DE1542352C3 - Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet - Google Patents

Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet

Info

Publication number
DE1542352C3
DE1542352C3 DE1542352A DEO0011087A DE1542352C3 DE 1542352 C3 DE1542352 C3 DE 1542352C3 DE 1542352 A DE1542352 A DE 1542352A DE O0011087 A DEO0011087 A DE O0011087A DE 1542352 C3 DE1542352 C3 DE 1542352C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
mixing
carrier gas
reaction
reaction chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1542352A
Other languages
English (en)
Other versions
DE1542352A1 (de
DE1542352B2 (de
Inventor
Gerhard Dipl.-Ing. Diez
Peter Dipl.-Ing. Niedner
Heinz 4630 Bochum Thubeauville
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr C Otto & Co 4630 Bochum GmbH
Original Assignee
Dr C Otto & Co 4630 Bochum GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr C Otto & Co 4630 Bochum GmbH filed Critical Dr C Otto & Co 4630 Bochum GmbH
Priority to DE1542352A priority Critical patent/DE1542352C3/de
Priority to BE686059D priority patent/BE686059A/xx
Priority to GB38428/66A priority patent/GB1155183A/en
Priority to JP41056119A priority patent/JPS4936107B1/ja
Priority to US576507A priority patent/US3495949A/en
Priority to US5409A priority patent/US3647357A/en
Publication of DE1542352A1 publication Critical patent/DE1542352A1/de
Publication of DE1542352B2 publication Critical patent/DE1542352B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1542352C3 publication Critical patent/DE1542352C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2405—Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
    • B01F25/104—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components characterised by the arrangement of the discharge opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
    • B01F25/104—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components characterised by the arrangement of the discharge opening
    • B01F25/1041—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components characterised by the arrangement of the discharge opening the mixing chamber being vertical with the outlet tube at its upper side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/75—Discharge mechanisms
    • B01F35/753—Discharging at the upper side of the receptacle, e.g. by pressurising the liquid in the receptacle or by centrifugal force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00121—Controlling the temperature by direct heating or cooling
    • B01J2219/00128—Controlling the temperature by direct heating or cooling by evaporation of reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19—Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/194—Details relating to the geometry of the reactor round
    • B01J2219/1941—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
    • B01J2219/1946—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped conical
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S159/00—Concentrating evaporators
    • Y10S159/02—Entrainment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet und die aus einer konischen rotationssymmetrischen Kammer besteht, deren Eintrittsöffnungen für die zu vermischenden bzw. umzusetzenden Stoffe koaxial zur Kammerachse und deren Austrittsöffnung für die Gase bzw. Stoffe an dem dem Eintritt des Trägergases entgegengesetzten Ende der Kammer axial oder tangential angeordnet sind, und die mit Einrichtungen versehen ist, die das Trägergas mit einem Drall in die Kammer eintreten lassen.
Derartige Reaktionsapparate zur Durchführung von Prozessen und Verfahren, die eine innige Durchmischung der Prozeßteilnehmer voraussetzen, sind bekannt. Sehr oft bedient man sich dabei eines Trägergases, das z. B. bei thermischen Prozessen für die Energiezu- oder -abfuhr sorgt oder auch ganz oder teilweise als Reaktionsteilnehmer auftritt. Reaktionen, an denen das Trägergas bzw. Teile von ihm teilnehmen, stellen beispielsweise Verbrennungsvorgänge dar.
Als Beispiel für Reaktionsapparate, bei denen das Trägergas die Aufgabe des Energietransportes übernimmt, seien Trocknungsvorgänge in" Fließbettreaktoren oder in sogenannten Sprühtrocknern genannt. Dabei übernimmt das Trägergas auch den Abtransport
ίο der dem Gut entzogenen Feuchtigkeit.
Die Reaktoren der genannten Art weisen jedoch Nachteile auf, die ihre Einsatzmöglichkeiten stark einschränken. So ist unter anderem die Wärmebehandlung von feinkörnigen Feststoffen in Fließbettreaktoren nicht möglich bei Stoffen, die eine Schmelzzone durchlaufen, also möglicherweise verklumpen, wie dies bei der Aufarbeitung von Eisensulfat-Heptahydrat der Fall ist. Sprühtrockner für die Abscheidung von in Flüssigkeiten gelösten oder emulgierten Stoffen wie Waschpulver oder Trockenmilch benötigen als Folge langer notwendiger Verweilzeiten der Teilchen bis zur vollständigen Behandlung große Bauvolumina. Lange notwendige Verweilzeiten ergeben sich als Folge relativ geringer Turbulenzen zwischen Wärmeträger und Gut.
Die Gefahr, daß bei Sprühtrocknern teilweise behandelte Teilchen an die Wände gelangen und dort verkleben, führt dazu, daß diese erfahrungsgemäß-mit beträchtlich größerem Volumen gebaut werden, als der Auslegung nach der notwendigen Verweilzeit der Teilchen entspräche. Das große Bauvolumen solcher Apparate wirkt seinerseits prohibitiv auf die Anwendung hoher — die Reaktionen beschleunigende — Temperaturen. Der Gedanke, den Mischungsvorgang zu intensivieren und damit des Stoffaustausch bzw. bei einem Gas als Energieträger den Wärmeaustausch der Prozeßteilnehmer zu beschleunigen, liegt dem vorliegenden Verfahren zugrunde, das darauf beruht, hohe Turbulenzen in einer Mischkammer zu erzeugen.
Durch neuere Untersuchungen ist bekannt, daß eine besonders intensive Turbulenzzone dadurch hervorgerufen werden kann, wenn man zwei parallele Gasströme so führt, daß sie mit annähernd gleich großer, jedoch entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit aneinander entlanglaufen. Diese Erkenntnis wurde bereits bei
Ί5 einer Mischkammer benutzt, bei der z. B. ein Gasstrom mit Drall so in eine sich in Hauptströmungsrichtung erweiternde Kammer eingeführt wird, daß dieser Gasstrom entlang der Wandung strömt, in der Nähe des Austrittes sich ein Teil des Gasstromes umkehrt und im Bereich der Kammerachse zurückströmt. Zwischen Haupt- und Rückströmung soll sich eine Zone hoher Turbulenz bilden, in der in diese eingebrachte Stoffe durchgemischt werden sollen. Tatsächlich konnte die beschriebene Turbulenzzone nachgewiesen werden, jedoch zeigte sich, daß diese Zone sehr schmal ausgebildet ist; es stellte sich nämlich heraus, daß ein Teil der zu mischenden Stoffe, die axial in diese Kammer eingeführt wurden, diese Turbulenzzone durchbrachen, an die Kammerwandung, bevor der beabsichtigte Prozeß abgelaufen war, schlugen und sich dort festsetzten. Dadurch entstand durch laufende weitere Gutszufuhr innerhalb kurzer Zeit eine immer stärker werdende Kruste, so daß der Betrieb zur Reinigung der Kammer unterbrochen werden mußte. Als Beispiele für diese Erscheinung sei die Trocknung unter Kristallwasserabspaltung von Eisensulfat oder Eisenchloriden genannt. Ähnlich unbefriedigende Ergebnisse brachten Versuche, bei denen eine Salzlösung in die Kammer
eingesprüht wurde mit dem Ziel, durch Verdampfen des Flüssigkeitsanteils den Feststoff auszuscheiden.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die vorstehend erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß die beim Betrieb der vorgenannten Mischkammer auftretenden Schwierigkeiten vollständig ausgeschaltet werden können, wenn gemäß der Erfindung eine Kammer benutzt wird, die sich kegelförmig zum Austritt hin verjüngt, wobei der größte Durchmesser der Kammer etwa dem 1,4- bis 3fachen des kleinsten Durchmessers im Bereich des Kammeraustritts und der Eintrittsquerschnitt für das Trägergas etwa dem 0,06- bis 0,4fachen des größten Kammerquerschnittes entspricht, und wenn die den Eintrittsquerschnitt umschließende Kammerwandung 60 bis 120° gegen die Rotationsachse geneigt verläuft, und daß die wirksame Kammerhöhe dem 1,5-bis 3,2fachen des kleinsten Durchmessers entspricht, wobei die Kammerwandung schalenförmig ausgebildet ist.
Zur Durchführung thermischer Energie erfordernder Verfahren sieht die Erfindung vor, daß zur Erregung und Verstärkung des Dralls des Trägergases eine tangential befeuerte Ringbrennkammer dient, die entweder unterhalb der Misch- und Reaktionskammer angeordnet und deren Achse mit der der Kammer identisch ist, oder die konzentrisch um den Reaktor angeordnet ist und bei der die innere Brennkammerwandung und die Wandung der Misch- und Reaktionskammer identisch sind.
Während die bekannten Einrichtungen vertikal betriebene, sich von unten nach oben erweiternde, konisch geometrische Kammern sind, bei denen dem zugeführten Gasstrom der erforderliche Drall am unteren Ende durch tangentiale Einführung in die Kammer erteilt wird, verengt sich die Kammer gemäß vorliegender Erfindung vertikal betrieben von unten nach oben. Dabei erfolgt die Einführung des heißen Trägergases nicht tangential, sondern zentral über geeignete drallerzeugende Leiteinrichtungen. Der Grund für die im Prinzip andere Ausbildung der Kammer ist eine verfahrenstechnische Maßnahme, die den Kern der vorliegenden Erfindung ausmacht und darin besteht, daß sich das Trägergas nach Durchgang durch die Eintrittsöffnung spiralförmig expandiert und dann in Richtung des Kammeraustritts umgelenkt wird, wobei es in einer spiralig koaxialen Bewegung dem Austritt zugeführt wird und dabei infolge der Form der Kammer eine sich kegelförmig verengende Bewegung ausführt. :
Durch die besondere Art der Einleitung und Führung des Trägergases und die damit in Verbindung stehende besondere Formgebung der Kammer ergibt sich eine kräftige Rückströmung in der Kammerachse, die bei den bekannten Kammern kaum nachweisbar ist, da der Strömungsquerschnitt der Kammer sich von unten nach oben vergrößert, d. h., sich die Geschwindigkeit verringert. Gleichzeitig erfolgt eine starke Temperaturverminderung des Trägergases zwischen dem unteren Eintritt und dem oberen Austritt aus der Kammer durch starken Wärmeentzug durch die eingedüsten Stoffe. Dadurch tritt eine erneute Verringerung der Geschwindigkeit im oberen Bereich infolge der Abnahme des Gasvolumens ein. Diese beiden negativen Effekte werden bei der Reaktionskammer gemäß vorliegender Erfindung vermieden, die eine echte stabile Rückströmung mit einem ausgeprägten breiten Turbulenzfeld gewährleistet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestelli. Es zeigt
Fig. 1 eine Misch-Reaktionskammer im senkrechten Achsschnitt mit eingezeichnetem Strömungsverlauf,
Fig.2 einen senkrechten Achsschnitt durch die gleiche Kammer unter weiterer Darstellung des Strömungsverlaufes,
Fig.3 einen Achsschnitt durch eine Misch-Reaktionskammer mit einer dazugehörigen, unterhalb derselben angeordneten Brennkammer sowie einen waagerechten Schnitt entsprechend der Schnittlinie A-B,
Fig.4 einen senkrechten Achsschnitt durch eine Vorrichtung, bei der die Brennkammer und die Misch-Reaktionskammer einen einheitlichen Bauteil bilden, sowie einen waagerechten Schnitt entsprechend der Schnittlinie A-B;
Fig.5 entspricht der Darstellung der Fig. 1 und 2 und dient zur Veranschaulichung einiger für den Bau der Kammer wichtigen konstruktiven Größen.
In die rotationssymmetrische Kammer, die in F i g. 1 dargestellt ist, wird das Trägergas mit hoher kinetischer Energie rotierend im Bereich der Rotationsachse der Kammer eingetragen. Mit 2 ist die Eintrittsöffnung für das Trägergas, mit 1 ist die Stelle bezeichnet, .an der Einrichtungen zur Erzeugung des Dralls anzuordnen sind; hierfür können z. B. Leitschaufeln und Eintrittsspiralen dienen.. Nach Passieren der Eintrittsöffnung wird das Gas plötzlich unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft entspannt und strömt radial in den mit 3 in F i g. 1 bezeichneten Bereich in Form einer sich öffnenden Spirale. Nach einer bestimmten Wegstrecke wird es in Richtung der Rotationsachse umgelenkt und strömt
■i5 spiralig koaxial zur Kammerachse in Richtung auf den Kammeraustritt 7 durch einen sich kegelförmig verengenden Bereich der Kammer.
Der Weiterverlauf der Gasströmung in Spiralen ist in F i g. 2 angedeutet.
Durch die erwähnte, unter der Wirkung der Zentrifugalkraft hervorgerufene, radiale Expansion des Trägergases entsteht im Bereich der Rotationsachse 4 eine Zone verminderten Druckes, wie sie sich bei der Strömung um das Laufrad eines Radialgebläses oder einer Kreiselpumpe ergibt. Diese Zone verminderten Druckes bewirkt nun eine teilweise Umkehr des Gasstromes vor Verlassen der Kammer und ein Rückströmen im Bereich der Rotationsachse 4 dem Hauptgasstrom entgegen. Zwischen dem sich in
50' Wandnähe bewegenden Hauptgasstrom und der Rückströmung bildet sich eine ausgedehnte Zone 5 intensiver Turbulenz aus, in der es zu einer sehr innigen Mischung zwischen Trägergas und den zu behandelnden Stoffen bzw. dem Ablauf einer Reaktion kommt. Das zu behandelnde Gut 6 wird im Bereich der Rotationsachse mit oder entgegen der Hauptströmungsrichtung eingetragen, fällt bei aufrecht stehenden Reaktoren mit unterem Trägergaseintritt, durch die Rückströmung begünstigt, entgegen der Hauptströmungsrichtung nach unten und gelangt bei Feststoffen oder Flüssigkeit je nach Teilchengröße nach einer bestimmten Wegstrecke in die Turbulenzzone. Dort vollzieht sich die Vermischung mit dem Trägergas, wobei höchste Stoff- bzw. bei thermischen Prozessen Wärmeaustauschkoeffizienten erzielt werden und die Behandlung bzw. Reaktion in Bruchteilen von Sekunden abgeschlossen werden kann, bevor das Teilchen mit dem Hauptgasstrom im Bereich 7 ausgetragen wird, ohne Gelegenheit gehabt zu haben,
sich an den Kammerwandungen festzusetzen.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit gleichzeitiger Erzeugung des als Wärmeträger dienenden Trägergases aus flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen. Hierbei ist zur Durchführung der Verbrennung eine Ringkammer vorgesehen, die sich unterhalb des Reaktors befindet und tangential so befeuert wird, daß der Heißgasstrom vor dem Eintritt in die die Rotation erzeugenden Einrichtungen einen gleichsinnigen Drall bekommt. Bei geeigneter Formgebung der Ringbrennkammer und Abstimmung auf den Reaktoreintrittsquerschnitt kann eine besondere Dralleinrichtung, wie sie durch Leitschaufeln, Spiralen, Raumkrümmer dargestellt ist, ganz entfallen.
Bei der Anordnung nach F i g. 4 ist die Brennkammer als Ringkammer konzentrisch zu dem Reaktor angeordnet. Neben den bereits vorstehend genannten Vorteilen ermöglicht diese Anordnung von Reaktor und Brennkammer neben einer geringen Bauhöhe die Kombination einer gemeinsamen Wand zwischen Brenn- und Reaktionsraum. Für Reaktionen, die im Bereich von über 10000C durchgeführt werden, bringt diese Lösung besonders wärmewirtschaftlichen Nutzen, Besonders vorteilhaft hat sich diese Anordnung aber dadurch erwiesen, daß der Wärmestrom in Richtung Brennkammer, Brennkammer- bzw. Reaktorwand, Reaktorinnenraum erfolgt, also ein gewisser Betrag von Wärmestrahlung von der Reaktorwand auf den Reaktionsraum den Ablauf der Reaktion im Innern überraschend günstig beeinflußt.
Die durch die hohen Turbulenzen erzielten Stoffaustausch- bzw. Wärmeübergangswerte ermöglichen hohe Leistungen, bei kleinen Apparateabmessungen. Gegenüber herkömmlichen Sprühverdampfern z. B. kann das Volumen eines Reaktors gemäß vorliegender Erfindung auf bis etwa ein Hundertstel bei gleicher Leistung gemindert werden. Da damit auch die Oberfläche relativ klein ist, ergeben sich bedeutend geringere Wärmeverluste. Kleine Apparateabmessungen sparen außerdem Baukosten und ermöglichen den Einsatz von Werkstoffen, die Reaktionen bei Temperaturen erlauben, die mit bisherigen Apparaturen in technischem Maße unmöglich waren.
Bei der Behandlung von Flüssigkeiten, die über eine Düse in den Reaktor eingesprüht werden, hat sich gezeigt, daß die Tröpfchen in der Zone der hohen Turbulenz zu immer kleiner werdenden Schlieren zerrissen werden, um beim Einsetzen der eigentlichen Reaktion eine Tropfengröße erreicht zu haben, die weit unter der mit herkömrnlichen Düsen erzielbaren liegt. Eine sehr große Oberfläche je Stoffeinheit und damit eine unerwartet große Reaktionsgeschwindigkeit ist die Folge. Während bei herkömmlichen Sprühverfahren vorwiegend ein Gut von hohlkugeliger oder halbmondförmiger Beschaffenheit anfällt, weist das in vorbeschriebenem Reaktor erzielte eine sehr feinvernetzte, oberflächenaktive Struktur auf. Dadurch lassen sich bei der dem Reaktionsprozeß nachgeschalteten Gas-Feststofftrennung unerwartet hohe Abscheideleistungen mit herkömmlichen Zyklonen erzielen.
Naturgemäß liegt das Anwendungsgebiet vorliegender Erfindung hauptsächlich im Bereich thermischer Prozesse. Versuche haben gezeigt, daß die einem Gutsteilchen mitgeteilte Temperatur mit der Gasaustrittstemperatur des Reaktors weitgehend übereinstimmt. Dies ermöglicht das Einstellen und die Kontrolle einer bestimmten Reaktionstemperatur mit einfachen Mitteln. Besondere Bedeutung kommt dieser Erscheinung dann zu, wenn es sich um die Durchführung einer Reaktion handelt, deren Minimal- und Maximaltemperatur eng begrenzt ist. örtliche Überhitzung konnte zufolge der großen Turbulenz nicht beobachtet werden. Als Beispiele für thermische Prozesse, die mit großem Erfolg in vorliegendem Reaktor durchgeführt wurden, zählen unter anderem:
die Trocknung unter Kristallwasserabspaltung von Eisensulfathydraten, wobei es sich um einen Vorgang handelt, bei dem das Gut eine Schmelzzone durchläuft;
die Verdampfung von eisensulfathaltiger Schwefelsäurelösung zur Abscheidung von trockenem Eisensulfat, ein Vorgang, der die gleichzeitige Einhaltung von Minimal- und Maximaltemperatur in engem Bereich erfordert;
die Verdampfung von metallchloridhaltigen Säurelösungen und die gleichzeitige thermische Umsetzung der Metallchloride zu Metalloxyden und Chlorwasserstoffgas;
die thermische Spaltung von kristallinem Eisensulfat zu Eisenoxyden, Schwefeloxyden und Wasserdampf.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Misch- und Reaktionskammer, weiche nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet und aus einer konischen rotationssymmetrischen Kammer besteht, deren Eintrittsöffnungen für die zu vermischenden bzw. umzusetzenden Stoffe koaxial zur Kammerachse und deren Austrittsöffnung für die Gase bzw. Stoffe an dem dem Eintritt des Trägergases entgegengesetzten Ende der Kammer axial oder tangential angeordnet sind, und mit Einrichtungen versehen ist, die das Trägergas mit einem Drall in die Kammer eintreten lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer sich kegelförmig zum Austritt hin verjüngt, wobei der größte Durchmesser (D) der Kammer etwa dem 1,4- bis 3fachen des kleinsten Durchmessers (d) im Bereich des Kammeraustritts und der Eintrittsquerschnitt (q) für das Trägergas etwa dem 0,06- bis 0,4fachen des größten Kammerquerschnitts entspricht, und daß die den Eintrittsquerschnitt umschließende Kammerwandung 60 bis 120° gegen die Rotationsachse geneigt verläuft (Winkel ω),' und daß die wirksame Kammerhöhe (H) dem 1,5- bis 3,2fachen des kleinsten Durchmessers (d) entspricht, wobei die Kammerwandung schalenförmig ausgebildet ist.
2. Misch- und Reaktionskammer zur Durchführung thermischer Energie erfordernder Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung und Verstärkung des Dralls des Trägergases eine tangential befeuerte Ringbrennkammer dient, die unterhalb der Misch- und Reaktionskammer angeordnet und deren Achse mit der der Kammer identisch ist.
3. Misch- und Reaktionskammer zur Durchführung thermischer Energie erfordernder Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung und Verstärkung des Dralls des Trägergases eine tangential befeuerte Ringbrennkammer dient, die konzentrisch um den Reaktor angeordnet ist und bei der die innere Brennkammerwandung und die Wandung der Misch- lind Reaktionskammer identisch sind.
DE1542352A 1965-08-28 1965-08-28 Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet Expired DE1542352C3 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1542352A DE1542352C3 (de) 1965-08-28 1965-08-28 Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet
BE686059D BE686059A (de) 1965-08-28 1966-08-26
GB38428/66A GB1155183A (en) 1965-08-28 1966-08-26 Process and device for mixing gaseous, liquid or particulate solid substances.
JP41056119A JPS4936107B1 (de) 1965-08-28 1966-08-27
US576507A US3495949A (en) 1965-08-28 1966-08-29 Device for mixing gases,liquids or finely grained solids with a carrier gas and for the manufacture of reaction products
US5409A US3647357A (en) 1965-08-28 1970-01-05 Process for mixing gases, liquids or finely grained solids with a carrier gas and for the manufacture of reaction products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1542352A DE1542352C3 (de) 1965-08-28 1965-08-28 Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1542352A1 DE1542352A1 (de) 1970-04-16
DE1542352B2 DE1542352B2 (de) 1973-07-26
DE1542352C3 true DE1542352C3 (de) 1980-04-03

Family

ID=7352212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1542352A Expired DE1542352C3 (de) 1965-08-28 1965-08-28 Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet

Country Status (5)

Country Link
US (2) US3495949A (de)
JP (1) JPS4936107B1 (de)
BE (1) BE686059A (de)
DE (1) DE1542352C3 (de)
GB (1) GB1155183A (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1542352C3 (de) * 1965-08-28 1980-04-03 Dr. C. Otto & Co Gmbh, 4630 Bochum Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet
US3851404A (en) * 1966-03-10 1974-12-03 Siemens Ag Apparatus for drying particulate matter with gaseous media
US3816078A (en) * 1971-09-14 1974-06-11 Aluminum Co Of America Tapering fluidized bed chamber
US3713786A (en) * 1971-12-06 1973-01-30 New Jersey Zinc Co Evaporative sulfuric acid recovery from sulfuric acids containing sulfates
DE2239098A1 (de) * 1972-08-09 1974-02-21 Hischmann Maschinenfabrik Geb Vorrichtung zum trocknen von feuchtem mahlgut
US4098871A (en) * 1974-06-03 1978-07-04 Fritz Schoppe Process for the production of powdered, surface-active, agglomeratable calcined material
US4201541A (en) * 1974-06-03 1980-05-06 Fritz Schoppe Process and installation for the production of calcined material
GB2031748B (en) * 1978-10-09 1983-04-27 British Res Agricult Eng Continuous mixing
DE3066294D1 (en) * 1979-10-18 1984-03-01 Ici Plc Process and apparatus for the mixing of fluids and solids
FR2474334A1 (fr) * 1980-01-28 1981-07-31 Lafarge Sa Dispositif de melange avec turbulence de fluides gazeux
AT382142B (de) * 1984-12-17 1987-01-12 Ruthner Michael Johann Dipl In Verfahren und vorrichtung zur herstellung von keramischen pulvern auf der basis von einund/oder mehrkomponentigen metalloxiden, sowie von deren gemischen
US4818295A (en) * 1986-04-04 1989-04-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Cyclone reactor
US4769504A (en) * 1987-03-04 1988-09-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for converting light alkanes to higher hydrocarbons
GB2217619B (en) * 1988-04-18 1991-09-25 Cambridge Isolation Tech Mixers
ATE325651T1 (de) * 2000-05-14 2006-06-15 Joerg Lehmann Verfahren und vorrichtung zur physikalisch- chemischen behandlung fluider medien
US6713036B1 (en) * 2001-05-07 2004-03-30 Uop Llc Process for mixing and reacting two or more fluids
US7134781B2 (en) 2003-02-11 2006-11-14 The Boc Group, Inc. Self-mixing tank
US8162531B2 (en) * 2005-06-22 2012-04-24 Siemens Industry, Inc. Mixing system for increased height tanks
GB201008806D0 (en) * 2010-05-26 2010-07-14 Heat Recovery Solutions Ltd Heat exchange unit
DE102011113837A1 (de) * 2011-09-21 2013-03-21 Trützschler Nonwovens Gmbh Heizsystem zum Erwärmen eines gasförmigen Behandlungsmediums für einen Trockner
WO2015067310A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-14 Universiteit Twente Process for conversion of a feedstock comprising solid carbonaceous particles into at least a gaseous compound
JP2014221475A (ja) * 2014-06-12 2014-11-27 ヴァトレコ イーペー アーベー 渦発生器
JP6237511B2 (ja) * 2014-07-11 2017-11-29 東京エレクトロン株式会社 薬液排出機構、液処理装置、薬液排出方法、記憶媒体
CN106215814A (zh) * 2016-08-24 2016-12-14 古恒威 一种成本低的氧化铁催化剂室
US11020719B2 (en) * 2018-03-07 2021-06-01 Sabic Global Technologies B.V. Method and reactor for pyrolysis conversion of hydrocarbon gases
CN112594665B (zh) * 2020-12-17 2022-09-30 上海康恒环境股份有限公司 一种余热锅炉扰流装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2659587A (en) * 1951-01-11 1953-11-17 Bowen William Spencer Calcining apparatus
DE1035306B (de) * 1953-02-26 1958-07-31 Schoppe Fritz Verfahren zum Mischen gasfoermiger, fluessiger oder fester Stoffe sowie zur Herstellung von Reaktions-produkten und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE1064920B (de) * 1955-11-14 1959-09-10 Helmuth Ehlermann Dipl Ing Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von Feingut mit Gas in Tromben
US3098704A (en) * 1956-11-02 1963-07-23 Metallbau Semler G M B H Method and apparatus for mixing and carrying out reactions
US3140862A (en) * 1958-10-06 1964-07-14 Metallbau Semler G M B H Apparatus for the physical and/or chemical treatment of granular solids or fine dusts
DE1542352C3 (de) * 1965-08-28 1980-04-03 Dr. C. Otto & Co Gmbh, 4630 Bochum Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet

Also Published As

Publication number Publication date
BE686059A (de) 1967-02-01
US3647357A (en) 1972-03-07
DE1542352A1 (de) 1970-04-16
GB1155183A (en) 1969-06-18
JPS4936107B1 (de) 1974-09-27
US3495949A (en) 1970-02-17
DE1542352B2 (de) 1973-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1542352C3 (de) Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet
DE2429291C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur chemischen und/oder physikalischen Behandlung von Fluiden
CH412811A (de) Verfahren zum Mischen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE1604900B2 (de) Vorrichtung zum trocknen von in einem gasstrom bewegten, in einem loesungsmittel geloesten stoffen
DE2911113A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum behandeln einer wasserloesung eines abfallsmaterials, das salz mit schmelze-wasser- explosionseigenschaften enthaelt
DE4091460C2 (de) Absorption von Zinkdampf in geschmolzenem Blei
DE2810045C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zerstäubungstrocknung von flüssigen oder pastösen Stoffen in durch Brennstoffverbrennung erzeugten Stoßwellen hoher Frequenz
DE1442866A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus pulverfoermigen Feststoffen mit Wasser
DE2432627B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Temperaturbehandlung eines Gemisches von feinteiligen festen Stoffen und Gasen
DE2322336A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung von abgasen von strahltriebwerken
DE1667242C3 (de) Vorrichtung zum Kontaktieren eines Gases mit einer Flüssigkeit
DE2155240A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von staub-, pulver- und granulatförmigen Materialien
EP0430144B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Minderung der Stickoxid-Konzentration im Abgasstrom von Verbrennungsprozessen
DE69013906T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur regelung des flüssigkeitsstromes in einem senkrechten dampfgenerator.
EP0013986B1 (de) Verfahren zum Abtreiben von Ammoniak aus ammoniakhaltigen Lösungen, insbesondere Kokereiabwässern
AT276301B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Mischen gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas sowie zur Herstellung von Reaktionsprodukten
DE2420792A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum behandeln von gas, insbesondere mittels einer eingespruehten fluessigkeit
DE1542479C3 (de) Vorrichtung zum Vermischen einer Hauptflüssigkeit mit einem pulverformigen, flüssigen oder gasförmigen Zusatzstoff
DE3150105A1 (de) "verfahren und vorrichtung zum inberuehrungbringen eines gases oder dampfes und einer fluessigkeit"
DE971250C (de) Verfahren zur Behandlung pulverfoermiger Stoffe mit Fluessigkeiten
DE1230402B (de) Verfahren zur Herstellung von Granulaten aus Schmelzen oder hochkonzentrierten Loesungen
DE2104336C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen einer Lösung
DE2060769B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Desublimieren eines in einem Trägergas enthaltenen dampfförmigen Stoffes
DE2043419A1 (de) Verfahren zur Durchfuhrung von Hoch temperaturreaktionen
DE3642276C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)