DE2544204A1 - Vorrichtung zum begasen und ruehren von suspensionen und fluessigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zum begasen und ruehren von suspensionen und fluessigkeiten

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Description

  • Vorrichtung zum Begasen und Rühren von Suspensionen und
  • Flüssigkeiten Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Begasen und Rühren von Suspensionen und anderen Flüssigkeiten, bestehend aus einem Behälter, in dem zwei durch Rührblätter in einem bestimmten Abstand verbundene Scheiben coaxial unter einer lotrechten, antreibbaren Hohlwelle befestigt sind, deren gasführender Hohlraum zwischen den Scheiben mündet.
  • Die Vorrichtung dient dazu, bei Fest-Flüssig-Gas Reaktionen und/ oder Mischungen, wie sie insbesondere bei katalytischen Reaktionen und in strukturviskosen Suspensionen während der Herstellung von Pigmenten anfallen, für kurzfristigen intensiven Stoffaustausch zu sorgen.
  • Zum Rühren von Flüssigkeiten und Suspensionen bei gleichzeitiger Begasung sind verschiedene Lösungen bekannt.
  • So können fast alle gebräuchlichen Rührer eingesetzt werden, indem sie zusätzlich von unten durch eine oder mehrere Düsen mit Gas umspült werden.
  • Als Nachteile sind zu vermerken: Der Eintritt des Gases in die Flüssigkeit erfolgt nur unter Überdruck. Wegen der überflutungsgefahr ist die zuzusetzende Menge begrenzt. Unter der unsicheren Gasverteilung leidet der Wirkungsgrad. Durch unzureichendes Zerschlagen der Gasblasen wird der intensive Austausch behindert.
  • Auch sind Rohrrührer bekannt, die das Gas durch die Rohrwelle ansaugen und über die als Rührer quer dazu angeordneten Rohre abgeben, wobei zur Erhöhung der Rührwirkung manchmal noch darunter liegende Propellerrührer angebracht werden.
  • Der günstigen Verteilung steht der Nachteil gegenüber, daß die Rührleistung gering ist. Auch der Einsatz eines zusätzlichen Propellerrührers bringt keine ausreichende Verbesserung bei strukturviskosen Suspensionen.
  • Weiter ist ein Scheibenrührer bekannt, bei dem an einer umlaufenden, lotrechten Hohlwelle eine kreisrunde Schreibe hängt, die über nur nach unten sich erstreckende Flügel mit einer im Radius kleineren Scheibe verbunden ist. Das Gas wird über die Hohlwelle angesogen und zwischen den Scheiben verteilt.
  • Ein solcher Rührer erzeugt in strukturviskosen Fluiden nur eine einseitige, nach unten gerichtete Turbulenz, so daß die Mischleistung gering ist. Die einseitige Abführung der Luft durch den Rührer, nämlich nur nach unten, begrenzt die zuzuführende Menge.
  • Die unter der oberen Scheibe entstehenden Anhäufungen von Luftblasen erschweren den Austausch.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für einen strukturviskosen Fluid zu finden, die bei gleichzeitiger intensiver Begasung Feststoffteilchen in kurzer Zeit fein suspendiert.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Scheiben annähernd gleiche Durchmesser besitzen, und daß die Rührblätter über den Rand dieser beiden Scheiben in axialer und radialer Richtung hinausragen.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Anordnung der Rührblätter zu den Scheiben eine zentrale, injektionsartige Gaseinleitung in den turbulenten Grenzbereich einer sich nach unten und einer sich nach oben ausbildenden Wirbelströmung erzielt wird. Neben hoher Rührleistung tritt eine gute Verteilung des Gases auch bei Flüssigkeiten mit hoher Viskosität ein. Gleichzeitig werden koagulierte Gasblasen, wie sie insbesondere bei strukturviskosen Flüssigkeiten auftreten, zerschlagen.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Rührblätter in Drehrichtung unter einem bestimmten Winkel zur Hohlwelle geneigt.
  • Dadurch ist es möglich, mit dieser einfachen technischen Maßnahme innerhalb des Behälters die lotrechte Komponente der Strömung zwecks intensiveren Stoffaustausches zu verstärken.
  • In einer anderen Ausführungsform sind die Rührblätter in Drehrichtung konkav ausgebildet.
  • Durch diese Form der Blätter findet im Grenzbereich der beiden Strömungswirbel eine intensive Berührung und damit ein guter Austausch statt.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen den Scheiben 0,5 bis 5 %, vorzugsweise 0,5 - 2 %, des äußeren Rührerdurchmessers.
  • Durch den Abstand läßt sich die optimal erforderliche Gaszufuhr bei vorgegebener Zähigkeit der Flüssigkeit und Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben einstellen.
  • Nach einer besonderen Ausführungsform sind mindestens 2, jedoch vorzugsweise 6, Rührblätter an den Doppelscheiben angebracht.
  • Die Anzahl der Rührblätter bestimmt die Turbulenz bzw. die Rührleistung.
  • Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform befinden sich Bohrungen im äußeren, radialen Bereich der Rührblätter.
  • Durch diese Bohrungen wird der Schereffekt vergrößert, während das Drehmoment abnimmt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung im Schnitt und Fig. 2 einen Rührer in der Draufsicht.
  • In dem Behälter 1 ist eine lotrechte, umlaufende Hohlwelle 2 mit der Bohrung 3 angeordnet, die am unteren Ende coaxial eine kreisrunde, horizontale Scheibe 4 mit mittiger Bohrung 5 trägt.
  • In einem festen, parallelen Abstand befindet sich darunter eine zweite gleichgroße Schreibe 6, die über die nach drei Seiten überragende Rührblätter 7 mit der oberen Scheibe 4 fest verbunden ist, wobei die Rührblätter im äußeren radialen Bereich Brohrungen 8 enthalten.
  • Beispiel In einem Behälter von 300 mm Durchmesser und 450 mm Höhe werden bei 400C 21,9 1 einer Eisen(Il-sulfatlösung mit 160 g FeS04 und 0,85 g ZnS04 pro Liter unter Rühren mit 2,1 1 einer Lösung, die 780 NaOH und 34,3 g Na3P04.12 H20 enthält, eingefüllt.
  • Der Rührer, bestehend aus einer Hohlwelle mit Innendurchmesser 12 mm und Außendurchmesser 26 mm sowie zwei Schreiben von 80 mm Durchmesser verbunden durch sechs Flügel der Abmessungen 30 x 30 mm, läuft mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 980min min = 5,9 m:sec. um, wobei die Lufzufuhr so eingestellt wurde, daß nach ca. 3 h die entstandene fG -FeOOH-Keim-Suspension eine grüngelbe Farbe annimmt. Während dieser Oxydation werden dynamische Viskositäten von über 200 Poise erreicht. Die so hergestellten z>C-FeOOH-Keime weisen ein enges Kornspektrum auf und sind praktisch verwachsungsfrei. Sie sind hervorragend als Ausgangsmaterial für die Herstellung von nadelförmigem magnetischem Eisenoxid geeignet.

Claims (6)

  1. Ansprüche 1 Vorrichtung zum gleichzeitigen Begasen und Rühren von Suspensionen und anderen Flüssigkeiten, bestehend aus einem Behälter, in dem zwei durch Rührblätter in einem bestimmten Abstand verbundene Scheiben coaxial unter einer lotrechten, antreibbaren Hohlwelle befestigt sind, deren gasführender Hohlraum zwischen den Scheiben mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scheiben (4, 6) annähernd gleiche Durchmesser besitzen, und daß die Rührblätter (7) über den Rand dieser beiden Scheiben (4, 6) in axialer und radialer Richtung hinausragen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührblätter (7) in Drehrichtung unter einem bestimmten Winkel zur Hohlwelle (2) geneigt sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührblätter (7) in Drehrichtung eine konkave Form haben.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Scheiben (4, 6) 0,5 bis 5 % des äußeren Rührerdurchmessers, vorzugsweise 0,5 und 2,0 %,beträgt.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, das mindestens 2, jedoch vorzugsweise 6, Rührblätter (7) an den Scheiben (4, 6) angebracht sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich Bohrungen (8) im äußeren radialen Bereich der Rührblätter (7) befinden.
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