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Schnellreaktor zum Entkarbonisieren von Rohwasser Die Erfindung bezieht
sich auf einen zylindrischen Schnellreaktor zum Entkarbonisieren von Rohwasser.
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Es ist bekannt, das im Rohwasser enthaltene Kalziumkarbonat mit Hilfe
von Kalkmilch zu beseitigen. Dabei werden die Kalkmilch und das zu behandelnde Rohwasser
dem unteren Teil eines Reaktors zugeführt und bei normaler Temperatur von unten
nach oben durch ein in der Schwebe gehaltenes Bett feinkörniger Mineralien, z. B.
Sand, hindurchgeführt. Beim Durchgang durch das sogenannte Kontaktbett scheidet
sich Kalziumkarbonat ab und setzt sich an den Körnern an. Entsprechend der Abscheidung
nehmen die zunächst feinkörnigen Teilchen am Umfang zu, wobei das jeweils gerade
auskristallisierte Kalziumkarbonat die weitere Abscheidung begünstigt. Nach Erreichen
einer bestimmten Größe der Teilchen verlangsamt sich die weitere Abscheidung. Die
Teilchen selbst werden von der Strömung nicht mehr in der Schwebe gehalten und sinken
nach unten. Nach einiger Zeit muß daher der Reaktor außer Betrieb genommen und die
Kontaktmasse durch neue ersetzt werden. Andererseits läßt sich die Leistung des
Reaktors nicht beliebig steigern, da nur durch häufige Zufuhr feinteiligen Materials
die schnelle und vollständige Abscheidung von Kalziumkarbonat innerhalb der gesamten
Reaktormasse zu verwirklichen ist.
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Es wurde nun gefunden, daß sich diese Nachteile auf ein Minimum herabsetzen
lassen, wenn die bei der Abscheidung sich bildenden groben Teilchen während des
Fällungsvorgangs dauernd oder zeitweise gemahlen werden.
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Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, eine Walzenmühle im unteren
Teil des Reaktors einzubauen. Dabei werden die Walzen im Innern des Reaktorraumes
angeordnet, während der Antriebsmotor außen angeflanscht wird, wobei die Mahllinie
in einer Zentralschnittebene des Reaktors liegt. Das gemahlene Gut gelangt unterhalb
der Mahllinie in das Gemisch aus Rohwasser und Reaktionsflüssigkeit und wird von
diesem mit nach oben geführt, um dort von neuem als Kontaktmasse zu dienen. Bei
Spitzreaktoren bietet diese Bauart keine Schwierigkeiten, weil die Kalkmilch oder
das Kalkwasser an der Spitze tangential zugeführt wird.
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Bei zylindrischen Reaktoren werden das zu behandelnde Rohwasser und
die Reaktionskomponente dagegen durch ein in der Achse des Reaktors verlaufendes,
von oben nach unten gerichtetes Doppelrohr eingeführt, das bis in die Nähe des schwach
nach außen gewölbten Bodens reicht. Diese Art der Zuführung ist insbesondere bei
größeren zylindrischen Reaktoren erforderlich, um eine gleichmäßige Verteilung des
Wassers mit der Kalkmilch über den Querschnitt des Reaktors und ein gleichmäßiges
Aufwärtsströmen erzielen zu können.
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Um auch hier eine möglichst einfache Anordnung der Walzenmühle zu
erhalten, ist erfindungsgemäß das Doppelrohr durch die Walzen hindurchgeführt, wobei
die Walzen in ihrer Mitte eine Rille aufweisen, die etwa dem halben Durchmesser
des äußeren Zuführungsrohres entspricht, ohne daß die Walzen dieses berühren.
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Da bei dieser Bauart der Mahlvorgang sich nicht nur auf die seitlich
des Zuführungsrohres erstrekkende, im allgemeinen waagerechte Mahllinie beschränkt,
sondern auch an der Stelle, an der die Walzen an das Doppelrohr angrenzen, ein Zerquetschen
der groben Körner stattfindet, ist es zweckmäßig, das äußere Zulaufrohr an der Stelle,
an der es die Walzen durchdringt, zu panzern. Dabei besteht die Möglichkeit, bei
gleichbleibender Rillentiefe der Mahlwalze den Durchmesser des äußeren Zulaufrohres
durch verschiedene Bemessung der Stärke der Panzerung der Rillentiefe anzupassen.
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Die herabfallenden groben Körner bewegen sich im allgemeinen gleichmäßig
über den Querschnitt des Reaktors verteilt nach unten. Bildet man die Walzen so
aus, daß sie gleichzeitig eine gewisse Pumpwirkung ausüben, so kann der von den
Mahlwalzen ohnehin ausgeübte Sog etwas verstärkt und der Zustrom der herabfallenden
groben Körnchen zu den Walzen verbessert werden. Es wird deshalb weiter vorgeschlagen,
die Walzen an ihrem äußeren Umfang mit Längsrillen oder Ausnehmungen zu versehen,
so daß sie gleichzeitig als Pumpen wirken.
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Bildet man den unteren Abschluß des Reaktorgehäuses als Mühlengehäuse
aus, so kann es zusammen
mit der Mühle als Ganzes getrennt hergestellt
werden. Die Mühle wird mit dem Gehäuse in der Werkstatt fertig zusammengebaut, und
es ist nur mehr erforderlich, das Aggregat an Ort und Stelle unten an das Reaktorgehäuse
anzuschließen. Das Mühlengehäuse wird dabei kegelig ausgebildet, damit eine Mühlengröße
an Reaktoren verschiedener Leistung und damit verschiedenen Durchmessers angeschlossen
werden kann. Man kann sich dann auf die Herstellung einer, allenfalls zweier Mühlengrößen
beschränken. was die Möglichkeit der Normung aller Einzelteile bietet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt A b b. 1 einen Vertikalschnitt durch einen mit der Einrichtung versehenen
Schnellreaktor und A b b. 2 einen Querschnitt in der Ebene A-A.
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Der zylindrische Reaktor 1 geht an seinem unteren Ende in ein nach
unten schräg zulaufendes und durch einen nach außen gewölbten Boden 12 abgeschlossenes
Gehäuse 2 über. Die konzentrischen Rohre 3 und 4 dienen zur Zuleitung der Reaktionskomponenten
3 und des zu behandelnden Rohwassers 4. Beide münden in geringem Abstand vom Boden
12, wodurch eine gute Durchmischung der Reaktionskomponenten mit dem Rohwasser und
eine Aufwirbelung der am Boden sitzenden Kontaktmasse bewirkt wird. Die Walzen 5,
6 sind mit ihren Zapfen 7, 17 bzw. 8, 18 (A b b. 2) im Gehäuse gelagert, wobei die
Lager der Wellenstümpfe 17,18 nach außen abgeschlossen sind, während die
Wellenstümpfe 7 und 8 durch die Wandung des Gehäuses hindurchgeführt und in geeigneter
Weise gegen dieses abgedichtet sind. Außerhalb der Lagerung tragen die Wellenstümpfe
7, 8 Zähnräder 9, 19, die miteinander kämmen. Außerdem ist der Wellenzapfen 8 durch
eine Kupplung 10 mit einem Antriebsmotor Il gekuppelt. Durch den Antrieb wird eine
gegenläufige Bewegung der Walzen erreicht, wobei die Umlaufrichtung so gewählt ist,
daß die Mantellinien sich an den Innenseiten von oben nach unten bewegen. An der
Mittelachse des Reaktors, wo das Doppelrohr von oben nach unten geführt ist, sind
die Walzen mit Rillen 5 a, 6 a ausgestattet, die in der Mitte gerade eine Durchtrittsöffnung
für das Doppelrohr frei lassen. Die Walzen können an ihrem äußeren Umfang mit Längsrillen
oder Ausnehmungen versehen sein, um eine den Sog verstärkende Pumpwirkung hervorzurufen.
Um eine vorzeitige Abnutzung des Doppelrohres an der Stelle, an der es die Walzen
durchdringt, zu vermeiden, wird das Doppelrohr zweckmäßig an dieser Stelle gepanzert.
Durch entsprechende Wahl der Dicke der Panzerung kann dabei der mit der Reaktorgröße
wechselnde Rohrdurchmesser des Doppelrohres der Rillentiefe angepaßt werden. Beim
Betrieb werden die zunächst nach oben schwimmenden feinen Körnchen der Reaktormasse
durch die Anlagerungen allmählich dicker und sinken langsam nach unten. bis sie
eine solche Dicke erreicht haben, daß die Geschwindigkeit des aufwärts strömenden
Rohwassers nicht mehr ausreicht, sie in der Schwebe zu halten. Beim weiteren Abwärtssinken
gelangen sie mindestens zum Teil in den Sog der Mahlwalzen und damit zwischen diese
selbst bzw. zwischen die Mahlwalzen Lind das an dieser Stelle gepanzerte äußere
Rohr des Doppelrohres. Dabei werden die Körnchen gemahlen oder gebrochen und sinken
in diesem Zustand weiter nach unten, bis sie von dem am Außenrand aufwärts strömenden
Wasser wieder erfaßt und nach oben geschwemmt werden.