SE419507B - DEVICE FOR DISPOSAL OF GAS IN LIQUID, WHICH DEVICE IS FREE OF LARGE PARTS AND INCLUDES ONE OR MORE INHIBITION NOZZLE AND USE OF THE DEVICE - Google Patents

Description

78028644» 2 bildade bubblorna är så små som möjligt. Ju mindre bubblorna är, desto bättre blir kontakten mellan luften och vätskan. Sålunda an; vändes vid eller nära luftinloppet ett organ för att förändra en ström av luft så att denna bildar små bubblor. Om detta organ möjlig- gör bildning av minsta möjliga bubblor genomföras oxidationen mest - effektivt. Såsom ett medel för att uppfylla detta krav användes ofta en perforerad skiva för fördelning av luft fästad inuti en oxidations- tank. Denna typ av bubbelformningsorgan har emellertid den olägen- heten att det icke ger bubblor i vätskefas som är tillräckligt små för att säkerställa hastig och effektiv oxidation. Olika försök har gjorts för att förbättra denna anordning. Ett exempel på ett sådant försök är användning av en omrörningsanordning av propellertyp (impeller-typ) i kombination med en perforerad skiva. Omröraren rote- rar med hög hastighet för att hjälp till med bildningen av små bubblor i vätskan och detta förbättrar i hög grad luftoxidationens effektivi- tet. I.denna.æumdnk@' medför förslitningen av roterande eller tätande delar kort användningslivslängd. Anordningen är vanligen icke bort- tagbar och måste hanteras tillsammans med oxidationskärlet. 78028644 »2 bubbles formed are as small as possible. The smaller the bubbles, the better the contact between the air and the liquid. Thus; a means for changing a stream of air so that it forms small bubbles is turned at or near the air inlet. If this organ enables the formation of the smallest possible bubbles, the oxidation is carried out most efficiently. As a means of meeting this requirement, a perforated disc for distributing air attached within an oxidation tank is often used. However, this type of bubble forming means has the disadvantage that it does not produce liquid phase bubbles that are small enough to ensure rapid and efficient oxidation. Various attempts have been made to improve this device. An example of such an experiment is the use of a propeller-type stirrer (impeller-type) in combination with a perforated disc. The stirrer rotates at high speed to help with the formation of small bubbles in the liquid and this greatly improves the efficiency of air oxidation. I.this.æumdnk @ 'entails the wear of rotating or sealing parts for a short service life. The device is usually non-removable and must be handled together with the oxidation vessel.

Fig. 1 visar en sektion genom en bubbelformningsanordning enligt uppfinningen av enkelfmunstyckstyp. a Fig. 2 visar en sektion genom en bubbelformningsanordning enligt uppfinningen av fler-munstyckstyp.Fig. 1 shows a section through a bubble forming device according to the invention of single nozzle type. Fig. 2 shows a section through a bubble forming device according to the invention of the multi-nozzle type.

Fig. 3 visar ett schematiskt diagram över en process enligt uppfinningen. _ På fig. 1 visas en anordning innefattande di luftinlopps rör 1 med ett munstyokel' vid den övre änden, genom vilket luft blå- ses in i en vätska. På figuren visas vidare ett vätskeinloppsrör 2, som är anordnat vid den nedre delen av anordningen och genom vilket en vätska tillföras. Anordningen är uppdelad i två kammare, en övre kammare CU och en nedre kammare CL, med en skiljeväåš 3, som är för- sedd med en öppning 3' i ett läge som motsvarar mnstyckets spets. 780286lrl| Den övre kammaren CU utgöres av ett utrymme i anordningen ovanför skiljeväggen 3, och den nedre kammaren utgöres av ett utrymme nedan- för denna skiljevägg. Den övre kammaren kan även betecknas "bubbel- dispersionszon". Ett antal munstycken 4' är anordnade i väggen 4, som omger den övre kammaren CU, för att tillåta utsläpp av luft-vätske- blandning som passerar genom kammaren. Den övre kammaren CU mynnar vid den nedre kammaren CL vid öppningen 3', och när strömmen av luft has- tigt passerar genom denna öppning 3' mot den övre kammaren CU suges vätskan nära öppningen 3' kraftigt in i strömmen och ögenblicket där- efter kolliderar strömmen av luft-vätskeblandning som bildas på detta sätt med takskivan 5 i bubbelformningsanordningen. Denna kollision bidrager till en tillfredställande dispersion eller fördelning av luft i vätskan och gynnar bildningen av små bubblor. Kort därefter utmatas den fullständigt blandade vätskan, som innehåller ett mycket stort an- tal mycket fina luftbubblor, som bildas på detta sätt, genom öppning- arna 4' in i oxidationszonen i en reaktionstank. Oxidationsreaktionen i en vätskefas genomföras sålunda på sådant sätt att mycket fina bubb- lor fördelas på lämpligt sätt i vätskan, och till följd av detta genom- föres luftoxidationen mycket effektivt.Fig. 3 shows a schematic diagram of a process according to the invention. Fig. 1 shows a device comprising the air inlet pipe 1 with a nozzle at the upper end, through which air is blown into a liquid. The figure further shows a liquid inlet pipe 2, which is arranged at the lower part of the device and through which a liquid is supplied. The device is divided into two chambers, an upper chamber CU and a lower chamber CL, with a partition 3, which is provided with an opening 3 'in a position corresponding to the tip of the nozzle. 780286lrl | The upper chamber CU consists of a space in the device above the partition 3, and the lower chamber consists of a space below this partition. The upper chamber may also be referred to as the "bubble dispersion zone". A number of nozzles 4 'are provided in the wall 4, which surrounds the upper chamber CU, to allow discharge of air-liquid mixture passing through the chamber. The upper chamber CU opens at the lower chamber CL at the opening 3 ', and when the flow of air rapidly passes through this opening 3' towards the upper chamber CU, the liquid near the opening 3 'is strongly sucked into the stream and the moment thereafter collides. the stream of air-liquid mixture formed in this way with the roof panel 5 in the bubble forming device. This collision contributes to a satisfactory dispersion or distribution of air in the liquid and promotes the formation of small bubbles. Shortly afterwards, the completely mixed liquid, which contains a very large number of very fine air bubbles, which are formed in this way, is discharged through the openings 4 'into the oxidation zone in a reaction tank. The oxidation reaction in a liquid phase is thus carried out in such a way that very fine bubbles are distributed in a suitable manner in the liquid, and as a result the air oxidation is carried out very efficiently.

Uppfinningen àskådliggöres närmare med följande utförings- exempel, som visar fördelarna med användning av dispergeringsanord- ningen enligt uppfinningen.The invention is further illustrated by the following exemplary embodiments, which show the advantages of using the dispersing device according to the invention.

Exempel l.Example 1

En bubbelformningsanordning med enkelt munstycke av den typ som visas på fig. l med ytterdiametern 20 mm anordnades i bottnen av ett oxidationstorn med innerdiametern 300 mm och höjden 6 m. En förrådslösning eller vattenlösning av basiskt aluminiumsulfat innehål- lande absorberat 0,6 g/l svaveldioxidgas fördes genom vätskeinlopps- röret 2 in i oxidationstornet i en mängd av 6,0 m3/H. Genom munstyc- ket 1' inblástes luft i samma torn i en mängd av 3,2 NM3/H. Mängdför- hàllandet L/G var sålunda i det närmaste lika med 1,9. Vid kontroll vid toppnivån utgjorde S02-halten i lösningen i oxidationstornet 0,05 g/1 eller mindre och analys av den utmatade luften från toppen av tornet visade att S02-halten var i huvudsak O samt att 02-halten i luften var 6,0 volymprocent, vilket visade att den procentuella andel av syret som förbrukats effektivt för oxidation i vätskan, ba- serat på den totala syretillförseln (i det följande benämnt "syre- verkningsgrad") var ca. 76 %. När den bubbelformande anordningen kon- trollerades efter 6 månaders kontinuerlig drift kunde någon väsentlig x 'TBÛZSGIs-År förslitning icke iakttagas i någon av munstycksdelen l', öppningen 3', takskivedelen 5,, öppningarna 4' för gas-vätskeblandning, eller liknan- de. Dessutom iakttogs icke någon väsentlig minskning av "syreverknings- graden" enligt ovanstående definition. När däremot en annan typ av bubbelformningsanordning med turbinblad användes för samma ändamål under samma betingelser var "syreverkningsgraden" högsta storleksord- ningen 50 % och förslitningsförlusterna var allvarliga på de roterande delarna, i synnerhet tätningsdelarna. Läckage av vätska observerades vid de förslitna delar, som nämnts ovan. Under driften visade "syre- verkningsgraden" en sjunkande tendens. Efter 6 månaders kontinuerlig drift med användning av anordningen visade det sig att reparation av de förslitna delarna erfordrades. Såsom är uppenbart av ovan givna beskrivning är den nya typen av bubbelformningsanordning enligt upp- finningen mycket enkel till sin konstruktion och kan lätt anordnas samt avlägsnas från oxidationstanken. Eftersom anordningen icke är försedd med några rörliga delar behöver man icke bekymra sig om för- slitningsproblemen.Dessutom är anordningen icke dyrbar. För att åskåd- liggöra användningsegenskapen hos denna anordning kan nämnas att om en vätska med en viskositet av ca. 5 cp användes blir medelstorleken av bubblorna som bildas i vätskan av storleksordningen ca. l mm eller mindre. Det totala ytomfånget hos bubblorna i kontakt med vätskan blir därför mycket stort, och det har visat sig att storleken »av bubblorna icke ökar under dessas stigningsrörelsefmot vätskeytan i reaktionstans ken. Till följd av detta förlöper oxidationsreaktionen i vätskefasen med hög verkningsgrad.A single nozzle bubble forming apparatus of the type shown in Fig. 1 having an outer diameter of 20 mm was arranged at the bottom of an oxidation tower having an inner diameter of 300 mm and a height of 6 m. A stock solution or aqueous solution of basic aluminum sulphate containing 0.6 g / l sulfur dioxide gas was introduced through the liquid inlet pipe 2 into the oxidation tower in an amount of 6.0 m 3 / H. Through the nozzle 1 ', air was blown into the same tower in an amount of 3.2 NM3 / H. The volume ratio L / G was thus almost equal to 1.9. When checked at the top level, the SO 2 content of the solution in the oxidation tower was 0.05 g / l or less and analysis of the exhaust air from the top of the tower showed that the SO 2 content was mainly 0 and that the O 2 content in the air was 6.0. volume percentage, which showed that the percentage of oxygen consumed efficiently for oxidation in the liquid, based on the total oxygen supply (hereinafter referred to as "oxygen efficiency") was approx. 76%. When the bubble forming device was inspected after 6 months of continuous operation, no significant x 'TBÛZSGIs-Year wear could be observed in any of the nozzle portion 1', the opening 3 ', the roof plate portion 5, the openings 4' for gas-liquid mixture, or the like. . In addition, no significant reduction in "oxygen efficiency" was observed as defined above. In contrast, when another type of turbine blade bubble forming device was used for the same purpose under the same conditions, the "oxygen efficiency" maximum order of magnitude was 50% and the wear losses were severe on the rotating parts, especially the sealing parts. Leakage of liquid was observed at the worn parts, as mentioned above. During operation, the "oxygen efficiency" showed a declining trend. After 6 months of continuous operation using the device, it was found that repair of the worn parts was required. As is apparent from the above description, the new type of bubble forming device according to the invention is very simple in its construction and can be easily arranged and removed from the oxidation tank. Since the device is not equipped with any moving parts, there is no need to worry about wear and tear problems. In addition, the device is not expensive. To illustrate the use property of this device, it can be mentioned that if a liquid with a viscosity of approx. 5 cp used, the average size of the bubbles formed in the liquid is of the order of approx. l mm or less. The total surface area of the bubbles in contact with the liquid therefore becomes very large, and it has been found that the size of the bubbles does not increase during their rising movement towards the liquid surface in the reaction tank. As a result, the oxidation reaction proceeds in the liquid phase with high efficiency.

Det har emellertid visat sig att enbart användning av denna anordning i en oxidationstank icke alltid säkerställer att man åstadkommer hastig oxidation i en vätskefas med god verkningsgrad.However, it has been found that the mere use of this device in an oxidation tank does not always ensure rapid oxidation in a liquid phase with good efficiency.

Det har empiriskt visat sig att med användning av denna anordning måste vissa krav uppfyllas för att tillfredställande resultat skall kunna förväntas. Detta är att förhållandet mellan vätskeflödet och gasflödet (L/G) måste vara minst lika med 1/2 (m3/Nm3) för att säker- ställa bildningen av de önskade fina bubblorna. Hastigheten av den ström som passerar genom öppningen 3' i skiljeväggen 3 måste vara minst 3 m/s, mellanrummet L1 mellan munstycksspetsen 1' och den nedre ytan av skiljeväggen 3 måste vara av storleksordningen 0,8 - 2,0 gånger så stort som öppningsdiametern hos öppningen 3', avståndet L2 från den övre ytan av öppningen 3' eller skiljeväggen 3 till inner- ytan av takskivan 5 måste vara av storleksordningen ca. 1,0 - 5,0 780286441 gånger öppningsdiametern hos munstycket 3', och liknande. Om dessa krav icke uppfyllas blir användningen av anordningen icke helt gynn- sam.It has been empirically shown that with the use of this device certain requirements must be met in order for satisfactory results to be expected. This is that the ratio between the liquid flow and the gas flow (L / G) must be at least equal to 1/2 (m3 / Nm3) to ensure the formation of the desired fine bubbles. The velocity of the current passing through the opening 3 'in the partition 3 must be at least 3 m / s, the space L1 between the nozzle tip 1' and the lower surface of the partition 3 must be of the order of 0.8 - 2.0 times as large as the opening diameter of the opening 3 ', the distance L2 from the upper surface of the opening 3' or the partition 3 to the inner surface of the roof panel 5 must be of the order of approx. 1.0 - 5.0 780286441 times the opening diameter of the nozzle 3 ', and the like. If these requirements are not met, the use of the device will not be entirely favorable.

Enligt exempel l åstadkommas oxidationsreaktionen med sulfitjon i vattenlösning av basiskt aluminiumsulfat. Denna reaktion genomföras såsom ett steg vid ett förfarande för avlägsnande av S02 från olika effluentgaser och benämnes "basiska aluminiumsulfat-gips- processen". Vanligen genomföres reaktionen vid ett L/G-förhållande av sådan storlek, exempelvis l/l, att detta väl ligger inom gränsvär- det l/2 eller högre. Det är sålunda icke någon svårighet att genom- föra reaktionen med gott resultat. Den ovan beskrivna bubbelformnings- anordningen är emellertid icke alltid tillämpbar för alla oxídations- reaktionssystem som skall genomföras i vätskefas. Såsom nämnts i det föregående har det sålunda empiriskt visat sig att förhållandet mellan vätskeflödet och gasflödet, L/G, måste vara l/2 eller större för att man skall kunna förvänta sig tillfredställande resultat med bubbel- formningsanordningen. Sålunda måste gasflödet G vara lika med eller mindre än 2 gånger vätskeflödet L. Ett sådant krav är icke alltid uppfyllt. Om exempelvis en vattenlösning av natriumsulfit och surt natriumsulfit underkastas luftoxidationsbehandling är den mängd luft som skall tillföras till oxidationstanken i vissa fall ca. 2500 gånger så stor som den mängd vätska som skall tillföras till samma tank. Det är sålunda omöjligt att tillfredställa kravet att L/G skall vara l/2 eller mindre. I ett sådant fall är det icke tillräckligt att enbart anordna anordningen enligt uppfinningen vid botmæn av oxidationstanken för att goda resultat skall uppnås vad beträffar oxidation i vätske- fasen. Det är sålunda önskvärt att utveckla en anpassbar anordning eller utrustning som kan tillämpas i alla sådana fall innefattande det fall som nämnts i det föregående. Föreliggande uppfinning gör det möj- ligt att åstadkomma detta.According to Example 1, the oxidation reaction is effected with sulfite ion in aqueous basic aluminum sulfate solution. This reaction is carried out as a step in a process for removing SO 2 from various effluent gases and is called the "basic aluminum sulphate gypsum process". The reaction is usually carried out at an L / G ratio of such a magnitude, for example l / l, that this is well within the limit value l / 2 or higher. Thus, it is not difficult to carry out the reaction with good results. However, the bubble forming apparatus described above is not always applicable to all oxidation reaction systems to be carried out in the liquid phase. Thus, as mentioned above, it has been empirically shown that the ratio between the liquid flow and the gas flow, L / G, must be 1/2 / greater in order to be able to expect satisfactory results with the bubble forming device. Thus, the gas flow G must be equal to or less than 2 times the liquid flow L. Such a requirement is not always met. For example, if an aqueous solution of sodium sulfite and acidic sodium sulfite is subjected to air oxidation treatment, the amount of air to be supplied to the oxidation tank is in some cases approx. 2500 times the amount of liquid to be supplied to the same tank. It is thus impossible to satisfy the requirement that L / G should be 1/2 or less. In such a case, it is not sufficient to arrange the device according to the invention alone at the bottom of the oxidation tank in order for good results to be achieved with regard to oxidation in the liquid phase. Thus, it is desirable to develop an adaptable device or equipment that can be applied in all such cases, including the case mentioned above. The present invention makes it possible to achieve this.

Det första steget för förbättring av den i det föregående nämnda typen av bubbelformningsanordning är att förändra denna till en anordning av fler-munstyokstyp, som är mer flexibel gentemot vari- erande mängder av både vätska och luft liksom blandningsförhållandet mellan dessa. Den modifierade fler-munstyckstypen av bubbelformnings- anordningen enligt uppfinningen har en konstruktion som visas på fig. 2. På fig. 2 visas en förbättrad anordning innefattande ett hus HS bestående av en takskiva 5, en sidovägg 4 och en botten BM. Insidan av huset är uppdelad i två kammare med en horisontell skiljevägg 3 ;vaoza6u-4 med minst tvâ öppningar 3' motsvarande antalet munstycken 1' anordnade mot dessa öppningar. Den nedre kammaren CL är försedd (a) med tva eller fler gasinföringsrör 1 med munstycke l' vid rörens övre ände, som är vertikalt anordnade vid bottnen BM av huset HS så att ett litet utrymme förefinnes mellan munstycksspetsen 1' och öppningen 3', samt (b) ett vätskeinföringsrör 2 genom vätska införes i den nedre kamma- ren CL_ Den övre kammaren CU är försedd med (a) en takskiva 5 anord- nad på kort avstånd från skiljeväggen 3 och mot vilken en ström med hög hastighet av gas-vätskeblandning föres genom öppningen 3' och krossas mot takskivan, samt (b) öppningar 4' utformade i sidoväggen 4 genom vilka den fullständigt blandade gas-vätskeblandningen utmatas.The first step in improving the aforementioned type of bubble forming device is to change it to a multi-nozzle type device which is more flexible to varying amounts of both liquid and air as well as the mixing ratio therebetween. The modified multi-nozzle type of the bubble forming device according to the invention has a construction shown in Fig. 2. Fig. 2 shows an improved device comprising a housing HS consisting of a roof panel 5, a side wall 4 and a bottom BM. The inside of the housing is divided into two chambers with a horizontal partition 3, vaoza6u-4 with at least two openings 3 'corresponding to the number of nozzles 1' arranged against these openings. The lower chamber CL is provided (a) with two or more gas inlet pipes 1 with nozzle 1 'at the upper end of the pipes, which are arranged vertically at the bottom BM of the housing HS so that there is a small space between the nozzle tip 1' and the opening 3 ', and (b) a liquid inlet pipe 2 by liquid is inserted into the lower chamber CL_ The upper chamber CU is provided with (a) a roof plate 5 arranged at a short distance from the partition 3 and against which a high velocity stream of gas-liquid mixture passed through the opening 3 'and crushed against the roof panel, and (b) openings 4' formed in the side wall 4 through which the completely mixed gas-liquid mixture is discharged.

Eftersom denna förbättrade typ av bubbelformningsanordning är försedd med ett stort antal munstycken minskas belastningen på varje munstycke och kapaciteten för inblåsning av luft i anordningen ökas i hög grad. Eftersom dessutom antalet strömmar som med hög has- tighet passerar genom öppningarna och krossas mot takskivan ökar, kommer bubbelformningsbetingelserna i den övre kammaren att förbätt- ras ooh bubblor att bildas under gynnsamma betingelser även under de betingelser när förhållandet L/G är lägre än l/2, och till följd här- av kommer tillfredställande oxidation att säkerställas.Since this improved type of bubble forming device is provided with a large number of nozzles, the load on each nozzle is reduced and the capacity for blowing air into the device is greatly increased. In addition, as the number of currents passing through the openings at high speed and crushing against the roof panel increases, the bubble-forming conditions in the upper chamber will improve and bubbles will form under favorable conditions even under the conditions when the L / G ratio is lower than 1 / 2, and as a result, satisfactory oxidation will be ensured.

Det andra steget för förbättring av anordningen avser komplettering av en industriellt användbar process som alltid är tillämpbar vid den i det föregående nämnda luftoxidationsreaktionen under godtyckliga betingelser. För att uppfylla sådana krav har ett förbättrat förfarande för luftoxidation i vätskefas, såsom visas på fig. 3 utvecklats enligt uppfinningen. På fig. 3 visas ett oxidations- torn A i vilket luftoxidationsreaktion i en vätskefas eller en likar- tad gas-vätskereaktion skall genomföras. En med flera munstycken ut- rustad bubbelformingsanordning D med den konstruktion som visas på fig. l eller fig. 2 är anordnad vid detta oxidationstorn A vid dettas botten. Tornet A är vid den nedre delen av sidoväggen försett med minst ett vätskecirkulationsutlopp A', och vid den övre delen av sido- väggen med minst en överströmningsöppning A". Anläggningen innefattar även en gas-vätskeseparationstank B, en cirkulationspump C, en utjäm- ningstank E för färdig lösning, en lagringstank F för färdig lösning eller produktlösning, en pump G för utmatning av färdig lösning eller produktlösning till en förtjockningsanordning M eller liknande, en vätskekonditioneringstank H, en matarpump I, ett tillföringorgan J 7802864-R för flytande råmaterial, exempelvis vatten, tillföringsorgan K för andra råmaterial, exempelvis Na2SO3, en till ledning L för komprime- rad luft, samt en förtjockningsanordning M eller liknande. Genom bubbelformningsanordningen D föres komprimerad luft L och en blandad ström innefattande förrådslösningen från vätskekonditioneringstanken H och den cirkulerande'vätska som uttages från utloppet A' kontinuer- ligt till oxidationstornet A. En reglerad mängd av vätskan uttages kontinuerligt från oxidationstanken A via utloppet A', och denna ström förenas med förràdslösningen för tillföring av blandningen via anord- ningen D till'oxidationstornet A. Den cirkulerande vätskan passerar genom gas-vätskeseparationstornet B före sammanföringen med förràds- t lösningen från tanken.H. Luft som avskiljes i tanken B àterföres till oxidationstanken A genom en ledning som är ansluten till den övre de- len av oxidationstanken A. Den färdigbehandlade lösningen strömmar över från överströmningsöppningen A" till förrådstanken F. En utjäm- ningstank E kan företrädesvis anbringas mellan överströmningsöpp- ningen A" och förràdstanken F. Den färdiga lösningen i förràdstanken F tillföres till efterföljande processer, exempelvis en förtjocknings- anordning M med en pump G.The second step of improving the device relates to the completion of an industrially useful process which is always applicable to the aforementioned air oxidation reaction under arbitrary conditions. To meet such requirements, an improved liquid phase air oxidation process, as shown in Fig. 3, has been developed in accordance with the invention. Fig. 3 shows an oxidation tower A in which air oxidation reaction in a liquid phase or a similar gas-liquid reaction is to be carried out. A multi-nozzle bubble forming device D having the construction shown in Fig. 1 or Fig. 2 is provided at this oxidation tower A at its bottom. The tower A is provided at the lower part of the side wall with at least one liquid circulation outlet A ', and at the upper part of the side wall with at least one overflow opening A ". The plant also comprises a gas-liquid separation tank B, a circulation pump C, a leveling tank E for finished solution, a storage tank F for finished solution or product solution, a pump G for discharging finished solution or product solution to a thickener M or the like, a liquid conditioning tank H, a feed pump I, a supply means J 7802864-R for liquid raw materials, e.g. water, supply means K for other raw materials, for example Na 2 SO 3, one to line L for compressed air, and a thickener M or the like. Through the bubble forming device D compressed air L and a mixed stream comprising the storage solution from the liquid conditioning tank H and the circulating liquid which taken from the outlet A 'continuously to the oxidation tower A. A regulator the amount of liquid is continuously withdrawn from the oxidation tank A via the outlet A ', and this stream is combined with the stock solution for supplying the mixture via the device D to the oxidation tower A. The circulating liquid passes through the gas-liquid separation tower B before being combined with the storage solution from the tank.H. Air separated in the tank B is returned to the oxidation tank A through a line connected to the upper part of the oxidation tank A. The finished solution flows over from the overflow opening A "to the storage tank F. An equalization tank E can preferably be arranged between the overflow opening A. A "and the storage tank F. The finished solution in the storage tank F is fed to subsequent processes, for example a thickener M with a pump G.

Såsom förklarats i det föregående kräves, om man avser att oxidera natriumsulfit eller surt natriumsulfit med luft i vatten- lösning, en mycket stor mängd luft, i förhållande till mängden vätska, för tillföring till oxidationstornet om mängden sulfitjon i lösningen är hög. Sålunda kan exempelvis förhållandet L/G ofta ligga inom områ- det l/25OO eller mindre. I sådana fall kommer enbart användning av bubbelformningsanordningen med enkel-munstyoke enligt fig. 1 i oxida- .tionstanken icke att ge tillfredställande oxidering.As explained above, if one intends to oxidize sodium sulfite or acidic sodium sulfite with air in aqueous solution, a very large amount of air, relative to the amount of liquid, is required for supply to the oxidation tower if the amount of sulfite ion in the solution is high. Thus, for example, the ratio L / G can often be in the range 1/25000 or less. In such cases, the mere use of the single-nozzle bubble forming apparatus of Fig. 1 in the oxidation tank will not provide satisfactory oxidation.

Användning av en bubbelformningsanordning med ett flertal munstycken såsom visas på fig. 2 tillsammans med den process som visas på fig. 3 kommer emellertid att övervinna eventuella svårigheter och säkerställa tillfredställande resultat, såsom framgår av följande exempel.However, using a bubble forming apparatus with a plurality of nozzles as shown in Fig. 2 together with the process shown in Fig. 3 will overcome any difficulties and ensure satisfactory results, as shown in the following examples.

Exempel 2.Example 2.

Luftoxidation av natriumsulfít genomfördes i vattenhaltigt medium med det förfarande som àskådliggöres på fig. 3. En bubbelform- ningsanordning D av två-munstyckstyp med ytterdiametern 20 mm var fäs- tad vid bottnen av ett oxidationstorn A med innerdiametern 300 mm och höjden 6 m genom fastskruvning med bultar och muttrar. Genom mun- styckena i anordningen D ínblástes komprimerad luft med tryck av ca. .780286h-Ä 8 2,5 kg/cmz i oxidatíonstornet A i en mängd av l2Nm3/h. Oxidations- tornet var nästan fyllt med en vattenlösning upp til överströmnings- nivån. En del av lösningen uttogs kontinuerligt från oxidationstornet via öppningen A' för att ge en cirkulerande vätskeström som återför- des till oxidationstornet A och fördes genom gas-vätskeseparatorn B, cirkulationspumpen C och den med flera munstycken försedda bubbelform- ningsanordningen D. Den förràdslösning innehållande vatten och Na2S03 uttogs från vätskekonditioneringstanken H och fördes med matarpumpen I för sammanföring med den cirkulerande vätskeströmmen innan den er- hållna blandningen inmatades i bubbelformningsanordningen D. Till- föringshastigheten för förrådslösningen med natriumsulfit innehållan- de 5 g/1 S02 var 58 l/h och flödet av cirkulerande vätska var 6 m3/h, Oxidationen genomfördes vid en temperatur av ca. 60°C."Syreverknings- graden"var 20 %. Detta försök betecknas i det följande "småskaleför- sök". Mängden luft som inblåstes per munstycke var 12 Nm /h- Exemoel 3.Air oxidation of sodium sulfite was carried out in aqueous medium by the method illustrated in Fig. 3. A two-nozzle type bubble forming device D having an outer diameter of 20 mm was attached to the bottom of an oxidation tower A having an inner diameter of 300 mm and a height of 6 m by screwing with bolts and nuts. Through the nozzles in the device D, compressed air was blown in with a pressure of approx. .780286h-Ä 8 2.5 kg / cm 2 in the oxidation tower A in an amount of 12 Nm 3 / h. The oxidation tower was almost filled with an aqueous solution up to the flood level. A portion of the solution was continuously withdrawn from the oxidation tower via the opening A 'to give a circulating liquid stream which was returned to the oxidation tower A and passed through the gas-liquid separator B, the circulation pump C and the multi-nozzle bubble forming device D. The stock solution containing water and Na 2 SO 3 were withdrawn from the liquid conditioning tank H and carried with the feed pump I for conjugation with the circulating liquid stream before the resulting mixture was fed into the bubble forming device D. The feed rate of the stock solution with sodium sulfite containing 5 g / l SO 2 was 58 l of circulating liquid was 6 m3 / h. The oxidation was carried out at a temperature of approx. 60 ° C. The "oxygen efficiency" was 20%. This experiment is hereinafter referred to as "small-scale experiment". The amount of air blown per nozzle was 12 Nm / h - Exemoel 3.

Istället för det ovan angivna "smàskaleförsöket" genomför- des ett "mellanskaleförsök" under följande betingelser. En med två munstycken försedd bubbelformningsanordning med ytterdiametern 100 mm var anordnad vid bottnen av ett oxidationstorn med innerdiametern 900 mm och höjden 8 m. Flödet av tillförd luft vid 2,5 kg/om2 var :Loo :må/H och flödet av eirkuieranae vätska var 80 m3/H. Förràasies- 2 ningen av natriumsulfit innehållande 50 g/l S02 och med ett pH-värde av 7 fördes kontinuerligt till oxidationstornet i en mängd av 480 1/H efter att ha eammanförts med den cirkulerande vätskan. Oxidatíonen genomfördes vid en temperatur av ca. 6006. "Syreverkningsgraden" var 20 %.Instead of the above-mentioned "small-scale experiment", a "medium-scale experiment" was carried out under the following conditions. A two-nozzle bubble forming device with an outer diameter of 100 mm was arranged at the bottom of an oxidation tower with an inner diameter of 900 mm and a height of 8 m. The flow of supplied air at 2.5 kg / om2 was: Loo: Mon / H and the flow of eirkuieranae liquid was 80 m3 / H. The feed solution of sodium sulfite containing 50 g / l of SO 2 and having a pH of 7 was continuously fed to the oxidation tower in an amount of 480 l / h after being introduced with the circulating liquid. The oxidation was carried out at a temperature of approx. 6006. The "oxygen efficiency" was 20%.

När mängden cirkulerande vätska minskades ökades storleken av bubblorna och sjönk "syreverkningsgraden".As the amount of circulating liquid decreased, the size of the bubbles increased and the "oxygen efficiency" decreased.

Exemoel 4.Example 4.

Ett annat försök i mellanstor skala genomfördes under följande betingelser. En bubbelformningsanordning av fyra-munstycks- typ med ytterdiametern 100 mm var fästad vid samma oxidationstorn som angivits för det ovan nämnda mellanskaleförsöket. Mängden inblåst luft uppgick till 200 NM3/H och flödet av oirkulerande vätska var 60 m3/H; Förrádslösningen innehållande 50 g/1 Na2S03 matades kontinuerligt in i en mängd av 1920 lfil. Oxidationen genomfördes vid en temperatur av 60°C. "Syreverkningsgradenfl var 20 %.Another medium-scale experiment was performed under the following conditions. A bubble molding device of the four-nozzle type with the outer diameter 100 mm was attached to the same oxidation tower as indicated for the above-mentioned medium-scale experiment. The amount of air blown in was 200 NM3 / H and the flow of non-circulating liquid was 60 m3 / H; The stock solution containing 50 g / l Na 2 SO 3 was fed continuously in an amount of 1920 l / l. The oxidation was carried out at a temperature of 60 ° C. "The oxygen efficiency fl was 20%.

När experimentet genomfördes under samma betingelser med 780286114: undantag av att förràdslösning innehållande 200 g/l Na2SO3 tíllfördes i en mängd av 480 l/H var "syreverkníngegraden" 20 %.When the experiment was carried out under the same conditions with 780286114: except that stock solution containing 200 g / l Na 2 SO 3 was added in an amount of 480 l / H, the "oxygen efficiency" was 20%.

Exemnel 5.Example 5.

Ett försök i stor skala genomfördes under följande beting- elser. Vid bottnen av ett oxídationstorn med ínnerdíametern 1,8 m och höjden 8,0 m var 8 grupper av bubbelformníngsanordningar med 4 mun- stycken med ytterdiametern 100 mm fästade och försöken genomfördes med en satsvis behandlad process med cirkulation av vätskan. Andra betingelser för reaktionen anges i följande tabell l.A large-scale trial was conducted under the following conditions. At the bottom of an oxidation tower with an inner diameter of 1.8 m and a height of 8.0 m, 8 groups of bubble forming devices with 4 nozzles with an outer diameter of 100 mm were attached and the experiments were carried out with a batch process with circulation of the liquid. Other conditions for the reaction are given in the following Table 1.

Tabell 1.Table 1.

Försök nr 0 1 2 3 4 “rspmnglïg 254 o 253 o 227 4 49 o 119 7 llazSOï-koncent- (g l ' ' ' 'd ' Ü' l fl' ra m* sfå/läg Tr Tr 0,85 mr 0,3 pH i utgångslösníngen 6,5 6,3 6,4 6,91 6,90 P/Iängd inblåst luft 500 492 474 117,2 926 (rm3/H) Xšššlifšfišškulatlms' 250 253 250 459 373 Erforderlíg oxidations- “d I? 1oo 21,0 21,0 2,33 6,75 JK- 1 Kapacitetskoefficíent 86 (kmOl/mßqí) 0,024 O,Û97 0,0 O,157 0,116 syrexoefficient (az) 5,0 22,8 21,3 14,2 15,0 Å. nšâtycken l 4 4 8 6 Exemnel 6..Experiment no. 0 1 2 3 4 “rspmnglïg 254 o 253 o 227 4 49 o 119 7 llazSOï-concentration- (gl '' '' 'd' Ü 'l fl' ra m * sfå / läg Tr Tr 0,85 mr 0, 3 pH of the starting solution 6.5 6.3 6.4 6.91 6.90 P / Length of blown air 500 492 474 117.2 926 (rm3 / H) Xšššlifš fi šškulatlms' 250 253 250 459 373 Required oxidation- “d I? 1oo 21.0 21.0 2.33 6.75 JK- 1 Capacity coefficient 86 (kmOl / mßqí) 0.024 O, Û97 0.0 O, 157 0.116 oxygen coefficient (az) 5.0 22.8 21.3 14.2 15.0 Å. Nšâtycken l 4 4 8 6 Exemnel 6 ..

Med användning av samma utrustning som anges i exempel 5 genomfördes kontinuerlig oxidation med en utgàngslösning innehållande _(,2ao2as4-h 10 200 g/l Na2S03 som tillfördes i en mängd av 1200 l/Eí. "Syreverknings- graden" var 20 51- cch KS-värdet för den färdigbehandlade lösningen var 50 ppm eller mindre. Päängden inblåst luft utgjorde 500 Iwlšzß/H och flödet av církulerande vätska. var 250 m3/H,Using the same equipment as in Example 5, continuous oxidation was carried out with a starting solution containing _, 2ao2as4-h 10 200 g / l Na 2 SO 3 which was added in an amount of 1200 l / E 1. The "oxygen efficiency" was 51 51 cch The KS value of the finished solution was 50 ppm or less, the amount of air blown in was 500 Iwlšzß / H and the flow of circulating liquid was 250 m3 / H.

Claims (5)

78028644» ll PATENTKRAV78028644 »ll PATENT REQUIREMENTS 1. l. Anordning för dispergering av gas i vätska, som är fri från rörliga delar och innefattar ett eller flera inblâsnings- munstycken, k ä n n e t e c k n a d därav, att anordningen innefattar ett hus (HS) bestående av en takskiva (5), minst en sidovägg (4) och en botten (BM), varvid insidan av huset är uppdelad i två kammare medelst en horisontell skiljeskiva (3) med en eller fler öppningar (3'), varvid den nedre kammaren (CL) innefattar gasinföringsrör (1) med ett inblåsningsmun- stycke (l') vid änden av varje gasinföringsrör samt fästat vid bottnen (BM) av huset så att ett litet utrymme ((1) kvarlämnas mellan varje munstycksspets och den öppning (3'), som är an- ordnad i skiljeskivan invid respektive munstycksspets, samt ett vätskeinföringsrör (2) genom vilket vätska införes i den undre kammaren (CL), varvid den övre kammaren (CU) är försedd med en takskiva (5) anordnad på så ringa avstånd (62) från skiljeskivan (3) att en ström av gasvätskehlandning, som föres med hög hastighet genom öppningen i skiljeskivan (3') bringas att splittraszmm takskivan, samt minst ett utlopp (4') anord- nat i sidoväggen (4) i den övre kammaren (CU) av huset för ut- matning av en färdigblandad gas-vätskeblandning innehållande ett mycket stort antal mycket fina luftbubblor.1. A device for dispersing gas in liquid, which is free from moving parts and comprises one or more supply nozzles, characterized in that the device comprises a housing (HS) consisting of a roof plate (5), at least one side wall (4) and a bottom (BM), the inside of the housing being divided into two chambers by means of a horizontal partition plate (3) with one or more openings (3 '), the lower chamber (CL) comprising gas inlet pipe (1) with a blowing nozzle (1 ') at the end of each gas inlet pipe and attached to the bottom (BM) of the housing so that a small space ((1) is left between each nozzle tip and the opening (3') provided in the partition plate next to the respective nozzle tip, and a liquid inlet pipe (2) through which liquid is introduced into the lower chamber (CL), the upper chamber (CU) being provided with a roof plate (5) arranged at such a small distance (62) from the partition plate (3) that a stream of gas liquid landing, which is carried at high speed, give through the opening in the partition plate (3 ') is caused to split the roof plate, and at least one outlet (4') arranged in the side wall (4) in the upper chamber (CU) of the housing for discharging a ready-mixed gas-liquid mixture containing a very large number of very fine air bubbles. 2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att anordningen är försedd med endast ett gasinförings- rör (l) med ett inblâsningsmunstycke (l'), som är anordnat centralt i huset (HS) samt att en motsvarande öppning (3') är anordnad centralt i den horisontella skiljeskivan (3).Device according to claim 1, characterized in that the device is provided with only a gas inlet pipe (1) with a blow-in nozzle (1 '), which is arranged centrally in the housing (HS) and that a corresponding opening (3' ) is arranged centrally in the horizontal partition plate (3). 3. Användning av anordningen enligt patentkravet 1 eller 2 för genomförande av luftoxidationsreaktioner i vätskefas, varvid den vätska, som skall behandlas, tillföres genom vätske- införingsröret (2) samt luft inblåses genom inblåsningsmun- stycket eller inblåsningsmunstyckena (l').Use of the device according to claim 1 or 2 for carrying out air oxidation reactions in liquid phase, wherein the liquid to be treated is supplied through the liquid introduction pipe (2) and air is blown through the blowing nozzle or the blowing nozzles (1 '). 4. Användning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - 1780286441 12 n a d därav, att anordningen för dispergering av gas i vätska är anbringad vid bottnen av en oxidationstank för den behandlade vätskan.Use according to claim 3, characterized in that the device for dispersing gas in liquid is arranged at the bottom of an oxidation tank for the treated liquid. 5. Användning enligt patentkravet 3 eller 4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att man kontinuerligt tillför vätska, som skall behandlas, och luft till en oxidationstank (A) genom en vid bottnen av oxidationstanken anbringad anordning för dispergering av gas i vätska samt uttar en del av vätskan från tanken (A) via en nedre öppning (A'), som är utformad i den nedre delen av sidoväggen av tanken (A) och tillför vätskan 'till en gas-vätskeseparationstank (B), återför vätska, som är fri från gas, till tanken (A) tillsammans med en förråda- lösning via en cirkulationspump (C) och anordningen (D) för dispergering av gas i vätska, samt utmatar förrâdslösning från en vätskekonditioneringstank (H) med en matarpump (I) för sammanföring av förrådslösningen med strömmen av vätskan från gas-vätskeseparationstanken (B) innan-den härvid erhållna blandningen inmatas i oxidationstanken (A), samt återför luft som separerats från vätskan i gassvätskeseparationstanken (B) till oxidationstanken (A) och bringar den färdigbehandlade lösningen att flöda över via en övre öppning (A“) som är utformad i den övre delen av sidoväggen av oxidationstanken (A) för tillföring av lösningen, eventuellt via en utjäm- ningstank (E), till en lagringstank (F). ÅNFÖRDA PUBLIKATIÛNER:Use according to claim 3 or 4, characterized in that liquid to be treated is continuously supplied and air to an oxidation tank (A) through a device for dispersing gas in liquid and withdrawals arranged at the bottom of the oxidation tank. a part of the liquid from the tank (A) via a lower opening (A '), which is formed in the lower part of the side wall of the tank (A) and supplies the liquid' to a gas-liquid separation tank (B), returns liquid, which is free from gas, to the tank (A) together with a storage solution via a circulation pump (C) and the device (D) for dispersing gas in liquid, and discharges storage solution from a liquid conditioning tank (H) with a feed pump (I) for connection of the stock solution with the flow of the liquid from the gas-liquid separation tank (B) before the resulting mixture is fed into the oxidation tank (A), and returns air separated from the liquid in the gas-liquid separation tank (B) to the oxidation tank (A) and bri allows the finished solution to overflow via an upper opening (A “) formed in the upper part of the side wall of the oxidation tank (A) for supplying the solution, possibly via a leveling tank (E), to a storage tank (F) . PUBLICATIONS MADE: