DE3536057C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Aufrechterhaltung
einer Flüssigkeits-Gas-Dispersion in einem vertikalen Behälter,
der vorzugsweise als Reaktor für biochemische Verfahren
dient, insbesondere zur Behandlung von Abwässern oder
Klärschlamm od. dgl. mit Gas, insbesondere Luft oder Sauerstoff,
bei dem die Flüssigkeit und das Gas dem Behälter
kontinuierlich nahe dessen Boden zuströmen und die Flüssigkeit
den Behälter in seinem oberen Bereich kontinuierlich verläßt,
bei dem im Behälter eine von unten nach oben gerichtete
Strömung der Dispersion aufrechterhalten wird, und bei dem
aus der Dispersion austretendes Gas oben aus dem Behälter
abgeführt wird.
Die Erfindung geht ferner aus von einer Vorrichtung zur Aufrechterhaltung
einer Flüssigkeits-Gas-Dispersion nach dem vorstehenden
Verfahren mit einem vertikal stehenden Behälter,
mit einem kontinuierlichen Zulauf für die Flüssigkeit und
das Gas nahe dem Boden des Behälters, mit einem Ablauf für
die Flüssigkeit am oberen Bereich des Behälters und mit
einem Auslaß für aus der Dispersion austretendes Gas an
seinem oberen Bereich.
Aus der DE-OS 21 51 205 ist ein derartiges Verfahren bekannt,
denn aus dieser Druckschrift geht hervor, die Flüssigkeit und
das Gas einem Behälter nahe dessen Boden kontinuierlich zuzuführen
und Flüssigkeit oben abzuziehen. Dabei stellt sich
eine von unten nach oben gerichtete Strömung ein. Es ist
jedoch nur eine relativ kurze Verweilzeit zu erzielen oder
aber der Behälter muß eine ungünstig große Höhe erhalten.
Bei dem Verfahren nach der GB-PS 9 40 555 wird zwar die Flüssigkeit
und das Gas schon als Dispersion in einen Behälter eingeführt,
jedoch wird dann die behandelte Flüssigkeit am Boden
des Behälters abgezogen, so daß die Strömung der Dispersion
nicht von unten nach oben gerichtet ist und somit auch keine
ausreichend lange Verweilzeit erzielbar ist.
Aus der DE-OS 28 20 692 ist es bekannt, eine schraubenlinienförmige
Strömung in einem Behälter zu erzeugen, um den Aufstiegweg
der Blasen zu verlängern. Dabei wird jedoch wiederum
die Flüssigkeit und das Gas nicht als Dispersion in den Behälter
eingeführt und die Schraubenlinienform der Strömung
muß durch einen Drehkörper erzeugt werden.
Ein generelles Problem bei dem Verfahren der eingangs genannten
Art besteht darin, die Verweilzeit des Gases im
Substrat so lange wie möglich zu machen, um das Gas bestmöglich
ausnutzen zu können und genügend Reaktionszeit zu
gewinnen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu
schaffen, womit der apparative Aufwand vermindert, die
Reaktionszeit bzw. die Verweilzeit des Gases aber möglichst
groß ist, so daß es bestmöglich ausgenutzt werden kann,
wobei aber dennoch der Platzbedarf und insbesondere auch
die erforderliche Höhe der Vorrichtung möglichst gering gehalten
werden können soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit und das Gas schon
als Dispersion in den Behälter eingeführt werden und daß die
von unten nach oben gerichtete Strömung der Dispersion etwa
schraubenlinienförmig verläuft, wobei die schraubenlinienförmige
Strömung dadurch erzielt wird, daß die Dispersion nahe
der Wandung des Behälters etwa tangential eingetragen wird,
und wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Strömung zumindest
bereichsweise größer als die Steiggeschwindigkeit der Blasen
in der Dispersion und kleiner als die Zentrifugalgeschwindigkeit
für eine Trennung der Dispersion ist.
Durch diese Maßnahme wird innerhalb eines Behälters der Weg
der Flüssigkeits-Gas-Dispersion und somit der Gasbläschen erheblich
gegenüber einer aufwärts- und der abwärtsgerichteten
Strömung verlängert, so daß die Höhe eines Behälters wesentlich
besser ausgenutzt bzw. reduziert werden kann und dennoch
einen großen Strömungsweg und somit eine lange Verweilzeit
erlaubt. Durch die außermittige, etwa tangentiale Einströmung
wird dabei auf einfache Weise von selbst vorgegeben, daß die
Strömung innerhalb des Behälters in eine kreisförmige oder
ellipsenförmige Bewegung versetzt wird, wobei die ständig
nachströmende Flüssigkeits-Gas-Dispersion gleichzeitig für
eine gewisse Verdrängung dieser Flüssigkeit nach oben sorgt,
so daß dann insgesamt die etwa schraubenlinienförmige
Strömung entsteht. Je näher zur Wandung des Behälters die
Flüssigkeits-Gas-Dispersion eingetragen wird, um so mehr
läßt sich der Strömungsweg für die Gasblasen im Inneren
des Behälters vergrößern.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann darin bestehen, daß die Eintrittsgeschwindigkeit
der Flüssigkeits-Gas-Dispersion so hoch bemessen wird, daß
die über die Höhe des Behälters abnehmende Umfangsgeschwindigkeit
auch im oberen Bereich über der Steiggeschwindigkeit
der Gasblasen in der Dispersion liegt, so daß auch
dort vorzeitiges Aufsteigen der Gasblasen und somit ein vorzeitiges
Unwirksamwerden vermieden ist.
Zur Beseitigung der Gasanteile nach Durchströmen des Behälters
kann im oberen Bereich die Strömungsgeschwindigkeit durch
eine Querschnittserweiterung unter die Steiggeschwindigkeit
des Gases vermindert werden. So kann in erwünschter Weise
und an der gewünschten Stelle das Gas aus der Flüssigkeit austreten,
wenn es verbraucht ist.
Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der weiteren
Ansprüche 4 bis 8.
Die zur Lösung der Aufgabe dienende Vorrichtung der eingangs
erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit
und das Gas gemeinsam als Dispersion durch den Zulauf strömen
und daß der Eintritt des Zulaufes in den Behälter nahe seiner
Wandung etwa tangential angeordnet ist. Gegenüber bekannten
Behältern mit zentraler Eintrittsöffnung oder im oberen Bereich
befindlichen Eintritten wird somit die Flüssigkeits-Gas-Dispersion
etwa an der tiefsten Stelle und gleichzeitig
so eingegeben, daß durch den Eintritt die etwa schraubenförmige
Strömung entsteht, deren Weg gegenüber der Behälterhöhe erheblich
länger ist, so daß die gewünschte verlängerte Verweilzeit
und die gewünschte verlängerte Aufrechterhaltung der Flüssigkeits-
Gas-Dispersion auf einfache Weise und ohne das Erfordernis
von Einbauten erzielt werden kann. Die etwa
schraubenlinienförmige Strömung kann auch durch Leitvorrichtungen oder
mechanische Mittel unterstützt werden.
Eine Ausgestaltung der Vorrichtung kann darin bestehen,
daß der Eintritt schräg ansteigt. Dies kann unter Umständen
zur Vergrößerung der Geschwindigkeit benutzt werden, falls
das zu behandelnde Substrat in dem Behälter dies zweckmäßig
erscheinen läßt.
In Sonderfällen kann der Querschnitt des Behälters über seine
Höhe abnehmen, wodurch die schraubenförmige Strömung im
Bereich verminderten Behälterquerschnittes beschleunigt wird,
womit man der natürlichen Abnahme dieser Geschwindigkeit im
Verlaufe der Strömung nach oben entgegenwirken könnte.
In vorteilhafter Weise ist es möglich, daß der Behälter frei
von strömungsleitenden Einbauten ist und einen vieleckigen
bis runden bzw. kreisrunden Querschnitt hat. Dies kommt der
gewünschten etwa schraubenlinienförmigen Strömung und kreisenden
oder ellipsenförmigen Bewegung des gesamten Behälterinhaltes
um dessen Mittelachse am besten entgegen.
Es hat sich gezeigt, daß es bei der Verwendung der vorbeschriebenen
Merkmale und Maßnahmen ausreichen kann, wenn die
Höhe des Behälters unter 10 m, vorzugsweise 8 m oder weniger
beträgt. Somit kann ein solcher Behälter sehr platzsparend
und mit geringer Höhe ausgeführt und evtl. ganz oder teilweise
im Boden versenkt werden. Auch der Durchmesser bzw.
die größte Querschnittsausdehnung des Behälters kann etwa
5 m oder weniger betragen.
Außerhalb des Behälters kann an der Eintragleitung oder den
Eintragleitungen eine Vorrichtung zum Dispergieren einer
Flüssigkeit mit Gas vorgesehen sein, die einen eigenen
Flüssigkeitseintritt und eine Rückführleitung vom oberen
Ende des Behälters zur Zuführung von Behälterflüssigkeit
hat. Entweder kann somit die Behälterflüssigkeit mehrmals
mit Gas versetzt in den Behälter eingebracht und dort
behandelt werden oder es kann zusätzlich oder stattdessen
jeweils frische Flüssigkeit mit Gas versetzt zur Bearbeitung
eines Behälterinhaltes benutzt werden.
Der Behälter kann im oberen Bereich zur Entgasung der Flüssigkeit
eine Querschnittserweiterung zur Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit
seines Inhaltes und oberhalb der Querschnittserweiterung
wenigstens eine Gas-Austrittsöffnung haben.
Es sei noch erwähnt, daß die Strömungsgeschwindigkeit oder die
Verweilzeit der an der Reaktion beteiligten Komponenten im
aufsteigenden Behälter durch die Mengensteuerung des außermittig
zugeführten Stromes der Flüssigkeits-Gas-Dispersion gesteuert
werden kann, so daß eine Anpassung an die Reaktionsgeschwindigkeit
der jeweiligen Reaktionsbestandteile möglich ist.
Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der
vorbeschriebenen Verfahrensschritte und Vorrichtungsmerkmale
ergibt sich auf sehr einfachem Wege eine effektive
Aufrechterhaltung einer Flüssigkeits-Gas-Dispersion bei
der Behandlung beispielsweise von Abwässern oder Klärschlamm,
so daß entsprechend lange Verweilzeiten des Gases
erzielt werden, ohne daß sehr hohe Reaktionsbehälter oder
aufwendige Einbauten und maschinelle Vorrichtungen im
Inneren des Behälters erforderlich sind.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung in einem
Ausführungsbeispiel noch näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt in schematisierter Darstellung einen
vertikalen Schnitt durch einen Behälter mit Zuleitungen für
eine Gas-Flüssigkeits-Dispersion und den Vorrichtungen, die
diese Dispersion herstellen.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete, in der einzigen Figur
schematisch dargestellte Vorrichtung dient zur Aufrechterhaltung
einer Gas-Flüssigkeits-Dispersion beispielsweise
bei der Behandlung von Abwässern oder Klärschlamm, so
daß das Gas eine möglichst hohe Verweilzeit in dem zu behandelnden
Substrat erhält und bestmöglich auf kleinstmöglichem
Raum ausgenutzt werden kann.
Hauptteil der Vorrichtung 1 ist ein etwa vertikal angeordneter,
im Querschnitt kreisrunder oder gegebenenfalls vieleckiger
Behälter 2 als Reaktor, der mit dem zu behandelnden Substrat
3 gefüllt ist und im Ausführungsbeispiel zwei Eintritt 4
und 5 für die Gas-Flüssigkeits-Dispersion aufweist, deren
Erzeugung außerhalb des Behälters 2 erfolgt.
Die Eintritte 4 und
5 für die Gas-Flüssigkeits-Dispersion sind im unteren Behälterbereich
nahe dem Behälterboden 6 außermittig angeordnet.
Dabei verlaufen die Eintritte 4 und 5 beide etwa horizontal.
Sie sind nahe der Wandung 7 des Behälters 2 angeordnet und
haben eine etwa tangentiale Richtung zu einer parallel zur
Behälterwandung 7 verlaufenden Linie. Anders ausgedrückt sind
die Eintritte 4 und 5 praktisch parallel zu einem Durchmesser
des Behälters 2 seitlich versetzt.
Dies erlaubt ein Verfahren zur Aufrechterhaltung einer Flüssigkeits-
Gas-Dispersion in dem vertikalen Behälters 2 beispielsweise
bei der Behandlung von Abwässern oder Klärschlamm,
wobei das Gas der Gas-Flüssigkeits-Dispersion möglichst
lange einwirken soll, welches dadurch gekennzeichnet ist,
daß in dem Behälter 2 eine von unten nach oben gerichtete
etwa schraubenförmige turbulente Strömung der Gas-Flüssigkeits-
Dispersion erzeugt wird, wobei dafür gesorgt werden
kann, daß deren Umfangsgeschwindigkeit zumindest bereichsweise
größer als die Steiggeschwindigkeit der Gasblasen in
der Dispersion und kleiner als die Zentrifugalgeschwindigkeit
für eine Trennung des Gas-Flüssigkeitsgemisches oder
des Gas-Flüssigkeits-Feststoff-Gemisches ist. Somit wird
die Wegstrecke für das Gas gegenüber der Höhe des Behälters
2 beträchtlich vergrößert, so daß die gewünschte lange
Einwirkzeit gegeben ist. Dies wird praktisch allein dadurch
erreicht, daß die Flüssigkeits-Gas-Dispersion im unteren Bereich
des Behälters 2 nahe seinem Boden 6 außermittig und, wie
erwähnt, etwa parallel zu einem Durchmesser seitlich
versetzt eingetragen wird.
In vorteilhafter Weise ist dabei der Behälter 2 frei von
strömungsleitenden Einbauten und hat bevorzugt einen kreisrunden
Querschnitt der aber auch vieleckig oder abweichend
von einer Kreislinie gekrümmt sein kann.
Dadurch wird der apparative Aufwand sehr klein gehalten,
obwohl eine hohe Verweilzeit für das Gas erzielt
wird. Die Höhe des Behälters 2 kann dabei unter 10 m
gehalten werden und beispielsweise 8 m oder weniger betragen.
Dennoch ist der Weg der Gasblasen im Inneren des
Behälters trotz fehlender Strömungsleit-Vorrichtungen ganz
erheblich länger, so daß eine entsprechende Verweilzeit und
Einwirkzeit auf das Substrat erzielt wird. Der Durchmesser
bzw. die größte Querschnittsausdehnung des Behälters 2 beträgt
dabei etwa 5 m oder sogar weniger, so daß auch die benötigte
Grundfläche relativ klein ist.
Es sei erwähnt, daß für Behälter 2 von mehr als 8 m Höhe
und/oder mehr als 5 m Durchmesser, die also für eine größere
Menge von Substrat geeignet sind, im Inneren eine im Ausführungsbeispiel
nicht vorgesehene flüssigkeitsfördernde
Vorrichtung zur Erzeugung einer um die Mitte des
Behälters 2 gerichteten etwa ellipsen- bis kreisförmige
Strömung angeordnet sein kann.
Bei dem Verfahren, welches mit der Vorrichtung des Ausführungsbeispieles
durchgeführt wird, wird die ellipsen- bis
kreisförmige Strömungsbewegung der Füllung des Behälters 2
durch die Einbringung der Gas-Flüssigkeits-Dispersion erzeugt.
Dadurch wird dann gleichzeitig erreicht, daß die Geschwindigkeit
der Flüssigkeits-Gas-Dispersion beim Eintritt in den Behälter
2 etwa gleich oder größer der Umfangsgeschwindigkeit
des Reaktorinhaltes 3 im Bereich des Eintrittes ist. Dabei
kann die Eintrittsgeschwindigkeit so hoch bemessen werden,
daß die über die Höhe des Behälters 2 abnehmende Umfangsgeschwindigkeit
auch in dessen oberem Bereich noch über der
Steiggeschwindigkeit der Gasblasen in der Dispersion liegt,
so daß ein vorzeitiges Entweichen des Gases in diesem oberen
Bereich ebenfalls vermieden wird.
Die Strömungsgeschwindigkeit oder die Verweilzeit der an der
Reaktion beteiligten Komponenten wird dabei im aufsteigenden
Behälter 2 durch eine Mengensteuerung des außermittig zugeführten
Stromes der Flüssigkeits-Gas-Dispersion gesteuert,
was ebenfalls sehr einfach ist und den maschinellen Aufwand
gering hält.
In diesem Zusammenhang erkennt man außerhalb des Behälters 2
an den Eintragleitungen 8 Vorrichtungen 9 zum Dispergieren
einer Flüssigkeit mit Gas. Dabei ist es möglich, daß eine
solche Vorrichtung 9 einen eigenen Flüssigkeitseintritt 10
hat oder aber über eine Rückführleitung 11 vom oberen Ende
des Behälters 2 her zur Zuführung von Behältersflüssigkeit
versehen ist. Im Ausführungsbeispiel sind beide Möglichkeiten
vorgesehen, wobei eine weitere Rückführung 12 in den
Eintritt 10 vor der einen Dispergiervorrichtung 9 geführt
ist, um auch auf diesem Wege über eine einzige Vorrichtung
9 sowohl Behälterflüssigkeit 3 als auch frische Flüssigkeit
mischen und mit Gas versetzen zu können. Dieser Kreislauf
kann durch eine Flüssigkeitsfördervorrichtung 13 unterstützt
werden.
Der Behälter 2 hat im oberen Bereich zur Entgasung der Flüssigkeit
3 eine Querschnittserweiterung 14, durch welche die
ellipsen- bis kreisförmige Strömung im Inneren des Behälters
verlangsamt wird, so daß das Gas hier austritt. Oberhalb der
Querschnittserweiterung 14 erkennt man wenigstens eine Gas-
Austrittsöffnung 15, durch welche das verbrauchte Gas abgezogen
werden kann. Ferner kann das fertig behandelte Substrat 3
über eine seitliche Leitung 16 an der Oberseite des Behälters
abgezogen werden.
Zur Beseitigung des Gasanteiles nach Durchströmen des Behälters
2 wird also im oberen Bereich die Strömungsgeschwindigkeit
durch die erwähnte Querschnittserweiterung unter die
Steiggeschwindigkeit des Gases vermindert, so daß das Gas dann
nach oben entweichen kann.
Für die Durchführung des Verfahrens ist es günstig, wenn die
etwa ellipsen- bis kreisförmige Strömungsgeschwindigkeit in
dem Behälters 2 an der außermittigen Einführstelle 4 oder 5
für die Flüssigkeits-Gas-Dispersion etwa 0,5 m/s bis 4 m/s,
vorzugsweise etwa 0,8 m/s bis 3 m/s gewählt wird. Vorteilhaft
ist ferner, daß die Flüssigkeits-Gas-Dispersion
- mit Hilfe der Vorrichtungen 9 - außerhalb des Behälters 2
erzeugt und ihr dabei sogar Flüssigkeit aus dem Behälter 2
selbst zugeführt und teilweise zugemischt werden kann. Dies
trägt dazu bei, die Höhe des Behälters zu begrenzen, weil
nicht ein Teil der Behälterhöhe zur Herstellung dieser
Dispersion benutzt werden muß. Im oberen Behälterbereich
wird die Flüssigkeitsmischung des Behälters 2 über die schon
erwähnte Leitung 11 oder 12 abgezweigt und in den Vorrichtungen
9 mit frischem Gas versehen und als Flüssigkeits-Gas-Dispersion
wieder in den Behälter 2 eingespeist, falls die Behandlung
des Substrates 3 in dem Behälter mehrfach wiederholt werden
muß. Auch dies trägt dazu bei, die Behälterhöhe begrenzen zu
können, weil dadurch die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit
mehrfach der Reaktion mit dem Gas ausgesetzt werden
kann.
Insgesamt ergibt sich ein einfaches Verfahren und auch eine
maschinell wenig aufwendige Vorrichtung, mit welcher ohne
aufwendige Einbauten und dgl. dennoch eine ausreichende Verweilzeit
der Gas-Flüssigkeits-Dispersion innerhalb eines
Substrates dadurch erzielt werden kann, daß deren Weg etwa
auf eine Schraubenlinie oder Schraubenfläche verlegt wird, die
wesentlich länger als die Behälterhöhe ist. So kann je nach
gewählter Umlaufmenge und Menge des eingeführten Frischmateriales
die Verweilzeit der Dispersion ohne Entmischung gewählt werden,
wobei eine Verweilzeit je nach Aufgabenstellung, Reaktionsgeschwindigkeit
und Frischmaterial-Zusammensetzung von 900 s
bis 180 s pro Reaktor-Passage als besonders zweckmäßig ermittelt
wurde.
Längere oder kürzere Verweilzeiten lassen sich jedoch bei
Bedarf einstellen. Die genannten bevorzugten Verweilzeiten
entsprechen einer Umwälzung des Reaktorinhaltes von 4 bis
20 Vol/Vol Reaktornutzinhalt × Stunde.
Durch die Möglichkeit der weitgehend freien Wahl der Verweilzeit
in dem Reaktorbehälter 2 kann also die Gasausnutzung
des eingetragenen Gases so gesteuert werden, daß seine bestmögliche
Ausnutzung erfolgt, wobei gleichzeitig in vorteilhafter
Weise mit beliebigen Konzentrationen an reaktionsfähigem Gas
gearbeitet werden kann. Es ist also möglich, Luft oder mit
Sauerstoff angereicherte Luft oder reinen Sauerstoff als Gas
einzutragen und durch Wahl der Reaktionsbedingungen und -zeiten
über die Mengensteuerung und die daraus resultierenden unterschiedlichen
Strömungsgeschwindigkeiten eine weitest
gehende Ausnutzung zu erzielen. Die Verringerung der Umfangsgeschwindigkeit
im Behälter nach oben hin aufgrund von
Strömungsverlusten, die von der Reaktorhöhe, der Viskosität
und der Verweilzeit sowie der unteren Umfangsgeschwindigkeit
abhängt, kann durch eine entsprechend hohe Eintrittsgeschwindigkeit
im unteren Reaktorbereich so gewählt werden, daß sie dennoch
im oberen Endbereich des Behälters über der Steiggeschwindigkeit
der Gasblasen liegt. Gegebenenfalls kann zur Unterstützung
eine flüssigkeitsfördernde Einrichtung eingebaut
werden und/oder der Querschnitt des Behälters kann sich
nach oben hin verjüngen.
Claims (16)
1. Verfahren zur Aufrechterhaltung einer Flüssigkeits-Gas-
Dispersion in einem vertikalen Behälter, der vorzugsweise
als Reaktor für biochemische Verfahren dient, insbesondere
zur Behandlung von Abwässern oder Klärschlamm
od. dgl. mit Gas, insbesondere Luft oder Sauerstoff, bei
dem die Flüssigkeit und das Gas dem Behälter kontinuierlich
nahe dessen Boden zuströmen und die Flüssigkeit den
Behälter in seinem oberen Bereich kontinuierlich verläßt,
bei dem im Behälter eine von unten nach oben gerichtete
Strömung der Dispersion aufrechterhalten wird, und bei
dem aus der Dispersion austretendes Gas oben aus dem
Behälter abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeit und das Gas schon als Dispersion
in den Behälter eingeführt werden und daß die von unten
nach oben gerichtete Strömung der Dispersion etwa schraubenlinienförmig
verläuft, wobei die schraubenlinienförmige
Strömung dadurch erzielt wird, daß die Dispersion nahe
der Wandung des Behälters etwa tangential eingetragen
wird, und wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Strömung
zumindest bereichsweise größer als die Steiggeschwindigkeit
der Blasen in der Dispersion und kleiner als
die Zentrifugalgeschwindigkeit für eine Trennung der
Dispersion ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eintrittsgeschwindigkeit der Gas-Flüssigkeits-Dispersion
so hoch bemessen wird, daß die über die Höhe des Behälters
(2) abnehmende Umfangsgeschwindigkeit auch im oberen
Bereich über die Steiggeschwindigkeit der Gasblasen in
der Dispersion liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Beseitigung der Gasanteile nach Durchströmen des
Behälters (2) im oberen Bereich die Strömungsgeschwindigkeit
durch eine Querschnittserweiterung (14) unter die Steiggeschwindigkeit
des Gases vermindert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsgeschwindigkeit in dem
Behälter (2) an der außermittigen Einführstelle (4, 5) für
die Flüssigkeits-Gas-Dispersion etwa 0,5 m/s bis 4 m/s,
vorzugsweise etwa 0,8 m/s bis 3 m/s gewählt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der außerhalb des Behälters (2) erzeugten
Flüssigkeits-Gas-Dispersion Flüssigkeit aus dem Behälter
(2) selbst zugeführt oder teilweise zugemischt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitsmischung des Behälters (2)
im oberen Behälterbereich abgezweigt und mit frischem Gas
versehen und als Gas-Flüssigkeits-Dispersion in den
Behälter (2) wieder eingespeist wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Behälter (2) sowohl eine Flüssigkeits-Gas-
Dispersion mit aus dem Behälter (2) stammender
Flüssigkeit als auch mit frischer Flüssigkeit zugeführt
werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsgeschwindigkeit oder die Verweilzeit
der an der Reaktion beteiligten Komponenten im
aufsteigenden Behälter durch eine Mengensteuerung des außermittig
zugeführten Stromes der Flüssigkeits-Gas-Dispersion
gesteuert wird.
9. Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer Flüssigkeits-Gas-
Dispersion nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 mit
einem vertikal stehenden Behälter, mit einem kontinuierlichen
Zulauf für die Flüssigkeit und das Gas nahe dem Boden des
Behälters, mit einem Ablauf für die Flüssigkeit am oberen
Bereich des Behälters und mit einem Auslaß für aus der
Dispersion austretendes Gas an seinem oberen Bereich,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit und das Gas
gemeinsam als Dispersion durch den Zulauf strömen, und
daß der Eintritt des Zulaufes in den Behälter nahe
seiner Wandung etwa tangential angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Eintritt (4, 5) schräg ansteigt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Behälters
(2) über seine Höhe abnimmt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Behälter (2) frei von strömungsleitenden
Einbauten ist und einen vieleckigen bis runden
bzw. kreisrunden Querschnitt hat.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Höhe des Behälters (2) unter
10 m, vorzugsweise 8 m oder weniger beträgt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchmesser bzw. die größte Querschnittsausdehnung
des Behälters (2) etwa 5 m oder weniger
beträgt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß außerhalb des Behälters (2) an der
Eintragleitung oder den Eintragleitungen eine Vorrichtung
zum Dispergieren einer Flüssigkeit mit Gas vorgesehen ist,
die einen eigenen Flüssigkeitseintritt und eine Rückführleitung
vom oberen Ende des Behälters (2) zur Zuführung
von Behälterflüssigkeit haben.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Behälter (2) im oberen Bereich
zur Entgasung der Flüssigkeit (3) eine Querschnittserweiterung
(14) zur Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit
seines Inhaltes und oberhalb der Querschnittserweiterung
(14) wenigstens eine Gas-Austrittsöffnung (15)
hat.
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DE19853536057 DE3536057A1 (de) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | Verfahren und vorrichtung zur aufrechterhaltung einer fluessigkeits-gas-dispersion |
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