SE438604B - Anordning for att bringa substanser, som forekommer i minst tva olika faser, i kontakt med varandra - Google Patents

Description

7902246-s den kontakt som etabl.eras mellan de två faserna blir slumpartad och följaktligen oregelbunden och medför variationer som är såväl termiskt som kemiskt ofördelaktiga. I För tillämpningen av förfarandet beskrives i den franska pa- tentskriften 2 257 326 en utformning av anordningen som inne- fattar ett yttre hölje, åtminstone delvis cylindriskt, med en strypning vid nedströmsänden och invändigt försett med ett per- forerat foder, varvid mellan höljet och det perforerade fodret bildas ett ringformigt utrymme i vilket mynnar åtminstone ett tangentiellt inlopp, så att en symmetrisk avloppsström av typen virvelström åstadkommas.

Men även om denna anordning framför allt ger en symmetrisk och tillräckligt konstant avloppsström har den dock sin begräns- ning, framför allt dâ det gäller arbete vid förhöjda temperatu- IEI.

För att avhjälpa dessa nackdelar har man föreslagit användning av eldfast material eller användning av system med dubbla höljen och vätskecirkulation.

Härvid uppstår emellertid problem ned termisk tröghet och förslit- ning med vissa material, och även värmechockproblem. Dess- utom är systemets geometriska utformning oförenlig med förefint- lig arbetsmån.

I anordningen har dessutom gasfördelaren som skall åstadkomma ett symetriskt avloppsflöde en mekanisk funktion genom att den medverkar till att säkerställa enhetens stabilitet. Detta med- för att den är svår att kyla på ett enkelt och effektivt sätt.

Slutligen är det fördelaktigt att kunna uppnå ett kinetiskt mo- ment som är så stort som möjligt för att få ökade periferihas- tigheter.

Syftet med föreliggande uppfinning är i synnerhet att avhjälpa nämnda nackdelar. Uppfinningen avser en ny anordning för att bringa tvâ faser i kontakt med varandra med en axielltanordnad . ._._.__.... _ , .H l.__.......___.._.._._.....

A3 7902246-3 vätsketillförselledning för åstadkommande av en rätlinjig icke finfördelad vätskeströmning, varvid vidare finns en eller flera tangentiella gastillförselledningar till ett rotationsutrymme för alstrande av en gasström av hög temperatur med samma axel som vätskeströmningen och symmetrisk kring denna, som strypes spiral- formigt, vars utloppsöppnin9(ar) i anordningen ligger i det av- smalnande utloppet av en mantel, och varvid mellan den resp de tangentiella gastillförselledningen(arna) och den axiellt an- ordnade vätsketillförselledningen finns anordnad en perforerad fördelarinsats koncentriskt med vätsketillförselledningen, och kännetecknas av att manteln är utformad som ett ringformigt hus, som övergår i konmantelformiga väggar som bildar ett ringformigt utrymme, som sträcker sig fram till änden av vätsketillförsel- ledningen, och fördelarinsatsen är utformad så att den kan tas ut mellan huset och det ringformiga utrymmet och mekaniskt fri- stående från huset.

Företrädesvis avdelar fördelarinsatsen den fasta delen så att fördelning sker så nära som möjligt intill rotationssystemets symmetriaxel.

Företrädesvis är enligt uppfinningen manteln utformad som ett ringformigt dubbelmantlat hus, symmetriskt med rotationen, så att ett ringformigt utrymme åstadkommes i vilket det eller de tangentiella inloppen mynnar, samt ett axiellt utrymme i vilket anordnats en med axeln symmetrisk ledning, såsom ett cylindriskt rör eller en stympad kon, vilken mynnar i nivå med det fasta husets nedströms belägna öppning på ett avstånd ungefär lika med denna öppnings radie.

Det definierade ringformiga utloppet har företrädesvis en sek- tion som minskar i riktningen för den tangentiellt införda fa- sen, vilken fas vanligen utgöres av en gas, eventuellt en beri- kad gas.

Det fasta huset kan vid den nedströms belägna delen på ett en- kelt sätt övergå i två stympade koncentriskt konvergerande ko- ner, vilka är koaxiella och omger tilloppet för den axiella fa- sen, och den perforerade fördelarinsatsen kan bestå av en rota- tionscylinder som skär minst en av konerna.

Fördelarinsatsen kan av praktiska skäl vara rörligt monterad. 7902246-3 Enligt uppfinningen anordnas de olika delarna således enligt följande: - axiella inloppsrör för tillförsel av fasta, flytande eller halvflytande faser, - ett ringformigt utrymme som slutar i en öppning i den avsmalnande sektionen och - en avdelande och rörligt anordnad fördelarinsatsß arrangeras så att de bildar en anordning som medför - en ökning av det inledande kinetiska momentet, alltså periferihastigheten, vid utströmningen och - kylning på enkelt sätt av väggarna medelst en cirku- lerande vätska.

Det första villkoret kan uppfyllas med hjälp av en dubbelvägg med en för rotation enkel geometrisk form, innefattande ett ro- tationsutrymme, t.ex. torusformat, och förlängt i nedströms- riktningen genom ett rotationsutrymme som tjänar som gasntlopp och har formen av en dubbel gympad kon, vilka tvâ delar av an- ordningen materiellt är separerade från varandra av själva för- delningsanordningen för rotation i förhållande till samma symr metriaxel som det ringformiga utrymet.

Det andra villkoret uppfylles medelst ett vanligt förebyggande kylsystem genom cirkulation av en kylvätska, såsom vatten, runt den utvändiga delen av det dubbla höljet, varvid fördelnings- anordningen ej behöver kylas.

Såsom redan nämnts ovan kan man med denna nya anordning ut- nyttja det förfarande som beskrives i den franska patentskrif- ten 2 257 326 och åstadkomma förstoftning genom överföring av kraftmomentet.

Man kan även vidtaga åtgärder för koaxiell tillförsel av flera faser och flera spiralformiga faser; i samtliga fall kan kon- taktreaktorn enligt uppfinningen betraktas som en kolv vad gäl-. ler systemets förlopp med avseende på koncentration och som homogent med avseende på temperaturerna.

En av fördelarna med anordningen enligt uppfinningen är att 7902246-3 den gör det möjligt att öka halvvinkeln vid konspetsen på hy- perboloidens asymptot till en yta som utgör summan av de banor som utgår från den spiralformiga fasen och för med sig bestånds- delarna i den axiella fasen.

Anordningen enligt uppfinningen kan utnyttjas inom ett stort antal användningsområden, såsom vid snabbindunstning av flyk- tiga föreningar, torkning av produkter, koncentration av vat- tenhaltiga suspensioner eller emulsioner etc.

Som framgår av den franska patentskriften 2 257 326 kan man även utföra torrblandning av stelnande partiklar genom omvand- ling av dessa till fina korn och eventuellt ombildning av kor- nens ytstruktur. Även vanliga kemiska reaktioner kan utföras, såsom de som sker i en reaktor eller i en förstoftningsanord- ning. Likaså kan man fördelaktigt utföra en direkt karboni- sering genom att behandla natriumhydroxid med en gas innehål- lande koldioxid.

Ett annat användningsområde är behandling av värmekänsliga materiaL Man kan även utnyttja anordningen tillsammans med ett vid ut- loppet anordnat venturirör vid värmebehandling av en gasformig fas, Den axiella fasen utgöres vanligen av en vätskefas, som kan vara berikad, men den kan även vara halvflytande eller trög- flytande.

Speciellt kan man införa två axiella faser, flytande eller halv- flytande , och åstadkomma kontakt mellan dessa med hjälp av det virvelströmmande flödet. Man utför på så sätt en sam-fin- fördelning.

I detta fall kan den spiralformiga fasen vara både aktiv och inaktiv sett ur kemisk synpunkt. En sådan tillämpning kan vara ,. .-,.........._. _ V.. _._ f- __.._---__.._...V _... 7902246-3 speciellt intressant vid simultanreaktioner som t.ex. sam- tidig utfällning av en latexlösning och en kiseldioxid, såsom beskrives i den franska patentansökningen 76 35883, 29 novem- ber, 1976.

Ett speciellt intressant användningsområde för föreliggande uppfinning är emellertid möjligheten att kunna lösa problem med avloppsvatten och föroreningar.

Ett generellt förfarande för behandling av avloppsvatten genom finfördelning och samtidig syrebehandling finns tidigare beskrivet.

Anordningen enligt uppfinningen kan naturligtvis utnyttjas i detta fall.

Speciellt när det gäller föroreningar måste man dock för att uppnå en tillfredsställandeeffektivitet arbeta vid mycket hög temperatur, vilket ej varit möjligt med tidigare anordningar.

En av fördelarna med föreliggande uppfinning är emellertid att den uppfyller detta sedan länge mycket stora behov.

Föreliggande uppfinning kommer lättare att kunna förstås med hjälp av de utföringsexempel som ges för att belysa utan att därför begränsa uppfinningen och som åskådliggöres av bifogade ritningar.

Fig. l är ett tvärsnitt genom en anordning enligt uppfinningen, varvid endast halva sektionen visas.

Fig. 2 visar en annan utföringsform.

Enligt fig. l består den fasta delen, som innesluter den spiral- formiga fasen, av ett dubbelmantlat hus l och 2, förlängt i nedströmsriktningen med en dubbelkon, av vilken endast visas den uppströms högst belägna delen 4. 7902246-3 Huset har vidare i sin uppströms högst belägna del ett ring- formigt utrymme med stor area, förlängt av ett ringformigt ut- rymme definierat av två stympade koner 6 och 7 anordnade kon- vergerande mot nedströmsdelen.

Inmatningen av den spiralformiga fasen sker via en tangentiell ledning 8.

Bildandet av det symmetriska spiralformade flödet tillförsäkras med hjälp av en fördelningsanordning 3 som är rörlig och meka- niskt oberoende av det fasta huset 1.

Dessutom är två andra kylmantlar anordnade: 12 mellan konen 7 och ledningen 9, samt ll.

Den axiella fasen tillföres via en rörledning 9: enligt denna utföringsform är en kolvstâng 10 anordad inuti ledningen 9.

Anordningen enligt fig. 1 har en total diameter av 1210 mm och fördelningscylindern har 5 rader bestående av 36 hål med en dia- meter av 20 mm.

Med en luftström av 10-ll t/h vid 800-900°C blir hastigheten i nivå med hålen av storleksordningen l00-120 m/s.

Fig. 2 visar en annan utföringsform enligt vilken den fasta de- len består av ett hus 13, som endast är öppet vid den nedre de- len 14 och som bildar en förlängd kurva avskuren av en fördel- ningsanordning 15.

Ett annat intressant användningsområde för anordningen enligt uppfinningen är torkning av alkaliskt kristallint kiselaluminat, i synnerhet av typen 4A.

Vid denna tillämpning införes suspensionen som skall torkas axi- ellt och torkluften tangentiellt vid temperaturer av flera hundra grader, t.ex. inom området 500-700°C, vilket område ingalunda ut- gör någon temperaturgräns.

Suspensionen av kiselaluinat kan framställas på vilket sun helst känt sätt.

Claims (2)

7902246-3 8 Patentkrav

1. Anordning för att bringa tvâ faser i kontakt med va- randra med en axiellt anordnad vätsketillförselledning (9) för åstadkommande av en rätlinjig icke finfördelad vätskeström- ning, varvid vidare finns en eller flera tangentiella gastill- förselledningar (8) till ett rotationsutrymme för alstrande av en gasström av hög temperatur med samma axel som vätske- strömningen och symmetrisk kring denna, som strypes spiral- formigt, vars utloppsöppning(ar) i anordningen ligger i det avsmalnande utloppet av en mantel, och varvid mellan den resp de tangentiella gastillförselledningen(arna) och den axiellt anordnade vätsketillförselledningen finns anordnad en perfore- rad fördelarinsats (3) koncentriskt med vätsketillförselled- ningen (9), k ä n n e t e c k n a d av att manteln är utformad som ett ringformigt hus (5, 13), som övergår i konmantelformiga väggar (6, 7) som bildar ett ringformigt utrymme, som sträcker sig fram till änden av vätsketillförselledningen (9), och för- delarinsatsen (3, 15) är utformad så att den kan tas ut mellan huset och det ringformiga utrymmet och mekaniskt fristående från huset.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att manteln är utformad som ett ringformigt dubbelmantlat hus (1, 2) för en kylvätska.