, dik kan zijn en vormt dit bed een filterbed 31. De te reinigen vloeistof wordt doorgaans in het filterbed toegevoerd en stroomt dan door het filterbed omhoog om ondertussen gefilterd te worden. Ondertussen beweegt het 13 filterbed zelf in benedenwaartse richting om onderin het filterbed vuil zand aan het bed te onttrekken, dit gereinigde zand weer terug te voeren aan het bed, doorgaans bovenop het bed te deponeren. Bij een dergelijk filterbed treedt weinig of geen fluïdisatie op zodat de bovenzijde 32 van het filterbed 31 tijdens bedrijf van de reactor en tijdens 5 stilstand van de reactor in hoofdzaak onveranderlijk op dezelfde hoogte ligt. Het is op zich bekend om voor het in beweging houden van het filterbed en het reinigen van de zanddeeltjes een gasliftpomp te gebruiken.

De gasliftpomp volgens de uitvinding, zoals deze aan de hand van figuren 1-4 al 10 besproken is, leent zich zeer goed voor een dergelijke filterbed-reactor (welk filterbed overeenkomstig de uitvinding ook van een ander materiaal dan zand kan zijn). Bij de reactor 30 in figuur 5 zijn voor de gasliftpomp dan ook dezelfde verwijzingstekens gebruikt als bij de figuren 1-4. Voorts zijn ook de gasbellen hier schematisch als rondjes 16 aangeduid. De zanddeeltjes zijn in figuur 5 schematisch als driehoekjes 34 15 aangeduid. Om te voorkomen dat zanddeeltjes na het aan het boveneind verlaten van de binnenbuis 11 in de concentrische ruimte 21 tussen de binnenbuis 11 en buitenbuis 12 vallen, is onder het boveneind van de binnenbuis 11, doch boven het boveneind van buitenbuis 12 een kap 33 voorzien. De kap kan echter ook afwezig zijn.

20 Toepassing van de gasliftpomp volgens de uitvinding in een filterbed-reactor (waarbij geen of weinig fluïdisatie optreedt), zoals een zandfilterbed-reactor, heeft als voordeel dat deze gasliftpomp in staat is deeltjes met een hoog soortelijk gewicht omhoog te voeren, een groot debiet heeft, alsook verbeterde was-eigenschappen. Het zal echter duidelijk zijn dat deze voordelen (opvoeren van deeltjes met hoog soortelijk gewicht, 25 groot debiet, verbeterde was-eigenschappen/meng-eigenschappen) ook met voordeel toepasbaar zijn tijdens normaal bedrijf van andere type reactoren, zoals reactoren waarbij het bed van deeltjes materiaal in al dan niet hoge mate gefluïdiseerd wordt. Voorts zal het duidelijk zijn dat toepassing van de gasliftpomp volgens de uitvinding ook bij filterbed-reactoren, alsook andere typen reactoren, tot een verbeterde opstart 30 leidt.

In de figuren 1-5 is getoond dat de toevoerpijp 20 voor gas eindigt in de bodem van de reactor zodat hier het mondstuk (waar de uitstroming van gas in de reactor plaatsvindt) 14 zich dan in de bodem bevindt. Het zal echter duidelijk zal echter duidelijk zijn dat de toevoerpijp 20 ook boven de bodem van de reactor kan uitsteken en zelfs kan doorlopen tot in het onderste gedeelte van de binnenpijp. In het laatste geval zal het mondstuk dan in het inwendige van de binnenbuis 11 liggen. Het mondstuk kan zich 5 bijvoorbeeld bevinden in een bereik vanaf 50 cm onder het ondereind 14 van de binnenbuis tot ongeveer 50 cm boven het ondereind van de binnenbuis 11, meer in het bijzonder zal het mondstuk liggen in een bereik vanaf 20 cm onder het ondereind 14 van de binnenbuis tot ongeveer 20 cm boven het ondereind van de binnenbuis 11.

10 Lijst van gebruikte figuurverwijzingen 10 = eerste reactor 11 = eerste buis / binnenbuis; 12 = tweede buis / buitenbuis; 15 13 = gat in wand binnenbuis; 14 = ondereind binnenbuis; 15 = ondereind buitenbuis; 16 = gasbel; 17 = deeltje; 20 18 = bovenoppervlak fluïdum / vloeistofspeigel; 19 = bovenzijde van bed; 20 = mondstuk; 21 = concentrisch kanaal; 30 = tweede reactor; 25 31 = bed / filterbed; 32 = bovenzijde van bed 31; 33 = kap; 34 = zanddeeltje; 30 α = aanzuigfing fluïdum via concentrisch kanaal 21 en gat(en) 13; P = aanzuiging fluïdum via concentrisch kanaal 21 en onderlangs ondereind 14 van binnenbuis 11; 15 γ = aanzuiging fluïdum via bed en onderlangs de ondereinden 15, 14 van buitenbuis 12 en binnenbuis 11; d = diameter (in cm) van binnenbuis 11; D = diameter (in cm) van buitenbuis 12; 5 X = vertikale afstand (in cm) van boveneind buitenbuis 12 tot boveneind binnenbuis 11; Y = vertikale afstand tussen ondereind 14 van binnenbuis 11 en bodem van de reactor; Z = vertikale afstand (in cm) tussen ondereind 14 van binnenbuis 11 en 10 ondereind 15 van buitenbuis 12;

Claims

1] Reactor (10, 30) omvattende: • een reactorvat voorzien van een fluïdum dat een bed met deeltjes (17, 34) van een 5 soortelijk gewicht van > 1,05 kg/dm1 omvat; en • een gasliftpomp opgesteld in het reactorvat; waarbij de gasliftpomp omvat: • een verticale eerste buis (11) met een open bovenzijde en open ondereind (14); en • een mondstuk (20) voor het inblazen van een gas (16), zoals lucht; 10 waarbij het open ondereind (14) van de eerste buis (11) in het bed van deeltjes (17, 34) materiaal ligt; waarbij het mondstuk (20) zodanig bij de onderzijde van de eerste buis (11) is voorzien dat, bij inblazing van gas (16), het ingeblazen gas (16) in de eerste buis (11) een dichtheidsverlaging van het fluïdum in de eerste buis (11) teweeg brengt; 15 met het kenmerk. dat de gasliftpomp verder omvat een tweede buis (12) met een open ondereind (15); dat het onderste deel van de tweede buis (12) concentrisch rond het onderste deel van de eerste buis (11) is voorzien om een concentrisch kanaal (21) rond het onderste deel van de eerste buis (11) te vormen; 20 dat de bovenzijde van de tweede buis (12) open is en zich bevindt onder het oppervlakte niveau van het fluïdum in de reactor; en dat de bovenzijde van de tweede buis (12) zich bevindt boven de deeltjes (17, 34) met soortelijk gewicht van > 1,05 kg/dm1, wanneer de reactor (10, 30) buiten bedrijf is. 25 2] Reactor (10, 30) volgens conclusie 1, waarbij, beschouwd in verticale richting, het open ondereind (14) van de eerste buis (11) lager ligt dan het open ondereind (15) van de tweede buis (12). Reactor (10, 30) volgens conclusie 2, 30 waarbij d de diameter is van de eerste buis (11), althans van het onderste deel van de eerste buis (11), waarbij D de diameter is van de tweede buis (12), althans van het onderste deel van de tweede buis (12), waarbij Z de, in vertikale richting beschouwde, afstand tussen het open ondereind (14) van de eerste buis (11) en het open ondereind (15) van de tweede buis (12) is, en waarbij geldt 0,1 (D-d) < Z < 0,4 (D-d). 5 4] Reactor (10, 30) volgens conclusie 3, waarbij Z een waarde heeft van ongeveer 0,2 (D-d). 5] Reactor (10, 30) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij d de diameter is van de eerste buis (11), althans van het onderste deel van de 10 eerste buis (11), waarbij D de diameter is van de tweede buis (12) , althans van het onderste deel van de tweede buis (12) , en waarbij geldt 0,5D < d < 0,7D. 15 6] Reactor (10, 30) volgens conclusie 5, waarbij d een waarde heeft van ongeveer 0,6D. 7] Reactor (10, 30) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij d de diameter is van de eerste buis (11), althans het onderste deel van die 20 eerste buis (11), en waarbij geldt 2 cm < d < 100 cm. 8] Reactor (10, 30) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het mondstuk (20) onder het open ondereind (14) van de eerste buis (11) is voorzien en naar het 25 inwendige van de eerste buis (11) gericht is, zodanig dat, tijdens bedrijf, al het ingeblazen gas (16) in de eerste buis (11) gericht wordt. 9] Reactor (10, 30) volgens een der voorgaande conclusies 1-7, waarbij het mondstuk is voorzien in de eerste buis (11). 30 10] Reactor (10, 30) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij in de wand van de eerste buis (11) op afstand boven het ondereind (15) van de tweede buis (12) een of meer gaten (13) zijn voorzien die een fluïdum verbinding verschaffen tussen het concentrische kanaal (21) en het inwendige van de eerste buis (11). 5 11] Reactor (10, 30) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de deeltjes (17, 34. een of meer van de volgende deeltjes (17, 34) omvatten: • fïlterzand, zoals granaatzand en/of kwartszand; • basalt; • granulair actief kool; 10. biomassa, al dan niet op een drager; • kristallen; • mineralen; • bruinkool; • pellets; 15. puimsteen; • antraciet. 12] Reactor (10, 30) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het fluïdum water omvat. 20 13] Reactor (10,30) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het bed een filter, zoals een zandfïlter, is. 14] Reactor (10,30) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de tweede buis 25 (12) een zodanige lengte heeft dat de bovenzijde hiervan zich tijdens bedrijf van de reactor (10, 30) boven het bed bevindt. 15] Werkwijze voor het uitschakelen van een reactor (10, 30) volgens een der voorgaande conclusies 1-14, 30 waarbij in een eerste stap, onder handhaving van gastoevoer, de gastoevoer eerst tot een zodanig niveau wordt verminderd dat de deeltjes (17, 34) vloeistof toevoer via het bed langs het ondereind (15) van de tweede buis (12) belemmeren; en waarbij, in een na de eerste stap komende tweede stap, dit niveau van gastoevoer of een lager niveau van gastoevoer in stand wordt gehouden totdat zich in de tweede buis (12) bevindende deeltjes (17, 34) onder invloed van het gas (16) in hoofdzaak vanuit die tweede buis (12) zijn afgevoerd naar de eerste buis (11); en 5 waarbij, in een na de tweede stap komende derde stap, de gastoevoer afgesloten wordt. 16] Werkwijze volgens conclusie 15, waarbij de tweede stap wordt voortgezet totdat zowel de tweede buis (12) als de eerste buis (11) in hoofdzaak vrij van deeltjes (17, 34. zijn. 10 17] Gasliftpomp voor in een reactorvat voorzien van een fluïdum dat een bed van deeltjesvormig materiaal omvat, waarbij de gasliftpomp omvat: een, in gebruik vertikaal opgestelde, eerste buis (11) met een open bovenzijde en een open ondereind (14); en 15. een mondstuk (20) voor het inblazen van een gas (16), zoals lucht; waarbij het mondstuk (20) zodanig bij de onderzijde van de eerste buis (11) is voorzien dat, bij inblazing van gas (16) tijdens gebruik, het ingeblazen gas (16) in de eerste buis (11) een dichtheidsverlaging van het fluïdum in de eerste buis (11) teweeg brengt, die resulteert in een opwaartse liftstroming van fluïdum in de eerste buis (11); 20 met het kenmerk. dat de gasliftpomp verder omvat een tweede buis (12) met een open ondereind (15); dat het onderste deel van de tweede buis (12) concentrisch rond het onderste deel van de eerste buis (11) is voorzien om een concentrisch kanaal (21) rond het onderste deel van de eerste buis (11) te vormen; en 25 dat de bovenzijde van de tweede buis (12) open is zodanig dat aan de bovenzijde van de tweede buis (12) fluïdum aanzuigbaar is als gevolg van aanzuiging door de opwaartse liftstroming in de eerste buis (11). 18] Gasliftpomp volgens conclusie 17, waarbij beschouwd in verticale richting, het 30 open ondereind (14) van de eerste buis (11) lager ligt dan het open ondereind (15) van de tweede buis (12). 19] Gasliftpomp volgens conclusie 18, waarbij d de diameter is van de eerste buis (11) , althans van het onderste deel van de eerste buis (11) , waarbij D de diameter is van de tweede buis (12), althans van het onderste deel van de tweede buis (12) , en 5 waarbij geldt 0,5D < d < 0,7D. 20] Gasliftpomp volgens conclusie 19, waarbij de afstand Z tussen het ondereind van de binnenbuis en het ondereind van de buitenbuis een waarde heeft van ongeveer 0,2 (D-d). 10

21. Gasliftpomp volgens een der voorgaande conclusies 17-20, waarbij d de diameter is van de eerste buis (11), althans van het onderste deel van de eerste buis (11) , waarbij D de diameter is van de tweede buis (12), althans van het onderste deel van de 15 tweede buis (12) , en waarbij geldt 0,5D < d < 0,7D. 22] Gasliftpomp volgens conclusie 21, waarbij d een waarde heeft van ongeveer 0,6D. 23] Gasliftpomp volgens een der voorgaande conclusies 17-22, waarbij d de diameter is van de eerste buis (11), althans het onderste deel van die eerste buis (11), en waarbij geldt 2 cm < d < 100 cm. 25 24] Gasliftpomp volgens een der conclusies 17-23, waarbij het mondstuk (20) onder het open ondereind (14) van de eerste buis (11) is voorzien en naar het inwendige van de eerste buis (11) gericht is, zodanig dat, tijdens bedrijf, al het ingeblazen gas (16) in de eerste buis (11) gericht wordt. 30 25] Gasliftpomp volgens een der conclusies 17-24, waarbij in de wand van de eerste buis (11) op afstand boven het ondereind (15) van de tweede buis (12) een of meer gaten (13) zijn voorzien die een fluïdum verbinding verschaffen tussen het concentrische kanaal (21) en het inwendige van de eerste buis (11).