AT 392 918 BAT 392 918 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kreislaufführung einer Flüssigkeit mittels einer Umwälzpumpe, wobei die Flüssigkeit aus einem Kopfraum eines Reaktors angesaugt und durch ein vertikales, unten offenes, im Reaktor angeordnetes Rohr über eine nach der Umwälzpumpe angeordnete Druckgaszuführung nach unten gedrückt und wieder in den Kopfraum aufsteigen gelassen wird, und eines Reaktors zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for circulating a liquid by means of a circulation pump, the liquid being sucked out of a head space of a reactor and pressed down through a vertical tube, which is open at the bottom and arranged in the reactor, via a compressed gas supply arranged after the circulation pump, and rising again into the head space is left, and a reactor for performing the method.
Aus der DE-OS 30 08 791 ist es beispielsweise bekannt, in einem Reaktor Flüssigkeit durch eine oberhalb einer Druckbegasungsstelle angeordnete Pumpe in einem zentral gelegenen Rohr nach unten zu drücken, wodurch eine Umwälzung des Flüssigkeitsinhaltes erreicht wird. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, daß bei der Kreislaufströmung Gasblasen in das Pumpenlaufrad gelangen können, die dasselbe durch Kavitation beschädigen.From DE-OS 30 08 791 it is known, for example, to press liquid in a reactor downwards in a centrally located pipe in a reactor by means of a pump arranged above a pressure gassing point, as a result of which a circulation of the liquid content is achieved. A disadvantage of this construction is that gas bubbles can get into the pump impeller during the circulation flow and damage the same due to cavitation.
Um diesen Nachteilen zu entgehen, ist es bereits bekannt geworden, die umwälzende Flüssigkeit am Behälterboden anzusaugen und über Rohrleitungen im Kreislauf zu führen. Bei der letzteren Ausführung ist allerdings der Rohrleitungswiderstand so groß, daß die Wirtschaftlichkeit der Anlage in Mitleidenschaft gezogen wird, was sich insbesondere bei Belüftungsanlagen für Abwasser störend bemerkbar machtIn order to avoid these disadvantages, it has already become known to draw in the circulating liquid at the bottom of the container and to circulate it via pipes. In the latter version, however, the pipeline resistance is so great that the economic efficiency of the system is affected, which is particularly noticeable in the case of ventilation systems for waste water
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, diesen Nachteilen zu begegnen und ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckgaszuführung mehr Druckgas zugeführt wird als gelöst werden kann und das entstehende Gasblasen/Flüssigkeitsgemisch im aufsteigenden Strom in einem Schirm gesammelt wird, wobei die aufgefangenen Blasen über ein Steigrohr, insbesondere Steigrohrsystem, in den Gasraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der im Kopfraum angesammelten Flüssigkeit geführt werden. Der Reaktor zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zum vertikal geführten Rohr (1) im Bereich des oberen Endes desselben, insbesondere mit diesem direkt verbunden, eine Gasverteilungskammer und ein horizontaler Schirm vorgesehen sind, wobei an der Oberseite des Schirms den Ansaugraum der Umwälzpumpe umgehende Blasenableitungsrohre angeordnet sind. In den Unteransprüchen 2 und 3 sowie 5 bis 7 sind bevorzugte Ausgestaltungen angegeben.The invention has set itself the task of addressing these disadvantages and is characterized in that more pressurized gas is supplied in the pressurized gas supply than can be solved and the resulting gas bubbles / liquid mixture is collected in the ascending stream in a screen, the captured bubbles over a riser pipe, in particular a riser pipe system, are guided into the gas space above the liquid level of the liquid accumulated in the head space. The reactor for carrying out the process is characterized in that a gas distribution chamber and a horizontal screen are provided concentrically with the vertically guided pipe (1) in the region of the upper end thereof, in particular directly connected to it, the suction space of the Circulation pump immediate bubble discharge pipes are arranged. Preferred embodiments are specified in subclaims 2 and 3 and 5 to 7.
Die Erfindung wird anhand der angeschlossenen schematischen Zeichnung beispielsweise erklärt Fig. 1 zeigt einen Teil eines Reaktors im Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt des zentralen Rohres (1) an der Begasungsstelle.The invention is explained on the basis of the attached schematic drawing, for example. FIG. 1 shows part of a reactor in longitudinal section and FIG. 2 shows a cross section of the central tube (1) at the fumigation point.
In Fig. 1 ist ein Teil eines zylindrischen Reaktors dargestellt, wobei ein zentrales Rohr (1) vorgesehen ist, welches an seinem oberen Ende einen Schirm (2) aufweist, der mehr oder weniger den Reaktor in einen Ansaugraum (3) für die Umwälzpumpe (4) und den eigentlich«) Reaktionsraum (9) unterteilt Am Schirm (2) sind ein oder mehrere Blasenableitungsrohre (5) vorgesehen, die den Ansaugraum (3) durchdringen und durch welche zumindest ein Teil der im Kreislauf geführten Flüssigkeit infolge der Mammutpumpenwirkung der abgeleiteten Blasen nach oben gefördert und mittels Prallscheiben im Kopfraum des Reaktors versprüht wird. Diese Konstruktion bewirkt daß der Ansaugraum (3) im wesentlichen blasenfrei bleibt, so daß die Umwälzpumpe (4) nur umzuwälzende Flüssigkeit und möglichst wenig Gasblasen ansaugt und damit das reaktortypische Strömungsbild aufrecht erhält. Die Flossen (7) führen das in der Gasverteilungskammer (6) befindliche Gas durch schräggestellte Öffnungen (8a) der zirkulierenden Flüssigkeit nach der Umwälzpumpe (4) zu, wobei der Druck in der Gaszuführung durch das untere offene syphonartige Ende der Gasverteilungskammer begrenzt ist, so daß bei Überschreiten des maximalen Gasdruckes das Gas nach unten ausweichen und großblasig an den Reaktorraum abgegeben wird. Die entstehenden Großblasen werden dabei zusammen mit den kleinen Blasen im Schirm (2) gesammelt. Durch die Anordnung des Schirmes und die mehr oder weniger große Düsenwirkung der Blasenableitungsrohre (5) wird die aufsteigende Mischung aus Gasblasen und Flüssigkeit stark beschleunigt, so daß beim Austritt aus dem Rohr, insbesondere durch die Anordnung einer Düse (10a) und eines Versprühtellers (10), die überrinnende Flüssigkeit mit wechselndem Druck umgelenkt und auf den Kopfraum (11) abgegeben und in groben Tropfen auf den Flüssigkeitsspiegel (12) abgelenkt wird, wodurch etwaig« auf der Flüssigkeit schwimmender Schaum durch Eigenflüssigkeit zerstört wird, oder zumindest einem Überschäumen des Reaktors entgegengewirkt wird. Zur Vergleichmäßigung der Gaszuführung reichen die Flossen (7) radial in das Innere des Reaktors (1), wobei die Abschrägung und die Öffnungen (8a) der Flossen (7) eine gleichmäßige Gasverteilung in radialer Richtung ermöglicht, da infolge der Abschrägung der Flossen mit zunehmender Entfernung von der Fallrohrwand die Druckdifferenz zwischen der Fallrohrströmung und die Gasverteilungskammer größer wird.In Fig. 1 a part of a cylindrical reactor is shown, a central tube (1) is provided which has at its upper end a screen (2) which more or less the reactor in a suction space (3) for the circulation pump ( 4) and the actually «) reaction space (9) divided On the screen (2) one or more bubble discharge pipes (5) are provided which penetrate the suction space (3) and through which at least a part of the circulated liquid due to the mammoth pump effect of the derived Bubbles are conveyed upwards and sprayed by means of baffle plates in the head space of the reactor. This construction causes the suction space (3) to remain essentially free of bubbles, so that the circulation pump (4) only sucks in liquid to be circulated and as few gas bubbles as possible, thus maintaining the typical flow pattern of the reactor. The fins (7) feed the gas in the gas distribution chamber (6) through inclined openings (8a) to the circulating liquid after the circulating pump (4), the pressure in the gas supply being limited by the lower open siphon-like end of the gas distribution chamber that when the maximum gas pressure is exceeded, the gas evades downwards and is released to the reactor chamber in large bubbles. The resulting large bubbles are collected together with the small bubbles in the screen (2). The arrangement of the screen and the more or less large nozzle effect of the bubble discharge pipes (5) greatly accelerate the ascending mixture of gas bubbles and liquid, so that when exiting the pipe, in particular through the arrangement of a nozzle (10a) and a spray plate (10 ), the overflowing liquid is deflected with changing pressure and released onto the head space (11) and deflected in coarse drops onto the liquid level (12), whereby any foam floating on the liquid is destroyed by its own liquid, or at least counteracts over-foaming of the reactor becomes. In order to equalize the gas supply, the fins (7) extend radially into the interior of the reactor (1), the bevel and the openings (8a) of the fins (7) allowing an even gas distribution in the radial direction, since as a result of the beveling of the fins, the Distance from the downpipe wall the pressure difference between the downpipe flow and the gas distribution chamber becomes larger.
Infolge der Abschrägung (8) können sich Unreinheiten der Flüssigkeit nicht an den Flossen ablagem, da sie durch den Strömungsdruck von den Flossen abgewiesen werden. Bei größeren Rohrdimensionen ist es zweckmäßig, die Flossen in einem Ringraum anzuordnen, dessen Zentralraum strömungsfrei gehalten wird, so daß die Gasblasen ihre Gleichmäßigkeit behalten und nicht bereits in der Abwärtsströmung sich durch Verschmelzung vergrößern (Fig. 2). Bei schäumenden Flüssigkeiten zeigte sich, daß, wenn man diese Flüssigkeit auf den Schaum sprüht, das Schaumvolumen geringer wird, so daß ein Überschäumen vermeidbar ist. Diese Wirkung kann aber durch ein zusätzlich eingebautes Gitter, welches entsprechend feucht gehalten wird, noch vergrößert werden. Durch diese Maßnahme tritt als Nebenwirkung eine Schaumzerstörung auf, die auf der Besprühung der Schaumoberfläche mit Eigenflüssigkeit beruht, so daß zusätzliche Schaumzerstörungsmittel, die die chemischen Eigenschaften beeinflussen, vermeidbar erscheinen. Dieser selbstregelnde Effekt kann aber auch ausgenützt werden, um möglichst viel Gas, ohne Rücksicht auf die Schaumbildung - in den Reaktor einzubringen, wodurch das Reaktorvolumen verkleinert werden kann. -2-As a result of the bevel (8), impurities in the liquid cannot deposit on the fins because they are repelled by the fins due to the flow pressure. In the case of larger pipe dimensions, it is advisable to arrange the fins in an annular space, the central space of which is kept free of flow, so that the gas bubbles maintain their uniformity and do not enlarge due to fusion in the downward flow (FIG. 2). In the case of foaming liquids, it was found that when this liquid is sprayed onto the foam, the foam volume becomes smaller, so that over-foaming can be avoided. However, this effect can be increased by an additional built-in grille, which is kept appropriately moist. As a result of this measure, foam destruction occurs as a side effect, which is based on spraying the foam surface with its own liquid, so that additional foam destruction agents which influence the chemical properties appear to be avoidable. This self-regulating effect can, however, also be used to introduce as much gas as possible into the reactor without regard to foam formation, which means that the reactor volume can be reduced. -2-