DE3805908C2 - Reaktor für Gas-Flüssig-Reaktionen - Google Patents
Reaktor für Gas-Flüssig-ReaktionenInfo
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- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
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Description
Die Erfindung betrifft einen Reaktor für
Gas-Flüssig-Reaktionen mit mindestens einem Zulauf und
mindestens einem Ablauf für Flüssigkeit, einem
dazwischenliegenden Reaktions- und Strömungsweg für die
Flüssigkeit und mindestens einer Zuführung für Gas, wobei
im Reaktor zwischen Flüssigkeitszulauf und Flüssigkeitsablauf
mindestens ein schraubenförmiger Einbau mit parallel zur
Strömungsrichtung liegender Schraubenachse installiert ist,
und stromabwärts vom schraubenförmigen Einbau
mindestens ein Abzug für schwer lösliche Reaktionsprodukte
und/oder im Zulauf mitgeführte Feststoffpartikel vorgesehen
ist.
Reaktoren für Gas-Flüssig-Reaktionen sind z. B. in Ullmanns Enzyklopädie der
Technischen Chemie, 4. Auflage, Band 3, Seiten 357-392,
beschrieben. Häufig entstehen bei Gas-Flüssig-Reaktionen
schwer lösliche Reaktionsprodukte, die den Reaktor
verschlammen und somit einen ordnungsgemäßen Betrieb des
Reaktors behindern. Oft sollen die Reaktionsprodukte auch als
Wertstoffe gewonnen werden. So wird beispielsweise bei
Einspeisung von CO₂ in metallsalzhaltiges Abwasser nicht nur
eine pH-Absenkung erzielt, vielmehr findet durch in Lösung
befindliche Carbonat-Anionen auch eine Fällung schwer
löslicher Carbonate von Erdalkali- und insbesondere
Schwermetallen statt. Die Abtrennung der schwer löslichen
Reaktionsprodukte erfolgt gewöhnlich in nachgeschalteten,
räumlich vom Reaktor getrennten Abscheideeinrichtungen. Dies
hat zum Nachteil, daß nicht nur der Reaktor selbst
verschlammt, sondern auch noch Verbindungsrohre verstopfen.
Aus der US-PS 25 85 385 ist ein Reaktor für
Gas-Flüssig-Reaktionen mit einem Ab- und Zulauf für
eine Flüssigkeit, einem dazwischenliegenden Reaktions- und
Strömungsweg für die Flüssigkeit und mindestens einer
Zuführung für Gas bekannt. Zwischen Flüssigkeitszulauf
und Flüssigkeitsablauf ist ein schraubenförmiger Einbau mit
parallel zur Strömungsrichtung liegender Schraubenachse
installiert. Stromabwärts vom schraubenförmigen Einbau
ist ein Abzug für schwer lösliche Reaktionsprodukte
und/oder im Zulauf mitgeführte Feststoffpartikel vorgesehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Reaktor für Gas-Flüssig-Reaktionen der eingangs genannten Art so auszugestalten,
daß einerseits eine weitgehende Abtrennung der schwer
löslichen Reaktionsprodukte erreicht wird und andererseits
keine Verschlammungsprobleme auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Flüssigkeitsablauf ist als ein zumindest unterhalb des
schraubenförmigen Einbaus axial zur Schraube angeordnetes Rohr
ausgebildet. Das Rohr beginnt unterhalb der Schraube, ist
axial durch den schraubenförmigen Einbau hindurchgeführt und
oberhalb der Schraube aus dem Reaktor herausgeführt. Ferner
ist der Abzug für schwer lösliche Reaktionsprodukte und/oder
im Zulauf mitgeführter Feststoffpartikel als ein unterhalb der
Schraube angeordneter Trichter ausgebildet, der sich nach
unten zur Schraubenachse hin verengt.
Diese Kombination von Merkmalen erlaubt eine besonders
wirkungsvolle Trennung schwer löslicher Reaktionsprodukte
und/oder eventuell im Zulauf mitgeführter Feststoffpartikel von
der Flüssigkeit, ohne daß irgendwelche Verschlammungs- oder
Verstopfungsprobleme auftreten.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Reaktors ist
folgende:
Die über den Flüssigkeitszulauf in den oberen Teil des Reaktors eingeleitete Flüssigkeit vermischt sich intensiv mit dem über der Schraube eingespeisten Gas. Die Flüssigkeitsströmung wird aufgrund der Schraube in eine Tangentialströmung umgeleitet, wodurch schwer lösliche Reaktionsprodukte und/oder im Zulauf mitgeführte Feststoffpartikel an die Reaktorwand gedrängt werden. Unterhalb der Schraube stellt sich somit eine Trennung von Flüssigkeit und Feststoffpartikeln ein.
Die über den Flüssigkeitszulauf in den oberen Teil des Reaktors eingeleitete Flüssigkeit vermischt sich intensiv mit dem über der Schraube eingespeisten Gas. Die Flüssigkeitsströmung wird aufgrund der Schraube in eine Tangentialströmung umgeleitet, wodurch schwer lösliche Reaktionsprodukte und/oder im Zulauf mitgeführte Feststoffpartikel an die Reaktorwand gedrängt werden. Unterhalb der Schraube stellt sich somit eine Trennung von Flüssigkeit und Feststoffpartikeln ein.
Die Partikel sammeln sich an den Trichterwänden und können am
unteren Ende des Trichters abgezogen werden. Die Flüssigkeit
wird dagegen im Kern der Tangentialströmung durch ein axial
zur Schraube angeordnetes Rohr nach oben durch die Spirale
hindurch abgezogen und aus dem Reaktor abgeführt.
Vorzugsweise ist der Flüssigkeitszulauf oberhalb eines im
Reaktor installierten Lochbodens angeordnet. Dies bewirkt eine
gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über den gesamten
Reaktorquerschnitt und eine besonders intensive Vermischung
mit dem eingespeisten Gas (Ausbildung einer Schaumzone).
Der erfindungsgemäße Reaktor eignet sich für alle
Gas-Flüssig-Reaktionen, bei denen schwer lösliche
Reaktionsprodukte entstehen- oder im Zulauf Feststoffpartikel
enthalten sind. Beispielsweise kann er zur Einspeisung von
CO₂ in metallsalzhaltiges Abwasser verwendet werden. Dabei
tritt einerseits eine pH-Absenkung und andererseits eine
Fällung schwer löslicher Carbonate von Erdalkali- und
insbesondere Schwermetallen auf. Im Unterlauf des Reaktors
wird ein Gemisch aus gefällten Carbonaten und anderen
sedimentierbaren Stoffen abgezogen.
Im folgenden sei die Erfindung anhand eines in der Figur
schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Die Figur zeigt einen Querschnitt durch einen als vertikale
Säule ausgebildeten erfindungsgemäßen Reaktor.
Der Reaktor 1 weist einen Zulauf 2 und einen Ablauf 3 für die
Flüssigkeit auf. Die Flüssigkeit wird durch den Lochboden 4
verteilt und strömt im Reaktor 1 nach unten. Im mittleren Teil
des Reaktors 1 ist ein schraubenförmiger Einbau 5 mit
vertikaler Achse angeordnet. Über der Schraube 5 ist eine
Gaszuführung 6 installiert. Das eingespeiste Gas kann sich in
dem oberhalb der Schraube 5 gelegenen Reaktorraum 1a mit der
nach unten strömenden Flüssigkeit intensiv durchmischen. Der
für eine möglichst vollständige Reaktion nötige Strömungsweg
und damit die Höhe des über der Schraube 5 angeordneten
Reaktorteils 1a hängt von den jeweiligen Reaktionspartnern ab.
Der Durchmesser D des Reaktors 1 beträgt im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ca. 200 mm.
Die Schraube 5 besitzt eine Höhe h von ca. 40 mm, wobei der
vertikale Abstand a zweier Schraubenebenen ca. 20 mm beträgt.
In einem Abstand l von ca. 200 mm unterhalb der Schraube 5 ist
der Abzug für schwer lösliche Reaktionsprodukte und/oder im
Zulauf mitgeführte Feststoffpartikel angeordnet. Dieser ist
als Trichter 7 ausgebildet, der sich nach unten hin verengt.
Der Durchmesser des Reaktors verringert sich so innerhalb
einer Strecke v von ca. 335 mm auf d = 15 mm. Die
Zentrifugalbeschleunigung steigt dabei proportional 1/d².
Oberhalb des Trichters 7 ist der Flüssigkeitsablauf 3
installiert. Dieser ist als ein axial zur Schraube 5
angeordnetes Rohr ausgebildet, das unterhalb der Schraube 5
beginnt und oberhalb der Schraube 5 aus dem Reaktor 1
herausgeführt ist.
Die im oberen Reaktorraum 1a gebildeten schwer löslichen
Reaktionsprodukte gelangen mit der Flüssigkeitsströmung in die
Schraube 5. Diese lenkt die Strömung in eine
Tangentialströmung um, so daß die schwer löslichen
Reaktionsprodukte an die Reaktorwand gedrängt werden. Dadurch
ist in dem unterhalb
der Schraube gelegenen Reaktorteil 1b eine Abtrennung schwer
löslicher Reaktionsprodukte und/oder anderer Partikel nach Art
eines Hydrozyklons möglich. Die in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel angegebene Dimensionierung des Reaktors
erlaubt dabei eine besonders effektive Abtrennung der schwer
löslichen Reaktionsprodukte oder anderer Partikel.
Claims (2)
1. Reaktor für Gas-Flüssig-Reaktionen mit mindestens einem
Zulauf und mindestens einem Ablauf für Flüssigkeit, einem
dazwischenliegenden Reaktions- und Strömungsweg für die
Flüssigkeit und mindestens einer Zuführung für Gas,
wobei
im Reaktor (1) zwischen Flüssigkeitszulauf (2) und Flüssigkeitsablauf (3) mindestens ein schraubenförmiger Einbau (5) mit parallel zur Strömungsrichtung liegender Schraubenachse installiert ist,
stromabwärts vom schraubenförmigen Einbau (5) mindestens ein Abzug (7) für schwer lösliche Reaktionsprodukte und/oder im Zulauf mitgeführte Feststoffpartikel vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
im Reaktor (1) zwischen Flüssigkeitszulauf (2) und Flüssigkeitsablauf (3) mindestens ein schraubenförmiger Einbau (5) mit parallel zur Strömungsrichtung liegender Schraubenachse installiert ist,
stromabwärts vom schraubenförmigen Einbau (5) mindestens ein Abzug (7) für schwer lösliche Reaktionsprodukte und/oder im Zulauf mitgeführte Feststoffpartikel vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
- a) der Flüssigkeitsablauf (3) als ein zumindest unterhalb des schraubenförmigen Einbaus (5) axial zur Schraube (5) angeordnetes Rohr (3) ausgebildet ist, das unterhalb des schraubenförmigen Einbaus (5) beginnt, axial durch den schraubenförmigen Einbau (5) hindurchgeführt und oberhalb des schraubenförmigen Einbaus (5) aus dem Reaktor (1) herausgeführt ist, und
- b) der Abzug (7) für schwer lösliche Reaktionsprodukte und/oder im Zulauf mitgeführte Feststoffpartikel als ein unterhalb des Rohres (3) angeordneter sich nach unten zur Schraubenachse hin verengender Trichter (7) ausgebildet ist, und
- c) die Gaszuführung (6) stromaufwärts vom schraubenförmigen Einbau (5) angeordnet ist.
2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Flüssigkeitszulauf (2) oberhalb eines im Reaktor
(1) installierten Lochbodens (4) angeordnet ist.
Priority Applications (2)
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EP89102384A EP0330028A1 (de) | 1988-02-25 | 1989-02-11 | Verfahren und Vorrichtung zur Entgiftung von cyanid- und schwermetallhaltigen Lösungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883805908 DE3805908C2 (de) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | Reaktor für Gas-Flüssig-Reaktionen |
Publications (2)
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---|---|
DE3805908A1 DE3805908A1 (de) | 1989-09-07 |
DE3805908C2 true DE3805908C2 (de) | 1995-06-29 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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Family Cites Families (6)
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US2817415A (en) * | 1954-09-01 | 1957-12-24 | Exxon Research Engineering Co | Contacting of fluid phases |
DE1183890B (de) * | 1959-01-10 | 1964-12-23 | Ruhrchemie Ag | Verfahren zum gegenseitigen Behandeln von Fluessigkeiten unterschiedlicher Dichte |
US3419252A (en) * | 1965-06-15 | 1968-12-31 | Nat Lead Co | Fluid scrubber |
US3399770A (en) * | 1966-01-19 | 1968-09-03 | Beloit Corp | Method for centrifugal separation of particles from a mixture |
US4678588A (en) * | 1986-02-03 | 1987-07-07 | Shortt William C | Continuous flow centrifugal separation |
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1988
- 1988-02-25 DE DE19883805908 patent/DE3805908C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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