DE6610499U - DEVICE FOR GASING LIQUIDS IN TALL CONTAINERS. - Google Patents

Description

RA.^i .130^3.7.08RA. ^ I .130 ^ 3.7.08

Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten in hohen BehälternDevice for gassing liquids in tall containers

Bei der Durchführung von chemischen und insbesondere mikrobiologischen Verfahren mit einem Gemisch flüssiger und gasförmiger Reafetionskomponenten müssen oft hohe Behälter eingesetzt wjrden, um bei aus technischen oder thermischen Gründen begrenzten Durchmessern zu einem durch die erforderliche Reaktionszeit und gewünschte Mengenleistung nötigen Behälterinhalt su gelangen. Die gleichmäßige Mischung läßt sich in einem hohen Behälter über die erforderliche Zeit besser aufrechterhalten als in einem niedrigen Behälter großen Durchmessers. Bei vorteilhaften Anlagen zum Begasen von Flüssigkeiten werden intensiv wirkende Mischwerkzeuge in die Behälter eingebaut, die sich meist in der Nähe des Behäl- ; terbodens befinden und in deren Nähe vorzugsweise auch die Gase eingeführt werden, welche der Flüssigkeit zuzumischen sind. Diese Vorrichtungen werden besonders bei Fermentationsprozessen angewandt, in denen Mikroorganismen auf flüssigen Substraten wachsen und durch laufende Feinptzumischung großer Luftsauerstoffmengen zu raschem Wachstum veranlaßt werden.When performing chemical and especially microbiological Processes with a mixture of liquid and gaseous reaction components often have to use tall containers, for diameters that are limited for technical or thermal reasons get to a container content required by the required reaction time and the desired volume output see below. the Uniform mixing is better maintained in a tall container over the required time than in a low one Large diameter container. In advantageous systems for gassing liquids, intensively acting mixing tools are used built into the container, which is usually located near the container; are located on the ground and preferably also the gases in their vicinity are introduced, which are to be mixed with the liquid. These Devices are particularly used in fermentation processes, in which microorganisms grow on liquid substrates and through continuous fine addition of large amounts of atmospheric oxygen be made to grow rapidly.

Bei anderen Prozessen, wie bei der Gewinnung von Hefe mit gasförmigen Kohlenwasserstoffen (Erdgas u.a.ϊ als Kohlenstoffquelle, nüssen außer Luft auch "Nährgase" in die Flüssigkeit eingebracht ; •werden.In other processes, such as the production of yeast with gaseous hydrocarbons (natural gas, etc. as a carbon source, In addition to air, nuts also introduce "nutrient gases" into the liquid; •will.

Bs hat sich gezeigt, daß für die Wirtschaftlichkeit solcher Prozesse die Kosten für die Energie zum Betrieb der Mischwerkzeuge und für die Einpressung der Gase von größtem Einfluß sind. Besonders bei Anwendung hoher Behälter verursacht die Einpressung der erforderlichen großen GasEeru-.en gegen den durch die Flüssigkeitssäule bedingten hydrostatischen Druck einen hohen Energieaufwand für Gebläse und Kompressoren, -.-elcher in seiner Höhe den unvermeidbaren Aufwand für den Antrieb der Misch·=.erzeuge erreichen kann und dann für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens von entscheidender Bedeutung wird.Bs has been shown that for the economy of such processes the cost of the energy to operate the mixing tools and are of the greatest influence on the injection of the gases. In particular, when using tall containers, this causes the indentation the required large gas eeru-.en against the through the liquid column Due to the hydrostatic pressure, a high expenditure of energy is required for blowers and compressors, -.- elcher in its height the achieve unavoidable effort for driving the mixing tools can and then becomes of crucial importance for the economic efficiency of the process.

Es ist Aufgabe der Neuerung, die Kosten für das Begasen dadurch zu senken, daß die Gase bei niederem Druck - möglichst normalem Luftdruck, geringem Geblasedruck oder Unterdruck (Saugwirkung) in die Flüssigkeit eingebracht werden. Die Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe besteht aus einem Behälter mit eingebautem rotieren dem Mischwerkzeug und einem dieses koaxial umfassenden Leitrohr, Das rotierende Mischwerkzeug ist nahe dem unteren Ende des senk- ■■ rechten Leitrohres angeordnet. Der Durchmesser des Leitrohres beträgt höchstens ein Sechstel seiner Länge.It is the task of the innovation to reduce the costs for the gassing by introducing the gases into the liquid at low pressure - possibly normal air pressure, low blower pressure or negative pressure (suction effect). The device for solving this problem consists of a container with a built-in rotating mixing tool and a guide tube surrounding this coaxially. The rotating mixing tool is arranged near the lower end of the vertical ■■ guide tube. The diameter of the guide tube is a maximum of one sixth of its length.

Die beigefügte Zeichnung stellt ein Ausfühicungsbeispiel der neuerungsgemäßen Vorrichtung dar.The attached drawing represents an exemplary embodiment of the innovation according to the invention Device.

In einem zylindrischen Behälter 1, dessen Höhe mit etwa 6 bis 10 Meter angenommen ist, befindet sich in Nähe des Bodens ein als Schleuderpumpenlaufrad ausgebildetes rotierendes Mischwerkzeug 2, angetrieben durch einen von außen angeflanschten Elektromotor 3. Koaxial zur Drehachse des Mischwerkzeuges ist ein langes Leitrohr 4- fest angeordnet, das in Höhe des Mischwerkzeuges siebartige Durchbrechungen 5 aufweist. Nahe dem oberen -^de des Leitrohres ist ein G-aszuführungsrohr 6 mit einem gelockten Zylinder 7 angebracht, das außerhalb des Behälters mit einem Regulierventil 8 ausgestattet ist. Zur Zu- und Ableitung der Flüssigkeit sin^ die Stutzen 10 und 11 in der Behälterwand eingefügt.In a cylindrical container 1, the height of which is assumed to be about 6 to 10 meters, is located near the bottom as Centrifugal pump impeller designed rotating mixing tool 2, driven by an externally flanged electric motor 3. A long guide tube 4 is fixedly arranged coaxially to the axis of rotation of the mixing tool and is sieve-like at the level of the mixing tool Has openings 5. Near the top of the guide scope is a gas supply pipe 6 with a curled cylinder 7 attached, which is equipped with a regulating valve 8 outside the container. For the supply and discharge of the liquid sin ^ the nozzles 10 and 11 inserted in the container wall.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird der Behälter mit der zu begasenden !Flüssigkeit gefüllt, das beizumischende Gas an die Leitung 6 angeschlossen. Bei Einschaltung des Motors 3 saugt das als Sehleu· derpumpenlaufrad ausgebildete Mischwerkzeug 5 die im Leitrad stehende und über den oberen Rand aus dem Behälter nachströmende !Flüssigkeit axial an. Zusammen mit der Flüssigkeit werden die in der Gaszuführleitung 6 mit dem gelochten Zylinder 7 befindlichen Gase als 31asen aufgenommen und im Leitrohr entgegen dem Auftrieb nach unten gezogen, wenn die Drehzahl des Mischwerkzeuges und der Xkirchmesser des Leitrohres so gewählt werden, daß die Geschwin-When operating the device, the container with the to be gassed ! Liquid filled, the gas to be mixed connected to line 6. When the motor 3 is switched on, this sucks in as a leak the pump impeller trained mixing tool 5 standing in the stator and the liquid flowing in from the container over the upper edge axially. Together with the liquid, the in the gas supply line 6 with the perforated cylinder 7 located Gases taken up as 31ases and drawn down in the guide tube against the buoyancy when the speed of the mixing tool and the Xkirchmesser of the guide scope can be selected so that the speed

äigkeit der angesaugten Flüssigkeit größer ist als die durch den Auftrieb verursachte Steiggeschwindlgkeit der Gasblasen, da im unteren Teil des Leitrohresr ein höherer hydrostatischer Druck herrscht, werden hier die Blasen komprimiert, das Gas hat alep hier größere Dichte, geringeren Auftrieb und überdies eine höhere Löslichkeit. Das Mischwerkzeug schleudert nun die angesaugte Flüssigkeit mitsamt den mitgeführten Gasblasen durch die Durchbrüche 5 des leitrohres 4 in den Behälter; dabei wird das Gas sehr fein in der Flüssigkeit verteilt und die Mischung strömt außerhalb des Leitrohres nach oben, worauf sie erneut über den Rand des Leitrohres nach unten gesaugt und mit weiterem Gas durchmischt werden kann. Durch die trichterförmige Erweiterung des: Leitrohres 12 am oberen Ende kann eine Injektorwirkung auftreten, durch welche das Gas aus dem gelochten Zylinder 7 gesaugt wird. Die Menge der Gase kann durch das Regulierventil 8 in der Leitung 6 beeinflußt werden. Bei kontinuierlichem Betrieb, besonders als Fermentationsanlage, wird die Flüssigkeit durch den Stutzen 10 nahe dem Behälterboden eingeleitet, das Produkt bei 11 ausgeführt. Die nichtverbrauQlrfcen Gase und die gasförmigen Abfallstoffe werden durch den - bei Bedarf mit einem Entschäumer verbundenen - Abgasstutzen 9the amount of liquid sucked in is greater than that through the Buoyancy caused the rise speed of the gas bubbles, since in the lower part of the Leitrohresr a higher hydrostatic pressure prevails, the bubbles are compressed here, the gas has alep here greater density, less buoyancy and, moreover, higher solubility. The mixing tool now flings the sucked in liquid together with the entrained gas bubbles through the openings 5 of the guide tube 4 into the container; the gas becomes very fine distributed in the liquid and the mixture flows outside the guide tube upwards, whereupon it again over the edge of the guide tube sucked down and mixed with more gas. Through the funnel-shaped extension of the guide tube 12 am At the upper end, an injector effect can occur through which the Gas is sucked from the perforated cylinder 7. The amount of gases can be influenced by the regulating valve 8 in the line 6. In continuous operation, especially as a fermentation plant, the liquid is through the nozzle 10 near the bottom of the container initiated, the product executed at 11. The non-consumable oils Gases and the gaseous waste materials are discharged through the exhaust gas nozzle 9, which is connected to a defoamer if required

Die vorrichtung nach der «euerung gestattet das Begasen der flüssigkeit unter Vermeidung eines Kompressors, selbst bei sehr hohen Behältern. Die Höhe des Behälters-spielt hierbei überhaupt keine Rolle, denn die Gaszufuhr erfolgt immer in einem Bereich geringen hydrostatischen Druckes. Die Torteile eines hohen Reaktionsbehäl-•fcers, die sicn besonders bei Fermentationsanlagen zeigen, kommen, voll zur Wirkung, ohne daß ein erhöhter Aufwand an Energie erforderlich ist, der bei Anwendung von Kompressoren zur Einführung des Gases hingenommen werden muß.The device after the control allows the liquid to be gassed avoiding a compressor, even with very tall containers. The height of the container does not matter at all Role, because the gas supply always takes place in an area of low hydrostatic pressure. The gate parts of a tall reaction vessel • which are particularly evident in fermentation plants, come fully to the effect, without an increased expenditure of energy is required, which is when using compressors for introduction of the gas must be accepted.

6S1049930.5.746S1049930.5.74

Claims (4)

EA. 42 7 355*217. C8 SclxutzansprüeheEA. 42 7 355 * 217. C8 Protection claims 1.) Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten in hohen Behältern, "bestehend aus einem Behälter mit eingebautem rotierendem Mischwerkzeug und einem dieses koaxial umgebenden Leitrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug am unteren Ende des Leitrohres angeordnet ist und der Durchmesser des Leitrohres höchstens ein Sechstel der Leitrohrlänge beträgt.1.) Device for gassing liquids in tall containers, "consisting of a container with a built-in rotating mixing tool and a guide tube surrounding it coaxially, characterized in that the mixing tool is arranged at the lower end of the guide tube and the diameter of the Guide scope is no more than one sixth of the guide scope length. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug als Sehleuderpumpenlaufrad ausgebildet und das Leitrohr in Höhe des Mischwerkzeuges siebartig durchbrochen ist.2.) Device according to claim 1, characterized in that the Mixing tool designed as a sling pump impeller and that Guide tube perforated like a sieve at the level of the mixing tool is. 5.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug aus mehreren an derselben Welle übereinander angeordneten Schleuderpumpenlaufrädern besteht und das Leitrohr jeweils in der Höhe der Laufrader siebartig durchbrochen ist.5.) Device according to claim 1, characterized in that the Mixing tool consists of several centrifugal pump impellers arranged one above the other on the same shaft and the guide tube perforated like a sieve at the height of the impellers is. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der folgenden, dadxirch gekennzeichnet, daß das Leitrohr am oberen Ende konisch erweitert ist.4.) Device according to claim 1 and one of the following, dadxirch characterized in that the guide tube widens conically at the upper end is. 6S1049930.5.746S1049930.5.74