JP5135345B2 - Method for mixing liquid and particulate solid present in a closed container - Google Patents
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Description
本発明は、実質的に閉鎖された容器中に存在する、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を混合する方法であって、該液体または混合物は、容器の液相によって占有可能な内部体積を部分的に充填するのみであり、かつその際、容器の残留する残りの占有可能な内部体積は気相によって充填される混合方法であって、実質的に同一の液体または実質的に同一の混合物を、容器中の液体中または混合物中に存在する吸引装置の搬送ジェットとして供給することを含む方法に関する。 The present invention relates to a method for mixing a liquid or a mixture of liquid and particulate solid present in a substantially closed container, the liquid or mixture being occupying an interior that can be occupied by the liquid phase of the container. A mixing method in which the remaining occupable internal volume of the container is only partially filled with a volume and is filled by the gas phase, and is substantially the same liquid or substantially the same In a liquid in a container or as a transport jet of a suction device present in the mixture.
実質的に閉鎖された容器中に、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を貯蔵することは一般に公知である（たとえば予備的な貯蔵の目的のため）。通常、このような容器はタンクとも呼ばれる。このような容器は通常、完全に閉鎖されることはなく、ふつうはたとえば少なくとも１つの取り出し箇所を有しており、該取り出し箇所を介して、たとえばポンプを用いて、必要に応じて容器中に貯蔵されている内容物を取り出すことができる。相応して容器は通常、少なくとも１の供給箇所を有しており、該供給箇所を介して貯蔵すべき内容物を容器に供給することができる。この場合通常は、遮断部材（たとえばバルブまたは浮き球弁）により、液体もしくは混合物の流入および流出が可能となり、同時に静止状態での密閉性が保証される。同様に、タンク（容器）中の温度、充填レベルおよび圧力を測定するための器具が導入されていてもよい。 It is generally known to store liquids or mixtures of liquids and particulate solids in substantially closed containers (eg for preliminary storage purposes). Usually, such containers are also called tanks. Such containers are usually not completely closed and usually have, for example, at least one removal point through which, for example, using a pump, and into the container as required. The stored contents can be taken out. Correspondingly, the container usually has at least one supply point through which the contents to be stored can be supplied to the container. In this case, normally, a blocking member (for example, a valve or a floating ball valve) allows inflow and outflow of liquid or mixture, and at the same time guarantees a tightness in a stationary state. Similarly, instruments for measuring temperature, fill level and pressure in the tank (container) may be introduced.
通常、タンク中に貯蔵すべき、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物は、タンク中の、流体（気体状もしくは液体状の）相が占有することができる内部体積を完全に満たすことはない。むしろ、種々の理由からこの内部体積の部分量は、気相によって占有される。液体または混合物の貯蔵を大気圧で行う場合には、実質的に閉鎖された容器は気相側で基本的に（たとえばフレア（またはその他の排ガス浄化システム（たとえばガス洗浄）を案内する排ガスシステムにより）大気へ開放されていてもよい。この場合、開口部の横断面は通常、一方ではできる限り小さく、かつ他方では、容器を充填し、かつ空にする際に著しい圧力の損失を伴うことなく気体が均衡化されるような寸法である。典型的には、このような開口部断面の平均直径は、２５ｃｍ以下である（一般に１００ｍ3以上、しばしば１００００ｍ3までの充填体積の場合）。あるいは通常、認容することができない過圧または減圧の場合に、大気圧までであるか、または大気圧で、もしくは大気圧を上回るか、もしくは下回っていてもよい応答圧力まで密閉する放圧用の装置が同様に、関連する貯蔵容器に組み込まれている（たとえば逆弁）。貯蔵タンク中にはしばしば、気相および液相中の規定の高さの充填レベルを連続的に測定するために、少量の測定ガスが計量供給される（容器中の気相の体積に対して通常は１体積％／ｈ以下）。これに関してそのつど必要とされる計量供給圧力の差から、公知の充填内容物の場合、直接に充填レベルが明らかになる。 Normally, the liquid or mixture of liquid and particulate solid to be stored in the tank will not completely fill the internal volume in the tank that can be occupied by the fluid (gaseous or liquid) phase. Absent. Rather, for various reasons, a portion of this internal volume is occupied by the gas phase. When storing liquids or mixtures at atmospheric pressure, the substantially closed container is essentially on the gas phase side (eg by flue gas systems (or other exhaust gas purification systems (eg gas scrubbing)) guiding the exhaust gas purification system). ) May be open to the atmosphere, in which case the cross-section of the opening is usually as small as possible on the one hand and on the other hand without significant pressure loss when filling and emptying the container The dimensions are such that the gas is balanced, typically the average diameter of such an opening cross section is 25 cm or less (typically for fill volumes of 100 m 3 or more, often up to 10000 m 3 ), or In general, in the case of overpressure or reduced pressure that is unacceptable, it may be up to atmospheric pressure, or may be above, below, or below atmospheric pressure. A pressure relief device that seals to the answer pressure is also integrated into the associated storage vessel (eg, a reverse valve), often with a defined level of filling in the gas and liquid phases in the storage tank. In order to measure continuously, a small amount of measuring gas is metered (usually not more than 1% by volume / h with respect to the volume of the gas phase in the container), for which the metering pressure required is in each case. The difference reveals the filling level directly for known filling contents.
多くの場合、取り出しおよび／または供給によって時間の経過により可変的なこのような貯蔵タンクの充填内容物を時々、または常に混合してその均一性を高めるか、もしくは保証することが必要である。これは種々の理由から行うことができる。容器の充填内容物が、液体と微粒子状の固体とからなる混合物（たとえば懸濁液）の場合、微粒子状の固体がタンク中での貯蔵の間に、重力の作用下で沈殿し、かつタンクの内容物が時間の経過と共に分離するという危険がしばしば生じる。次いで貯蔵タンクから取り出す際に、場合によってはたとえば所望の混合物が取り出されずに、該混合物中に含有されている液体のみが取り出されることがある。前記の場合の例は、特に水性ポリマー懸濁液である。あるいはまた、液相の比重に応じて、この分散分布中に含まれている微粒子状の固体もまたクリーム状となり、相境界において液状／気体状で富化されうる。このための１つの可能な事例は、ポリマー分散液（水性ポリマー分散液でもある）を形成する。 In many cases, it is necessary to mix or ensure the uniformity of such storage tank fill contents that are variable over time by removal and / or supply to increase or ensure its uniformity. This can be done for various reasons. If the container is filled with a mixture of liquid and finely divided solid (eg suspension), the finely divided solid precipitates under the action of gravity during storage in the tank, and the tank Often there is a risk that the contents of will separate over time. Then, when removing from the storage tank, in some cases, for example, the desired mixture may not be removed and only the liquid contained in the mixture may be removed. Examples of such cases are in particular aqueous polymer suspensions. Alternatively, depending on the specific gravity of the liquid phase, the particulate solid contained in this dispersion distribution can also be creamy and enriched in liquid / gas form at the phase boundary. One possible case for this forms a polymer dispersion (also an aqueous polymer dispersion).
タンク（容器）中に液体のみを貯蔵する場合、これは同様に多層であってもよく（たとえばエマルション、たとえば水中油型エマルションならびに油中水型エマルションが挙げられる）、比較的長い貯蔵の際に、中間的な均質化を行わないと分離するが、これは通常望ましくない。 If only liquids are stored in tanks (containers), this may be multilayered as well (for example, emulsions, such as oil-in-water emulsions as well as water-in-oil emulsions) and during relatively long storage Separation, without intermediate homogenization, is usually undesirable.
あるいはまた、化学的に均質な液体は、貯蔵の際に不所望の物理的な不均質性を形成する。これらはたとえば不均一な温度分布により（たとえばタンクの片側に太陽があたることにより）生じる場合がある。その結果、たとえば不所望の結晶形成または貯蔵された液体の望ましくない分解が生じうる。しばしば所望の貯蔵温度を保持する目的のために連続的に貯蔵されている液体の部分量が取り出され、有利には間接的な熱交換器により案内され、引き続き貯蔵タンクへ返送される。この場合、貯蔵容器は通常、適切な迅速な混合により、なお貯蔵容器中に存在する液体と、熱交換器により返送される液体との間でのできる限り迅速な温度平衡が望まれる。 Alternatively, chemically homogeneous liquids form undesirable physical inhomogeneities upon storage. These can occur, for example, due to non-uniform temperature distribution (eg, due to the sun on one side of the tank). As a result, for example, unwanted crystal formation or undesired degradation of the stored liquid can occur. Often a portion of the liquid that is continuously stored for the purpose of maintaining the desired storage temperature is withdrawn, preferably guided by an indirect heat exchanger and subsequently returned to the storage tank. In this case, the storage container is usually desired to have as quickly a temperature equilibrium as possible between the liquid still present in the storage container and the liquid returned by the heat exchanger by appropriate rapid mixing.
ラジカル重合性化合物、たとえばアクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、メタクリル酸および／またはこれらのエステル（特にＣ1〜Ｃ8−アルキルエステル）（また該化合物を含有する溶液）を確実に貯蔵するために必要とされるのは、液状のタンク内容物の慎重な温度制御のみではない。むしろ前記の、通常少なくともモノエチレン性不飽和の有機化合物（モノマー）には、思いがけずに開始される不所望のラジカル重合の開始を防止もしくは抑制するために、いわゆる防止剤（ラジカル捕捉剤）を添加する必要がある。このような防止剤は通常、分子酸素（これはそれ自体が防止剤であってもよい）が存在する場合にのみその完全な作用を発揮する。この理由から、このようなモノマーは通常、分子酸素を含有する気体雰囲気下に貯蔵され（たとえばＷＯ２００５／０４９５４３およびＵＳ−Ａ６，９１０，５１１を参照のこと）、かつ液状のモノマー（もしくはその溶液）はその中に溶解している分子酸素が低減しないよう注意しなくてはならない。これはたとえばモノマーが一時的に局所的に晶出し、かつその後再び溶解する場合に開始されうる。その際に生じる、分子酸素の局所的な低減は、同様に相応する混合によって防止することができる。 Necessary for the reliable storage of radically polymerizable compounds such as acrolein, methacrolein, acrylic acid, methacrylic acid and / or their esters (especially C 1 -C 8 -alkyl esters) (and solutions containing the compounds) It is not only the careful temperature control of the liquid tank contents. Rather, the above-mentioned usually at least monoethylenically unsaturated organic compound (monomer) contains a so-called inhibitor (radical scavenger) in order to prevent or suppress the initiation of undesired radical polymerization initiated unexpectedly. It is necessary to add. Such inhibitors usually exert their full effect only in the presence of molecular oxygen (which may itself be an inhibitor). For this reason, such monomers are usually stored in a gaseous atmosphere containing molecular oxygen (see for example WO2005 / 049543 and US-A 6,910,511) and liquid monomers (or solutions thereof) Care must be taken not to reduce the molecular oxygen dissolved in it. This can be initiated, for example, when the monomer temporarily crystallizes locally and then dissolves again. The local reduction of molecular oxygen which occurs in this case can likewise be prevented by corresponding mixing.
前記の予防措置にも関わらずタンク内容物の不所望のラジカル重合が生じる場合には、タンク内容物にできる限り短時間で、ラジカル重合をただちに終了させるための薬剤を添加し、かつ該薬剤をできる限り迅速にタンク内容物に分散させることによって防止することができる（たとえばＷＯ００／６４９４７、ＷＯ９９／２１８９３、ＷＯ９９／２４１６１、ＷＯ９９／５９７１７を参照のこと）。この場合にも、できる限り均一で迅速に実施することができる薬剤の添加後の、タンク内容物の混合が必要である。 If undesired radical polymerization of the tank contents occurs in spite of the above-mentioned precautions, a chemical for immediately terminating radical polymerization is added to the tank contents in the shortest possible time, and the chemical is It can be prevented by dispersing the tank contents as quickly as possible (see, for example, WO 00/64947, WO 99/21893, WO 99/24161, WO 99/59717). Again, it is necessary to mix the tank contents after the addition of a drug that can be carried out as uniformly and rapidly as possible.
基本的にタンクの液状内容物は、たとえば底部の近くで適切なガスをタンク中に導入するか、またはジェット導入する（たとえば「シャワーヘッド」により）ことによって混合することができる（図１を参照のこと）。液状のタンク内容物中で下方から上昇する気泡は、液体を連行することによって所望の混合をもたらす。すべての（基本的に混合作用は下から上に向かって増大する）液状の容器内容物は、このことによって液体レベルの高さとは無関係に、広い空間の流れによって捉えられ、良好に混合される。しかしこのような方法の欠点は、（大工業的な規模でタンク内容物を混合するために比較的大きな気体体積流が必要である）、混合の間に常に適切な混合ガスの要求が存在することである。これはさらに、再び常にタンクから取り出さなくてはならない。混合すべき液状のタンク内容物をバブリングする際に、さらに通常は、タンク内に存在する液体により飽和され、この負荷に基づいて（たとえば貯蔵された有機液体の場合）しばしば容易な方法で環境へ放出することはできない。従って、むしろ多くの場合は、比較的高価な排ガス処理（たとえば燃焼（タンクを充填する際に必然的に逃げるガスをこの場合、有利にはフレア中で燃焼する）または洗浄）が必要である。原則として、タンクから取り出される混合ガスは液状の内容物をバブリングするために再びタンクに返送されてもよい。しかしこのためには、必然的に、排ガスを容器の底部の圧力に圧縮する別の循環ガス圧縮装置が必要である。このような圧縮装置は高価であるのみでなく、高いメンテナンスコストならびに著しいエネルギー需要量の原因となる。 Basically the liquid content of the tank can be mixed, for example by introducing a suitable gas into the tank near the bottom or by jetting (eg by “showerhead”) (see FIG. 1). ) Bubbles rising from below in the liquid tank contents provide the desired mixing by entraining the liquid. All liquid container contents (basically the mixing action increases from bottom to top) are thereby captured and mixed well by the flow of large spaces, regardless of the liquid level height . However, the disadvantage of such a method (which requires a relatively large gas volume flow to mix tank contents on a large industrial scale) is that there is always a need for a suitable gas mixture during mixing. That is. In addition, it must always be removed from the tank again. When bubbling the liquid tank contents to be mixed, it is more usually saturated with the liquid present in the tank and based on this load (eg in the case of stored organic liquids), often to the environment in an easy way. It cannot be released. Rather, in many cases, a relatively expensive exhaust gas treatment (e.g. combustion (in this case, gas that inevitably escapes when filling the tank, in this case, preferably in the flare) or cleaning) is required. In principle, the gas mixture removed from the tank may be returned to the tank again in order to bubble the liquid contents. However, this necessarily requires another circulating gas compression device that compresses the exhaust gas to the pressure at the bottom of the container. Such a compression device is not only expensive, but also causes high maintenance costs and significant energy demand.
あるいはタンク内容物は、攪拌機により混合してもよい。しかしこのためには、別々の原動力源ならびに容器壁を通って案内される駆動軸が必要である。しかし容器壁により案内される回転部材の封止は、一般にとりわけ困難である。その他に、タンクの充填容積が大きい場合（大工業的な充填容積は、貯蔵タンクに関しては一般に１００ｍ3〜１００００ｍ3、しばしば２００〜１０００ｍ3または３００〜８００ｍ3、特に５００ｍ3である）であり、このような攪拌装置を製造することはすでに比較的高価である。 Alternatively, the tank contents may be mixed with a stirrer. However, this requires a separate motive force source as well as a drive shaft guided through the vessel wall. However, sealing of rotating members guided by the container wall is generally particularly difficult. Additional, if the filling volume of the tank is large (large industrial filling volume is generally 100m 3 ~10000m 3 with respect to the storage tank, often 200～1000M 3 or 300～800M 3, in particular 500 meters 3) is, Manufacturing such a stirring device is already relatively expensive.
この背景に基づいて、液状のタンク内容物を混合するために、タンクからの取り出しのために備えられているポンプにより、タンク（容器）中に貯蔵されている、液体と微粒子状の固体とからなる液体または混合物の部分量を取り出し、かつ、タンクの底部付近に存在し、かつ上方を向いた搬送ノズル（最も簡単な場合には、流れの方向に向かって先が細くなる断面を有する流路であり、ここでその中を流れる液体の圧力エネルギーは失われずに付加的な運動エネルギーに変換され、かつ液体流はこのことによって促進される）を、（搬送用液体）液状のジェット（搬送ジェット）としてタンクに返送することが有利であることが判明した。 Based on this background, the liquid and particulate solids stored in the tank (container) are mixed by a pump provided for removal from the tank to mix the liquid tank contents. A portion of the liquid or mixture to be removed, and a transport nozzle present near the bottom of the tank and facing upwards (in the simplest case, a channel having a cross-section that tapers in the direction of flow) Where the pressure energy of the liquid flowing through it is not lost but converted into additional kinetic energy, and the liquid flow is facilitated by this, the (transporting liquid) liquid jet (conveying jet) ) Was found to be advantageous to return to the tank.
この場合、上に向いている液状のジェットは、自由噴流の法則に従って、その経路に沿ってタンク中に存在する液体により吸引され、かつ液状の媒体が混合される。あるいは、または付加的に混合の目的のために、液体または混合物による容器の充填（後充填あるいはまた最初の充填）を、液体または混合物が前記の搬送ノズルによって供給されるように行うことができる。 In this case, the upwardly directed liquid jet is sucked by the liquid present in the tank along the path according to the free jet law, and the liquid medium is mixed. Alternatively, or additionally, for mixing purposes, filling of the container with liquid or mixture (post-filling or also first filling) can be carried out such that the liquid or mixture is supplied by the transport nozzle.
しかしこのような混合方法の欠点は、自由噴流の混合作用が、その周囲の比較的限定された空間を補足するのみであるため、適切な混合作用は通常、完全に満足されることがない（図２）。 However, the disadvantage of such a mixing method is that the proper mixing action is usually not fully satisfied since the mixing action of the free jet only supplements the relatively limited space around it ( Figure 2).
もう１つの欠点は、液状のジェット（特にタンク中の充填レベルが低下する場合）はその比較的高い平均インパルス密度（運動量密度もしくは速度）に基づいてタンク内に存在する液相は比較的容易に排出され（液相と気相との間の相界面の破壊）、かつこれより場合により強力な液滴の形成（噴霧形成）が気相中で生じる。これは特に、タンク内容物が有機液体（たとえばアクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、メタクリル酸、これらの酸のエステルまたはその他の有機モノマー）を含み、その気相が分子酸素の存在下で爆発性でありうる場合に不利である（たとえばＤＥ−Ａ１０２００４０３４５１５を参照のこと）。一方では微分散した液滴が気相中でその有機材料の含有率を高め、このことによって場合により元々は点火性ではない気相が点火性となり、かつ形成される液滴が飛散している間に気相による摩擦条件によって規則的にその表面で帯電する。その結果発生する火花放電によって点火が惹起されうる。しかしまた、液滴が水性ポリマー分散液の液滴である場合、これらはたとえばその途中で気相により不所望な方法で不可逆的に被膜を形成し、かつポリマー分散液を後に使用する際に妨げとなる。 Another disadvantage is that liquid jets (especially when the filling level in the tank is reduced) are relatively easy for the liquid phase present in the tank based on its relatively high average impulse density (momentum density or velocity). It is discharged (breakage of the phase interface between the liquid phase and the gas phase), and possibly more powerful droplet formation (spray formation) in the gas phase. In particular, the tank contents contain organic liquids (eg acrolein, methacrolein, acrylic acid, methacrylic acid, esters of these acids or other organic monomers) and the gas phase is explosive in the presence of molecular oxygen. It is disadvantageous if possible (see for example DE-A 102004034515). On the other hand, the finely dispersed droplets increase the organic material content in the gas phase, which in some cases causes the gas phase that is not originally ignitable to be ignitable, and the droplets that are formed are scattered. In the meantime, the surface is regularly charged by the frictional condition by the gas phase. Ignition can be triggered by the resulting spark discharge. However, if the droplets are droplets of an aqueous polymer dispersion, they form a film irreversibly in an undesired manner, for example in the middle of the gas phase, and hinder the subsequent use of the polymer dispersion. It becomes.
タンク内容物が、液体中の微粒子状の固体のスラリーである場合、相の界面を破壊するジェットにより容器の内壁に衝突する固体が場合により壁の上に付着し、このことによって容器中に貯蔵されているスラリーが除去される。 If the tank contents are a slurry of finely divided solids in a liquid, solids that impinge on the inner wall of the container due to jets that break the phase interface may sometimes adhere to the wall and thus be stored in the container. The slurry being removed is removed.
あるいはまた、その他の液体の場合、前記の通りに調整される噴霧形成は特に、小さい噴霧滴が高い蒸気圧を有する点において欠点を有する。このことにより不所望の蒸気冷却が生じ、これはタンク内容物の温度の一定性を損なう。 Alternatively, in the case of other liquids, the spray formation adjusted as described above has a drawback, in particular in that small spray droplets have a high vapor pressure. This results in undesired steam cooling, which impairs the temperature uniformity of the tank contents.
混合を強力にするために、本願の図３に記載の従来技術（Chemie-Ing. Techn. 42. Jahrg. 1970, 第４７４〜４７９頁を参照のこと）では、搬送ノズル（１）の後方に、（入口および出口において開放された）混合室（２）が配置されている（数字は常に本願の図面を参照するものである）。このことによりタンク室中に存在する液体は、自由噴流の場合のように噴流経路に沿って吸引されることはなく、一連のインパルスにより搬送される量は入口（もしくは吸引開口部）（３）を通って、混合室の入口横断面へ入る（以下では簡略化して、インパルス交換室またはインパルス交換管と呼ぶが、ただし断面は必ずしも円形である必要はなく、管型の実施態様は適用技術的に有利である）。搬送ノズルおよび混合室のこの配置（たとえば比較的大きな断面を有する短い管として搬送ノズルの後方に接続されている）は実質的にジェットノズルと呼ぶべきである。この場合、搬送ジェットは比較的高い速度で、タンク体積と比較して比較的小さいインパルス交換室（しばしばインパルス交換室の体積は、タンク内部体積のわずか約０．０００１％〜１％である）へ入り、かつその際にタンク内に存在する液体の循環量を吸引する。このような適切なジェットノズルの製造業者はたとえばＧＥＡ Ｗｉｅｇａｎｄ ＧｍｂＨ（Ｄ−７６２７５ Ｅｔｔｌｉｎｇｅｎ）である。 In order to enhance mixing, the prior art described in FIG. 3 of the present application (see Chemie-Ing. Techn. 42. Jahrg. 1970, pp. 474-479) is located behind the transfer nozzle (1). , A mixing chamber (2) (open at the inlet and outlet) is arranged (the numbers always refer to the drawings of the present application). As a result, the liquid present in the tank chamber is not sucked along the jet path as in the case of the free jet, and the amount conveyed by the series of impulses is the inlet (or suction opening) (3). Through the inlet cross section of the mixing chamber (hereinafter referred to simply as an impulse exchange chamber or impulse exchange tube, but the cross section need not necessarily be circular; Is advantageous). This arrangement of transport nozzles and mixing chambers (eg connected behind the transport nozzles as a short tube having a relatively large cross section) should be substantially referred to as jet nozzles. In this case, the transport jet is at a relatively high speed to an impulse exchange chamber that is relatively small compared to the tank volume (often the volume of the impulse exchange chamber is only about 0.0001% to 1% of the tank internal volume). At the same time, the circulating amount of liquid present in the tank is sucked. A suitable jet nozzle manufacturer is, for example, GEA Wiegand GmbH (D-76275 Ettlingen).
インパルス交換管から排出される混合物は、搬送ジェットと比較してすでに明らかにその要素のインパルスが低減しており（平均インパルス密度の低減）、このことは、前記の液滴の形成（噴霧の形成）を伴う排出の可能性を低減する（これは比較的低い相界面のレベルで、および平均排出インパルス密度の低下と共に初めて現れる、図４を参照のこと）。下方から作用する吸引と一緒に、インパルス交換管からの上向きの排出流は、図５に記載されているような、連続的なフィールド線を有する、空間的に大きな円形の流れ領域を形成し、これは上斜め向きの方向で、かつタンク中で有利にはわずかに高い位置に設置されたジェットノズル（たとえばAcrylate Esters, A Summary Of Safety And Handling、第３版、２００２年、compiled by Atofina, BASF, Celanese, Dow und Rohm & Haasを参照のこと）が、搬送ノズルと比較して改善された（特に完全な）混合を条件付けるが、しかしこれはなお改善の余地がある。さらに（相界面の）充填レベルが吸引レベルよりも低下した場合、搬送ジェットはここからも妨げられることなく、インパルス交換管を通って排出され、かつ噴霧されて、すでに記載した危険を有する微細な液滴となる（図６）。従って通常、搬送ジェットの液体は、ジェットノズルへ該液体が入る前に、通常はバルブを通過して流れるが、該バルブはタンク中の規定の充填レベルを下回る際に閉鎖し、かつ液体の貫流を防止する。 The mixture discharged from the impulse exchange tube already has an apparently reduced impulse of its component (reduction of the average impulse density) compared to the transport jet, which means that the droplet formation (spray formation) ) (Which appears for the first time at a relatively low phase interface level and with a decrease in the average exhaust impulse density, see FIG. 4). Together with the suction acting from below, the upward discharge flow from the impulse exchange tube forms a spatially large circular flow region with continuous field lines, as described in FIG. This is a jet nozzle installed in a diagonal direction and preferably slightly higher in the tank (eg Acrylate Esters, A Summary Of Safety And Handling, 3rd edition, 2002, compiled by Atofina, BASF , Celanese, Dow und Rohm & Haas) conditioned on improved (especially complete) mixing compared to the transfer nozzle, but this still has room for improvement. In addition, if the filling level (phase interface) falls below the suction level, the transport jet is unimpeded from here and is ejected through the impulse exchange tube and sprayed to create a finer one with the dangers already described. It becomes a droplet (FIG. 6). Thus, normally the liquid in the transport jet will normally flow through a valve before it enters the jet nozzle, but the valve will close when it falls below a specified fill level in the tank and the liquid will flow through. To prevent.
この従来技術を鑑みて、液状のタンク充填物の混合を改善する方法であって、前記の全ての問題の事例に適用可能であり、かつ特に迅速な混合を可能にする方法を提供するという課題が存在していた。 In view of this prior art, the problem of providing a method for improving the mixing of a liquid tank filling, which is applicable to all the above-mentioned problem cases and which allows particularly rapid mixing Existed.
これに応じて、実質的に閉鎖された容器中に存在する（貯蔵されている）、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を混合する方法であって、該液体または混合物は液相により占有可能な、容器の内部体積を部分的に充填するのみであり、かつその際に残留する残りの占有可能な、容器の内部体積は気相によって充填されており、実質的に同一の液体または実質的に同一の混合物を、容器中の液体または混合物中に存在する吸引装置の搬送ジェットとして容器に供給することを含む混合方法において、吸引装置は搬送ジェットによって容器中に存在する気相からガスを吸引し、かつ吸引されたガスは搬送ジェットと一緒に容器中に存在する液体または混合物へと放出されることを特徴とする、実質的に閉鎖された容器中に存在する液体または混合物を混合する方法が提供される。 Accordingly, a method of mixing a liquid or a mixture of liquid and particulate solid that is present (stored) in a substantially closed container, the liquid or mixture being in a liquid phase. The only occupying, internal volume of the container is only partially filled, and the remaining occupable, internal volume of the container remaining in the process is filled by the gas phase and is substantially the same liquid or In a mixing method comprising supplying substantially the same mixture to a container as a liquid jet in a container or as a carrier jet of a suction device present in the mixture, the suction device gasses from the gas phase present in the container by the carrier jet. A liquid present in a substantially closed container, characterized in that the aspirated gas is released together with the carrier jet into a liquid or mixture present in the container. Or a method of mixing the mixture is provided.
本発明によれば有利には、液体または混合物の部分量を容器から取り出し、かつ取り出された部分量の少なくとも１部を、吸引装置の搬送ジェットの成分として返送することを含むようにして、本発明による方法を容易な方法で実施することができる。基本的に吸引装置の搬送ジェットは本発明による方法ではもっぱら、予め容器から取り出された、容器中に存在する液体または混合物の部分量の少なくとも一部（または全量）であってもよい。 According to the invention, it is advantageous according to the invention to include removing a part of the liquid or mixture from the container and returning at least one part of the removed part as a component of the transport jet of the suction device. The method can be implemented in an easy way. Basically, the transport jet of the suction device can be exclusively at least part (or total) of the part of the liquid or mixture present in the container, previously removed from the container in the method according to the invention.
必要に応じて場合により取り出された部分量の搬送ジェットとして返送される一部を、別の使用目的に供給することができる。 If necessary, a part returned as a partial amount of the transport jet that is optionally taken out can be supplied for another purpose of use.
あるいはまた当然のことながら、本発明による方法は、容器中に搬送ジェットとして供給される液体または混合物が、容器から予め取り出された液体または混合物を含むことなく実施することもできる。これはたとえば、容器に後充填するために供給される液体または混合物を搬送ジェットとして容器の吸引装置へ供給することによって可能である。あるいは当然のことながら、吸引装置の搬送ジェットは、本発明による方法ではまた、容器への後充填の目的のために供給される液体または混合物、および容器から予め取り出される液体または混合物であってもよい。 Alternatively, it will be appreciated that the method according to the invention can also be carried out without the liquid or mixture supplied as a transport jet in the container comprising a liquid or mixture previously removed from the container. This is possible, for example, by supplying the liquid or mixture supplied for post-filling into the container as a transport jet to the suction device of the container. Alternatively, it will be appreciated that the transport jet of the suction device can also be a liquid or mixture supplied for the purpose of post-filling into the container and a liquid or mixture previously removed from the container. Good.
通常、本発明による方法では気相は実質的に化学反応を行わない。つまり気相は、本発明による方法では実質的に消費されない。通常、搬送ジェットと一緒に容器中に存在する液体または混合物へと、気相から放出されるガスは、１体積％以下、有利には０．７５体積％以下、特に有利には０．５体積％以下、または０．２５体積％以下、およびとりわけ有利には０．１体積％以下が、貯蔵されている液体または混合物を１回バブリングして通過する（上昇する）際に、化学的に変化する。 Usually, in the process according to the invention, the gas phase does not substantially undergo chemical reactions. That is, the gas phase is not substantially consumed in the process according to the invention. Normally, the gas released from the gas phase into the liquid or mixture present in the container together with the transport jet is 1% by volume or less, preferably 0.75% by volume or less, particularly preferably 0.5% by volume. % Or less, and particularly preferably 0.1% or less by volume, changes chemically when bubbling (raising) the stored liquid or mixture once. To do.
最も簡単な形では、本発明による方法はエジェクタを用いて（つまり水流ポンプの原理によって）吸引装置として実施されている。この場合搬送ジェットは、ノズルを通過する際に、たとえば容器の気相へと突出している上昇管（これは通常、容器壁に固定されたホルダによって保持されている）を介して気相からガスを吸引し、かつ搬送ジェットと一緒に、分散された気泡の形で貯蔵容器の液状内容物へと排出されるように、エジェクタに適合されている搬送ノズルによって輸送される。エジェクタの基本的な構造および名称（文献中及び以下では、ジェット圧縮装置とも呼ばれる）は、図７が示している（Ｃｈｅｍ，−Ｉｎｇ．Ｔｅｃｈｎ．４７、１９７５年、第５号、第２０９頁、Ｃｈｅｍｉｅ−Ｉｎｇ．Ｔｅｃｈｎ．ＭＳ２０１／７５、"Ｖｅｒｆａｈｒｅｎｓｔｅｃｈｎｉｋ"、１５、（１９８１）、第１０号、第７３８〜７４９頁、「１の円筒形の搬送ジェットによる水流空気ポンプにおける試験（Ｕｎｔｅｒｓｕｃｈｕｎｇｅｎ ａｎ Ｗａｓｓｅｒｓｔｒａｈｌ−Ｌｕｆｔｐｕｍｐｅｎ ｍｉｔ ｅｉｎｅｍ ｅｉｎｚｉｇｅｎ ｋｒｅｉｓｚｙｌｉｎｄｒｉｓｃｈｅｎ Ｔｒｅｉｂｓｔｒａｈｌ）」、Ｄ．Ｉ．Ｇ．ｖ．Ｐａｗｅｌ−Ｒａｍｍｉｎｇｅｎ、学位論文、１９３６年、ＴＨ Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ、ならびに「混合衝撃およびその気液エジェクタの設計に対する影響（Ｍｉｘｉｎｇ ｓｈｏｃｋｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ−ｇａｓ ｅｊｅｃｔｏｒｓ）」、Ｊ．Ｈ．Ｗｉｔｔｅ、試験報告書、Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｈｏｇｅｓｃｈｏｏｌ、Ｄｅｌｆｔ（１９６２年１２月）を参照のこと）。 In its simplest form, the method according to the invention is implemented as a suction device using an ejector (ie by the principle of a water flow pump). In this case, when the transport jet passes through the nozzle, for example, the gas from the gas phase passes through a riser pipe (which is usually held by a holder fixed to the container wall) protruding into the gas phase of the container. And is transported by a transport nozzle adapted to the ejector so as to be discharged together with the transport jet in the form of dispersed bubbles into the liquid content of the storage container. The basic structure and name of the ejector (also referred to in the literature and hereinafter as the jet compressor) is shown in FIG. 7 (Chem, -Ing. Techn. 47, 1975, No. 5, p. 209, Chemie- Ing. Techn. Mit einem einzigen kreiszylindrichenchen Tribstrahl) ”, DI Gv Pawel-Rammingen, dissertation, 1936, TH Braunschweig, “Mixing shocks and the influence on the design of liquid-gas ejectors”, J. H. Wite, test report, Tech Hoscheol, 19 February. checking).
エジェクタ（たとえば図７を参照のこと）は、通常、搬送ノズル（１）、（搬送ノズルを通常は包囲している）吸引室（４）、混合室（通常は混合管）への入口（５）、混合管（混合室）（６）、および拡散装置（７）からなる（か、もしくはこれらを有する）。搬送ノズルから排出される、搬送液の迅速なジェットは（位置（０）でエジェクタへ輸送される）、吸引室中で負圧を生じる。このことによりガスは吸引室（その入口（８）が、たとえば気体透過性の接続部を介して（たとえば相応する上昇管）容器中で（相の境界面の上方で）気相と結合している）、吸引され（促進され）、かつ搬送液と気体との間でのインパルス交換により混合管（混合室）ならびに拡散装置中で圧縮され、搬送液中で分散され、かつこれと一緒にタンクの液体へと放出される。気泡は上昇する際に液体を連行し、かつ貯蔵されている液体または貯蔵されている混合物中で所望の（上向きの、作用が増大していく）混合を生じる。相界面によって気相へ返送されるガスは再び吸引することができる等。 The ejector (see, for example, FIG. 7) usually has a transfer nozzle (1), a suction chamber (usually surrounding the transfer nozzle) (4), an inlet (5) to the mixing chamber (usually a mixing tube). ), Mixing tube (mixing chamber) (6), and diffusion device (7). The rapid jet of transport liquid discharged from the transport nozzle (transported to the ejector at position (0)) creates a negative pressure in the suction chamber. This allows the gas to be combined with the gas phase in the suction chamber (its inlet (8), for example via a gas-permeable connection (for example a corresponding riser)) in the vessel (above the phase boundary). ), Aspirated (promoted), and compressed in the mixing tube (mixing chamber) and diffusion device by impulse exchange between the carrier liquid and gas, dispersed in the carrier liquid, and together with the tank Is released into the liquid. The bubbles entrain the liquid as it rises and produce the desired (upward, increasing action) mixing in the stored liquid or stored mixture. The gas returned to the gas phase by the phase interface can be sucked again, etc.
搬送ノズルのノズル接続部が高い乱流で液体ジェットを発生させる搬送ノズルは、本発明により適切なエジェクタ中で特に有利である。というのも、高められた乱流と共に排出される搬送ジェットは、ガスを吸引室から特に効果的に連行し（気相と液相との接触面積が高まる）、このことによって、吸引作用が高められ、かつ時間単位あたりに吸引されるガス量が高まり、その結果、所望の混合が改善されるからである。搬送ジェットをその搬送ノズルからの出口の後方でさらに拡大することを改善することは、搬送ノズルを通過する前に、わずかな旋回運動を行うことによって達成される。これはたとえば、搬送ノズルの直前に適切な旋回体（９）を設置することによって可能である。このようなものとして、本発明によれば有利にはたとえば、"Ｖｅｒｆａｈｒｅｎｓｔｅｃｈｎｉｋ"、１５（１９８１年）、第１０号、第７３９頁の図３に示されているような羽根輪が考えられる。しかし、液体ジェットに対する旋回が強すぎる旋回体を使用すると（つまり、強すぎる旋回によって乱流が生じる搬送ジェット）、吸引特性の低下も生じうる。原則として旋回は搬送ジェットの接線に搬送液を供給することによって発生させることもできる。 A transport nozzle in which the nozzle connection of the transport nozzle generates a liquid jet with high turbulence is particularly advantageous in a suitable ejector according to the invention. This is because the transport jet, which is discharged with enhanced turbulence, entrains the gas particularly effectively from the suction chamber (which increases the contact area between the gas phase and the liquid phase), which increases the suction action. And the amount of gas drawn per time unit is increased, resulting in improved desired mixing. Improving further expansion of the transport jet behind the exit from the transport nozzle is accomplished by performing a slight swivel motion before passing through the transport nozzle. This is possible, for example, by installing a suitable swivel (9) just before the transport nozzle. As such, according to the present invention, for example, an annulus as shown in FIG. 3 of “Verfahrenstechnik”, 15 (1981), No. 10, page 739 is conceivable. However, if a swirling body that swirls too strongly against the liquid jet is used (that is, a transport jet that generates turbulent flow due to swirling that is too strong), the suction characteristics may be deteriorated. In principle, the swirl can also be generated by supplying the transport liquid to the tangent of the transport jet.
搬送ジェットを旋回させるためにはこれに代えて、および／または付加的に、たとえば搬送ジェットの出口横断面が、多数の出口開口部を有している（搬送ノズルの横断面が搬送ジェット分散装置を備えている）ことによって搬送ジェットを分割（複数の個別のジェットに分割）することができる。最も簡単な方法ではこれは、たとえば前記のＪ．Ｈ． Ｗｉｔｔｅの試験報告、第１４頁の図２に示されているような、搬送ノズルの出口横断面に多数の流出開口部を有する（最も簡単な場合にはリング状）スクリーン（板）が組み込まれていることによって実現可能である。 For swirling the transport jet, alternatively and / or additionally, for example, the exit cross section of the transport jet has a number of outlet openings (the cross section of the transport nozzle is the transport jet dispersing device). The transport jet can be divided (divided into a plurality of individual jets). In the simplest way, this is for example described in J. H. A Witte test report, as shown in Figure 2 on page 14, incorporates a screen (plate) with a number of outflow openings (in the simplest case in the form of a ring) on the exit cross section of the transport nozzle. Can be realized.
あるいは穿孔の代わりに（この場合、スクリーンノズルまたは多孔式ノズルが該当する）たとえばスリットノズル（たとえば同心円のリング状ギャップ）も考えられる。 Alternatively, instead of perforations (in this case, screen nozzles or perforated nozzles), for example slit nozzles (for example concentric ring gaps) are also conceivable.
本発明によるエジェクタの使用の際に、混合作用が、特に液体と微粒子状の固体とからなる貯蔵されている液体もしくは貯蔵されている混合物へとノズル導入されるガスによって行われる場合、貯蔵容器中のエジェクタはジェットノズルのように斜め上方に向かって設置されている必要も、わずかに高い位置に設置されている必要もない。むしろエジェクタは貯蔵タンクの直接底部付近に設置されていてもよい。さらに、搬送ノズル（エジェクタ中（ひいてはエジェクタ自体）は、実質的に混合効率を失うことなく、貯蔵タンクの底部に対して平行に（つまり標準的には水平に）設置されていてもよい。垂直な設置によって、相境界面（液面）は、液体による不十分な覆いが最早存在しなくなる前に、貯蔵容器中で実質的により低い位置に低下することができる。液面が、水平に設置されたエジェクタの分散装置よりも下方までさらに低下する場合、エジェクタから水平に排出されるジェットは特に、該ジェットが予め旋回および／または分割されている場合には、拡大され、かつ容器壁に衝突するする際に、ジェットノズルと比較して低減された噴霧量を生じる。貯蔵タンクの液状内容部を混合するために使用されるエジェクタの設計（これはたとえばタンク内容物の物質データおよびタンクの形状寸法に依存する）は、前記の文献に記載されているとおりに行うことができる。製造材料として、貯蔵されている液体／混合物の特性に適合させて、特殊鋼もプラスチック（たとえばＥＰ−Ａ２４５８４４で推奨されているような繊維強化プラスチック材料）も考えられる。貯蔵内容物がアクリル酸、メタクリル酸、これらのエステルであるか、またはこれらの溶液である場合、ジェットノズルのための原材料として、特にＤＩＮ材料番号１．４５４１および１．４５４７の特殊鋼が推奨される。基本的に本発明による方法のために本発明によるエジェクタを使用することで十分である。本発明によれば有利には、これは容器中で、拡散装置からの出口が容器の中央に存在するように位置決めする。あるいはまた、当然のことながら、同一の容器中で、複数のエジェクタが同時に本発明により運転されてもよい。適用技術的に有利にはこの場合、同じ大きさのエジェクタを使用する。その際、エジェクタは原則として任意の位置でタンク中で相対して配置されていてもよく、かつたとえば一緒に星形または球形の星形を形成してもよい。本発明によれば、搬送ジェットを生じるポンプが、容器中に貯蔵されている液体／混合物を取り出すために使用されるポンプと同一でありうることが有利である（あるいはまた両方の木手Ｋのために２つのポンプを使用することもできる）。（メタ）アクリルモノマーを含有する貯蔵されている液体の場合（またはその他の液状で貯蔵される化学薬品の場合）、このような搬送ポンプとしてたとえばＷＯ２００４／００３３８９で推奨されている、二重の滑りリングパッキングを有する搬送ポンプが考えられる。 In the use of the ejector according to the invention, if the mixing action is carried out by a gas which is nozzleed into a stored liquid or a stored mixture, in particular consisting of a liquid and a finely divided solid, The ejector need not be installed obliquely upward like a jet nozzle, or need not be installed at a slightly higher position. Rather, the ejector may be installed near the bottom of the storage tank. Furthermore, the transport nozzle (in the ejector (and hence the ejector itself)) may be installed parallel (ie, typically horizontally) to the bottom of the storage tank without substantially losing mixing efficiency. With the correct installation, the phase interface (liquid level) can be lowered to a substantially lower position in the storage container before there is no longer sufficient coverage by the liquid. The jet discharged horizontally from the ejector is enlarged and impinges on the container wall, especially if the jet has been swirled and / or split in advance, if it drops further below the dispenser of the ejected ejector This results in a reduced spray volume compared to the jet nozzle, which is the design of the ejector used to mix the liquid content of the storage tank (for example, (Depending on the substance data of the tank contents and the geometry of the tank) can be carried out as described in the above literature, as a production material, adapted to the properties of the stored liquid / mixture, Special steels and plastics (for example fiber reinforced plastic materials as recommended in EP-A 245844) are conceivable, if the storage content is acrylic acid, methacrylic acid, esters thereof or solutions thereof, As the raw material for the jet nozzle, special steels with DIN material numbers 1.4541 and 1.4547 are recommended in particular, it is basically sufficient to use the ejector according to the invention for the method according to the invention. Advantageously according to the invention, this is positioned in the container so that the outlet from the diffusion device is in the middle of the container. Alternatively, it will be appreciated that a plurality of ejectors may be operated simultaneously according to the invention in the same container, which is advantageously applied technically in this case using the same size ejector. In this case, the ejectors can in principle be arranged relative to each other in the tank at any position and, for example, together form a star or a spherical star. It is advantageous that the resulting pump can be identical to the pump used to remove the liquid / mixture stored in the container (or also using two pumps for both wooden hands K) In the case of stored liquids containing (meth) acrylic monomers (or in the case of other liquid-stored chemicals) such as a delivery pump, for example A transport pump with a double sliding ring packing, as recommended in WO 2004/003389, is conceivable.
この代替的な搬送ポンプとして、たとえばＵＳ−Ａ５，７２７，７９２、ＵＳ−Ａ４，１６８，９３６、ＥＰ−Ａ１０９２８７４ならびにＵＳ−Ａ４，８６５，３３３に記載されているポンプが考えられる。 As this alternative transport pump, for example, the pumps described in US-A 5,727,792, US-A 4,168,936, EP-A 1092874 and US-A 4,865,333 are conceivable.
本発明による方法のためにエジェクタによって時間単位あたりに気相から吸引されるガス量（およびこれと共に混合作用）は、本発明によれば有利には、本発明による方法のためのエジェクタの利点を、本願の冒頭に記載した（およびたとえばＤＥ−Ａ２４０４２８９にも記載されている）ジェットノズルの有利な観点と適切な方法で組み合わせて、図８に略図で示されている、本発明によるエジェクタに代えて使用される吸引装置としての、いわゆるエジェクタジェットノズルにすることにより（一般に２〜３倍）向上することができる（エジェクタジェットノズルの原理はたとえば、Ｃｈｅｍｉｅ−Ｉｎｇ．Ｔｅｃｈｎ．４７、１９７５年、第５号、第２０９頁、Ｃｈｅｍｉｅ−Ｉｎｇ．Ｔｅｃｈｎ．ＭＳ２０１／７５、Ｃｈｅｍｉｅ−Ｉｎｇ．Ｔｅｃｈｎ．６１（１９８９）、第１１号、第９０８〜９０９頁、ＤＥ−Ａ２４１０５７０およびＤＥ−Ａ１５５７０１８に記載されている）。 The amount of gas drawn from the gas phase per unit of time by the ejector for the method according to the invention (and the mixing action therewith) advantageously according to the invention is the advantage of the ejector for the method according to the invention. In combination with the advantageous aspects of the jet nozzle described at the beginning of this application (and also described in DE-A 2404289, for example) in an appropriate manner, replacing the ejector according to the invention shown schematically in FIG. (Generally 2 to 3 times) can be improved by using a so-called ejector jet nozzle as a suction device to be used (the principle of the ejector jet nozzle is, for example, Chemie-Ing. Techn. 47, 1975, No. 1). 5, page 209, Chemie-Ing.Techn.MS201 / 75, Chemie- ng.Techn.61 (1989), No. 11, pp. 908-909, is described in DE-A2410570 and DE-A1557018).
これは物理的には、エジェクタ中のガスが、搬送ジェットの液体のみと接触する一方で、ジェットノズルのインパルス交換室へはさらに何倍もの量の搬送ジェットが周囲の液体から吸引されることに基づいている。簡単にいうならば、エジェクタジェットノズルは、ジェットノズル以外の何者でもなく、この場合、搬送ジェットとして、エジェクタの搬送ノズルの後方で形成される、吸引されたガスと、エジェクタの搬送ノズルを通って輸送された搬送液とからなる混合物が使用される。 Physically, this means that the gas in the ejector comes into contact only with the liquid in the transport jet, while an amount of the transport jet is sucked from the surrounding liquid into the impulse exchange chamber of the jet nozzle. Is based. Simply put, an ejector jet nozzle is nothing but a jet nozzle, in this case as a transport jet, passing through the aspirated gas formed behind the ejector transport nozzle and the ejector transport nozzle. A mixture comprising transported transport liquid is used.
この目的のために、エジェクタジェットノズルのエジェクタ部分の吸引室は、一般的なエジェクタとは異なって継ぎ目がないように混合管（混合室）へと移行する。むしろここでは、吸引室は混合ノズル（１０）へとつながっており（吸引室が混合ノズルへと伸びており）、ここから「エジェクタ」に由来する、搬送液と吸引された気体とからなる混合物、たとえば搬送ジェットが、搬送ノズルにおいてインパルス交換管（一般に（入口および出口が開放されている）インパルス交換室）へとノズル導入される。これはエジェクタジェットノズルの場合、通常、まず一定の横断面を有し、かつ流れの方向で次いで通常は（ただし必ずしも必要ではないが）分散装置へと伸びている（分散装置は、流れの方向で拡大する横断面を有する）。このことによって混合ノズル／インパルス交換管の移行部の周囲から貯蔵タンク中で時間単位あたりに吸引される液体量は、エジェクタ部分中で時間単位あたりに輸送される搬送液の数倍（通常、１もしくは２〜１０倍、しばしば４〜８倍）である。 For this purpose, the suction chamber of the ejector portion of the ejector jet nozzle moves to the mixing tube (mixing chamber) so as to be seamless, unlike a general ejector. Rather, here, the suction chamber is connected to the mixing nozzle (10) (the suction chamber extends to the mixing nozzle), from which the mixture consisting of the carrier liquid and the sucked gas derived from the “ejector” For example, a carrier jet is introduced into the impulse exchange tube (generally an impulse exchange chamber (with the inlet and outlet open)) at the carrier nozzle. In the case of an ejector jet nozzle, this usually has a constant cross-section first and then in the direction of flow then usually (but not necessarily) extends to the disperser (the disperser is in the direction of flow) With a cross-section that expands on). As a result, the amount of liquid sucked per unit of time in the storage tank from around the transition of the mixing nozzle / impulse exchange tube is several times that of the transport liquid transported per unit of time in the ejector part (usually 1 Or 2-10 times, often 4-8 times).
吸引されたガスをエジェクタジェットノズルへと、ひいては流れの方向で連行する液体量は、純粋なエジェクタの場合よりも大きい。このことは、明らかな吸引力の向上を条件付け、かつ本発明による意味でこのことによって達成可能な高い混合作用を条件付ける。簡単にいうならば、エジェクタの混合管中で分割される液滴は、連続的な気相を促進し、他方、液体流はエジェクタジェットノズルのインパルス交換管中で、この中で分散した気泡へと促進される。 The amount of liquid that entrains the sucked gas into the ejector jet nozzle and thus in the direction of flow is greater than in the case of a pure ejector. This conditions a clear improvement in suction force and in the sense according to the invention conditions the high mixing action that can be achieved by this. In short, the droplets that break up in the mixing tube of the ejector promote a continuous gas phase, while the liquid stream flows into the dispersed bubbles in the impulse exchange tube of the ejector jet nozzle. And promoted.
本発明により有利には、エジェクタジェットノズルのエジェクタ部分中の搬送ジェットノズルもまた、搬送ジェットノズルから排出される搬送ジェットを拡大および／または分散する部材を有している。ジェット圧縮装置の記載においてすでに説明したように、このような部材として、たとえば旋回体および／またはスクリーン板もしくはスリット板（搬送ジェット分割装置）が考えられる。純粋なジェット圧縮装置と比較した、エジェクタジェットノズルのもう１つの利点は、自ずと調整される微細なガス分割であり、これは所望の混合に対して同様に有利に作用する。要するに、エジェクタジェットノズル中でエジェクタ部分中で吸引されるガスは吸引される搬送ジェットと共に混合ノズルへと案内され、かつその中で相互に混合される。こうして生じた搬送液−ガス混合物は、貯蔵されている液状の媒体中に存在し、かつ搬送液−ガス混合物の入口方向に伸びている、容易に体積に対して極めて小さい（通常は、インパルス交換室の体積は、容器の最大液状充填内容物の数百〜数十万もしくは数百万分の一である）インパルス交換室（の最も狭い横断面）に一緒に導入（ノズル導入）される。この場合、混合ノズルから排出される搬送液−ガス混合物（貯蔵されている液状媒体が存在しない場合には、重力によって混合ノズルの最も狭い横断面を通って（流出する）（およびインパルス交換室につながる）の入口において、ジェットはこの明細書中では、混合ノズルからインパルス交換室へと案内される中心ジェット（図１５の（１１）を参照のこと）と呼ばれる）は、周囲の貯蔵されている液状媒体からインパルス交換室へと吸引される。この吸引された「第二の」液体流は、インパルス交換管（インパルス交換室の入口）の比較的狭い横断面に基づいて、著しく促進される。このことによりエジェクタ中のガスの吸引圧力は静圧まで低下する。同時に、コンマ数秒以内にインパルス交換室へ導入されたあとで、吸引された液体および搬送液−ガス混合物は、強力に攪拌される。このことによって、分散相中での急激な交換が行われるので、その結果として、ガスは液体中に微分散した気泡の形で連行される。 Advantageously according to the invention, the transport jet nozzle in the ejector part of the ejector jet nozzle also has a member for expanding and / or dispersing the transport jet discharged from the transport jet nozzle. As already described in the description of the jet compression apparatus, as such a member, for example, a revolving body and / or a screen plate or a slit plate (conveying jet dividing device) can be considered. Another advantage of the ejector jet nozzle compared to a pure jet compression device is a finely divided gas division that is tuned naturally, which also has the same effect on the desired mixing. In short, the gas sucked in the ejector part in the ejector jet nozzle is guided together with the sucked transport jet to the mixing nozzle and mixed therein. The resulting carrier liquid-gas mixture is present in the stored liquid medium and extends in the direction of the inlet of the carrier liquid-gas mixture and is very small in volume (usually impulse exchange) The chamber volume is introduced together (nozzle introduction) into the impulse exchange chamber (which is the narrowest cross-section), which is hundreds to hundreds of thousands or even millions of the maximum liquid fill content of the container. In this case, the carrier liquid-gas mixture discharged from the mixing nozzle (if there is no stored liquid medium, it flows (flows out) through the narrowest cross section of the mixing nozzle by gravity (and into the impulse exchange chamber). In this specification, the jet is guided in this specification from the mixing nozzle to the impulse exchange chamber (referred to as the central jet (see (11) in FIG. 15)) is stored around Suction from the liquid medium into the impulse exchange chamber. This aspirated “second” liquid flow is significantly facilitated based on the relatively narrow cross section of the impulse exchange tube (impulse exchange chamber inlet). This reduces the suction pressure of the gas in the ejector to a static pressure. At the same time, after being introduced into the impulse exchange chamber within a few seconds of the comma, the aspirated liquid and carrier liquid-gas mixture are vigorously stirred. This causes a rapid exchange in the dispersed phase, and as a result, the gas is entrained in the form of finely dispersed bubbles in the liquid.
具体的な実施の問題に関するエジェクタジェットノズルの設計は、ふたたびこの明細書中で引用した文献のエジェクタジェットノズルとの関連に基づいて行うことができる（製造材料として、エジェクタのために挙げられたものが考えられる）。 The design of the ejector jet nozzle with respect to specific implementation issues can be made again in relation to the ejector jet nozzle of the literature cited in this specification (as listed as manufacturing material for the ejector). Can be considered).
混合ノズルからの出口における搬送液の速度は、通常、１０〜１００ｍ／ｓ、有利には１５〜７０もしくは３０ｍ／ｓであってよい。インパルス交換室の入口開口部の平均直径は、通常、混合ノズルの平均直径の１．１〜４倍、有利には１．２〜２倍であり、インパルス交換室の長さは一般に、その水力直径の３〜３０倍、有利には３〜１０倍である。 The speed of the transport liquid at the outlet from the mixing nozzle can usually be 10-100 m / s, preferably 15-70 or 30 m / s. The average diameter of the inlet opening of the impulse exchange chamber is usually 1.1 to 4 times, preferably 1.2 to 2 times the average diameter of the mixing nozzle, and the length of the impulse exchange chamber is generally its hydraulic power. 3 to 30 times the diameter, preferably 3 to 10 times.
インパルス交換室から排出される質量流は通常、１０3〜１０5Ｎ／ｍ2、有利には５×１０3〜２×１０4Ｎ／ｍ2の平均インパルス密度を有する。これとは異なり、搬送ジェットの平均インパルス密度は、本発明による方法では通常、２．５×１０4〜１０7Ｎ／ｍ2、しばしば１０5〜５×１０6Ｎ／ｍ2である。 The mass flow discharged from the impulse exchange chamber usually has an average impulse density of 10 3 to 10 5 N / m 2 , preferably 5 × 10 3 to 2 × 10 4 N / m 2 . On the other hand, the average impulse density of the transport jet is usually 2.5 × 10 4 to 10 7 N / m 2 , often 10 5 to 5 × 10 6 N / m 2 in the method according to the invention.
この場合、平均直径とは、ノズルもしくはインパルス交換室の入口開口部（これらはいずれも必ずしも円形である必要はない）の該当する横断面（これは四角であってもよい）と同じ面積を有する円の直径であると理解する。インパルス交換室は通常、一定の横断面を有し、かつ分散装置は通常、流れの方向で拡大する横断面を有する。基本的にインパルス交換室は構造的には種々の形態であってよく、その際、この形は有利には混合ノズルの形に適合される。 In this case, the mean diameter has the same area as the corresponding cross-section (which may be square) of the nozzle or impulse exchange chamber inlet opening (which need not all be circular). Understand that it is the diameter of a circle. Impulse exchange chambers typically have a constant cross section, and dispersion devices typically have a cross section that expands in the direction of flow. In principle, the impulse exchange chamber may be structurally different, in which case this shape is advantageously adapted to the shape of the mixing nozzle.
一般にはインパルス交換室として、円筒形の管を使用し、かつ分散装置として、円すい形のスタブを使用する。インパルス交換室が円筒形の管として構成されている場合には、その長さは通常、その直径の３〜３０倍であり、有利には３〜１０倍であり、これはこの場合、同時にその水力直径でもある。インパルス交換室が円形の横断面またはその長さにわたって一定の横断面を有する場合、その長さは通常、その水力直径の２〜３０倍、有利には３〜１０倍である。この場合、水力直径とは、該当するインパルス交換室と同一の使用量および同一の長さにおいて、同一の圧力損失を示す円筒形の管の直径であると理解される。 In general, a cylindrical tube is used as an impulse exchange chamber, and a conical stub is used as a dispersing device. If the impulse exchange chamber is configured as a cylindrical tube, its length is usually 3 to 30 times its diameter, preferably 3 to 10 times, which in this case is at the same time It is also the hydraulic diameter. If the impulse exchange chamber has a circular cross section or a constant cross section over its length, its length is usually 2 to 30 times, preferably 3 to 10 times its hydraulic diameter. In this case, the hydraulic diameter is understood to be the diameter of a cylindrical tube that exhibits the same pressure loss at the same usage and length as the relevant impulse exchange chamber.
混合ノズルの最も狭い横断面は、本発明により適切なエジェクタジェットノズルの場合、適用技術的に有利には、エジェクタ部分の搬送ノズルから一定の間隔で存在しており、これは混合ノズルの最も狭い水力直径の１〜１０倍に相応する。 The narrowest cross-section of the mixing nozzle, in the case of an ejector jet nozzle suitable according to the invention, is advantageously applied at a certain distance from the conveying nozzle in the ejector part, which is the narrowest of the mixing nozzle. Corresponds to 1 to 10 times the hydraulic diameter.
さらに混合ノズルの最も狭い横断面は、本発明により適切なエジェクタジェットノズルの場合、適用技術的に有利には、搬送ノズルの最も狭い水力直径の０以上〜３倍もしくは２倍までよりも低い位置でインパルス交換室へと突出していない。 Furthermore, the narrowest cross section of the mixing nozzle is advantageously applied technically in the case of an ejector jet nozzle suitable according to the invention at a position lower than 0 to 3 times or 2 times the narrowest hydraulic diameter of the transport nozzle. It does not protrude into the impulse exchange chamber.
本発明によれば有利には、混合ノズルはインパルス交換室中に突出している。基本的に混合ノズルの最も狭い横断面積は、インパルス交換室への入口に対して、一定の間隔を有していてもよく、これはたとえば搬送ノズルの最も狭い水力直径の１倍まで、またはそれ以上であってよい。 Advantageously according to the invention, the mixing nozzle projects into the impulse exchange chamber. Basically, the narrowest cross-sectional area of the mixing nozzle may have a constant spacing relative to the entrance to the impulse exchange chamber, for example up to one times the narrowest hydraulic diameter of the transfer nozzle or It may be above.
さらに、本発明により適切なエジェクタジェットノズルの混合ノズルの最も狭い断面積は適用技術的に有利には、最も狭い搬送ノズル断面積の１．５〜１５倍、有利には２〜１０倍である。エジェクタ部分の搬送ノズルを離れる搬送ジェットの速度は、本発明により適切な方法では、エジェクタジェットノズルの場合、通常、２０〜５０ｍ／ｓである。 Furthermore, the narrowest cross-sectional area of the mixing nozzle of the ejector jet nozzle suitable according to the invention is advantageously from an application standpoint 1.5 to 15 times, preferably 2 to 10 times the narrowest transport nozzle cross-sectional area. . The speed of the transport jet leaving the transport nozzle of the ejector part is usually 20-50 m / s in the case of an ejector jet nozzle, in a manner suitable according to the invention.
ここでエジェクタジェットノズルのエジェクタ部分の可能な形状寸法のために行った記載は、単独のエジェクタにも該当する。 The description given here for the possible geometry of the ejector portion of the ejector jet nozzle also applies to a single ejector.
エジェクタジェットノズルに代えて、本発明による方法のために、すでに純粋なエジェクタの適用の場合において言及したように、複数の（束状の）エジェクタジェットノズルを、同一の貯蔵容器中で適用することもできる。エジェクタの場合も同様に、本発明によれば、（特に本発明により貯蔵すべき混合物中での微粒子状の固体の沈殿を回避するために）エジェクタジェットノズル（もしくはエジェクタ）は、容器の中央に水力に下向きに設置されることが有利である。本発明によればまた、エジェクタジェットノズルにおいて、複数のその混合ノズルを含むエジェクタ部分が、共通のインパルス混合室と一体化されている（組み合わされている）ことも可能であり、この場合、その入口開口部の横断面は、そのつどの混合ノズルのためにその個別的な適用の際に必要とされる横断面の合計に相応すべきである。 Instead of d GETS Kuta jet nozzle, for the process according to the present invention, as mentioned in the case of already pure ejector application, a plurality of (bundled) ejector jet nozzle, applied in the same storage vessel You can also. Similarly in the case of an ejector, according to the invention, the ejector jet nozzle (or ejector) is located in the middle of the container (especially to avoid precipitation of particulate solids in the mixture to be stored according to the invention). It is advantageous to install it downwards in hydropower. According to the present invention, it is also possible in the ejector jet nozzle that an ejector portion including a plurality of the mixing nozzles is integrated (combined) with a common impulse mixing chamber, in which case The cross section of the inlet opening should correspond to the sum of the cross sections required for that particular application for that particular mixing nozzle.
基本的にインパルス交換室および混合ノズルを一緒に含むエジェクタジェットノズルのエジェクタ部分は、複数の（有利には３つの（完全に十分な集中化が可能となる）ブリッジであって、そのうちのそのつど２つのブリッジが、１２０°の角度を含む）ブリッジによって相互に結合されていてもよい。しかしまたこれらは相互にネジ止めされていてもよい。この場合、最も簡単な事例では、ジャケット中の容器底部に向かって設置されたスリットもしくは少なくとも１の、継ぎ目のないようにジャケットにつながっている浸漬管中で、周囲の液体の吸引を行う。 The ejector part of the ejector jet nozzle, which basically comprises the impulse exchange chamber and the mixing nozzle together, is a plurality of (preferably three (preferably fully centralized)) bridges, each of which The two bridges may be connected to each other by a bridge (including an angle of 120 °). However, they can also be screwed together. In this case, in the simplest case, the surrounding liquid is aspirated in a slit installed towards the bottom of the container in the jacket or at least one dip tube connected to the jacket in a seamless manner.
一般に、本発明による方法をエジェクタジェットノズルを用いて実施する際には、供給されるガス体積に対する、インパルス交換室に案内される全液体体積の比率は、０．１〜１０であってよい。 In general, when the method according to the invention is carried out using an ejector jet nozzle, the ratio of the total liquid volume guided into the impulse exchange chamber with respect to the gas volume supplied may be 0.1-10.
インパルス交換室中のインパルス交換によって、および分散装置中での動力学的エネルギーから圧力エネルギーへの変換によって、エジェクタジェットノズル中で静圧が生じる。この圧縮工程は、液体量の増大によって、エジェクタの場合よりも改善された効率で行われる。さらに、壁での摩擦による流れの損失は、慣用のエジェクタの混合室に対して通常、インパルス交換室が直径においてより大きく、その他は同じ比率の場合に、より小さい流れ速度に基づいて、より小さいことによって有利に作用する。 Static pressure is created in the ejector jet nozzle by impulse exchange in the impulse exchange chamber and by conversion of kinetic energy to pressure energy in the dispersion apparatus. This compression process is performed with improved efficiency over the ejector by increasing the amount of liquid. Furthermore, the flow loss due to friction at the wall is usually less than the mixing chamber of a conventional ejector, based on the smaller flow velocity when the impulse exchange chamber is larger in diameter and otherwise the same ratio It works in an advantageous manner.
その他に、本明細書の図９は、吸引装置として有利なエジェクタジェットノズルを使用した、本発明によるガスにより誘導される、液体と微粒子状の固体とからなる液体または混合物により充填されているタンクの、一次的な混合の実施態様を略図により示している。エジェクタジェットノズルの水平な設置の可能性により、液面（相界面）は、図１０に相応して、液体による十分な被覆がもはや存在しなくなる前に、比較的低い位置に低下してもよい。液面（相界面）がノズルの下方にまでさらに低下する場合、付加的な液体はそれ以上吸引されない。しかし水平に排出されるジェットは、（特に旋回体をエジェクタ部分の搬送ノズルの前方で併用する場合には）、容器壁に衝突する際に、顕著な噴霧量はもはや生じることがなく（図１１）、というのも、ジェットはもはや、束状のジェットとして容器壁に達することがないからである。 In addition, FIG. 9 of the present description shows a tank filled with a liquid or mixture of liquid and particulate solids, induced by the gas according to the invention, using an ejector jet nozzle advantageous as a suction device. Figure 1 schematically illustrates a primary mixing embodiment. Due to the possibility of horizontal installation of the ejector jet nozzle, the liquid level (phase interface) may drop to a relatively low position before there is no longer sufficient coating with liquid, corresponding to FIG. . If the liquid level (phase interface) further drops below the nozzle, no additional liquid is aspirated. However, the jet discharged horizontally (especially when the swivel body is used in front of the conveying nozzle in the ejector portion) no longer causes a significant spray amount when colliding with the container wall (FIG. 11). ) Because the jet no longer reaches the container wall as a bundle of jets.
本発明により特に有利な実施態様では、図１２に記載の本発明による方法のための吸引装置として、混合ノズルとインパルス交換室（インパルス交換管）との間の吸引領域（周囲の液体用）が、少なくとも１の開口部（少なくとも１の入口開口部（少なくとも１の吸引開口部）を有するジャケットを備えており、少なくとも１の開口部は、混合ノズルからインパルス交換室に案内される中心ジェットの下方（下方とはこの場合、中心流から出発して容器もしくはタンクの底の方向に向かって下方を意味する）エジェクタジェットノズルを使用することもできる。とりわけ有利であるのは、これは少なくとも１の入口開口部を、容器の底部の方向に案内される（伸びている）浸漬管として実施されており、かつこのことによって容器の底部付近に（このことは、下側からの吸引に基づいて）特に迅速な混合を条件付ける）存在する。原則として、浸漬管の横断面は任意である、つまり円形であっても、楕円形であっても、四角形であってもよい。通常、浸漬管の横断面は、本発明による方法の場合、その長さにわたって一定している。円形の横断面を有する浸漬管が本発明によれば有利である。混合ノズルからインパルス混合室へとつながる中心ジェットの下方に存在する、少なくとも１の吸引開口部の平均直径は、通常、混合ノズルの平均直径の１〜２０倍、有利には２〜１０倍である。一般に、浸漬管は、その貫流ができる限りわずかな圧力損失を条件付けるように構成されている。基本的に、少なくとも１の吸引開口部は、浸漬管の長さにわたってその壁に分散して設置された穿孔および／またはスリットとして実施されていてもよい。浸漬管はその底部付近に存在する端部において、たとえばフックのように上向きに曲がっており、吸引開口部は容器の底の方を向いているのではなく、容器の天井（フタ）に向いていてもよい。あるいはまたこの湾曲は、ゴルフクラブの場合のように実施されており、かつ出口開口部と共に容器の底部に対して平行に伸びていてもよい。さらに浸漬管は吸引開口部と一緒に、容器の底部に存在する、上に向かって開放されたポット中に突出していてもよい。浸漬管の吸引開口部およびインパルス交換室（管）からの出口は、空間的に相互に（たとえば相互に最大の距離をおいて）無関係に配置されていてもよい（その空間的な位置では必ずしも相互に相関していなくてもよい）。浸漬管を有する実施変法（浸漬管はジャケットと継ぎ目のないように溶接されていてもよいし、またはジャケットにネジ止めされているか、またはジャケット中に存在する相応する接続部（たとえば接続用ソケットを備えたフランジによって）接続されていてもよい）は、貯蔵容器中の充填レベルが著しく低下した場合でも、依然として実質的にほぼ損なわれることのない、本発明による方法の実施を可能にする。しかしこの場合の問題は、搬送ポンプを短時間、停止することである。この場合、浸漬管は混合ノズルに対してもはや、液体と微粒子状の固体とからなる、貯蔵されている液体または貯蔵されている混合物により充填されるのではなく、ガスによって充填される。しかし搬送ノズルの搬送ジェットの旋回および／または分散が十分な場合には（たとえば旋回体および／または搬送ジェット流分割装置および／または搬送ジェットの接線への供給による）、エジェクタジェットノズルのエジェクタ部分において、生じる吸引力は、運転の再開後に、浸漬管中の液体もしくは混合物のレベルを、必要とされる部分にまで引き上げて、本発明による方法を継続することができるために十分である。 In a particularly advantageous embodiment according to the invention, the suction device (for the surrounding liquid) between the mixing nozzle and the impulse exchange chamber (impulse exchange tube) is used as a suction device for the method according to the invention described in FIG. A jacket having at least one opening (at least one inlet opening (at least one suction opening)), the at least one opening being below the central jet guided from the mixing nozzle to the impulse exchange chamber It is also possible to use ejector jet nozzles (downward means in this case starting from the central flow and downwards towards the bottom of the container or tank), which is particularly advantageous if it is at least one The inlet opening is implemented as a dip tube that is guided (stretched) in the direction of the bottom of the container and thereby near the bottom of the container (This is based on the suction from the lower side) in particular conditions the rapid mixing) exists. In principle, the cross section of the dip tube is arbitrary, i.e. it may be circular, elliptical or rectangular. Usually, the cross section of the dip tube is constant over its length in the case of the method according to the invention. A dip tube having a circular cross section is advantageous according to the invention. The average diameter of the at least one suction opening present below the central jet leading from the mixing nozzle to the impulse mixing chamber is usually 1 to 20 times, preferably 2 to 10 times the average diameter of the mixing nozzle. . In general, the dip tube is configured so that its flow through conditions as little pressure loss as possible. Basically, the at least one suction opening may be implemented as perforations and / or slits distributed on the wall over the length of the dip tube. The dip tube is bent upward at the end near the bottom, for example, like a hook, and the suction opening is not directed toward the bottom of the container but toward the ceiling of the container May be. Alternatively, the curvature may be implemented as in a golf club and may extend parallel to the bottom of the container along with the outlet opening. Furthermore, the dip tube may project together with the suction opening into a pot opened upwards, present at the bottom of the container. The suction opening of the dip tube and the outlet from the impulse exchange chamber (tube) may be arranged spatially independent of each other (eg at a maximum distance from each other) (not necessarily in their spatial position). They do not have to be correlated). Implementation variants having a dip tube (the dip tube may be welded seamlessly to the jacket, or screwed to the jacket, or a corresponding connection present in the jacket (eg a connection socket) ), Which may be connected by a flange with a), makes it possible to carry out the method according to the invention, even if the filling level in the storage container is significantly reduced, still substantially undisturbed. However, the problem in this case is to stop the transport pump for a short time. In this case, the dip tube is no longer filled to the mixing nozzle with a gas, rather than filled with a stored liquid or stored mixture consisting of a liquid and a particulate solid. However, if the swirling and / or dispersion of the transport jet of the transport nozzle is sufficient (for example by feeding the swirling body and / or the transport jet flow splitting device and / or the tangent of the transport jet), in the ejector part of the ejector jet nozzle The resulting suction force is sufficient to allow the level of the liquid or mixture in the dip tube to be raised to the required part and to continue the method according to the invention after resuming operation.
容器中の気相の体積は、本発明による方法の場合、容器中に貯蔵されている液体もしくは混合物の体積の少なくとも５体積％、または少なくとも１０体積％であるべきである。しかしまたこれは、３０体積％、６０体積％、９０体積％、１５０体積％、２５０体積％、３５０体積％およびそれ以上であってもよい。 The volume of the gas phase in the container should be at least 5% by volume, or at least 10% by volume of the volume of liquid or mixture stored in the container for the process according to the invention. But it may also be 30%, 60%, 90%, 150%, 250%, 350% and more.
本発明によればさらに、本発明による方法において、貯蔵容器の液状内容物１リットルあたり、毎分、少なくとも約１０-5標準リットル（０℃および１気圧での気体の体積、単位はリットル）のガス（通常はしかし、１０-1標準リットルを越えない）がノズル導入される。 Further according to the present invention, in the method according to the present invention, at least about 10 −5 standard liters per minute (1 liter of gas volume at 0 ° C. and 1 atm.) Per liter of liquid content in the storage container. Gas (usually but not exceeding 10 -1 standard liters) is introduced into the nozzle.
容器自体は、有利には円筒形（たとえば円形または方形、または四角形の横断面を有する）の構造を有しており、これは上に向かって円すい形の覆いにより、または半球形の、もしくはドーム方の覆いによって閉鎖されている。 The container itself preferably has a cylindrical (for example circular or square, or rectangular cross-section) structure, which is either conical upward or hemispherical or domed It is closed by the cover of the direction.
本発明による方法は特に、この明細書の冒頭記載した全ての液体（あるいはまたたとえばベンゼン、トルエン、アルコール、その他の炭化水素）、もしくは液体と微粒子状の固体とからなる混合物を有利に貯蔵するために適切である。この場合、これらは通常、液体の蒸気によって飽和の気体により過負荷状態となっている（つまり気相は通常、気化された液体のみからなるのではない）。 In particular, the process according to the invention advantageously stores all the liquids mentioned at the beginning of this specification (or also for example benzene, toluene, alcohol, other hydrocarbons) or mixtures of liquids and finely divided solids. Is appropriate. In this case, they are usually overloaded with gas saturated with liquid vapor (i.e. the gas phase usually does not consist solely of vaporized liquid).
このようなガスとして、たとえば不活性ガス、たとえばＮ2、希ガス、たとえばＡｒおよび／またはＣＯ2が考えられる。 As such a gas, for example, an inert gas such as N 2 , a rare gas such as Ar and / or CO 2 can be considered.
あるいはまた当然のことながら、このようなガス、もしくは分子酸素と不活性ガスとからなるその他の混合物も可能である。タンク中の絶対圧は、たとえば５０バールまでの大気圧であってもよく、タンク中の温度はたとえば０℃（もしくはそれ以下）〜１００℃（もしくはそれ以上）であってもよい。 Alternatively, of course, such gases or other mixtures of molecular oxygen and inert gas are possible. The absolute pressure in the tank may be, for example, atmospheric pressure up to 50 bar, and the temperature in the tank may be, for example, 0 ° C. (or lower) to 100 ° C. (or higher).
ただし、両方の前記のパラメータは、本発明による方法では制限を受けない。 However, both said parameters are not restricted by the method according to the invention.
本発明による方法は、貯蔵されている液体が、少なくともモノエチレン性の不飽和有機化合物（たとえばＮ−ビニルホルムアミド、酢酸ビニル、マレイン酸のエステル、スチレン、および／またはＮ−置換されたアクリルアミド）であるか、または少なくとも１のこのようなモノエチレン性不飽和有機化合物を含有する溶液であり、特にこれらが不所望のラジカル重合を防止する目的で重合防止剤が添加されている場合に特に有利である。 The process according to the invention is such that the stored liquid is at least a monoethylenically unsaturated organic compound (for example N-vinylformamide, vinyl acetate, esters of maleic acid, styrene, and / or N-substituted acrylamide). A solution containing at least one such monoethylenically unsaturated organic compound, especially when they are added with a polymerization inhibitor for the purpose of preventing unwanted radical polymerization. is there.
そのような少なくともモノエチレン性の不飽和有機化合物の別の例として、アクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、メタクリル酸ならびにアクリル酸および／またはメタクリル酸と一価もしくは多価のアルカノールとのエステルが挙げられる。これらのエステルには特に、そのアルコールが、１〜２０個の炭素原子を有するか、または１〜１２個の炭素原子を有するか、または１〜８個の炭素原子を有するものが挙げられる。このようなエステルの代表例として、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシル−アクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、およびｔ−ブチルメタクリレートが挙げられる。ラジカル重合の防止剤として、前記のモノマーおよび有機溶剤または水中のこれらの溶液に関して、たとえばヒドロキノンのモノメチルエーテル（ＭＥＨＱ）、ヒドロキノン、フェノール（たとえば２，４−ジメチル−６，６−ブチルフェノール）、キノン、ブチルピロカテキン、フェノチアジン、ジフェニルアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ニトロキシルラジカルおよび／またはニトロソ化合物、たとえばニトロフェノールが考えられる（ならびにＷＯ００／６４９４７に挙げられている全ての重合防止剤）。モノマー含有率に対して、貯蔵の目的で添加される重合防止剤の量は、０．５〜１０００質量ｐｐｍ（しばしば１〜６００質量ｐｐｍまたは２〜５００質量ｐｐｍ）であってよい。
Other examples of such at least monoethylenically unsaturated organic compounds include acrolein, methacrolein, acrylic acid, methacrylic acid and esters of acrylic acid and / or methacrylic acid with mono- or polyvalent alkanols. . These esters include in particular those whose alcohols have 1 to 20 carbon atoms, or 1 to 12 carbon atoms, or 1 to 8 carbon atoms. Representative examples of such esters include methyl methacrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl Methacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, and t-butyl methacrylate. As inhibitors of radical polymerization, for example the above-mentioned monomers and organic solvents or their solutions in water, eg monoquinone ether of hydroquinone (MEHQ), hydroquinone, phenol (
氷酢酸、つまり純粋な酢酸（アクリル酸含有率９９．５質量％以上）の場合、通常、２００±２０質量ｐｐｍのＭＥＨＱが貯蔵防止剤として添加されている（推奨貯蔵温度は１５〜２５℃）。ｎ−ブチルアクリレート（ｎ−ブチルアクリレート含有率９９．５質量％以上）およびその他の前記の（メタ）アクリルエステルの場合、通常、１５±５質量ｐｐｍのＭＥＨＱが、貯蔵安定剤として添加されている（推奨貯蔵温度は２０〜３５℃）。ＭＥＨＱもまた、その他の前記の（メタ）アクリルモノマーおよびこれらの溶液のために有利な貯蔵安定剤である。 In the case of glacial acetic acid, that is, pure acetic acid (acrylic acid content of 99.5% by mass or more), 200 ± 20 ppm by mass of MEHQ is usually added as a storage inhibitor (recommended storage temperature is 15 to 25 ° C.). . In the case of n-butyl acrylate (n-butyl acrylate content 99.5% by mass or more) and other (meth) acrylic esters, 15 ± 5 mass ppm of MEHQ is usually added as a storage stabilizer. (Recommended storage temperature is 20-35 ° C). MEHQ is also an advantageous storage stabilizer for the other aforementioned (meth) acrylic monomers and their solutions.
すでに記載したように、前記の重合防止剤（特にＭＥＨＱ）は、通常、分子酸素の存在のみによってその防止作用を展開する。 As already described, the polymerization inhibitors (especially MEHQ) usually develop their prevention action only by the presence of molecular oxygen.
ただし、特に（メタ）アクリルモノマーは、分子酸素によって爆発性の混合物を形成する可能性がある。 However, in particular, (meth) acrylic monomers may form explosive mixtures with molecular oxygen.
従来は、貯蔵タンク中での噴霧（噴霧形成）の場合にも、相応する爆発を排除するために、安全技術的に高度に利用可能であった液体レベル制御により、このような噴霧形成を防止するか、またはＷＯ２００５／０４９５４３がＵＳ−Ａ６，９１０，５１１との関係の文脈で推奨しているように、貯蔵タンク中の気相の酸素含有率を相応して限定しなければならなかった。 In the past, even in the case of spraying (spray formation) in storage tanks, such spray formation is prevented by liquid level control, which was highly available in safety technology to eliminate the corresponding explosion. Or, as recommended in the context of the relationship with US-A 6,910,511 by WO 2005/049543, the oxygen content of the gas phase in the storage tank had to be limited accordingly.
これに対して本発明による方法の適用により容器中の液体レベルが低い場合でも噴霧形成を回避することができ、タンク内容物を、タンク中に貯蔵されている液体により飽和されている空気によって比較的簡単かつ確実にブランケッティングすることが可能になる。しかし貯蔵されるべきアクリル酸（貯蔵される粗アクロレイン）が、プロパンの存在下でのプロピレンの不均一系触媒反応による部分的な気相酸化によって、またはプロパン自体の不均一系触媒反応による部分的な気相酸化によって生じたアクリル酸（アクロレイン）である場合、貯蔵すべき粗製アクリル酸（貯蔵すべき粗アクロレイン）は、生成物混合物から分離した後で通常、プロパンによって飽和された形で生じる。この場合、気体雰囲気はさらに燃焼性のプロパンを含有する。より安全な貯蔵のためにはこの場合、ＷＯ２００５／０４９５４３によるリーン空気下での貯蔵によって気相中の酸素限界濃度を下回ることが推奨される。 In contrast, the application of the method according to the invention allows to avoid spray formation even when the liquid level in the container is low, comparing the tank contents with air saturated with the liquid stored in the tank. It is possible to perform blanketing easily and reliably. However, the acrylic acid to be stored (crude acrolein to be stored) is partly due to partial gas phase oxidation of propylene in the presence of propane, due to heterogeneous catalysis of propylene, or due to heterogeneous catalysis of propane itself. In the case of acrylic acid (acrolein) produced by free gas phase oxidation, the crude acrylic acid to be stored (crude acrolein to be stored) usually occurs in a form saturated with propane after separation from the product mixture. In this case, the gas atmosphere further contains combustible propane. For safer storage, it is recommended in this case to be below the oxygen limit concentration in the gas phase by storage under lean air according to WO 2005/049543.
基本的に、本発明による方法において貯蔵容器中の充填レベルが低減するにつれて、搬送ジェットを形成するための供給（返送）率は低減することができる。 Basically, as the filling level in the storage container is reduced in the method according to the invention, the supply (return) rate for forming the transport jet can be reduced.
ごく一般的に、貯蔵されるべき液体または貯蔵されるべき混合物への分子酸素の導入は、本発明による方法では極めて簡単に行うことができる。 Very generally, the introduction of molecular oxygen into the liquid to be stored or the mixture to be stored can be carried out very simply in the process according to the invention.
従って、本発明による方法は特に、特に大きなタンク内容物を有するタンク貯蔵容器のためにも適切である。 The method according to the invention is therefore also particularly suitable for tank storage containers having a particularly large tank content.
従って、本特許出願は、特に以下の本発明による実施態様を含む：
実施態様：
１．実質的に閉鎖された容器中に存在する、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を混合する方法であって、該液体または混合物は液相により占有可能な、容器の内部体積を部分的に充填するのみであり、かつその際に残留する残りの占有可能な、容器の内部体積は気相によって充填されており、実質的に同一の液体または実質的に同一の混合物を、容器中の液体または混合物中に存在する吸引装置の搬送ジェットとして容器に供給することを含む混合方法において、吸引装置は搬送ジェットによって容器中に存在する気相からガスを吸引し、かつ吸引されたガスは搬送ジェットと一緒に容器中に存在する液体または混合物へと放出されることを特徴とする、実質的に閉鎖された容器中に存在する液体または混合物を混合する方法。
２．吸引装置が少なくとも１のエジェクタを有しており、該エジェクタは、搬送ノズルと、気相に（気相からガスを吸引することができる接続部を介して）接続している吸引室とを有しており、かつその搬送ノズルによって搬送ジェットが案内されることを特徴とする、実施態様１に記載の方法。
３．搬送ジェットは、搬送ノズルを通過する前に旋回運動をすることを特徴とする、実施態様２に記載の方法。
４．旋回運動が、搬送ノズルの前に設置された旋回体によって行われることを特徴とする、実施態様３に記載の方法。
５．旋回運動が、搬送ノズルの搬送液を接線に供給することによって行われることを特徴とする、実施態様３に記載の方法。
６．搬送ジェットは、搬送ノズルを通過する際に分割されることを特徴とする、実施態様１から５までのいずれか１に記載の方法。
７．搬送ノズルは、スクリーンノズルであるか、またはスリットノズルであることを特徴とする、実施態様６に記載の方法。
８．吸引装置が少なくとも１のエジェクタジェットノズルを有し、該ノズルは搬送ノズル、搬送ノズルを包囲し、かつ混合ノズルへと伸びている吸引室、および混合ノズルの出口が向いているインパルス交換室を有しており、その際、吸引室は気相と（気相からガスを吸引することができる接続部を介して）接続されており、かつその搬送ノズルを通過して搬送ジェットは（吸引されたガスとの混合物として）混合ノズルを経由してインパルス混合室へ案内されることを特徴とする、実施態様１に記載の方法。
９．搬送ジェットは、搬送ノズルを通過する前に、旋回運動をすることを特徴とする、実施態様８に記載の方法。
１０．旋回運動は、搬送ノズルの前に設置された旋回体によって行われることを特徴とする、実施態様９に記載の方法。
１１．旋回運動は、搬送液を搬送ノズルの接線に供給することによって行われることを特徴とする、実施態様９に記載の方法。
１２．搬送ジェットは、搬送ノズルを通過する際に分割されることを特徴とする、実施態様８から１１までのいずれか１つに記載の方法。
１３．搬送ノズルは、スクリーンノズルであるか、またはスリットノズルであることを特徴とする、実施態様１２に記載の方法。
１４．エジェクタは、容器中で水平に設置されていることを特徴とする、実施態様１から７までのいずれか１つに記載の方法。
１５．エジェクタジェットノズルは、容器中で水平に設置されていることを特徴とする、実施態様８から１３までのいずれか１つに記載の方法。
１６．混合ノズルからインパルス交換室への移行部は、少なくとも１の開口部を有するジャケットを備えており、少なくとも１の開口部は、混合ノズルからインパルス交換室へと案内される中心ジェットの下方に存在することを特徴とする、実施態様８から１３までのいずれか１つまたは実施態様１５に記載の方法。
１７．混合ノズルからインパルス交換室への移行部は、ジャケットを備えており、該ジャケットは少なくとも１の開口部を有し、該開口部は、容器の底部の方向へ案内される浸漬管へと伸びていることを特徴とする、実施態様８から１３までのいずれか１つまたは実施態様１５に記載の方法。
１８．液体が、アクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のエステルおよびメタクリル酸のエステルを含む群からの少なくとも１の有機化合物を含有することを特徴とする、実施態様１から１７までのいずれか１つに記載の方法。
１９．液体が、Ｎ−ビニルホルムアミドを含有することを特徴とする、実施態様１から１７までのいずれか１つに記載の方法。
２０．液体が少なくとも１の重合防止剤を溶解して含有していることを特徴とする、実施態様１８または１９に記載の方法。
２１．気相が分子酸素を含有していることを特徴とする、実施態様１から２０までのいずれか１つに記載の方法。
２２．容器中の気相の体積が、容器中に貯蔵されている液体または混合物の体積の少なくとも５体積％であることを特徴とする、実施態様１から２１までのいずれか１つに記載の方法。
２３．１分当たり、容器中に存在する、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物１リットルあたり、少なくとも１０-5標準リットルのガスを気相から吸引し、かつ容器中に存在する液体または混合物へと放出することを特徴とする、実施態様１から２２までのいずれか１つに記載の方法。
２４．容器中へ搬送ジェットとして供給される液体または混合物が、予め容器から取り出された、容器中に存在する液体または混合物の部分量の一部または全量を含むことを特徴とする、実施態様１から２３までのいずれか１つに記載の方法。
２５．容器中へ搬送ジェットとして供給される液体または混合物が、予め容器から取り出された、容器中に存在する液体または混合物の部分量を含まないことを特徴とする、実施態様１から２３までのいずれか１つに記載の方法。
２６．容器中へ搬送ジェットとして供給される液体または混合物が、予め熱交換器に案内されていることを特徴とする、実施態様１から２５までのいずれか１つに記載の方法
２７．気相以外に、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を含有し、ならびに搬送ノズルおよび気相への接続部（該接続部を介して、気相からガスを吸引することができる）を有する吸引室を有する少なくとも１のエジェクタを有する容器。
２８．気相以外に、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を含有し、ならびに搬送ノズル、搬送ノズルを包囲し、かつ混合ノズルへと伸びる吸引室および混合ノズルの出口が向いているインパルス交換室、および吸引室と気相との接続部（該接続部を介して、気相からガスを吸引することができる）を有するエジェクタジェットノズルを有する容器。
２９．実質的に閉鎖された容器中に存在する、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を、気体により誘導されて混合するためのエジェクタの使用であって、該液体または混合物は、液相によって占有可能な、容器の内部体積の一部のみを充填し、かつその際、残留する残りの占有可能な、容器の内部体積は、気相によって充填されている、エジェクタの使用。
３０．実質的に閉鎖された容器中に存在する、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を、気体により誘導されて混合するためのエジェクタジェットノズルの使用であって、該液体または混合物は、液相によって占有可能な、容器の内部体積の一部のみを充填し、かつその際、残留する残りの占有可能な、容器の内部体積は、気相によって充填されている、エジェクタジェットノズルの使用。
３１．搬送ノズル、搬送ノズルを包囲し、かつ混合ノズルへと伸びている吸引室、および混合ノズルの出口が向いているインパルス交換室を有するエジェクタジェットノズルにおいて、混合ノズルからインパルス交換室への移行部が、ジャケットを備えており、該ジャケットは、浸漬管のための少なくとも１の接続部を有するか、またはジャケットへつながる少なくとも１の浸漬管を有することを特徴とする、エジェクタジェットノズル。
Accordingly, this patent application specifically includes the following embodiments according to the present invention:
Embodiment:
1. A method of mixing a liquid or mixture of liquid and particulate solid present in a substantially closed container, wherein the liquid or mixture is partially occupied by the internal volume of the container that can be occupied by a liquid phase And the remaining occupying remaining internal volume of the container is filled by the gas phase, so that substantially the same liquid or substantially the same mixture is contained in the container. In a mixing method comprising supplying a container as a transport jet of a suction device present in a liquid or mixture, the suction device sucks gas from the gas phase present in the container by the transport jet, and the sucked gas is transported A method of mixing a liquid or mixture present in a substantially closed container, characterized in that it is discharged together with a jet into the liquid or mixture present in the container.
2. Suction device has at least one ejector, the ejector, and the conveyance nozzles, in the gas phase (via a connection unit capable of sucking the gas from the gas phase) and intake引室connected 2. The method according to
3.
4). Embodiment 4. The method according to
5. Embodiment 4. The method according to
6).
7). Embodiment 7. The method according to
8). Suction device has at least one ejector jet nozzle, said nozzle conveyance nozzle surrounds the conveying nozzle, and intake引室extends into the mixing nozzle, and impulse exchange outlet is facing the mixing nozzle The suction chamber is connected to the gas phase (via a connection that can suck gas from the gas phase), and the transport jet passes through the transport nozzle (
9.
10.
11.
12
13. Embodiment 13 The method according to
14
15. Embodiment 14. The method according to any one of
16. The transition from the mixing nozzle to the impulse exchange chamber comprises a jacket having at least one opening, the at least one opening being below the central jet guided from the mixing nozzle to the impulse exchange chamber Embodiment 16. The method according to any one of
17. Transition from the mixing nozzle to the impulse exchange chamber is provided with a di-jacket, said jacket having at least one opening, the opening extends to a dip tube which is guided in the direction of the bottom of the container Embodiment 16. The method according to any one of
18.
19.
20. 20. A process according to
21. 21. Method according to any one of
22. The method according to any one of the preceding embodiments, characterized in that the volume of the gas phase in the container is at least 5% by volume of the volume of the liquid or mixture stored in the container.
23. At least 10 -5 standard liters of gas is drawn from the gas phase per liter of liquid or mixture of liquid and particulate solid present in the container per minute and into the liquid or mixture present in the container 23. The method according to any one of
24.
25. Any of
26. 26. Method according to any one of
28. Besides the gas phase, containing a mixture of a liquid or liquid and particulate solid, and conveyance nozzle surrounds the conveying nozzle, and suction引室and mixing outlet of the nozzle extending into the mixing nozzle is directed Lee And an ejector jet nozzle having a connection portion between the suction chamber and the gas phase (gas can be sucked from the gas phase via the connection portion).
29. Use of an ejector for gas-induced mixing of a liquid or a mixture of liquid and particulate solid present in a substantially closed container, the liquid or mixture being in a liquid phase Use of an ejector, which fills only a portion of the occupable internal volume of the container, and the remaining occupable internal volume of the container is then filled by the gas phase.
30. Use of an ejector jet nozzle for inducing and mixing a liquid or a mixture of liquid and particulate solid present in a substantially closed container, the liquid or mixture comprising a liquid Use of an ejector jet nozzle, filling only a part of the internal volume of the container that can be occupied by the phase, and the remaining remaining occupable internal volume of the container being filled by the gas phase.
31. Conveyance nozzle surrounds the transport nozzle and the suction chamber extending into mixed-nozzle, and an outlet of the mixing nozzle in the ejector jet nozzle with impulse exchange chamber facing, from the mixing nozzle to the impulse exchange chamber Ejector jet nozzle, characterized in that the transition part comprises a jacket, which jacket has at least one connection for a dip tube or at least one dip tube leading to the jacket.
本発明による方法は、実質的に閉鎖された容器中に、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物が存在し、該液体または混合物は、液相により占有可能な、容器の内部体積を部分的に充填するのみであり、かつその際、残留する残りの占有可能な、容器の内部体積は、気相によって充填されている場合に、該液体または混合物を、他の液体または他の混合物とできる限り迅速に混合するためにも適切である。 The method according to the present invention involves the presence of a liquid or a mixture of liquid and particulate solid in a substantially closed container, the liquid or mixture being part of the internal volume of the container that can be occupied by the liquid phase. The remaining, occupying, interior volume of the container is filled with the gas phase when the liquid or mixture is filled with the other liquid or other mixture. It is also suitable for mixing as quickly as possible.
この場合、最も簡単な方法では、本発明により搬送ジェットとして供給される、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物が、もっぱら混合導入される他の液体または他の混合物であるように実施することができる。他の液体または他の混合物の供給を行った後で、容器中での均質な混合物の形成をさらに促進するためには、たとえば容器からの取り出しのために利用可能なポンプを用いて、容器中に存在する液体または混合物の全量の部分量を取り出し、かつ取り出された部分量の少なくとも一部を（場合により熱交換器に通過させた後で）、容器中の液体または混合物中に存在する、本発明により使用される吸引装置の搬送ジェットして容器に返送することが適用技術的に有利である。 In this case, the simplest method is carried out in such a way that the liquid or mixture of liquid and particulate solid supplied as a transport jet according to the invention is exclusively another liquid or other mixture that is introduced and mixed. be able to. In order to further promote the formation of a homogeneous mixture in the container after feeding other liquids or other mixtures, for example using a pump available for removal from the container, Removing a portion of the total amount of liquid or mixture present in and present in the liquid or mixture in the container at least a portion of the removed portion (optionally after passing through a heat exchanger); It is advantageous in terms of application technology to transport the suction device used according to the present invention and return it to the container.
あるいはまた、まず他の液体または他の混合物と、容器から予め取り出しておいた、該容器中に含有されていた液体または混合物とからなる混合物を、本発明により使用すべき吸引装置の搬送ジェットとして使用して実施することもできる。このようにして供給すべき他の液体または他の混合物の全量を供給した後で、容器中での均質な混合物の形成をさらに促進するために、たとえば容器からの取り出しのために利用可能なポンプを用いて、容器中に存在する液体または混合物の全量の一部を取り出し、かつ取り出された量の一部を（場合により熱交換器に通過させた後で）、容器中の液体または混合物中に存在する、本発明により使用すべき吸引装置の搬送ジェットとして容器に返送することが適用技術的に有利である。 Alternatively, a mixture consisting of another liquid or other mixture and the liquid or mixture contained in the container previously removed from the container is used as a transport jet of the suction device to be used according to the present invention. It can also be implemented using. Pumps that can be used, for example, for removal from the container, in order to further promote the formation of a homogeneous mixture in the container after supplying the entire amount of other liquids or other mixtures to be supplied in this way To remove a portion of the total amount of liquid or mixture present in the container and to remove a portion of the removed amount (optionally after passing through a heat exchanger) in the liquid or mixture in the container It is technically advantageous to return it to the container as a transport jet of the suction device to be used according to the invention.
場合により、他の液体または他の混合物の供給された全量の供給を行った後で、容器中での均質な混合物の形成は、実質的に同一の液体または混合物を搬送ジェットとして、これらを予め容器から取り出しておくことなく供給することによってさらに促進することができる。 In some cases, after a full supply of other liquids or other mixtures has been made, the formation of a homogeneous mixture in the container can be carried out in advance using substantially the same liquid or mixture as a transport jet. This can be further facilitated by feeding without removing from the container.
容器中に存在する液体、または容器中に存在する混合物の液体が、少なくとも１の、少なくともモノエチレン性不飽和基を有する化合物（たとえばアクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のエステルおよび／またはメタクリル酸のエステル）を含有するものである場合（通常、添加された重合防止剤により安定された形で）、これは種々の理由から、不所望のラジカル重合につながりうる。このような不所望のラジカル重合が、広範囲で発生することをできる限り迅速に防止するために、従来技術ではできる限り濃縮されたラジカル重合防止剤の溶液をできる限り早く混合することが推奨されている（ＷＯ００／６４９４７、ＷＯ９９／２１８９３、ＷＯ９９／２４１６１、ＷＯ９９／５９７１７を参照のこと）。 The liquid present in the container or the liquid in the mixture present in the container is at least one compound having at least a monoethylenically unsaturated group (eg acrolein, methacrolein, acrylic acid, methacrylic acid, esters of acrylic acid and (Or esters of methacrylic acid) (usually stabilized by added polymerization inhibitors), this can lead to unwanted radical polymerization for various reasons. In order to prevent such undesired radical polymerization from occurring in a wide range as quickly as possible, it is recommended in the prior art to mix a solution of a radical polymerization inhibitor as concentrated as possible as soon as possible. (See WO00 / 64947, WO99 / 21893, WO99 / 24161, WO99 / 59717).
このような溶液はたとえば、前記の本発明により混合される液体であってもよい。特にこれは、「ショート・ストップ・ソリューション(short stop solution)」である場合には、少なくとも１０質量％のフェノチアジン、５〜１０質量％のｐ−メトキシフェノールおよび少なくとも５０質量％のＮ−メチルピロリドンを含有する防止剤溶液である。 Such a solution may be, for example, a liquid mixed according to the invention described above. In particular, when this is a “short stop solution”, it contains at least 10% by weight phenothiazine, 5-10% by weight p-methoxyphenol and at least 50% by weight N-methylpyrrolidone. An inhibitor solution to be contained.
あるいは、前記のＷＯ文献において推奨されているその他の全ての「ショート・ストップ・ソリューション」が考えられる。 Alternatively, all the other “short stop solutions” recommended in the WO literature mentioned above are conceivable.
従って本特許出願はさらに、以下の本発明による実施態様を含む：
３３．実質的に閉鎖された容器中に存在する、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を、他の液体または他の混合物と混合する方法であって、該液体または混合物は、液相によって占有可能な、容器の内部体積を一部のみ充填し、かつその際、残留する残りの、容器の占有可能な内部体積は気相によって充填されており、他の液体または他の混合物を、容器中の液体または混合物中に存在する吸引装置の搬送ジェットとして容器に供給することを含む混合方法において、吸引装置は搬送ジェットによって、容器中に存在する気相からガスを吸引し、かつ吸引されたガスは、搬送ジェットと一緒に、容器中に存在する液体または混合物へと放出されることを特徴とする、実質的に閉鎖された容器中に存在する、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物を、他の液体または他の混合物と混合する方法。
３４．容器中に存在する液体が、少なくとも１のエチレン性不飽和基を有する化合物を含有し、かつ搬送ジェットとして供給される他の液体が、少なくとも１０質量％のフェノチアジン、５〜１０質量％のｐ−メトキシフェノールおよび少なくとも５０質量％のＮ−メチルピロリドンを含有する防止剤溶液を含有することを特徴とする、実施態様３２に記載の方法。
Accordingly, this patent application further includes the following embodiments according to the present invention:
33. A method of mixing a liquid or a mixture of a liquid and a particulate solid present in a substantially closed container with another liquid or other mixture, the liquid or mixture occupied by a liquid phase Possible, only partially filling the interior volume of the container, and the remaining remaining occupable interior volume of the container is filled by the gas phase, and other liquids or other mixtures are filled in the container In a mixing method comprising supplying a container as a transport jet of a suction device present in the liquid or mixture of the suction device, the suction device sucks gas from the gas phase present in the container by the transport jet, and the sucked gas , together with the transport jet, characterized in that it is released into the liquid or mixture present in the container, is present in a container in which the substantially closed, liquid or liquid and particulate solid The mixture, a method of mixing with the other liquid or other mixture comprising.
34. The liquid present in the vessel contains a compound having at least one ethylenically unsaturated group and the other liquid supplied as a transport jet is at least 10% by weight phenothiazine, 5-10% by weight p- The process according to embodiment 32, characterized in that it contains an inhibitor solution containing methoxyphenol and at least 50% by weight of N-methylpyrrolidone.
実施例
図１３に記載の屋外に存在するタンク（壁厚：５ｍｍ、製造材料：ＤＩＮ番号１．４５４１の特殊鋼、直径８．５ｍの円形の底面を有する円筒形であり、円すい形の覆いの開始部分まで高さ１０ｍを有する）中で、２００質量ｐｐｍのＭＥＨＱにより安定化された純粋なアクリル酸（ＧＡＡ）を、目標内部温度２０℃で、大気圧下に最大の充填高さで貯蔵した。貯蔵タンク中の最大充填高さは、９ｍであった。最大充填高さで残留する気体体積は、６９ｍ3であった。
Example A tank (shown in FIG. 13) (wall thickness: 5 mm, manufacturing material: special steel with DIN No. 1.4541, cylindrical shape with a circular bottom of 8.5 m in diameter, conical covering) Pure acrylic acid (GAA) stabilized with 200 ppm by mass of MEHQ was stored at a target internal temperature of 20 ° C. and at maximum fill height under atmospheric pressure. . The maximum filling height in the storage tank was 9 m. The gas volume remaining at the maximum filling height was 69 m 3 .
タンクからの取り出しは、ＫＳＢ社（Ｄ−６７２２７、Ｆｒａｎｋｅｎｔｈａｌ在）のＣＰＫ ５０−２００タイプの遠心ポンプを用いて行った。 Removal from the tank was performed using a CPK 50-200 type centrifugal pump manufactured by KSB (D-67227, Frankenthal).
二重の滑りリングシーリングを有するポンプは、封液としてエチレングリコールと水とからなる混合物を含有している。貯蔵タンク中の純粋なアクリル酸の被覆は、空気によって行った。フレアから大気に向かって開放されている排ガスシステムを介して（円すい形の覆いの開口部断面積＝２０ｃｍ2）、充填の際に放圧のため、タンクの気相からのガスをフレアにおいて放出することができた。 A pump with a double sliding ring seal contains a mixture of ethylene glycol and water as a sealing liquid. The coating of pure acrylic acid in the storage tank was done by air. Gas from the gas phase of the tank is released in the flare through the exhaust gas system that is open from the flare to the atmosphere (cone opening cross-sectional area of the conical cover = 20 cm 2 ) for the release of pressure during filling. We were able to.
相応する方法で、タンクから純粋なアクリル酸を取り出す際に、圧力保持装置を介して、圧力を平衡にするために空気を後供給した。 In a corresponding manner, air was post-fed to balance the pressure via a pressure holding device when removing pure acrylic acid from the tank.
図１３において明らかなように、底部付近には、図１４からのエジェクタジェットノズル（ＤＩＮ１．４５４１の特殊鋼製）が、拡散装置自体がタンク内へ突出するように、水平に設置されている。図１４の記載は、エジェクタジェットノズルの相応する寸法（内寸）を、ｍｍもしくは角度で示している（ＮＷは標準寸法を表す）。壁圧は１〜６ｍｍである。図１５は、さらに、エジェクタ部分の搬送ノズルの前に存在する旋回体を、側面および正面から示しており、旋回角は３０°である。図１４は、さらに、エジェクタジェットノズルのエジェクタ部分の吸引室におけるタンクの気相に突出している上昇管の接続部（１２）を示している。 As is apparent from FIG. 13, near the bottom, the ejector jet nozzle (made of special steel of DIN 1.4541) from FIG. 14 is horizontally installed so that the diffusion device itself protrudes into the tank. The description of FIG. 14 shows the corresponding dimension (inner dimension) of the ejector jet nozzle in mm or angle (NW represents the standard dimension). The wall pressure is 1-6 mm. FIG. 15 further shows the swivel body that exists in front of the conveying nozzle in the ejector portion from the side and the front, and the swivel angle is 30 °. FIG. 14 further shows the connection (12) of the riser pipe projecting into the gas phase of the tank in the suction chamber of the ejector portion of the ejector jet nozzle.
循環ポンプによりタンクから１週間にわたって連続的にアクリル酸４０ｍ3／ｈを取り出し、かつ図１３に記載の熱交換器に、エジェクタジェットノズルの搬送ジェットして供給した。外部温度（これは試験期間中、±１５℃の間隔で変動した）とは無関係に、貯蔵タンクの取り出し箇所の温度は、２０±１℃の間隔内で一定に維持することができた。 Acrylic acid 40 m 3 / h was continuously taken out from the tank for 1 week by a circulation pump, and supplied to the heat exchanger shown in FIG. 13 as a transfer jet of an ejector jet nozzle. Regardless of the external temperature (which fluctuated at intervals of ± 15 ° C. during the test period), the temperature at the storage tank removal point could be kept constant within the interval of 20 ± 1 ° C.
最後にタンクの上方から（最大の充填高さで）、純粋なアクリル酸中フェノチアジン１質量％の溶液１リットルを一度に添加した。５分後に、添加されたフェノチアジンの均等な分布濃度は、±１０％の範囲内で貯蔵タンクの取り出し箇所における理論値にほぼ達した。 Finally, from the top of the tank (at the maximum filling height), 1 liter of a solution of 1% by weight of phenothiazine in pure acrylic acid was added all at once. After 5 minutes, the even distribution concentration of added phenothiazine almost reached the theoretical value at the take-off point of the storage tank within a range of ± 10%.
引き続き、返送率を維持したが、しかし取り出し量は、２０ｍ3／ｈ高めた、つまり、タンクは２０ｍ3／ｈ空にされた。こうしてタンクから、タンク中で噴霧形成が行われることなく、その液状充填内容物を９９％取り出すことが、問題なく可能であった（基本的にタンクからは循環ポンプにより案内されない排出部を介して純粋なアクリル酸を取り出すことができた）。 Subsequently, the return rate was maintained, but the removal rate was increased by 20 m 3 / h, ie the tank was emptied by 20 m 3 / h. In this way, 99% of the liquid filling content could be taken out of the tank without spray formation in the tank without any problem (basically through the discharge part which is not guided from the tank by the circulation pump). Pure acrylic acid could be taken out).
図１６はさらに、使用される旋回体の立体的な図を示している。 FIG. 16 further shows a three-dimensional view of the revolving structure used.
図１７は、具体的に示すために、エジェクタジェットノズルの立体的な図（切断図）を、および図１８は、その爆発図を示している。 FIG. 17 shows a three-dimensional view (cutaway view) of the ejector jet nozzle, and FIG.
その他には、図１３で略号は次のものを表している：
ＴＩＡ＋：「温度指示警報装置」
ＬＩＳ：「レベル指示スイッチ」、過剰の充填（＋）および過小の充填（−）として、
ＴＩＳ＋：「温度指示安全装置」、
ＦＩＳ：「流量指示安全装置」、
Ｆ：「流量」（ポンプの保護としての小さい安全流）
さらに、図１３は、容器の覆い部分において双方向逆止弁、ならびにポンプの後方であって、かつ取り出し部の前方に、片側用の（外側のみに向かって開く）逆止弁を示している。
In addition, the abbreviations in FIG. 13 represent the following:
TIA + : “Temperature indicating alarm device”
LIS: “level indicator switch”, as overfill (+) and underfill (−)
TIS + : “Temperature indicating safety device”
FIS: "Flow rate indicating safety device",
F: “Flow” (small safety flow as protection for the pump)
Further, FIG. 13 shows a bidirectional check valve at the container cover and a check valve for one side (opening only outward) behind the pump and in front of the take-out part. .
米国仮特許出願番号６０／８４６０９４、出願日２００６年９月２１日は、引用することによって本出願の内容とする。上述の教示に関して、本発明の多様な変更および逸脱が可能である。従って、本発明は、添付されている特許請求の範囲内で、本明細書中の特定の記載とは異なる構成で実施することができる。 US Provisional Patent Application No. 60/846094, filing date September 21, 2006 is hereby incorporated by reference. Various modifications and deviations of the present invention are possible with respect to the above teachings. Accordingly, the invention may be practiced otherwise than as specifically described herein within the scope of the appended claims.
Claims (21)
気相が分子酸素を含有し、液相が、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のエステルおよびメタクリル酸のエステルを含む群からの少なくとも１の有機化合物を含有し、
少なくとも１の重合防止剤が液体に溶解しており、
１分当たり、容器中に存在する、液体または液体と微粒子状固体とからなる混合物１リットルあたり、少なくとも１０ -5 標準リットルのガスを気相から吸引し、かつ容器中に存在する液体または混合物へと放出し、
気相から吸引され、搬送ジェットと一緒に容器中に存在する液体または混合物へ放出されるガスの１体積％以下が、貯蔵されている液体または混合物を通過して１回バブリングされる際に、化学的に変化する前記方法。 A method of mixing a liquid or mixture of liquid and particulate solid present in a substantially closed container, wherein the liquid or mixture is partially occupied by the internal volume of the container that can be occupied by a liquid phase And the remaining occupying remaining internal volume of the container is filled by the gas phase, so that substantially the same liquid or substantially the same mixture is contained in the container. In a mixing method comprising supplying a container as a transport jet of a suction device present in a liquid or mixture, the suction device sucks gas from the gas phase present in the container by the transport jet, and the sucked gas is transported characterized in that it is released into the liquid or mixture present in the container along with the jet, Oh a method of mixing a liquid or mixture present in the container that is substantially closed Te,
The gas phase contains molecular oxygen and the liquid phase contains at least one organic compound from the group comprising N-vinylformamide, acrolein, methacrolein, acrylic acid, methacrylic acid, esters of acrylic acid and esters of methacrylic acid And
At least one polymerization inhibitor is dissolved in the liquid;
At least 10 -5 standard liters of gas is drawn from the gas phase per liter of liquid or mixture of liquid and particulate solid present in the container per minute and into the liquid or mixture present in the container And release
When 1% by volume or less of the gas aspirated from the gas phase and released with the carrier jet into the liquid or mixture present in the container is bubbled once through the stored liquid or mixture, Said method of chemically changing.
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