NO821999L - Fremgangsmaate og system for omsetning av oson med masse, slik som tremasse. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en anordning for gassreaksjon mellom ozon og faste stoffer, såsom tremasse. Mer bestemt angår oppfinnelsen en kontinuerlig fremgangsmåte og en anordning for kontinuerlig reaksjon mellom gassformet ozon og tremasse.

Det er umulig å frembringe rent ozon på grunn av dets kjemiske ustabilitet. For bleking av tremasse må ozon til-føres som en forholdsvis liten del av en blanding av ozon og oksygen bæregass. Vanligvis er ozonkonsentrasjonen be-grenset til 2% mens resten er oksygen. Den store oksygen-komponent i denne blanding forbrukes ikke under blekeproses-sen og må derfor føres ut fra reaksjonskaret adskilt fra den blekede masse.

En fremgangsmåte for reaksjon mellom gassformet ozon og tremasse blir en blanding av reaksjonsgass og ikke-reagerende gass ført i samstrøm gjennom et lag av løs masse. For et bestemt antall betingelser, f.eks. reaktorstørrelse, strømningshastigheten for massen, strømningshastigheten for reaksjonsgassen, oppholdstiden for massen i reaktoren og trykkfallet i gassen gjennom masselaget vil man få en bestemt dybde på masselaget og en bestemt produksjonshastig-her pr. dag for reaktoren. Visse begrensninger oppstår når man søker å øke mengden av masse som kan behandles pr. dag. En måte å øke mengden av behandlet masse på er å øke strøm-ningshastigheten for massen. For å doble massevekten, med samme oppholdstid for massen i karet må dybden på masselaget fordobles og samtidig må strømmen av gass dobles. Resultatet av dette er at laget pakkes sammen i en slik ut-strekning av gassen ikke lengér;.kan strømme gjennom massen eller laget. Av den grunn må man ha en meget høy trykkfor-skjell for å kunne drive ozon gjennom massen og det nødven-dige trykk er så høyt at det ikke er praktisk brukbart.

Mengden av behandlet fluffet masse pr. dag kunne fordobles ved økning av diameteren på reaktoren og ved å holde nivået på massen på det samme slik at ozonen kan føres gjennom masselaget. Dette ville imidlertid kreve et stort kar og også omfattende masseutmatningsutstyr inne i reaktoren, noe som også er uønsket.

Med foreliggende oppfinnelse kan mer masse behandles pr. dag under anvendelse av kar med samme diameter og med samme forhold mellom reaksjonsgass og ikke-reagerende gass med større dybde på masselaget enn det tidligere ble benyttet.

Ved foreliggende oppfinnelse oppnås det.ønskede resul-tat fordi massestrømningshastigheten for den reagerende gass kan økes ved å øke det absolutte trykk på den totale gass-blanding før gassen innføres i reaksjonskaret. På grunn av Boyle's Law som sier at p x v = konstant vil en økning i absolutt trykk gi en proporsjonal økning i gassens tetthet. Av den grunn vil samme volumeriske strømningshastighet gi en øket massestrømningshastighet for reaksjonsgassen når trykket økes .

Kort beskrevet omfatter det nye system for reaksjon mellom gassformet ozon og tremasse et stort sett vertikalt trykkar med et masseinnløp og et utløp for behandlet masse under masseinnløpet. Karet har også et gassinnløp for gass-utløp anbrakt vertikalt over hverandre mellom masseinnløpet og utløpet for behandlet masse, med gassutløpet liggende under gassinnløpet slik at en samstrøm av masse og gass finner sted i karet. Et gassresirkulasjonssystem kopler gass-innløpet og gassutløpet til resirkulasjonssystemet som omfatter et rensesystem koplet til gassutløpet og en ozongenerator koplet til oksygenrensesysternet og også til gass-innløpet. Ozongeneratoren frembringer en blanding av oksygen og ozon som mates v.if. tilbake under trykk til det vertikale kar.

Den nye fremgangsmåte går ut på etablering av en sam-strøm av en ozon/oks"ygengassblanding gjennom masselaget for å få til reaksjon mellom masse og ozon. Oksygenet for gassblandingen gjenvinnes og omdannes til en ozon/oksygengass-blanding. Ozon/oksygengassblandingen føres under trykk tilbake til det vertikale trykkar. Trykket i gassblandingen er høyere enn 2,1 kg/cm 2 og fortrinnsvis i området 2.1 til 3.5 kg/cm^.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og den vil, sammen med dens mange fordeler bli forklart nærmere i det følgende under henvisning til tegningen som er et strømningsdiagram for en foretrukken utførelses form for oppfinnelsen. Som vist på tegningen omfatter det gjengitte apparat et stort sett vertikalt eller stående trykkreaksjonskar som er betegnet med 10. Karet er lukket ved sin øvre og nedre ende. Karet 10 er konstruert for arbeid ved et eller annet trykk over atmosfæretrykket. Karet 10 er gasstett for å hindre gasslekkasje inn i og ut av karet.

Karet 10 er forsynt med minst ett gassinløp 12 som ligger i den øvre ende av karet. Løs masse som skal behandles mates til karet 10 gjennom masseinnløpet 14. Den nedre ende av karet 10 er forsynt med et utløp 16 for behandlet masse. Den viste anordning har dessuten midler som er bygget sammen med karet 10 slik at karet 10 får et ring-formet omløpende gassamlekammer som er beregnet på kontinuerlig å motta et stort gassvolum fra blandingen av gass og masse i karet 10, adskilt fra massen i blandingen, og midler for utmatning av gass fra den øvre del av gassamlekammeret. Gassamlekammeret er åpent mot det indre av karet 10 ved at det ligger i avstand fra og mellom karets øvre og nedre ender og dessuten, sett i lengderetningen av karet 10, mellom inn-løpene 12, 14 og utløpet 16.

Karet 10 har en øvre del 18 og under denne en nedre del 20. Den øvre del 18 av karets indre er over hele sin lengde utført med horisontalt tverrsnitt som er vesentlig mindre enn tverrsnittet av den tilsluttede nedre del 20 av karets indre. Et gassutløp 22 er koplet til den øvre del av karets nedre parti 20. Gassinnløpet 12 og gassutløpet 22

er anbrakt vertikalt mellom masseinnløpet 14 og utløpet 16 for behandlet masse, der gassutløpet 22 ligger vertikalt under gassinnløpet. En samstrøm av masse og gass vil på denne måte oppstå i karet der strømningshastigheten for gassen er større enn strømningshastigheten for massen.

I henhold til oppfinnelsen er et gassresirkulasjonssystem koplet til gassinnløpet 12 og gassutløpet 22. Gass-resirkulas jonssystemet omfatter et rensesystem 24 for oksygen koplet til gassutløpet 22 med en ledning 26 og en ozongenerator 28 som er koplet til oksygenrensesystemet ved hjelp av en gassledning 30 som har en kompressor 36. Kompressoren 36 retter opp trykkfall i karet 10 og i gass-resirkulas jonssystemet. Gassblandingen blir komprimert i kompressoren 36 og samtidig avkjølt. En vannringkompressor,. f. eks . en::.Nash-pumpe er et eksempel på en hensiktsmessig kompressor. Okysgenrensesystemet 24 gjør oksygen fra karet 10 brukbart pånytt. Det kan innbefatte f.eks. en skrubber som fjerner masse eller støv i gassen, en katalytisk om-. former som tilintetgjør organiske forbindelser, en kjøle-anordning som fjerner det meste av vanndampen og en tørke-anordning som bringer fuktighetsinnholdet ned til et meget lavt nivå. Ozongeneratoren kan være en hvilken som helst egnet ozongenerator, f.eks. en generator av Lowther Plate-typen. Ozongeneratoren er koplet til gassinnløpet 12 ved hjelp av en gassledning 34. I kommersielle ozongenererende systemer blir gassblandingen frembrakt ved trykk på rundt 1 kg til 1,75/cm 2 og består av omtrent 78 vekt-% oksygen og 2 vekt-% ozon. For et bestemt trykkfall på f.eks. 0,35 kg/cm 2 og en reaktordiameter på 3 m, som ansees for å være hensiktsmessig, resulterer dette i en dybde på masselaget på rundt 1,50 m. Med den resulterende oppholdstid i reaktor-karet 10 fører dette til en masseproduksjon på omtrent 250 tonn/dag. Ved anvendelse av foreliggende oppfinnelse, der det absolutte trykk i gassblandingen dobles (fra 1,75 kg/ 2 2

cm til 3,5 kg/cm ) vil 75% av den volumetriske strømnings-hastighet for gassen gi 50% høyere massestrøm for ozon slik at en 50% økning i massestrømningshastigheten for massen, eller masseproduksjon på 375 tonn/døgn ble oppnådd uten økning i reaktorens diameter og i trykkfall. Bare en økning i lagets dybde er nødvendig og mulig på grunn av den redu-serte volumetriske gasstrøm.

Claims (5)

1. System for reaksjon mellom gassformet ozon og tremasse, omfattende et stort sett vertikalt kar med masse-innløp og et utløp for behandlet masse under masseinnløpet, hvilket kar også har et gassinnlø p og et gassutløp mellom masseinnløpet og utløpet for behandlet masse, der gassut-løpet befinner seg vertikalt under gassinnløpet slik at en samstrøm av masse og gass vil finne sted i karet, og et gass-resirkulas j onssystem som kopler gassinnløp og gassutløp sammen, karakterisert ved et oksygenrensesystem for rensing av oksygen fra gassutløpet og en ozongenerator til frembringelse av ozon fra det oksygen som mottas fra oksygenrensesystemet, hvilket resirkulasjons-system også har midler for å lede ozon/oksygenblandingen fra ozongeneratoren til gassinnløpet.

2. System som angitt i krav 1, karakterisert v e d at midlene for ledning av ozon/oksygenblandingen fra rensesystemet til ozongeneratoren omfatter en kompressor.

3. Fremgangsmåte til kontinuerlig reaksjon mellom gassformet ozon og tremasse, der lø s masse føres til et vertikalt trykkar slik at det dannes et masselag i karet med innmatning av masse ved en på forhånd bestemt hastighet og samtidig innføring av en ozon/okysgengassblanding gjennom laget for reaksjon mellom ozonet i gassblandingen og massen i masselaget, slik at bare oksygen blir tilbake av ozon/ oksygengassblandingen, karakterisert ved at oksygenet renses og omdannes til en ozon/oksygengassbland-ing og ledning av ozon/oksygengassblandingen under trykk tilbake til det vertikale trykkar.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at ozon/oksygengassblandingens trykk ligger 2 over 2,1 kg/cm .

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at ozon/oksygengassblandingens trykk ligger 2 2 mellom 2,1 kg/cm til 3,5 kg/cm .