DE2310027A1

DE2310027A1 - Verfahren und vorrichtung zum dispergieren von gas in einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2310027A1
Application number: DE19732310027
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Matsuda; Tomijiro Morita; Shinichi Sagawa; Yukio Suzuki
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1972-03-01
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1973-10-04
Also published as: GB1429671A; JPS4889168A; DE2310027C2; JPS5243788B2

Description

Priorität: 1. März 1972, Nr. 2o 611/1972, Japan

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum wirksamen Dispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit in verschiedenen Prozessen der Industrie und für Versuchszwecke. Unter dem Ausdruck "Flüssigkeit" sind auch Suspensionen, Aufschlämmungen und dergleichen zu verstehen, wobei die erfindungsgemäße Dispergierung eines gewünschten Gases in einem solchen System genauso wirksam ist.

Zum Dispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit, um einen innigen Kontakt zwischen beiden zu gewährleisten, sind bereits verschiedene Einrichtungen bekannt und im Einsatz. So verwendet man beispielsweise bewegte Schaufeln zum Rühren der Flüssigkeit, um dadurch Gas in die gerührte Flüssigkeit einzuführen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil,

309840/0796

ORIGINAL INSPECTED

daß nahezu die ganze den Schaufeln zugeführte Energie für das Rühren der Flüssigkeit verlorengeht und daß die in der Flüssigkeit zu erzeugenden Gasblasen bezüglich ihres mittleren Durchmessers relativ groß sind. Eine Verringerung der Größe der Gasblasen zu ausreichend gleichförmigen und feinen Blasen ist schwierig.

Man hat außerdem* bereits Dispergierplatten aus porösem Metall, Porzellan und dergleichen verwendet, durch die das zu dispergierende Gas zwangsweise hindurchgeführt und in der Flüssigkeit dispergiert wird. Damit in diesem Fall das Gas in ausreichend feine Blasen aufgeteilt werden kann, muß der Porendurchmesser der Dispergierplatten in der Größenordnung von mehreren Io bis mehreren loo Mikron liegen. Derart feine Poren entwickeln gegenüber dem Durchtritt des Gases einen beträchtlichen Widerstand, so daß für das Einführen des Gases in die Flüssigkeit ein hoher Druck erforderlich ist. Darüber hinaus setzen sich die Poren leicht zu oder verstopfen, insbesondere wenn eine Substanz oder Substanzen, die schwierig aufzulösen sind, über die Löslichkeitsgrenze hinaus erzeugt werden.

Die der Erfindung.zugrunde liegende Aufgabe besteht im Hinblick auf diese Nachteile des Standes der Technik darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit zu schaffen, bei denen sowohl das Gas als auch die Flüssigkeit gleichzeitig zwangsweise durch eine Dispergierplatte in einem Reaktionsbehälter geführt werden, um in dem Gas-Flüssigkeits-Gemisch eine ausreichende Turbulenz zu erzielen, um das Gas in extrem feine, gleichmäßig große Blasen aufzuteilen. Die von der Dispergierplatte erzeugten Blasen werden zwangsweise durch den Reaktionsbehälter hindurch infolge des nach oben gerichteten Stroms der gleichzeitig mit dem Gas zugeführten Flüssigkeit getragen, so daß die Wiedervereinigung der Blasen während ihres Weges

309840/0796

nach oben auf ein Minimum zurückgeführt ist. Die Dispergierplatte soll dabei mit Durchbrechungen versehen werden, deren Durchmesser so groß ist, daß sie nicht leicht verstopfen und der Druck für das Durchführen des Gases ebenfalls stark verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Reaktionsbehälter gelöst, 'der eine darin horizontal befestigte Dispergierplatte aufweist, welche eine Vielzahl von sie durchsetzenden Durchbrechungen aufweist, von denen jede einen Durchmesser zwischen etwa o,5 und Io mm hat. Eine Flüssigkeit und ein in ihr zu dispergierendes Gas werden gleichzeitig in den Reaktionsbehälter unterhalb der Dispergierplatte so eingeführt, daß das Gas in feine Blasen aufgeteilt wird, wenn es durch die Dispergierplatte hindurchgeht.

Anhand der beiliegenden Zeichnung, die schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. '

Der in der Zeichnung gezeigte aufrechtstehende Reaktor oder Reaktionsbehälter 1 ist im wesentlichen in einen oberen und einen unteren Abschnitt durch eine Dispergierplatte 2 unterteilt, die in dem Behälter in Bodennähe horizontal angebracht ist U7id eine Vielzahl von -sie durchsetzende Durchbrechungen bzw. Bohrungen 3 aufweist. Eine Flüssigkeit und ein darin zu dispergierendes Gas werden gleichzeitig in den Reaktionsbehälter 1 unterhalb der Dispergierplatte 2 eingeführt. Die Flüssigkeit wird durch die Einlaßleitung 4 über eine Pumpe 8 und das Gas durch eine weitere Einlaßleitung 5 über einen Kompressor 11 zugeführt.

Von Bedeutung ist, daß das Volumenverhältnis zwischen der Flüssigkeit und dem Gas, die so in den Reaktionsbehälter 1

309840/0796

eingeführt werden, im Bereich von o,ol bis 3 liegt, und daß die Geschwindigkeit des Gas-Flüssigkeits-Gemisches, welches nach oben durch die Durchbrechungen 3 der Dispergierplatte 2 hindurchtritt, in einem Bereich zwischen 5 und 12o m/s oder vorzugsweise zwischen 2o und 9° m/s liegt. Auf diese Weise wird das durch die Durchbrechungen 3 hindurchgehende Gas in ausreichend feine Blasen durch den nachstehenden Vorgang unterteilt und str"ömt durch die Flüssigkeit nach oben zum oberen Abschnitt des Reaktionsbehälters 1.

Jeder Teil des Gases, das von der Flüssigkeit in dem Reaktionsbehälter 1 nicht verbraucht worden ist, wird durch den Auslaß Io in der Oberseite des Behälters freigesetzt. Das Gas-Flüssigkeits-Gemisch bzw. die Flüssigkeit, welche die feinen Blasen des darin dispergierten Gases enthält, strömt im oberen Teil des Reaktionsbehälters 1 in einen Separierbehälter 6, wo das Gas und die Flüssigkeit voneinander in bekannter Weise getrennt werden. Ein Teil der Flüssigkeit wird durch einen Auslaß 9 abgezogen, während der Rest der Flüssigkeit wieder in den Reaktionsbehälter 1 durch die Pumpe 8 und die Einlaßleitung 4 zusammen mit frisch zugeführter Flüssigkeit 7 zurückgeführt wird.

Jede der Druchbrechungen bzw. Durchbohrungen 3 der Dispergierplatte 2 gemäß der Erfindung hat eine Größe, die zwischen o,5 und Io mm im Durchmesser liegt. Die Mikroporen, wie sie herkömmlicherweise' bei einer Vorrichtung vergleichbarer Konstruktion verwendet werden, um nur Gas durchzulassen, das so in feine Blasen aufgeteilt wird, haben im Gegensatz dazu Öffnungen in der Größenordnung von einigen Zehnteln bis einigen Hundertsteln eines Mikrons. Erfindungsgemäß werden weiterhin das Gas und die Flüssigkeit gleichzeitig durch die relativ großen Durchbrechungen 3 mit einer Geschwindigkeit geführt, die zwischen 5 und 12o m/s liegt, so daß ein geeigneter Turbulenzgrad in der Gas-Flüssigkeits-Mischung erzeugt

309840/0796

wird, wenn sie durch die Durchbrechungen hindurchgeht. Das Gas wird dadurch in Blasen unterteilt, die so fein wie die mit den Mikroporen der bekannten Vorrichtung erzeugten oder noch feiner sind. Da die erfindungsgemäßen Durchbrechungen genügend groß und einem durch sie hindurchgehenden konstanten Flüssigkeitsstrom ausgesetzt sind, können sie durch Abscheidungen nicht zugesetzt oder verstopft werden, die bei fortschreitender Reaktion erzeugt werden,'was besonders zweckmäßig für die Reaktion einer Suspension ist. Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Gas in den Reaktionsbehälter 1 nur bei einem Druck eingeführt werden kann, der ungefähr dem Druck der Flüssigkeitssäule in dem Behälter entspricht.

Obwohl der Feinheitsgrad der erfindungsgemäß erzeugten Gasblasen der Anderxmg unterliegt, die von den Gas- und Flüssigkeilsmengen abhängt, welche in den Reaktionsbehälter 1 eingeführt werden, ist dieser Grad sehr stark von dem Durchmesser und der Gesamtzahl der Durchbrechungen der Dispersionsplatte 2 festgelegt, wenn der Durchmesser der Durchbrechungen in dem vorstehenden Bereich zwischen o,5 und Io mm liegt. Es wurde auch festgestellt, daß, wenn alle Durchbrechungen annähernd die gleiche Größe haben, das Gas in feine Blasen von im wesentlichen gleichem Grad unterteilt werden kann. Wenn der Durchmesser der Durchbrechungen größer als Io mm wird, neigen die erzeugten Blasen dazu,' nicht gleichförmig in der Flüssigkeit zu dispergieren. Wenn andererseits die Durchbrechung kleiner als o,5 mm ist, muß die Anzahl der Durchbrechungen erhöht werden, um die Gasdispersion.in der gleichen Menge und beim gleichen Druckverlust wie bei dem vorstehend genannten Größenbereich zu führen, wobei die Herstellungskosten der Dispergierplatte unvermeidbar zunehmen. Infolge der Errosion der Durchbrechungen durch die Reibung des hindurchtretenden Fluids wird darüber hinaus die Größe der

309840/0796

Durchbrechungen verändert, was zur Folge hat, daß der Fluidmengenstrom durch die Dispergierplatte entsprechend verändert wird. Eine Größe unterhalb von o,5 nun wird deshalb nicht empfohlen.

Wenn man das Gas allein durch die Dispergierplatte strömen lassen würde, die Durchbrechungen in der Größe von o,5 bis Io mm im Durchmesser hat, würden die so in der Flüssigkeit erzeugten Blasen einen Durchmesser in der Größenordnung zwischen Io und 60 mm haben, was experimentell bestätigt wird. Wenn jedoch die Flüssigkeit und das Gas gleichzeitig in den Reaktionsbehälter mit einem Volumenverhältnis von Flüssigkeit zu Gas im Bereich von o,ol bis 3 und derart eingeführt werden, daß die Gas-Flüssigkeits-Mischung durch die Durchbrechungen 3 mit einer Durchgangsgeschwindigkeit von 5 bis 12o m/s hindurchgeht, kann das Gas nach dem Durchgang durch die Durchbrechungen zu feinen Blasen mit einem Durchmesser zwischen 1 und 3 mm reduziert werden. Dies erfolgt offensichtlich dadurch, daß ein geeigneter Turbulenzgrad erzeugt wird, wenn das Gas durch die Durchbrechungen zusammen mit der Flüssigkeit, deren Volumen etwa ein Hundertstel oder mehr bezüglich des Gases beträgt, und mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 m/s und mehr hindurchgeht. Dies führt dazu, daß das Gas heftig mit der Flüssigkeit kollidiert und in feine Blasen verteilt wird. Um also das Gas in feine Blasen zu zerteilen, muß die Gas-Flüssigkeits-Mischung die Geschwindigkeit von 5 m/s oder mehr beim Durchtritt durch die Dispergierplatte 2 haben. Wenn diese Geschwindigkeit jedoch zu groß wird, d. h. die Grenze von.l2o m/s überschreitet, bieten die Durchbrechungen der Dispergierplatte einen außerordentlich hohen Widerstand für den Durchtritt des Gas-Flüssigkeits-Gemisches, der für den vorliegenden Zweck nicht erwünscht ist. Erfindungsgemäß ist es wesentlich, die Flüssigkeit und das Gas gleichzeitig in den Reaktionsbehälter einzuführen, um eine Turbulenz in der Gas-Flüssigkeits-Mischung

309840/0796

hervorzurufen, wenn diese durch die Durchbrechungen 3 hindurchgeht, um so einen innigeren Kontakt zwischen Gps und Flüssigkeit zu gewährleisten. Aus diesem Grund soll der Anteil der in den Reaktionsbehälter eingeführten Flüssigkeit nicht unter ein Hundertstel des Volumens bezogen auf das des Gases fallen, das gleichzeitig zugeführt wird. Wenn andererseits das Volumen der zugeführten Flüssigkeit mehr als das Dreifache des Gasvolumens beträgt, schreitet die Reaktion zwischen den Stoffen wegen der geringen Gaszufuhr nicht wirksam fort und die Durchbrechungen der Dispergierplatte erzeugen eine übermäßig hohen Widerstand für den Durchtritt der Gas-Flüssigkeits-Mischung.

Die in der Zeichnung gezeigten Einlaßleitungen k und 5 können mit dem Reaktionsbehälter 1 an irgendeiner gewünschten Stelle underhalb der Dispergierplatte 2 verbunden sein. Gewüns'chtenfalls können das Gas und die Flüssigkeit dem Behälter durch ein und dieselbe Leitung zugeführt werden.

Da die für das Zerteilen des Gases in feine Blasen verwendete Flüssigkeit konstant nach oben durch den Reaktionsbehälter strömt, werden die Gasblasen ebenfalls zwangsweise nach oben mit dieser Geschwindigkeit getragen, so daß ihre Wiedervereinigung auf ein Minimum zurückgeführt ist. Deshalb kann die Strömungsgeschwindigkeit der Blasen in dem Behälter hoch gemacht werden.

Da die erfindungsgemäße Dispergierplatte mit einer Vielzahl von Durchbrechungen versehen ist, von denen jede, wie vorstehend erwähnt, einen Durchmesser zwischen o.,5 und Io mm hat, besteht kaum eine Möglichkeit, daß diese Durchbrechungen verstopft werden, auch wenn schwierig aufzulösende Substanzen in der Flüssigkeit im Behälter in einem Ausmaß erzeugt werden, das die Grenze der Löslichkeit der Flüssigkeit übersteigt. Das Entfernen von Abscheidungen, falls solche Abscheidungen

309840/0796

vorhanden sind, ist wegen der im wesentlichen ungestörten Flüssigkeitsströmung äußerst einfach. Da die großen Durchbrechungen für den Durchtritt der Gas-Flüssigkeits-Mischung nur geringen Widerstand aufweisen, kann ein großes Gasvolumen leicht zu Blasen der gewünschten Feinheit aufgeteilt bzw. reduziert werden.

Die Durchbrechungen der Dispergierplatte gemäß der Erfindung können kreisförmig, elliptisch, rechteckig sein oder eine andere Querschnittsform haben und ihren Durchmesser auf der Ober- und auf der Unterseite der Dispergierplatte ändern. Gewünschtenfalls können Führungen geeigneter Bauweise unter der Dispergierplatte befestigt werden, um einen gleichmäßigen Strom von Gas und Flüssigkeit durch die Durchbrechungen zu gewährleisten.

Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert.

Beispiel I

Ein säulenförmiger Reaktionsbehälter mit einem Innendurchmesser von I50 mm und einer Tiefe von I500 mm wird in seinem Inneren in einen oberen und unteren Abschnitt durch eine Dispergierplatte unterteilt, die eine Stärke von 3 m^m aufweist und in der zwölf Durchbrechungen jeweils mit einem Durchmesser von 2 mm in einem räumlichen Abstand von Io 111111 vorgesehen sind. Zwei Einlaßleitungen, eine für das zuzuführende Gas und die andere für die Flüssigkeit, sind mit Offnungen verbunden, die in der Wand des Behälters an einer Stelle etwa 5o mm unterhalb der Dispergierplatte ausgebildet sind. Der so gebaute Reaktionsbehälter wird zuerst mit Wasser gefüllt. Dann wird frisches Wasser kontinuierlich mit einem Mengenstrom von 8σο l/h durch den Flüssigkeitseinlaß zugeführt, während gleichzeitig Luft mit einem Meiigenstrom von

309840/0796

looo l/h durch den Gaseinlaß zugeführt wird. Man sieht, daß die Luft in dem Wasser über der Dispergierplatte zu Blasen dispergiert ist, die einen im wesentlichen konstanten Durchmesser von etwa 1 mm haben. Die Luftblasen sind gleichförmig bis zur Oberfläche des Wassers in dem Behälter dispergiert. Eine Wiedervereinigung der Blasen wird kaum beobachtet. Die Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Getnisches beim Durchtritt durch die Durchbrechungen der Dispergierplatte beträgt 13,3 m/s.

Wenn vergleichsweise nur Luft mit einem Volumenstrom von looo l/h in den Reaktionsbehälter eingeführt wird, nachdem dieser mit Wasser gefüllt worden ist, erzeugen die Durchbrechungen der gleichen Dispergierplatte große und hinsichtlich der Größe unregelmäßige Blasen mit einem Durchmesser von etwa Io bis sogar 6o mm.

Beispiel II

Die bei der Vorrichtung von Beispiel 1 verwendete Dispergierplatte wird durch eine Dispergierplatte mit einer Stärke von Io mm ersetzt₍ wobei die Abmessung und Lage der Durchbrechungen genau denen des Beispiels 1 entsprechen. Wasser und Luft werden gleichzeitig in den Reaktionsbehälter mit Mengenströmen von 73o l/h bzw. looo l/h eingeführt. Wie bei Beispiel I erkennt man, daß in dem Wasser im oberen Abschnitt des Behälters die Blasen gleichförmig dispergiert sind und jeweils einen Durchmesser von etwa 1 mm haben. Die Geschwindigkeit des durch die Durchbrechungen der Dispergierplatte hindurchgehenden Luft-Wasser-Gemisches beträgt 12,8 m/s.

309840/0796

Beispiel III

Es wird der gleiche Reaktionsbehälter wie bei Beispiel I verwendet, mit der Ausnahme, daß eine Dispergierplatte horizontal in dem Behälter befestigt wird, deren Stärke 3 mm beträgt und die mit hundert Durchbrechungen versehen ist, von denen jede einen Durchmesser von o,5 mm hat. Wie bei den anderen Beispielen sind die Einlaßleitüngen für das Gas und die Flüssigkeit unterhalb der Dispergierplatte vorgesehen.

Die Luft wird in den Reaktionsbehälter durch die Gaseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von 26oo l/h und das Wasser gleichzeitig durch die Flüssigkeitseinlaßleitung mit einem Mengenstrom von 28o l/h eingeführt. Man sieht, daß die durch die Durchbrechungen hindurchgegangene und in der Flüssigkeit über der Dispergierplatte dispergierte Luft als fein verteilte Blasen von 1 bis 2 mm im Durchmesser vorliegt. Die Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Gemisches beim Durchtritt durch die Durchbrechungen beträgt etwa ko m/s.

Beispiel IV

Es wird ein Reaktionsbehälter mit einem Innendurchmesser von 6^o mm und einer Höhe von 35oo mm verwendet, in dem eine Dispergierplatte mit einer Stärke von Io mm horizontal befestigt ist, die sieben Durchbrechungen aufweist, von denen jede einen Durchmesser von Io mm hat. Unter der Dispergierplatte sind die Gaseinlaßleitung und die Flüssigkeitseinlaßleitung angebracht.

Die Luft wird in den Reaktionsbehälter durch die Gaseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von 88 m /h , das Wasser gleichzeitig durch die Flüssigkeitseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von 9 m /h zugeführt. Man stellt fest, daß die Luft in Blasen von 1 bis 5 mm Durchmesser in der Flüssigkeit

309840/0796

oberhalb der Dispergierplatte fein verteilt ist. Die Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Gemisches beim Durchtritt durch die Dispergierplatte beträgt etwa 5o m/s.

Beispiel V

Die Dispergierplatte der Vorrichtung des Beispiels I wird durch eine Platte ersetzt , die eine Stärke von 3 mm hat und in der zwei Durchbrechungen mit jeweils einem Durchmesser von 5 mm in einem Abstand von Io mm angeordnet sind. In den Reaktionsbehälter werden gleichzeitig Wasser und Luft mit Volunienströmen von k^o l/h bzw. looo l/h eingeführt. Man sieht, daß die Luft in dem Wasser im oberen Abschnitt des Behälters zu Blasen von etwa 1 bis 3 mm im Durchmesser gleichförmig dispergiert ist. Die Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Gemisches beim Durchtritt durch die Durchbrechungen der Dispergierplatte beträgt lo,2 m/s.

Beispiel VI

Die Vorrichtung der Beispiele I und V wird zur Führung der Luftoxydation einer Suspension von Calciumsulfit verwendet, das bekanntlich äußerst schwierig zu oxydieren ist. In diesem Fall wird ein Teil der Calciumsulfitsuspension in dem oberen Abschnitt des Reaktionsbehälters wieder in dessen unteren Abschnitt durch die in der Zeichnung gezeigte Leitung zurückgeführt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt, wobei die in Klammern stehenden Zahlen die Daten angeben, die man durch-einen Vergleich erhält, bei dem nur Luft in die Vorrichtung gemäß Beispiel III eingeführt wird, ohne daß eine Rückführung bzw. Wiederumwälzung der Calciumsulfitsuspension erfolgt.

309840/0796

Tabelle

	Dispergierplatte	Anzahl der Durch brechungen	Anfäng liche Calcium- sulfit- konzentra- tion in mol/1	Tempera tur in °c	eingeführ ter Luft volumen strom in l/h	Volumen strom der zurück geführten Suspension in l/h	Oxydation nach l4o min in %	Durch- tritts- geschwin- digkeit an der Disper- gierplat13 in m/s
	0 der Durch brechung in mm
O		12	1₁ Io ■'	3o	looo	600	99,o6	11,8
OO	2	2	1 j Io	3o	looo	55o	98,98	lo,6
O	5	(2)	(I₁Io)	(3o)	(looo)	-	(22,oo)	(7,4) ^
O -O	(5)	2	1 j 1. ο	3o	3800	5o	98,o4	27,2 **
co cn	5

- 12 -

Beispiel VII

Am unteren Teil eines säulenförmigen Reaktionsbehälters mit einem Innendurchmesser von 64o mm und einer Tiefe von 7ooo mm wird eine Dispergierplatte horizontal angebracht, deren Stärke Io mm beträgt und die mit vierzehn Durchbrechungen versehen ist, von denen jede einen Durchmesser von 5 nun hat. Zwei Einlaßleitungen, die eine für die Einführung von Gas und die andere für die Einführung der Flüssigkeit, sind mit Öffnungen verbunden, die in der Wand des Behälters an Stellen etwa ho cm unter der Dispergierplatte ausgebildet sind. Der so gebaute Reaktionsbehälter wird für die Luftoxydation einer Calciumsulfitsuspension verwendet. In diesem Fall wird ein Teil der Calciumsulfitsuspension in dem oberen Abschnitt des Reaktionsbehälters durch die Flüssigkeitseinlaßleitung in den unteren Behälterabschnitt zurückgeführt, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, nachdem die Blasen daraus abgetrennt worden sind. Der Volumenstrom der in dem Behälter eingeführten Flüssigkeit beträgt etwa h. m /h, während der Volumenstrom der eingeführten

3
Luft etwa 56 m /h beträgt. Die Temperatur im Behälter liegt bei etwa 45 C, die Durchtrittsgeschwindigkeit der Fluide gemessen an der Dispergierplatte liegt bei 60,5 m/s. In den Behälter wird eine frische Aufschlämmung von Calciumsulfit in einer Konzentration von l,lo mol/l bei einem Volumenstrom von o,4 m /h als Zumischung zur umgewälzten Flüssigkeit kontinuierlich zugeführt. Die Oxydation nach 12o min Verweilzeit erreicht die Höhe von etwa 93,2 %.

309840/0796

Vergleichsbeispiel

Es wird ein Reaktionsbehälter mit einem Innendurchmesser von 64o mm und einer Höhe von 35oo mm verwendet, in dem eine Dispergierplatte mit einer Stärke von Io mm horizontal befestigt ist, die mit zwei Durchbrechungen versehen ist, von denen jede einen Durchmesser von 2o mm hat. Unter der Dispergierplatte sind die Gaseinlaßleitung und die Flüssigkeitseinlaßleitung angebracht.

In den Reaktionsbehälter wird Luft durch die Gaseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von loo m /h und gleichzeitig Wasser durch die Flüssigkeitseinlaßleitung mit einem Volumenstrom von Io m /h eingeführt. Man erkennt, daß die Luft zu Luftblasen verschiedener Größe aufgeteilt wird, die zwischen 2 und 60 mm im Durchmesser in der Flüssigkeit über der Dispergierplatte liegen. Die Blasen haben meist einen großen Durchmesser und sind in der Flüssigkeit nicht gleichförmig dispergier.t, Die Geschwindigkeit des Luft-Wasser-Geniisches beim Durchtritt durch die Dispergierplatte beträgt etwa 48 m/s.

309840/0796

Claims

PATENTANSPRÜCHE

.) Verfahren zum Dispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas und eine Flüssigkeit, ,die miteinander reagieren sollen, in einen Reaktionsbehälter, der eine darin horizontal angebrachte Dispergierplatte aufweist, welche mit einer Vielzahl von Durchbrechungen in einem Bereich zwischen etwa o,5 und etwa Io mm im Durchmesser versehen ist, in den Bereich unterhalb der Dispergierplatte eingeführt werden und daß das Gas zusammen mit "der Flüssigkeit durch die Dispergierplatte hindurchtritt, wodurch das Gas über der Dispergierplatte in feine Blasen in der Flüssigkeit verteilt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis von in den Reaktionsbehälter eingeführter Flüssigkeit zu eingeführtem Gas im Bereich von o,öl bis 3 liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit von Gas und Flüssigkeit beim Durchtritt durch die Dispergierplatte im Bereich von

5 bis 12o m/s liegt.

k. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erzielung einer Reaktion zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Reaktionsbehälter (1), eine Dispergierplatte (2), die in dem Behälter (l) horizontal angebracht ist und eine Vielzahl von Durchbrechungen (3) aufweist, von denen jede einen Durchmesser im Bereich

309840/0796

ORIGINAL !NSPECTHO

vom o,5 bis Io mm hat, und durch eine Vielzahl von Einlaßöffnungen, die unterhalb der Dispergierplatte (2) für das Einführen des Gases und der Flüssigkeit ausgebildet sind.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen mit dem oberen Abschnitt des Reaktipnsbehälters (1) verbundenen Separierbehälter (6) zum Trennen von darin ent-' haltenem Gas und Flüssigkeit, und durch Einrichtungen zum Rückführen wenigstens eines Teils der separierten Flüssigkeit in den Reaktionsbehälter (1) durch die Einrichtung (7> S₅ ^) zur Zuführung von Flüssigkeit.

3098A0/0796

ORIGINAL INSPECTEP