DE1542441C - Reactor for converting substances in the presence of at least one liquid medium while maintaining a specified pressure with simultaneous heat exchange - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zum Um- In der Zeichnung ist ein Ausführunssbeispiel desThe invention relates to a reactor for converting In the drawing is an exemplary embodiment of the

setzen von Stoffen in Gegenwart mindestens eines " Gegenstandes der Erfindung dar<>estellltT Es zei<*t flüssigen Mediums unter Einhaltung eines festgeleg- Fig. 1 eine AusführungsfornT des Gerätes gemäßsetting of substances in the presence of at least one "subject matter of the invention <> estellltT Es zei <* t liquid medium in compliance with a fixed Fig. 1 an embodiment of the device according to

ten Druckes bei gleichzeitigem Wärmeaustausch, der der Erfindung in einem senkrechten Schnitt in scheeinen Druckkessel enthält, der Einrichtungen zum 5 matischer Darstellung undth pressure with simultaneous heat exchange, that of the invention in a vertical section in Scheeinen Contains pressure vessel, the facilities for 5 matic representation and

Wärmeaustausch sowie einen Einlaß mit einer Förder- Fig. 2 eine Ausführungsform der bei dem er-Heat exchange and an inlet with a conveyor Fig. 2 an embodiment of the

pumpe zum Einführen der umzusetzenden Stoffe in findungsgemäßen Gerät verwendeten offenen Flü^elden Druckkessel und einen Auslaß aus dem Druck- radpumpe in einem Schnitt in schematischer Darkessel mit einer Pumpe zum Aufrechterhalten des Stellung.Pump used to introduce the substances to be converted into the device according to the invention Pressure vessel and an outlet from the pressure wheel pump in a section in a schematic dark vessel with a pump to maintain the position.

Druckes im Druckkessel aufweist. ίο Das in den Zeichnungen dargestellte erfindungs-Having pressure in the pressure vessel. ίο The inventive shown in the drawings

Bei derartigen Reaktoren ist es erwünscht, den gemäße Gerät, besteht aus einem zylindrischen Durchsatz der umzusetzenden Stoffe in Abhängigkeit aufrecht stehenden Druckkessel 10 aus rostfreiem von den Reaktionsverhältnissen im Druckkessel mög- Stahl oder Flußstahl oder aus irgendeinem anlichst konstant zu halten, um so sicherzustellen, daß deren geeigneten Material, der eine axiale hohle den Stoffen eine gleichbleibende Reaktionszeit zur 15 Welle 11 in seinem Inneren und außen herum Verfügung steht. eine Ummantelung 12 aufweist, wobei Ein- und Aus-In such reactors it is desirable that the device according to the invention consists of a cylindrical Throughput of the substances to be converted depending on the upright pressure vessel 10 made of rustproof of the reaction conditions in the pressure vessel possibly steel or mild steel or any other to keep constant, so as to ensure that their suitable material, which is an axial hollow the substances a constant reaction time to the 15 wave 11 inside and outside Available. has a casing 12, with input and output

Bei einem bekannten'Reaktor, der eingangs be- laßöffnungen 13, 14 in der Nähe des kopf- bzw. zeichneten Art sind. deshalb am Einlaß des Druck- bodenseitigen Endes des Druckkessels 10 vorgesehen kesseis ein Ventil mit einem drehbaren Verschluß- sind. Je nach Fall läßt man ein heißes oder kaltes glied und am Auslaß des Druckkessels eine Anord- 20 Medium durch die Ummantelung 12 fließen, und genung vorgesehen, die aus einer Düse, einer Schrauben- trennt hiervon kann ein Medium auch durch das presse und motorbetriebenen Ventilen besteht, die Innere der hohlen Welle 11 geführt werden, um das ■■'', abwechselnd öffnen und schließen. Diese Anordnung Material in dem Kessel 10 in def gewünschten Weise ' ' ist also verhältnismäßig aufwendig und kompliziert zu behandeln.In a known reactor, the inlet openings 13, 14 are in the vicinity of the type shown above. Therefore, a valve with a rotatable closure is provided at the inlet of the end of the pressure vessel 10 on the pressure floor side. Depending on the case, a hot or cold element and an arrangement medium at the outlet of the pressure vessel are allowed to flow through the casing 12, and enough is provided that a nozzle, a screw separates a medium from this, a medium can also be passed through the press and motor-operated valves consists, the inside of the hollow shaft 11 are guided to the ■■ ", alternately open and close. This arrangement of material in the boiler 10 in the desired manner '' is therefore relatively expensive and complicated to handle.

und deshalb auch ziemlich störanfällig. 25 Die Welle 11 besitzt eine Anzahl von sich axialand therefore quite prone to failure. 25 The shaft 11 has a number of axially

Bei einem anderen, ebenfalls zum Stand der Tech- erstreckenden Schaufeln 15 und steht mit einem nik gehörenden Druckbehälter ist am Einlaß eine Elektromotor 16 in treibender Verbindung, der sie in Förderschnecke zum Einbringen des zu behandeln- dem zylindrischen Druckkessel 10 in Drehung verden Materials angeordnet, während am Auslaß eine setzt. Selbstverständlich kann die Welle 11 an Stelle weitere Förderschnecke vorgesehen ist, der eine 30 der Schaufeln 15 auch eine Schnecke oder schrauben-Kammer mit zwei wahlweise verwendbaren Ent- förmige Paddel oder Rührstangen oder -blätter oder nahmestellen nachgeschaltet ist. Die eine Entnahme- eine beliebige andere Anordnung von vorstehenden stelle ist als Schleuse ausgebildet, die aus zwei hinter- Teilen zum Bewegen und· Rühren eines beliebigen einanderliegenden, sich".periodisch und abwechselnd Materials in dem Kessel besitzen, und diese Voröffnenden und schließenden' Ventilen besteht; die 35 Sprünge können auch so angeordnet sein, daß sie an andere Entnahmestelle ist als¹ Drossel gestaltet, bei der Innenwand des Kessels oder Behälters reiben oder der eine drehbare Lochscheibe mit einer Anzahl ver- schaben, um ein Maximum an Wärmeaustausch zwischieden großer Löcher vorgesehen ist, wobei durch sehen dem Inhalt des Kessels und demjenigen der Drehen der Lochscheibe das jeweils zweckmäßigste Ummantelung zu gewährleisten. Loch, das den Ausflußquerschnitt bestimmt, zen- 40 Die Einlaßöffnung 13 in den Druckkessel 10 wird irisch vor die Öffnung des Abflußkanals eingestellt durch eine Speise- oder Förderpumpe 17 gespeist, die werden kann. Abgesehen davon, daß mit dieser An- · von einem nicht weiter dargestellten, von Hand einordnung in erster Linie erreicht werden soll, den stellbaren Elektromotor mit veränderlicher Ge- , Strom der Flüssigkeit unabhängig vom Strom des festen schwindigkeit angetrieben wird. Sie kann zu den so- vi Materials zu regeln, ist auch diese bekannte Anord- 45 genannten offenen Flügelradpumpen (»open impeller nung aufwendig, kompliziert und damit störanfällig. type pump«) gehören. Die Auslaßöffnung 14 aus dem Mit der vorliegenden Erfindung sollen nun die Druckkessel entleert über eine Leitung 18, ein Sicht-Nachteile der bekannten Anordnungen und Vor- glat 19 in der Leitung und ein Ventil 20 in die in richtungen vermieden werden. · diesem Augenblick als Einlaß zu der Pumpe dienendeIn another prior-art blade 15, which is connected to a pressure vessel belonging to a nik, an electric motor 16 is in driving connection at the inlet, which rotates it in the screw conveyor for introducing the cylindrical pressure vessel 10 to be treated. while one is seated at the outlet. Of course, the shaft 11 can be provided instead of a further screw conveyor, which is followed by a screw or screw chamber with two optionally usable Ent-shaped paddles or stirring rods or blades or take-off points. The one removal - any other arrangement from the above point is designed as a sluice which consists of two rear parts for moving and stirring any material lying on top of one another, periodically and alternately in the boiler, and these pre-opening and closing valves The 35 cracks can also be arranged in such a way that they are designed at other extraction points than ¹ throttle, rub against the inner wall of the boiler or container or scrape a number of rotatable perforated disc to maximize heat exchange between the large holes is provided, whereby by seeing the contents of the boiler and that of the turning of the perforated disc the most appropriate casing is to be ensured Feed or feed pump 17, which can be fed. Apart from the fact that mi This arrangement is primarily to be achieved by a manual classification, not shown, in which the adjustable electric motor is driven with variable speed, flow of the liquid independently of the flow of the fixed speed. It can be one of the so-called “open impeller pumps, complex and therefore prone to failure. With the present invention, the pressure vessel should now be emptied via a line 18, a visual disadvantage of the known arrangements and Vorglat 19 in the line and a valve 20 in the directions to be avoided. · Serving as the inlet to the pump at this moment

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß 50 Entleerungsleitung einer umgekehrten Entleerungsder Auslaß des Druckkessels an den Druckstutzen pumpe 21, die in der Art einer offenen Flügelradeiner in ihrer Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom pumpe ausgebildet ist und die von einem Elektro-Druck im Druckkessel über auf den Druck im Druck- motor mit veränderlicher Geschwindigkeit ankessel oder einen vorbestimmten Druck im Druck- getrieben wird und in einen Sammeltank 22 fördert, kessel ansprechende Mittel steuerbaren und als 55 Als Beispiel für eine geeignete Pumpenart wird die offene Flügelradpumpe ausgebildeten Zentrifugal- von dem Erfinder hergestellte und in Fig. 2 der pumpe angeschlossen ist. Die Anordnung gemäß der Zeichnung gezeigte sogenannte Scott Wemco Torque-Erfindung ist also so getroffen, daß das Material nach Flow-Pumpe genannt. Bei normalem Betrieb der der Behandlung aus dem Kessel in die Pumpe im Pumpe erteilt ein mit einer Vertiefung oder Aus-Gegenstrom zu der Förderrichtung der Pumpe ein- 60 nehmung versehenes Flügelrad 28, das im Pumpenläuft, wobei auf den Druck oder auf einen vor- gehäuse 29 außerhalb des Strömungsbildes oder ' bestimmten Druck innerhalb des Kessels an- Stromlinienbildes angeordnet ist, dem in die Pumpe sprechende Mittel vorgesehen und angeordnet sind, 21 eingesaugten Material eine Wirbel- oder Dreh- ' · welche die Geschwindigkeit der Pumpe steuern und bewegung, und die Pumpenansaugung und die Ent- ^:· hierdurch die Geschwindigkeit, mit der das be- 65 leerungsleitungen bilden einen ununterbrochenen handelte Material aus dem Kessel entnommen wird, Durchlaß bzw. eine ununterbrochene Verbindung von regulieren, damit der Druck im Kessel auf einer vor- der axialen Pumpenansaugung 30 zu der radialen bestimmten Höhe aufrechterhalten werden kann. Pumpenentleerung 31.This is achieved according to the invention in that 50 evacuation line of a reverse evacuation of the outlet of the pressure vessel to the pressure port pump 21, which is designed in the manner of an open impeller in its speed depending on the pump and which is from an electric pressure in the pressure vessel on the pressure In the pressure motor with variable speed tank or a predetermined pressure in the pressure drive and conveys into a collecting tank 22, boiler-responsive means controllable and as 55 As an example of a suitable type of pump, the open centrifugal pump is manufactured by the inventor and in Fig. 2 the pump is connected. The arrangement shown in the drawing, so-called Scott Wemco Torque invention, is thus made so that the material is called a flow pump. During normal operation of the treatment from the boiler to the pump in the pump, an impeller 28 provided with a recess or out countercurrent to the conveying direction of the pump is provided, which runs in the pump, whereby on the pressure or on a pre-housing 29 outside the flow pattern or a certain pressure inside the boiler is arranged on streamlines, to which means speaking in the pump are provided and arranged, 21 sucked in material a vortex or rotary which control the speed of the pump and movement, and the Pump suction and discharge ^: · thereby regulate the speed at which the discharge lines form an uninterrupted handled material is removed from the boiler, regulate the passage or an uninterrupted connection so that the pressure in the boiler is on a front axial pump suction 30 can be maintained to the radial certain height. Pump emptying 31.

Eine druckempfindliche Vorrichtung 23, deren Einstellung verändert werden kann, ist im Inneren des Druckkessels 10 an seiner Oberseite angeordnet und steht (wie in der Zeichnung durch die gestrichelte Linie 26 schematisch angedeutet ist) über eine geeignete elektrische Steuereinrichtung 24 mit dem mit veränderlicher Geschwindigkeit betriebenen Motor der Entleerungspumpe 21 in Verbindung, um die Geschwindigkeit dieses Motors und somit der Pumpe 21 in Abhängigkeit von dem Druck im Kessei 10 zu steuern. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit der Entnahme des Materials aus dem Kessel 10 gesteuert, damit versucht wird, den Druck im Druckkessel 10 auf einer vorbestimmten Höhe zu halten, und sollte dieser Druck sinken oder unter eine vorbestimmte Höhe absinken, wird die Geschwindigkeit des Motors und somit der Pumpe 21 erhöht, und umgekehrt.A pressure sensitive device 23, the setting of which can be changed, is inside of the pressure vessel 10 arranged on its top and is (as in the drawing by the dashed Line 26 is indicated schematically) via a suitable electrical control device 24 the variable speed motor of the evacuation pump 21 in connection to the speed of this motor and thus of the pump 21 as a function of the pressure in the boiler 10 control. In this way the speed of removal of the material from the Boiler 10 controlled so that it is attempted to increase the pressure in the pressure vessel 10 to a predetermined level hold, and should this pressure drop or drop below a predetermined level, the speed will of the motor and thus the pump 21 increased, and vice versa.

Im Betrieb wird der Strom des Heiz- oder Kühlmediums zur Ummantelung 12 und zur hohlen Welle 11 in Bewegung gesetzt. Die Speisepumpe 17 wird in Betrieb gesetzt, um das zu behandelnde Macerial in den Druckkessel 10 zu fördern. Während die Welle 11 im Inneren des Kessels 10 in Drehung vernetzt wird, um das Material in dem Kessel 10 um-'urühren oder zu bewegen, füllt die Förderpumpe 17 etztlich den Kessel mit Material, bis es durch die \uslaßöffnung 14 überläuft (wobei eine geeignete Entlüftungsöffnung vorgesehen ist, um anfangs jede Luft oder jedes Gasmedium, das vorhanden sein cönnte, zu entfernen). Das ausströmende Material :ann durch das Sichtglas 19 in der Leitung 18 bebachtet werden, wobei das Ventil 20 an der Ansaugielle der Entleerungspumpe 21 in dieser Phase geflossen ist. Wenn das Niveau oder der Spiegel des Materials 1 der Leitung 18 in dem Sichtglas 19 gesehen wersn kann, wird die Entleerungspumpe 21 in Gang 3setzt, und das Ventil 20 wird geöffnet, so daß das iaterial ununterbrochen durch die Pumpe 21 in den immeltank 22 entleert werden kann.
Die auf Druck ansprechende bzw. druckempfind- ;he Vorrichtung 23, die voreingestellt worden ist, η Änderungen bzw. Abweichungen von einem ge-Jnschten Druck, beispielsweise 2,8 kg/cm² inner-Ib des Kessels 10, zu erfühlen, steuert die Genwindigkeit der Entleerungspumpe 21, um einen Ausströmdruck zu ergeben, der 2,8 kg/cm² entspricht. Wenn der Ausströmdruck 2,8 kg/cm² überschreiten sollte, wird Material durch die Pumpe 21 in den Sammeltank 22 fließen, wo der Druck mit Hilfe einer Entlüftungsöffnung 25 auf atmosphärischen Druck zurückgeführt wird, während das Material gleichzeitig durch eine Leitung 27 im Sammelkessel 22 abfließt. In operation, the flow of the heating or cooling medium to the jacket 12 and to the hollow shaft 11 is set in motion. The feed pump 17 is put into operation in order to convey the macerial to be treated into the pressure vessel 10. While the shaft 11 in the interior of the vessel 10 is networked in rotation in order to stir or move the material in the vessel 10, the feed pump 17 finally fills the vessel with material until it overflows through the outlet opening 14 (whereby a suitable vent is provided to initially remove any air or gas medium that may be present). The outflowing material can be observed through the sight glass 19 in the line 18, the valve 20 on the suction line of the evacuation pump 21 having flowed in this phase. When the level or level of the material 1 of the line 18 can be seen in the sight glass 19, the drain pump 21 is activated and the valve 20 is opened so that the material is continuously drained by the pump 21 into the immeltank 22 can.
The pressure-responsive or pressure-sensitive device 23, which has been preset ^{to sense changes or deviations from a desired pressure, for example 2.8 kg / cm 2} inside the boiler 10, controls the Gen speed of the evacuation pump 21 to give a discharge pressure corresponding to ^{2.8 kg / cm 2.} If the discharge pressure should exceed 2.8 kg / cm ² , material will flow through the pump 21 into the collection tank 22, where the pressure is reduced to atmospheric pressure with the aid of a vent 25, while the material is at the same time through a line 27 in the collection vessel 22 drains.

Wenn einfache Pumpen für das Speisen oder Entleeren des Druckkessels 10 unzureichend sind im Hinblick entweder auf den Druck oder auf die Menge, können in Reihe oder parallelgeschaltete Mehrfachpumpen je nach den Erfordernissen verwendet werden.If simple pumps for feeding or emptying the pressure vessel 10 are insufficient in the In terms of either pressure or quantity, they can be connected in series or in parallel Multiple pumps can be used as required.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise beim ununterbrochenen Kochen, z. B. von Getreide einschließlich Mais usw. oder von vorher zerkleinertem Fleisch und Knochenmaterialien, beim ununterbrochenen Auflösen von Pulpe und Papiermaterial einschließlich Holzspänen, als Koch- oder Sterilisierapparat in der Nahrungsmittelindustrie oder als Reaktor zum Erhitzen oder Kühlen, während gleichzeitig eine Reaktion unter Druck ausgeführt wird, wie beispielsweise in der chemischen Industrie, verwendet werden.The device according to the invention can be used, for example, in uninterrupted cooking, e.g. B. of grain including corn etc or from previously minced meat and bone materials, while continuous Dissolving pulp and paper material including wood chips, as a cooking or sterilizing device in the food industry or as a reactor for heating or cooling while simultaneously carrying out a reaction under pressure is used, such as in the chemical industry.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Reaktor zum Umsetzen von Stoffen in Gegenwart mindestens eines flüssigen Mediums unter Einhaltung eines festgelegten Druckes bei gleichzeitigem Wärmeaustausch, der einen Druckkessel enthält, der Einrichtungen zum Wärmeaustausch sowie einen Einlaß mit einer Förderpumpe zum Einführen der umzusetzenden Stoffe in den Druckkessel und einen Auslaß aus dem Druckkessel mit einer Pumpe zum Aufrechterhalten des Druckes im Druckkessel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (14) des Druckkessels (10) an den Druckstutzen einer in ihrer Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Druck im Druckkessel (10) über auf den Druck im Druckkessel (10) oder einen vorbestimmten Druck im Druckkessel (10) ansprechende Mittel (23) steuerbaren und als offene Flügelradpumpe (21) ausgebildeten Zentrifugalpumpe angeschlossen ist.Reactor for converting substances in the presence of at least one liquid medium Maintaining a fixed pressure with simultaneous heat exchange, the one pressure vessel contains, the devices for heat exchange and an inlet with a feed pump for Introducing the substances to be converted into the pressure vessel and an outlet from the pressure vessel having a pump for maintaining the pressure in the pressure vessel, thereby characterized in that the outlet (14) of the pressure vessel (10) is connected to the pressure port of an in their speed as a function of the pressure in the pressure vessel (10) on the pressure in the pressure vessel (10) or a predetermined pressure in the pressure vessel (10) responsive means (23) controllable and designed as an open impeller pump (21) connected centrifugal pump is. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings