DE4224912A1 - Reaktor - Google Patents
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor für ein
Zweiphasen- oder Dreiphasensystem.
Die Erfindung findet besonders bei der Durchlüftung eines
Fluids, das eine Aufschlämmung aus Mineralpartikeln umfaßt,
mit Luft oder bei Bedarf mit einem anderen geeigneten
sauerstoffhaltigen Gas Anwendung, beispielsweise bei der
aeroben bakteriellen Extraktion. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf diese Anwendung beschränkt und erstreckt sich auf
die Durchlüftung aller Systeme aus Gas/Flüssigkeit, Gas/
Flüssigkeit/Feststoff oder Gas/Flüssigkeit/Feststoff/Mikro
bakterien.
Die Erfindung hat die Vorteile der Durchlüftung eines
Fluids mit Gas bei geringem Energieeinsatz und mit hoher
Leistung, dies ist auf die Ausnutzung des Gases bezogen.
Der hier verwendete Begriff "Durchlüftung" bedeutet die
Einführung eines oder mehrerer Gase in ein Fluid.
Reaktoren zur Durchlüftung von Aufschlämmungen werden seit
vielen Jahren in der Bergbauindustrie verwendet. Die zwei
wichtigsten Typen von Reaktoren sind der Pachuca- (oder mit
Luft gerührte Reaktor) und der mechanisch gerührte Reaktor.
Der Pachucareaktor war am Anfang aufgrund seiner einfachen
Konstruktion und der einfachen Betriebsweise begünstigt,
verliert jedoch seine Vorteile allmählich, da die Reaktor
größe zunimmt. Dieser Bedeutungsverlust resultiert aus den
großen Mengen komprimierter Luft, die für eine gute Suspen
sion der Mineralien erforderlich ist. Die Verweilzeit der
Luft im Pachucareaktor ist für eine wirksame Massenüber
tragung zu gering und Pachucareaktoren neigen zur Kanali
sierung der Luft. Das Rühren mit Luft ist im allgemeinen
unzureichend, da die Blasengröße für ein wirksames Rühren
zu hoch ist, um eine wirksame Massenübertragung zu gewähr
leisten.
Das mechanische Rühren wird insbesondere für große Reak
toren immer umfangreicher verwendet, da die Gestaltung der
Rührflügel effizienter geworden ist und es deutlich wurde,
daß die zusätzlichen Kosten durch die relativ niedrigere
Energie mehr als kompensiert werden, die zum Rühren erfor
derlich ist.
Für eine wirksame Massenübertragung der Luft in die Lösung
ist es erforderlich, in einem gut gemischten System eine
feine Dispersion der Blasen zu erhalten, wobei diese Blasen
im Reaktor eine hohe Verweilzeit aufweisen. In der Praxis
wurde dies erreicht, indem Luft durch einen Turbinenrühr
flügel mit hoher Scherkraft geleitet oder indem Luft durch
eine Membran oder einen porösen Diffusor eingeführt wird.
Diese beide Verfahren sind energieaufwendig, da die Luft
mit ausreichendem Überdruck eingeführt werden muß, um den
Druck der Flüssigkeit an der Einspritzstelle zu überwinden
und den Druckabfall entlang der Einspritzöffnung, der
Membran oder des Diffusors zu überwinden. Üblicherweise
befindet sich die Einspritzstelle am Boden des Reaktors und
besonders im Falle der Durchlüftung großer Gefäße bilden
die Kosten und die Energiekosten für das Anfahren den
Hauptteil der Kosten, um die Luft auf den Druck zu
komprimieren, der zum Einspritzen erforderlich ist. Wenn die
Behälter tiefer als etwa 10 m sind, ist eher die Installa
tion teurer Hochdruckkompressoren erforderlich, als
die von Luftgebläsen. Außerdem kann die Verwendung eines
porösen Diffusors oder von Einblasrohren in Reaktoren für
Aufschlämmungen zu Verlusten bei der Betriebszeit führen,
wenn der Diffusor freigemacht werden muß.
Mechanisch gerührte Reaktoren werden uneffektiv, wenn große
Luftmengen nötig sind, da die für die Dispersion der Luft
in den Reaktoren erforderliche Leistung sehr hoch wird. Im
Falle von bakteriellen Reaktoren können außerdem die an den
Blattspitzen der Hochgeschwindigkeitsrührflügel vorhandenen
Scherkräfte die Bakterien zerstören.
Besonders bei Gas/Flüssigkeit/Feststoff-Systemen, bei denen
es von Bedeutung ist, die Feststoffe in Suspension zu hal
ten, wird die für die Zirkulation des Fluids im Durchlüfter
erforderliche Leistung zum signifikanten Kostenfaktor.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Reaktor zur Ein
führung eines Gases in ein Fluid geschaffen, welcher um
faßt:
einen Mischbehälter für das Fluid, eine Trenneinrichtung,
um den Behälter in mindestens zwei Kammern zu unterteilen
und damit das Fluid an einem unteren Bereich und einem
oberen Bereich des Behälters zwischen diesen Kammern strö
men kann, eine Pumpeneinrichtung, die in einer der Kammern
angeordnet ist, damit das Fluid in einer Kammer nach unten
und in der anderen Kammer nach oben zirkuliert, eine Ein
richtung zur Erzeugung eines Bereiches mit verringertem
Druck in einem Teil des Fluids, eine Einrichtung zur Ein
führung von Gas in das Fluid in diesem Bereich mit
verringertem Druck, um das Fluid zu durchlüften, und eine
Einrichtung zur Einführung des durchlüfteten Fluids in das
zirkulierende Fluid im Behälter.
Es ist bevorzugt, daß die Trenneinrichtung ein Saugrohr
umfaßt, das so gestaltet ist, daß es in das Fluid im Be
hälter eingetaucht wird, wobei dieses Saugrohr ein offenes
oberes Ende und ein offenes unteres Ende aufweist.
Es ist besonders bevorzugt, daß der Behälter zylindrisch
und das Saugrohr in der Mitte in diesem Behälter angeordnet
ist, um den Behälter in eine innere und eine äußere ring
förmige Kammer zu unterteilen.
Es ist bevorzugt, daß im Saugrohr eine Pumpeneinrichtung
angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, daß diese Pumpeneinrichtung eine Axial
pumpe umfaßt.
Es ist besonders bevorzugt, daß diese Axialpumpe Rührflügel
umfaßt, die im Saugrohr angeordnet sind.
Es ist bevorzugt, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Be
reiches mit verringertem Druck im Fluid ein rohrförmiges
Teil umfaßt, das einen Bereich mit verringertem Querschnitt
aufweist, um dem durch den rohrförmigen Körper strömenden
Fluid einen Venturieffekt zu verleihen, wodurch in diesem
Bereich mit verringertem Querschnitt die Geschwindigkeit
des Fluids zunimmt und der Druck des Fluids abnimmt.
Bei einer bevorzugten Anordnung wird der Bereich mit ver
ringertem Querschnitt geschaffen, indem im rohrförmigen
Teil eine Verengung gebildet wird. Bei einer weiteren be
vorzugten Ausführungsform wird der Bereich mit verengtem
Querschnitt gebildet, indem in das rohrförmige Teil eine
Beschränkung eingesetzt wird.
Es ist bevorzugt, daß die Einrichtung zur Einführung des
Gases in das Fluid eine poröse Membran, Löcher oder Düsen
umfaßt.
Durch die vorliegende Erfindung wird auch ein Verfahren zur
Einführung eines Gases in ein Fluid geschaffen, welches um
faßt:
Zirkulierung des Fluids durch eine Pumpeneinrichtung in
einem Mischbehälter mit zumindest zwei Kammern, die im obe
ren und unteren Bereich des Behälters in Fluidverbindung
stehen, so daß das Fluid in einer Kammer nach unten und in
der anderen nach oben strömt, Schaffung eines Bereiches mit
verringertem Druck in einem Abschnitt des Fluids, Einfüh
rung von Gas in diesen Abschnitt des Fluids im Bereich
mit verringertem Druck, um das Fluid zu durchlüften, und
Einführung des durchlüfteten Fluids in das im Behälter zir
kulierende Fluid.
Diese Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen weiter erläutert, welche zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors,
Fig. 2 eine detaillierte schematische Darstellung der
grundsätzlichen Gestaltung der Venturieinrichtung
zur Verwendung im in Fig. 1 gezeigten Reaktor,
Fig. 3 eine detaillierte schematische Darstellung der be
vorzugten Ausführungsform der Venturieinrichtung
zur Verwendung im in Fig. 1 gezeigten Reaktor und
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Sauerstoffaufnahme
und der Sauerstoffausnutzung gegenüber der Luft
strömung bei dem in Fig. 1 gezeigten Reaktor und
bei einem herkömmlichen mit Luft gerührten Reaktor.
Die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors
wird hier im Zusammenhang mit der Durchlüftung einer Auf
schlämmung aus Mineralien und Wasser mit Luft beschrieben. Es
muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß diese Erfindung
nicht auf diesen Anwendungszweck beschränkt ist und sich auf
die Durchlüftung jedes Fluids mit oder ohne suspendierten
Feststoffen erstreckt.
Der in Fig. 1 gezeigte Reaktor 11 umfaßt einen Mischbehälter 12,
der die Aufschlämmung enthält, ein senkrechtes Saugrohr 13,
das in die Aufschlämmung getaucht ist, und einen von einem
Motor angetriebenen axialen Rührflügel 14, der in der Nähe
der Oberseite im Saugrohr 13 angeordnet ist. Der Behälter 12
kann jede geeignete Größe aufweisen. Das Saugrohr 13 hat ein
offenes oberes und unteres Ende 16, 18 und ist in der Mitte
des Mischbehälters 12 angeordnet, um den Mischbehälter 12 in
die innere Kammer 21 und die äußere ringförmige Kammer 23 zu
unterteilen. Bei Verwendung ruft der Rührflügel 14 eine nach
unten gerichtete Strömung im Saugrohr 13 und anschließend
eine Aufwärtsströmung in der äußeren ringförmigen Kammer 23
hervor. Die Strömung der Aufschlämmung wird so geregelt, daß
die Mineralpartikel in Suspension gehalten werden.
Der Reaktor 11 umfaßt außerdem eine äußere Leitung zum Ab
ziehen eines Teils der Aufschlämmung aus dem Mischbehälter
12, zur Durchlüftung der Aufschlämmung und Rückführung der
mit Luft angereicherten Aufschlämmung zum Mischbehälter 12.
Diese äußere Leitung umfaßt eine Umlaufleitung 6, eine Pumpe
15 zum Pumpen der Aufschlämmung entlang der äußeren Leitung
und eine Venturieinrichtung 17 zur Durchlüftung der Auf
schlämmung. Die äußere Leitung ist so angeordnet, daß sie die
Aufschlämmung vom oberen Abschnitt des Mischbehälters 12 ab
zieht und die mit Luft angereicherte Aufschlämmung an einer
Stelle im Saugrohr 13 oberhalb des Rührflügels 14 zurück
führt, um das Mischen der mit Luft angereicherten Aufschläm
mung mit der im Mischbehälter 12 zirkulierenden Aufschlämmung
zu optimieren. Die äußere Leitung umfaßt zumindest eine Wie
dereintrittsdüse 19, die so angeordnet ist, daß sie die mit
Luft angereicherte Aufschlämmung im Saugrohr 13 nach unten
richtet.
Fig. 2 zeigt die grundsätzlichen Gestaltungsmerkmale der
Venturieinrichtung 17. Wie es in dieser Figur gezeigt ist,
umfaßt die Venturieinrichtung 17 einen rohrförmigen Körper 25
mit einer Einlaßseite 41 und einer Auslaßseite 43 und eine
mittlere Verengung 3, die den Bereich mit reduziertem Quer
schnitt definiert, in dem sich Löcher 2 zur Einführung der
Luft befinden, damit diese mit der Aufschlämmung vermischt
wird. Wenn die Aufschlämmung durch den rohrförmigen Körper 25
in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Richtung strömt,
nimmt die Strömungsgeschwindigkeit zu, wenn die Aufschlämmung
die Verengung 3 betritt, wodurch entsprechend der Bernoulli-
Gleichung ein Bereich mit verringertem Druck erzeugt wird. Um
die Luft in diesen Bereich mit verringertem Druck einzufüh
ren, ist es folglich nicht erforderlich, daß die Luft einen
hohen Druck aufweist, die Luft kann mit niedrigem Druck oder
durch natürliche Ansaugung eingebracht werden. Wenn die Auf
schlämmung aus der Verengung 3 fließt, betritt sie einen Be
reich mit vergrößertem Querschnitt 5, worin die Fluidge
schwindigkeit abnimmt und der Druck ansteigt.
Der Bereich mit vergrößertem Querschnitt 5 ist so gestaltet,
daß sich eine maximale Energiegewinnung ergibt, wenn sich die
mit Luft angereicherte Aufschlämmung ausdehnt, da sie aus der
Verengung 3 herausfließt. Außerdem sind die Gestaltung und
die Betriebsparameter der Venturieinrichtung 17 so ausge
wählt, daß Luftblasen mit optimaler Größe für eine wirksame
Massenübertragung des Sauerstoffs aus den Blasen auf die Auf
schlämmung gebildet werden. Als Folge ist eine minimale Luft
menge erforderlich, wodurch die Betriebskosten verringert
werden. Die Gestaltung und die Betriebsparameter umfassen die
Strömungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung, den Luftdruck und
die Einrichtung zum Einspritzen der Luft in die Aufschläm
mung.
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Venturi
einrichtung 17 für die Verwendung bei einem Mischtank 12 mit
3000 Liter Kapazität und einer Umlaufleitung 6 mit 75 mm
Durchmesser. Die Verengung 3 der Venturieinrichtung 17 umfaßt
einen Einlaßkonus 45 mit 25° und einen Auslaßkonus 47 mit 7°.
Der Durchmesser der Verengung 3 beträgt 25 mm und der Durch
messer der Auslaß- und Einlaßseite 41, 43 beträgt 75 mm. Die
Löcher 2 sind im Auslaßkonus 47 der Verengung 3 und in drei
Umfangsreihen angeordnet, die 5 mm voneinander getrennt sind,
wobei jede Reihe 24 Löcher mit 1 mm umfaßt.
Die Erfindung ist in ihren grundsätzlichen Aspekten nicht auf
die hier genannten spezifischen Details beschränkt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand des folgenden Beispiels
erläutert.
Es wurde ein Reihe von Versuchen in einem herkömmlichen Reak
tor, der einen 3000-Liter-Mischbehälter umfaßt, der von einem
axialen Rührflügel gerührt wird und eine Lufteinspritzung
durch ein Ringeinblasrohr mit einem Bohrloch von 1 mm auf
weist, das unterhalb des Rührflügels angeordnet ist, und der
bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors
durchgeführt, die in Fig. 1 gezeigt ist und einen 3000-Liter-
Mischbehälter umfaßt, der von einem axialen Rührflügel ge
rührt wird, der im Saugrohr angeordnet ist, und der eine
Venturieinrichtung aufweist, die die durchlüftete Aufschläm
mung an eine Stelle oberhalb des axialen Rührflügels zurück
führt.
Die Behälter enthielten eine Aufschlämmung mit 8% Gew./Vol.
von abgereicherten Pyrit/Pyrhotit-Fraktionen, die mit
Thiobacillus ferrooxidans bakteriell extrahiert worden war.
Die Durchlüftungsleistung jedes Behälters wurde ausgewertet
und die Ergebnisse sind in Fig. 4 gezeigt.
Fig. 4 zeigt das Verhältnis zwischen:
- a) der Sauerstoffaufnahme in der Aufschlämmung und die Luftströmung in den herkömmlichen Reaktor und in die bevor zugte Ausführungsform des Reaktors und
- b) die Sauerstoffausnutzung und die Luftströmung in den herkömmlichen Reaktor und in die bevorzugte Ausführungsform des Reaktors.
Der Begriff "Sauerstoffaufnahme" bezieht sich auf die Sauer
stoffmenge, die auf die Flüssigkeit übertragen wurde, und ist
folglich ein direktes Merkmal des Durchlüftungsgrads. Der Be
griff "Sauerstoffausnutzung" bezieht sich auf die Sauerstoff
menge, die als Prozentsatz der Gesamtmenge des Sauerstoffs,
der in den Reaktor eingebracht wurde, auf die Flüssigkeit
übertragen wurde und ist folglich ein direktes Merkmal der
Durchlüftungsleistung.
In Fig. 4 bezieht sich der Begriff "Lufteinblasrohr" auf den
herkömmlichen Reaktor und der Begriff "Venturidurchlüfter"
auf die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Reaktors.
Die Ergebnisse in Fig. 4 zeigen, daß die Durchlüftungslei
stung der bevorzugten Ausführungsform des Reaktors deutlich
besser als die des herkömmlichen Reaktors war. Als besonderes
Beispiel ist es bei dieser bevorzugten Ausführungsform des
Reaktors möglich, die Aufschlämmung mit 150 mg O2/l der Auf
schlämmung/h bei einer Luftströmung von 60 l/min und einer
Sauerstoffausnutzung von 50% zu durchlüften, wohingegen es
beim herkömmlichen Reaktor nur möglich war, die Aufschlämmung
mit 150 mg O2/l der Aufschlämmung/h bei einer beträchtlich
höheren Luftströmung von 150 l/min und einer deutlich niedri
geren Sauerstoffausnutzung von 20% zu durchlüften.
Der Strombedarf zur Durchlüftung jedes Reaktortyps mit einem
gegebenen Luftvolumen wurde beobachtet und wurde auf Werte
ausgeweitet, die den angenommenen Strombedarf für die Durch
lüftung in einem Behälter mit 1000 m3 darstellen. Die Ergeb
nisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleich des Strombedarfs für die Durchlüftung | |||
Konfiguration | |||
Strombedarf für die | |||
Durchlüftung | |||
(W.h/m³) | Herkömmlicher Reaktor mit Lufteinblasrohr | 80 | |
Erfindungsgemäßer Reaktor mit Saugrohr und Venturi | 20 |
Die Ergebnisse zeigen deutliche Stromeinsparungen bei der be
vorzugten Ausführungsform des Reaktors verglichen mit dem
herkömmlichen Reaktor. Die Ergebnisse zeigen insbesondere,
daß die pro m3 zugeführter Luft nötige Energie für die bevor
zugte Ausführungsform des Reaktors viermal niedriger als die
beim herkömmlichen Reaktor war. Auf der Basis dieser Ergeb
nisse der Energieausnutzung, um die oben erläuterte O2-Auf
nahme von 150 mg O2/1 der Aufschlämmung/h zu erreichen, war
die pro m3 übertragener Sauerstoff nötige Energie bei der be
vorzugten Ausführungsform des Reaktors neunmal geringer als
beim herkömmlichen Reaktor.
Die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors
weist gegenüber dem herkömmlichen Reaktor die folgenden Vor
teile auf:
- i) Das Gas wird mit geringem Druck oder durch natürliche Ansaugung zugeführt, wodurch der Bedarf nach teuren Hochdruckkompressoren für Gas eliminiert und der Strombedarf des Reaktors verringert werden. Es ist deutlich, daß der Rührer nur verwendet wird, um die Mineralpartikel zu suspendieren und die durchlüftete Aufschlämmung zu zirkulieren.
- ii) Das Gas wird an der Stelle der Venturieinrichtung, an der die Fluidgeschwindigkeit hoch ist, eingespritzt oder natürlich angesaugt. Dies erzeugt sehr kleine Blasen, wodurch die Massenübertragung von Sauerstoff in die Lösung verbessert wird. Als Folge werden die Betriebskosten verringert, da die für den Reaktor nö tige Luft minimiert wird.
- iii) Die durchlüftete Aufschlämmung wird oberhalb des Rührflügels in einem mittleren Saugrohr mit geringem Druck zum Mischbehälter zurückgeführt. Folglich wer den die Betriebskosten verringert, da der für die Zirkulation des Stroms nötige Strom der Pumpe mini miert wird.
- iv) Die Kapitalkosten des Reaktors werden minimiert, da es im Mischbehälter weniger innere Teile gibt. Außer dem können größere Reaktoren gebaut werden, was zu einer ausgeglichenen Ökonomie führt.
- v) Die Wartungskosten und die Ausschaltzeit werden mini miert, da es im Mischbehälter wenige Teile gibt, die ausfallen können. Die Wartung der äußeren Komponenten ist einfach, da die einzelne Durchlüftungseinrichtung zur Wartung abgeschaltet werden kann, ohne die Ge samtleistung des Reaktors zu beeinflussen. Der Ersatz einer verstopften Durchlüftungseinrichtung kann mit minimaler Unterbrechung des Verfahrens schnell erfol gen.
- vi) Die Erfindung ist für eine effiziente Gasbeschickung und Suspension der Feststoffe in einem Gas/Flüssig keit/Feststoff-System oder für eine effiziente Gasbe schickung zu einem Flüssigkeitssystem geeignet. Ein Beispiel der Anwendung dieser Erfindung ist die Sus pension und Durchlüftung einer Reaktionsaufschlämmung von Mineralpartikeln, wie beim bakteriellen Extrahie ren. Andere Verwendungen umfassen die Biomethanisie rung von Synthesegas, die aerobe Digestion bzw. der aerobe Aufschluß von Abwasser oder anderem Schlamm bei der Herstellung von synthetischem Rutil, z. B. beim Becher-Verfahren. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf diese Gebiete beschränkt.
Es können viele Modifikationen der hier beschriebenen Ausfüh
rungsform des Reaktors vorgenommen werden.
Obwohl der Rührflügel 14 bei dieser bevorzugten Ausführungs
form in der Nähe der Oberseite des Saugrohrs 13 angeordnet
ist, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt,
der Rührflügel 14 kann in jeder geeigneten Position entlang
der Länge des Saugrohrs 13 angeordnet werden.
Claims (11)
1. Reaktor zur Einführung eines Gases in ein Fluid, ge
kennzeichnet durch:
einen Mischbehälter (12) für das Fluid, eine Trennein richtung, um den Behälter in mindestens zwei Kammern zu unterteilen und damit das Fluid an einem unteren und
einem oberen Bereich des Behälters zwischen diesen Kam mern strömen kann, eine Pumpeneinrichtung, die in einer der Kammern angeordnet ist, damit das Fluid in einer Kammer nach unten und in der anderen nach oben zirku liert, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bereiches mit verringertem Druck in einem Teil des Fluids, eine Einrichtung zur Einführung von Gas in das Fluid in die sem Bereich mit verringertem Druck, um das Fluid zu Durchlüften, und eine Einrichtung zur Einführung des durchlüfteten Fluids in das zirkulierende Fluid im Be hälter.
einen Mischbehälter (12) für das Fluid, eine Trennein richtung, um den Behälter in mindestens zwei Kammern zu unterteilen und damit das Fluid an einem unteren und
einem oberen Bereich des Behälters zwischen diesen Kam mern strömen kann, eine Pumpeneinrichtung, die in einer der Kammern angeordnet ist, damit das Fluid in einer Kammer nach unten und in der anderen nach oben zirku liert, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bereiches mit verringertem Druck in einem Teil des Fluids, eine Einrichtung zur Einführung von Gas in das Fluid in die sem Bereich mit verringertem Druck, um das Fluid zu Durchlüften, und eine Einrichtung zur Einführung des durchlüfteten Fluids in das zirkulierende Fluid im Be hälter.
2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Trenneinrichtung ein Saugrohr (13) um
faßt, das so gestaltet ist, daß es in das Fluid im
Behälter getaucht wird, wobei das Saugrohr ein offenes
oberes und unteres Ende (16, 18) aufweist.
3. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Behälter zylindrisch und das
Saugrohr in der Mitte im Behälter angeordnet ist, um den
Behälter in eine innere und eine äußere ringförmige Kam
mer zu unterteilen.
4. Reaktor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pumpeneinrichtung
eine Axialpumpe umfaßt.
5. Reaktor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Axialpumpe einen
Rührflügel (14) umfaßt, der im Saugrohr angeordnet ist.
6. Reaktor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur
Erzeugung des Bereiches mit verringertem Druck im Fluid
ein rohrförmiges Teil umfaßt, das einen Bereich mit ver
ringertem Querschnitt umfaßt, um dem durch das rohrför
mige Teil strömenden Fluid einen Venturieffekt zu ver
leihen, wodurch in diesem Bereich mit verringertem Quer
schnitt die Geschwindigkeit des Fluids ansteigt und der
Druck des Fluids abnimmt.
7. Reaktor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bereich mit ver
ringertem Querschnitt durch eine Verengung (3) im rohr
förmigen Teil gebildet wird.
8. Reaktor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bereich mit ver
ringertem Querschnitt durch Einsetzen einer Beschränkung
im rohrförmigen Teil gebildet wird.
9. Reaktor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur
Einführung des Gases in das Fluid eine poröse Membran,
Löcher (2) oder Düsen umfaßt.
10. Verfahren zur Einführung eines Gases in ein Fluid,
gekennzeichnet durch:
Zirkulation des Fluids mit einer Pumpeneinrichtung in einem Mischbehälter mit zumindest zwei Kammern, die im oberen und unteren Bereich des Behälters in Fluidver bindung stehen, so daß das Fluid in einer Kammer nach unten und in der anderen nach oben strömt, Schaffung eines Bereiches mit verringertem Druck in einem Teil des Fluids, Einführung des Gases in diesen Teil des Fluids im Bereich mit verringertem Druck, um das Fluid zu durchlüften, und Einführung des durchlüfteten Fluids in das im Behälter zirkulierende Fluid.
Zirkulation des Fluids mit einer Pumpeneinrichtung in einem Mischbehälter mit zumindest zwei Kammern, die im oberen und unteren Bereich des Behälters in Fluidver bindung stehen, so daß das Fluid in einer Kammer nach unten und in der anderen nach oben strömt, Schaffung eines Bereiches mit verringertem Druck in einem Teil des Fluids, Einführung des Gases in diesen Teil des Fluids im Bereich mit verringertem Druck, um das Fluid zu durchlüften, und Einführung des durchlüfteten Fluids in das im Behälter zirkulierende Fluid.
11. Reaktor zur Einführung eines Gases in ein Fluid, ge
kennzeichnet durch:
einen Mischbehälter (12) für das Fluid, ein Saugrohr (13) zur Unterteilung des Behälters in zumindest zwei Kammern, wobei das Saugrohr ein offenes oberes und un teres Ende (16, 18) aufweist, damit das Fluid an einem unteren und oberen Bereich des Behälters zwischen den Kammern strömen kann, eine Axialpumpe mit einem Rührflügel (14), der im Saugrohr angeordnet ist, damit das Fluid im Saugrohr nach unten und dann in der ande ren Kammer nach oben zirkuliert, eine Einrichtung zur Schaffung eines Bereiches mit verringertem Druck in einem Teil des Fluids, die ein rohrförmiges Teil um faßt, das einen Bereich mit verringertem Querschnitt aufweist, um dem durch das rohrförmige Teil fließenden Fluid einen Venturieffekt zu verleihen, wodurch in die sem Bereich mit verringertem Querschnitt die Geschwin digkeit des Fluids zunimmt und der Druck des Fluids ab nimmt, eine Einrichtung zur Einführung des Gases in das Fluid im Bereich mit verringertem Druck, um das Fluid zu durchlüften, und eine Einrichtung zur Einführung des durchlüfteten Fluids in das im Behälter zirkulierende Fluid.
einen Mischbehälter (12) für das Fluid, ein Saugrohr (13) zur Unterteilung des Behälters in zumindest zwei Kammern, wobei das Saugrohr ein offenes oberes und un teres Ende (16, 18) aufweist, damit das Fluid an einem unteren und oberen Bereich des Behälters zwischen den Kammern strömen kann, eine Axialpumpe mit einem Rührflügel (14), der im Saugrohr angeordnet ist, damit das Fluid im Saugrohr nach unten und dann in der ande ren Kammer nach oben zirkuliert, eine Einrichtung zur Schaffung eines Bereiches mit verringertem Druck in einem Teil des Fluids, die ein rohrförmiges Teil um faßt, das einen Bereich mit verringertem Querschnitt aufweist, um dem durch das rohrförmige Teil fließenden Fluid einen Venturieffekt zu verleihen, wodurch in die sem Bereich mit verringertem Querschnitt die Geschwin digkeit des Fluids zunimmt und der Druck des Fluids ab nimmt, eine Einrichtung zur Einführung des Gases in das Fluid im Bereich mit verringertem Druck, um das Fluid zu durchlüften, und eine Einrichtung zur Einführung des durchlüfteten Fluids in das im Behälter zirkulierende Fluid.
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