WO2011131389A1 - Rohrreaktor - Google Patents

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WO2011131389A1
WO2011131389A1 PCT/EP2011/052506 EP2011052506W WO2011131389A1 WO 2011131389 A1 WO2011131389 A1 WO 2011131389A1 EP 2011052506 W EP2011052506 W EP 2011052506W WO 2011131389 A1 WO2011131389 A1 WO 2011131389A1
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    • C02F2103/42—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from bathing facilities, e.g. swimming pools

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for the addition of chlorine dioxide in water according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known from DE 202004005755 U1.
  • Chlorine dioxide is a highly toxic, explosive chemical used as a biocide in the disinfection of water.
  • the latter may be
  • chlorine dioxide There are different ways of chlorine dioxide known. On an industrial scale, chlorine dioxide is often made from sodium chlorite or sodium chlorate
  • hydrochloric acid [HCl] is reacted with sodium chlorite [NaCIO2] to produce chlorine dioxide, water [H 2 O] and common salt [NaCl]:
  • chlorate process is sulfuric acid [H 2 SO 4] with hydrogen peroxide [H2O2] and sodium chlorate [NaCIOs] to chlorine dioxide, sodium sulfate [Na 2 SO 4], is reacted oxygen [O2] and water: 2 NaCIO 3 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 -> 2 CIO 2 + Na 2 SO 4 + O 2 + 2 H 2 O
  • Water pipe is the water to be treated and discharged.
  • the mixing tube opened on both sides extends coaxially inside the water pipe.
  • the script is silent.
  • JP2008-094662 A discloses an arrangement for the addition of chlorine dioxide in water, in which a mutually open mixing tube extends coaxially in a water line. Disadvantage of this Anorndung is that through the
  • Water inlet water also penetrates at the end in the mixing tube to which the Christskompontenten be added. There is thus an early dilution of the reaction components with water, so that the
  • the present invention is the
  • a substantially flat, annular flange plate is provided, extend from the periphery of both leads to the center of the flange and there open into the mixing tube,
  • the mixing tube extends orthogonal to the plane of the flange of this away, apart at its flange facing the proximal end is closed by the mouths of the supply line, and is open at its distal end facing away from the bottle,
  • the water pipe has two pipe sections connected via a flange connection
  • the invention therefore provides an arrangement for the addition of chlorine dioxide in water, a) with a first supply line for the supply of a first
  • Flange comprises, from the periphery of both leads extend to the center of the flange and there open into the mixing tube,
  • the mixing tube extends orthogonal to the plane of the flange of this away, is closed at its flange facing the proximal end apart from the mouths of the supply line, and is open at its distal end of the bottle, distal end,
  • a basic idea of the present invention is to arrange the mixing tube in a flanged connection of the water pipe.
  • the mixing tube is centered by means of the supply lines in a matching flange flange flange and incorporated this module in the flange. In this way, it is possible to upgrade existing water pipes, which have a flange, by inserting the assembly to a erfingungsdorfen arrangement.
  • the subject of the invention is therefore also an assembly comprising
  • a method of manufacturing the device is as follows
  • Steps of the invention a) finding a flange connection within a water pipe; b) providing a previously discussed assembly; c) opening the flange connection; d) inserting the assembly in the opened flange connection; e) closing the flange connection in such a way that the flange disk is fixed within the flange connection.
  • the flange preferably has a bolt circle so that it can be incorporated into existing flanges.
  • the bolts of the flange then extend through the holes of the bolt circle of the flange.
  • the bolt circle of the standard DIN EN 1092-1 / 2 follows to fit generally.
  • Flange, supply lines and possibly also the mixing tube are preferably made of PTFE to be resistant to the chemicals used.
  • the mixing tube preferably extends vertically so that the water flow flowing around the mixing tube gently rinses out the reacted chlorine dioxide.
  • Figure 1 mixing tube with leads and flange in plan view
  • Figure 2 arrangement, completely in side view.
  • Flange 1 is substantially planar and lies in the plane of the drawing of FIG. In it, a bolt circle 2 is introduced so that they are in the usual
  • Flashing disc 1 towards its center in this embodiment radially, four support arms 3 extend to a central plate 4. All components mentioned so far are monolithic formed from PFTE and lie in the plane E of the flange 1. Through the interior of two of the support arms each extend a supply line 5a, 5b and open together in a blind hole 6 in the central plate 4th
  • a cylindrical mixing tube 7 is set from a titanium material.
  • the mixing tube 7 extends orthogonally from the plane E of
  • the mixing tube 7 is closed by the central plate 4 apart from the mouths of the leads 5a, 5b in the blind hole 6; its the bottle 1 remote from the distal end mixing tube 7 is opened.
  • Figure 2 shows how the bottle 1 can be used with the mixing tube 7 in a water pipe 8.
  • the Flaschemia 1 is incorporated into a flange 9, which connects two pipe sections 8a, 8b of the water pipe 8.
  • reaction component from a respective outer tank 10a, 10b is pumped into the mixing tube 7 via the supply lines 5a and 5b.
  • Reactive components may be, for example, hydrochloric acid [HCl] and sodium chlorite [NaCIO 2 ].
  • the water to be enriched with chlorine dioxide [CIO 2 ] flows along the water pipe 8 along the mixing tube 7.
  • the components in the mixing tube 7 react undisturbed by inflowing water [H 2 O] to chlorine dioxide, which emerges from the mixing tube 7 at the distal (open) end mixes with the passing water.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid (CIO2) in Wasser (H2O), mit einer ersten Zuleitung (5a) für die Zuleitung einer ersten Reaktionskomponente (HCl), mit einer zweiten Zuleitung (5b) für die Zuleitung einer zweiten Reaktionskomponente (NaCIO2), und mit einem Mischrohr (7) zum Vermischen und Umsetzen beider Reaktionskomponeten zu Chlordioxid, wobei beide Zuleitungen (5a, 5b) in dem Mischrohr (7) münden und wobei das Mischrohr (7) innerhalb einer das mit Chlordioxid anzureichernde Wasser führende Wasserleitung (8) koaxial angeordnet ist. Ihr liegt die Aufgabe zu Grunde, eine konkrete Gestaltung einer gattungsgemäßen Anordnung mit geringem Chemikalienverbrauch anzugeben. Darüber hinaus soll es die Gestaltung gestatten, bestehende Wasserleitungen zu einer Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid in das von der Wasserleitung (8) geführte Wasser (H2O) aufzurüsten. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass eine im Wesentlichen ebene, ringförmige Flanschscheibe (1 ) vorgesehen wird, von deren Peripherie sich beide Zuleitungen (5a, 5b) zum Zentrum der Flanschscheibe (1 ) hin erstrecken und dort in das Mischrohr (7) münden, bei der sich das Mischrohr (7) orthogonal zur Ebene (E) der Flanschscheibe (1 ) von dieser fort erstreckt, an seinem proximalen Ende abgesehen von den Mündungen (6) der Zuleitung (5a, 5b) geschlossen ist, und an seinem distalen Ende geöffnet ist, bei welcher die Wasserleitung (8) zwei über eine Flanschverbindung (9) verbundene Leitungsabschnitte (8a, 8b) aufweist, und bei welcher die Flanschscheibe (1 ) in der Flanschverbindung (9) festgesetzt ist.

Description

Rohrreaktor
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid in Wasser nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 .
Bekannt ist eine derartige Vorrichtung aus der DE 202004005755 U1 .
Chlordioxid [CIO2] ist eine hochgiftige, explosive Chemikalie, welche als Biozid bei der Desinfektion von Wasser verwendet wird. Bei letzterem kann es sich um
Trinkwasser, Schwimmbad-Wasser oder Industriewasser, insbesondere Kühlwasser handeln.
Aufgrund seiner Gefährlichkeit und geringen Stabilität wird Chlordioxid ungern transportiert oder gelagert, stattdessen lieber direkt am Verwendungsort,
insbesondere in dem zu behandelnden Wasser synthetisiert.
Es sind unterschiedliche Synthesewege für Chlordioxid bekannt. Im industriellen Maßstab wird Chlordioxid oft aus Natriumchlorit oder Natriumchlorat unter
Verwendung von Salzsäure, Chlor oder von Schwefelsäure/Wasserstoffperoxid dargestellt.
Beim Chlorit/Säure-Verfahren wird Salzsäure [HCl] mit Natriumchlorit [NaCIO2] zu Chlordioxid, Wasser [H2O] und Kochsalz [NaCI] umgesetzt:
5 NaCIO2 + 4 HCl -> 4 CIO2 + 5 NaCI + 2 H2O
Beim Chlorit/Chlor- Verfahren lautet die Reaktionsstöchiometrie:
2 NaCIO2 + Cl2 -> 2 CIO2 + 2 NaCI
Beim Chlorat-Verfahren wird Schwefelsäure [H2SO4] mit Wasserstoffperoxid [H2O2] und Natriumchlorat [NaCIOs] zu Chlordioxid, Natriumsulfat [Na2SO4], Sauerstoff [O2] und Wasser umgesetzt: 2 NaCIO3 + H2O2 + H2SO4 -> 2 CIO2 + Na2SO4 + O2 + 2 H2O
Aus DE202004005755U1 ist eine Anordnung zur Zugabe von Chlordioxid in Wasser bekannt, bei welcher zwei das Chlordioxid bildende Reaktionskomponenten in ein in einer Wasserleitung installiertes Mischrohr eingeleitet werden. Über die
Wasserleitung wird das zu behandelnde Wasser zu- und abgeführt. Das beidseitig geöffnete Mischrohr erstreckt sich koaxial innerhalb der Wasserleitung. Zur konkreten Gestaltung einer solchen Anordnung schweigt sich die Schrift aus.
Aus JP2008-094662 A ist eine Anordnung zur Zugabe von Chlordioxid in Wasser bekannt, bei welcher sich ein beiderseitig geöffnetes Mischrohr sich koaxial in einer Wasserleitung ersteckt. Nachteil dieser Anorndung ist, dass das durch die
Wasserleitung anströmende Wasser auch an dem Ende in das Mischrohr eindringt, an welche die Reaktionskompontenten zugegeben werden. Es kommt somit zu einer frühzeitigen Verdünnung der Reaktionskomponenten mit Wasser, sodass die
Reaktionskomponenten nicht vollständig ausreagieren. Damit geht ein erhöhter Chemikaliengebrauch einher.
In Hinblick auf diesen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zu Grunde, eine konkrete Gestaltung einer gattungsgemäßen Anordnung mit geringem Chemikalienverbrauch anzugeben. Darüber hinaus soll es die
Gestaltung gestatten, bestehende Wasserleitungen zu einer Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid in das von der Wasserleitung geführte Wasser aufzurüsten.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass bei einer gattungsgemäßen Anordnung, eine im Wesentlichen ebene, ringförmige Flanschscheibe vorgesehen wird, von deren Peripherie sich beide Zuleitungen zum Zentrum der Flanschscheibe hin erstrecken und dort in das Mischrohr münden,
bei der sich das Mischrohr orthogonal zur Ebene der Flanschscheibe von dieser fort erstreckt, an seinem der Flanschscheibe zugewandten, proximalen Ende abgesehen von den Mündungen der Zuleitung geschlossen ist, und an seinem der Flaschscheibe abgewandten, distalen Ende geöffnet ist,
bei welcher die Wasserleitung zwei über eine Flanschverbindung verbundene Leitungsabschnitte aufweist,
und bei welcher die Flanschscheibe in der Flanschverbindung festgesetzt ist.
Gegenstand der Erfindung ist mithin eine Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid in Wasser, a) mit einer ersten Zuleitung für die Zuleitung einer ersten
Reaktionskomponente,
b) mit einer zweiten Zuleitung für die Zuleitung einer zweiten
Reaktionskomponente,
c) und mit einem Mischrohr zum Vermischen und Umsetzen beider
Reaktionskomponeten zu Chlordioxid,
d) wobei beide Zuleitungen in dem Mischrohr münden
e) und wobei das Mischrohr innerhalb einer das mit Chlordioxid
anzureichernde Wasser führende Wasserleitung koaxial angeordnet ist, f) wobei die Anordnung eine im Wesentlichen ebene, ringförmige
Flanschscheibe umfasst, von deren Peripherie sich beide Zuleitungen zum Zentrum der Flanschscheibe hin erstrecken und dort in das Mischrohr münden,
g) wobei sich das Mischrohr orthogonal zur Ebene der Flanschscheibe von dieser fort erstreckt, an seinem der Flanschscheibe zugewandten, proximalen Ende abgesehen von den Mündungen der Zuleitung geschlossen ist, und an seinem der Flaschscheibe abgewandten, distalen Ende geöffnet ist,
h) wobei die Wasserleitung zwei über eine Flanschverbindung verbundene Leitungsabschnitte aufweist,
i) und wobei die Flanschscheibe in der Flanschverbindung festgesetzt ist. Eine Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Mischrohr in einer Flanschverbindung der Wasserleitung anzuordnen. Hierzu wird das Mischrohr mittels der Zuleitungen in einem zur Flanschverbindung passenden Flanschscheibe zentriert und diese Baugruppe in die Flanschverbindung eingegliedert. Auf diese Weise ist es nämlich möglich, bestehende Wasserleitungen, die über eine Flanschverbindung verfügen, durch Einsetzen der Baugruppe zu einer erfingungsgemäßen Anordnung aufzurüsten.
Gegenstand der Erfindung ist somit auch eine Baugruppe umfassend
Flanschscheibe, Mischrohr und Zuleitungen der Anordnung.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung mit den folgenden
Schritten erfindungsgegenständlich: a) Ausfindigmachen einer Flanschverbindung innerhalb einer Wasserleitung; b) Bereitstellen einer vorerörterten Baugruppe; c) Öffnen der Flanschverbindung; d) Einsetzen der Baugruppe in die geöffnete Flanschverbindung; e) Schließen der Flanschverbindung dergestalt, dass die Flanschscheibe innerhalb der Flanschverbindung festgesetzt ist.
Die Flanschscheibe weist bevorzugt ein Lochkreis auf, damit sie in bestehende Flansche eingegliedert werden kann. Die Bolzen der Verflanschung erstrecken sich dann durch die Löcher des Lochkreises der Flanschscheibe. Bevorzugt folgt der Lochkreis der Norm DIN EN 1092-1/2, um allgemein zu passen.
Flanschscheibe, Zuleitungen und ggf. auch das Mischrohr werden bevorzugt aus PTFE hergestellt, um gegen die verwendeten Chemikalien resistent zu sein. Bevorzugt erstreckt sich das Mischrohr vertikal, damit die das Mischrohr umströmende Wasserströmung das reagierte Chlordioxid sanft ausspült.
Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Hierfür zeigen:
Figur 1 : Mischrohr mit Zuleitungen und Flanschscheibe in der Draufsicht;
Figur 2: Anordnung, komplett in Seitenansicht.
Flanschscheibe 1 ist im Wesentlichen eben und liegt in der Zeichenebene der Figur 1 . In ihm ist ein Lochkreis 2 eingebracht, damit sie in übliche
Rohrflaschverbindungen eingebracht werden kann. Von der Peripherie der
Flaschscheibe 1 zu ihrem Zentrum hin, bei dieser Ausfühungsform radial, erstrecken sich vier Stützarme 3 zu einer Zentralplatte 4. Alle bisher erwähnten Bauteile sind monolitihsch aus PFTE geformt und liegen in der Ebene E der Flanschscheibe 1 . Durch das Innere zweier der Stützarme verlaufen jeweils eine Zuleitung 5a, 5b und münden gemeinsam in einer Sackloch 6 in der Zentralplatte 4.
Auf der Zentralplatte 4 ist ein zylindrisches Mischrohr 7 aus einem Titanwerkstoff festgesetzt. Das Mischrohr 7 erstreckt sich orthogonal von der Ebene E der
Flanschscheibe 1 von dieser fort. An seinem proximalen Ende ist das Mischrohr 7 von der Zentralplatte 4 abgesehen von den Mündungen der Zuleitungen 5a, 5b im Sackloch 6 geschlossen; seinem der Flaschscheibe 1 abgewandten, distalen Ende ist Mischrohr 7 geöffnet.
Figur 2 zeigt, wie die Flaschscheibe 1 mit dem Mischrohr 7 in eine Wasserleitung 8 eingesetzt werden kann. Hierzu wird die Flaschscheibe 1 in eine Flanschverbindung 9 eingegliedert, welche zwei Leitungsabschnitte 8a, 8b der Wasserleitung 8 verbindet.
Über die Zuleitungen 5a und 5b wird jeweils eine Reaktionskomponente aus einem jeweiligen außen liegenden Tank 10a, 10b in das Mischrohr 7 gepumpt. Bei den Reaktionskompontenten kann es sich beispielsweise um Salzsäure [HCl] und Natriumchlorit [NaCIO2] handeln.
Das mit Chlordioxid [CIO2] anzureichende Wasser fließt entlang der Wasserleitung 8 längs des Mischrohrs 7. Vom anströmenden Wasser [H2O] ungestört reagieren die Kompontenten im Mischrohr 7 zu Chlordioxid, welches am distalen (offenen) Ende aus dem Mischrohr 7 austritt und sich mit dem vorbeiströmenden Wasser vermengt.
Bezugszeichenliste
1 Flanschscheibe
2 Loch kreis
3 Stützarm
4 Zentralplatte
5a erste Zuleitung
5b zweite Zuleitung
6 Sackloch
7 Mischrohr
8 Wasserleitung
8a erster Abschnitt Wasserleitung
8b zweiter Abschnitt Wasserleitung
9 Flanschverbindung
10a Tank erste Reaktionskompontente
10b Tank zweite Reaktionskompontente
E Ebene der Flanschscheibe

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid (CIO2) in Wasser (H2O), a) mit einer ersten Zuleitung (5a) für die Zuleitung einer ersten
Reaktionskomponente (HCl),
b) mit einer zweiten Zuleitung (5b) für die Zuleitung einer zweiten
Reaktionskomponente (NaCIO2),
c) und mit einem Mischrohr (7) zum Vermischen und Umsetzen beider
Reaktionskomponeten zu Chlordioxid ,
d) wobei beide Zuleitungen (5a, 5b) in dem Mischrohr (7) münden
e) und wobei das Mischrohr (7) innerhalb einer das mit Chlordioxid
anzureichernde Wasser führende Wasserleitung (8) koaxial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
f) dass die Anordnung eine im Wesentlichen ebene, ringförmige
Flanschscheibe (1 ) umfasst, von deren Peripherie sich beide Zuleitungen (5a, 5b) zum Zentrum der Flanschscheibe (1 ) hin erstrecken und dort in das Mischrohr (7) münden,
g) dass sich das Mischrohr (7) orthogonal zur Ebene (E) der Flanschscheibe (1 ) von dieser fort erstreckt, an seinem der Flanschscheibe (1 ) zugewandten, proximalen Ende abgesehen von den Mündungen (6) der Zuleitungen (5a, 5b) geschlossen ist, und an seinem der Flanschscheibe (1 ) abgewandten, distalen Ende geöffnet ist,
h) dass die Wasserleitung (8) zwei über eine Flanschverbindung (9)
verbundene Leitungsabschnitte (8a, 8b) aufweist,
i) und dass die Flanschscheibe (1 ) in der Flanschverbindung (9) festgesetzt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Flanschscheibe (1 ) einen Lochkreis (2) aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass Flanschscheibe (1 ) und Zuleitungen (5a, 5b) aus einem Chemiewerkstoff, insbesondere aus PTFE gefertigt sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Mischrohr (7) vertikal erstreckt.
5. Baugruppe umfassend Flanschscheibe (1 ), Zuleitungen (5a, 5b) und Mischrohr (7) einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
6. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
a) Ausfindigmachen einer Flanschverbindung innerhalb einer Wasserleitung; b) Bereitstellen einer Baugruppe nach Anspruch 5;
c) Öffnen der Flanschverbindung;
d) Einsetzen der Baugruppe in die geöffnete Flanschverbindung;
e) Schließen der Flanschverbindung dergestalt, dass die Flanschscheibe
innerhalb der Flanschverbindung festgesetzt ist.
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