DE3712727A1

DE3712727A1 - Model reactor for the determination of process-engineering data

Info

Publication number: DE3712727A1
Application number: DE19873712727
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Rer Nat Maierski
Original assignee: PREUSSAG AG BAUWESEN
Current assignee: PREUSSAG AG BAUWESEN
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1988-10-27

Abstract

The model reactor described is provided for the experimental determination of process data for designing plants, for example for drinking water treatment, in which solids are separated off from a liquid and are precipitated on a contact surface. The model reactor comprises a closed housing (1) in which a multiplicity of thin, parallelepipedal plates (21) are layered one above the other and held at a distance by spacers (22) so that they delimit by their surfaces a relatively long meander-like flow section. Two side plates (7, 8) and a cover plate (18) of the housing (1) can be dismounted so that the plate stack can easily be removed from the housing for examination of the precipitates on the surface of the plates (21). By varying the plate spacings, the number of the plates and the flow velocity, important process parameters such as contact surface area, diffusion path and contact time can be varied and adapted to the particular process to be investigated. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Modellreaktor zur Er mittlung verfahrenstechnischer Daten von Verfahren, bei denen aus einer Flüssigkeit Feststoffe abge schieden und an einer Kontaktoberfläche niederge schlagen werden.The invention relates to a model reactor for Er determination of process engineering data of processes, where solids are removed from a liquid separated and deposited on a contact surface will hit.

Bei der Planung von verfahrenstechnischen Großanlagen ist es häufig erforderlich, sich auf experimentellem Wege die erforderlichen Daten für die Auswahl des ge eigneten Verfahrens und für die Auslegung der Anlage zu ermitteln. Insbesondere bei Prozessen, bei denen sich ge löste Partikel in kristalliner Form an einer Oberfläche anlagern, besteht das Bedürfnis die Reaktionsgschwindig keit des Übergangs von der flüssigen in die feste Phase unter Verfahrensbedingungen experimentell zu untersuchen. Dies geschieht häufig in Pilotanlagen, die den geplanten Anlagen entsprechen, im Maßstab aber soweit wie möglich verkleinert sind. Der Verkleinerung solcher Pilotanlagen sind allerdings oft verfahrenstechnische Grenzen gesetzt, so daß der Aufwand für solche Pilotanlagen recht erheblich sein kann. Beispielweise läßt sich eine Pilotanlage zur zu verlässigen Ermittlung von Auslegungsdaten für einen Schnell-Entkarbonisierungsreaktor zur Trinkwasserenthär tung lediglich im Querschnitt, nicht jedoch in der Bau höhe reduzieren, so daß entsprechende Versuche noch einen erheblichen finanziellen und auch zeitlichen Aufwand erfordern.When planning large-scale process plants it is often necessary to focus on experimental Ways the necessary data for the selection of the ge appropriate process and for the design of the system determine. Especially in processes where ge loosened particles in crystalline form on a surface attach, there is a need to react quickly the transition from the liquid to the solid phase to be investigated experimentally under process conditions. This often happens in pilot plants that are planned Attachments correspond, but as far as possible in scale are reduced. The downsizing of such pilot plants however, there are often procedural limits, so that the effort for such pilot plants is quite considerable can be. For example, a pilot plant can be used reliable determination of design data for a Rapid decarbonization reactor for drinking water softening only in cross-section, but not in construction Reduce height, so that appropriate attempts another considerable financial and time expenditure require.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde für Verfahren, bei denen aus einer Flüssigkeit Feststoffe abgeschieden und an einer Kontaktoberfläche niedergeschlagen werden ein Modellreaktor zu schaffen, mit dem verfahrenstech nische Daten für die Auslegung von Großanlagen mit geringen Kosten und in kurzer Zeit zuverlässig ermittelt werden können.The invention is based on the object of methods where solids are separated from a liquid and be deposited on a contact surface to create a model reactor with the procedural African data for the design of large systems low costs and reliably determined in a short time can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Gehäuse durch eine Vielzahl neben- oder über einander geschichteter Platten, die eine geeignete Kon taktfläche haben und leicht in das Gehäuse einsetzbar bzw. aus dem Gehäuse entnehmbar sind, eine Fließstrecke gebildet ist.This object is achieved in that in a housing by a variety of side or over stacked plates that have a suitable con have tact area and can easily be inserted into the housing or can be removed from the housing, a flow path is formed is.

Mit der Erfindung wird ein Modellreaktor geschaffen, der bei einer Niederschlagsreaktion eine genaue Aussage über die Art und Menge der abgeschiedenen Stoffe und damit auch über die Kinetik der untersuchten Reaktion ermög licht. Dabei können alle wichtigen Verfahrensparameter wie Kontaktfläche, Kontaktzeit, Diffusionsweg und Strö mungsquerschnitt durch die Anordnung der Platten und die Änderung der jeweiligen Durchflußmenge variiert und dem jeweils zu untersuchenden Verfahren angepaßt werden. Die Kosten beim Modellversuch können mit dem erfindungs gemäßen Modellreaktor außerordentlich klein gehalten werden, da die Versuchsdurchführung mit einer geringen Flüssigkeitsmenge und in einer verhältnismäßig kurzen Zeit möglich ist. Der erfindungsgemäße Modellreaktor ist nach einem Austausch oder einer Reinigung seiner Platten wieder neu einsatzbereit und kann daher für eine Vielzahl von Untersuchungen verwendet werden. Auch hierdurch lassen sich die Untersuchungskosten niedrig halten. With the invention, a model reactor is created which in the event of a precipitation reaction, an exact statement about the type and quantity of the separated substances and thus also possible via the kinetics of the reaction examined light. All important process parameters can be used such as contact area, contact time, diffusion path and current mung cross section through the arrangement of the plates and the change in the respective flow rate varies and be adapted to the respective method to be examined. The costs of the model test can with the fiction according to the model reactor kept extremely small be carried out with a low Amount of liquid and in a relatively short Time is possible. The model reactor according to the invention is after replacing or cleaning his plates ready for use again and can therefore be used for a variety used by investigations. Let it through too the examination costs are kept low.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsge mäßen Modellreaktors haben die Platten die Form eines flachen Quaders wobei sie durch Zwischenlagen geringer Breite auf Abstand gehalten werden. Um die Diffusionswege, die die Moleküle aus der gelösten Phase zur Plattenober fläche zurückzulegen haben, variieren zu können, sind er findungsgemäß Zwischenlagen unterschiedlicher Dicke vorge sehen. Auf diese Weise lassen sich mit einfachen Mitteln verschiedene Plattenabstände realisieren.In a preferred embodiment of the fiction According to the model reactor, the plates have the shape of a flat cuboids, being less due to intermediate layers Width must be kept at a distance. Around the diffusion paths, which takes the molecules from the dissolved phase to the plate top he has to cover the area to be able to vary according to the invention, intermediate layers of different thicknesses see. This way you can do it with simple means realize different plate spacing.

Die Handhabung des erfindungsgemäßen Reaktors wird wei terhin dadurch erleichert, daß die Platten gleiche Ab messungen haben und gegeneinander versetzt in das Gehäuse einsetzbar sind. Die versetzte Anordnung der Platten wird vorteilhaft dadurch erleichtert, daß die Zwischenlagen an einem Ende mit einem den Plattenrand umgreifenden Vor sprung versehen sind. Die Breite des Vorsprungs ent spricht dabei dem Maß der jeweiligen Plattenversetzung.The handling of the reactor according to the invention becomes white terhin thereby facilitated that the plates same Ab have measurements and offset against each other in the housing can be used. The staggered arrangement of the plates will advantageously facilitated by the fact that the intermediate layers one end with a front around the plate edge jump are provided. The width of the projection ent speaks the measure of the respective plate offset.

Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, daß sich die Zwischenlagen über die gesamte Länge oder Breite der Platten erstrecken und aus einem elastomeren Dichtmaterial bestehen. Hierdurch tragen die Zwischenlagen zur flüssig keitsdichten Abdichtung der zwischen ihnen liegenden Strö mungskanäle bei und es können zwei oder mehr Strömungska näle zwischen zwei Platten durch Zwischenlagen voneinander getrennt werden.According to the invention it can further be provided that the intermediate layers over the entire length or width of the Extend plates and made of an elastomeric sealing material consist. As a result, the intermediate layers contribute to the liquid tight sealing of the flows between them channels and there can be two or more flow channels channels between two plates by means of intermediate layers be separated.

Die Platten können nach einem weiteren Vorschlag der Er findung aus einem neutralen Material bestehen und mit einer molekularen Keimoberfläche versehen sein, an der sich die aus der Flüssigkeit abgeschiedenen Stoffe an lagern. Andererseits können die Platten aus einem Ma terial bestehen, dessen Struktur der des abzuscheidenden Materials ähnlich ist. Eine besondere Oberflächenbe schichtung ist dann entbehrlich. Für die Untersuchung von Entkarbonisierungsverfahren zur Enthärtung von Trinkwasser sind erfindungsgemäß Platten aus Quarz vor gesehen. Die Oberflächenstruktur der Quarz-Platten ist denen der Pellets in Entkarbonisierungsreaktoren ähnlich, so daß das Abscheideverhalten vergleichbar ist. Weiterhin lassen sich Quarz-Platten auf chemischem Wege beispiels weise mit Säure leicht reinigen, ohne selbst Schaden zu nehmen.According to a further proposal by the Er made of a neutral material and with be provided with a molecular germ surface on which the substances separated from the liquid to store. On the other hand, the plates can be made from one size exist material, the structure of which is to be separated Material is similar. A special surface finish Layering is then unnecessary. For the investigation of decarbonization processes for softening According to the invention, drinking water is made of quartz plates seen. The surface structure of the quartz plates is similar to that of pellets in decarbonization reactors, so that the separation behavior is comparable. Farther quartz plates can be chemically used, for example easily clean with acid without harming yourself to take.

Das Gehäuse des erfindungsgemäßen Modellreaktors um schließt vorzugsweise einen quaderförmigen Raum zur Auf nahme der Platten, dessen Wände mit einem elastomeren Dichtmaterial überzogen sind. Auf diese Weise lassen sich die Stirnkanten der Platten beim Einsetzen in das Gehäuse auf einfache Weise gegenüber den Gehäusewänden abdichten und es läßt sich mit einem in das Gehäuse eingesetzten Plattenstapel ein meanderförmiger Strömungsweg bilden. Das Einsetzen und Herausnehmen der Platten aus dem Gehäuse wird erfindungsgemäß dadurch vereinfacht, daß zwei einander be nachbarte Seitenwände und eine Stirnwand des Innenraums ab nehmbar sind. Hierdurch läßt sich ein Plattenstapel auf be sonders einfache Weise in das Gehäuse einlegen oder nach einem Versuch dem Gehäuse wieder entnehmen. Zur Befestigung der abnehmbaren Wände sind vorzugsweise Spannschrauben vor gesehen, durch die die Wände an den Plattenstapel andrück bar sind. Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die abnehmbare Stirnwand des Gehäuses in ihrer Lage der Höhe des Plattenstapels angepaßt werden kann. Hier durch lassen sich, ohne daß es einer Veränderung des Ge häuses bedarf, Plattenstapel in unterschiedlicher Höhe in das Gehäuse einsetzen. Weiterhin kann der Abstand einer abnehmbaren Seitenwand zur gegenüberliegenden Seitenwand zur Änderung der Breite des Plattenstapels veränderbar sein.The housing of the model reactor according to the invention preferably closes a cuboid space to open took the panels, the walls of which are covered with an elastomer Sealing material is coated. This way the front edges of the plates when inserted into the housing seal against the housing walls in a simple manner and it can be inserted into the case with one Form a stack of plates into a meandering flow path. The The plates are inserted and removed from the housing simplified according to the invention in that two be each other neighboring side walls and a front wall of the interior are acceptable. This allows a stack of plates to be insert into the housing in a particularly simple manner or after try again from the case. For fixing The removable walls are preferably tension screws seen through which the walls press against the plate stack are cash. Furthermore, it can be provided according to the invention that that the removable end wall of the housing in place the height of the plate stack can be adjusted. Here can be passed through without changing the Ge house needs, stack of panels in different heights insert into the housing. Furthermore, the distance of one removable side wall to the opposite side wall be changeable to change the width of the plate stack.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläuert. The invention is based on a in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail.

Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 1 is a side view and

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Modellreaktor nach der Erfindung und Fig. 2 shows a cross section through a model reactor according to the invention and

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Zwischen lage, mit der die Platten des Modellreaktors auf Abstand gehalten werden. Fig. 3 is an enlarged view of an intermediate position with which the plates of the model reactor are kept at a distance.

Der in der Zeichnung dargestellte Modellreaktor besteht aus einem quaderförmigen Gehäuse 1 mit einer Grund platte 2, die auf Fußleisten 3 ruht. Auf der Grundplatte 2 sind zwei erste Seitenplatten 4, 5 angeordnet, die in einem rechten Winkel aufeinanderstehen und miteinander sowie mit der Grundplatte 2 fest verbunden sind. Die Oberseite der Grundplatte 2 und die Innenseiten der Seitenplatten 4, 5 sind mit einer plattenförmigen Auf lage 6 aus einem elastomeren Dichtmaterial versehen.The model reactor shown in the drawing consists of a cuboid housing 1 with a base plate 2 , which rests on baseboards 3 . On the base plate 2 , two first side plates 4 , 5 are arranged, which are at right angles to one another and are firmly connected to one another and to the base plate 2 . The top of the base plate 2 and the inside of the side plates 4 , 5 are provided with a plate-shaped layer 6 made of an elastomeric sealing material.

Gegenüber den Seitenplatten 4, 5 sind abnehmbare Seiten platten 7, 8 angeordnet, die mit ihrer Unterseite auf der Auflage 6 der Grundplatte 2 ruhen und mit Bohrun gen 9 in der Grundplatte 2 durchgreifenden Gewinde bolzen 10 und Flügelmuttern 11 leicht lösbar an der Grundplatt 2 befestigt sind. Die Seitenplatte 7 liegt mit einer Längstseite an der Auflage 6 auf der Innen seite der Seitenplatte 4 an und ist mit der Seiten platte 4 durch Flügelschrauben 12 verbunden, die durch Bohrungen 13 in der Seitenplatte 4 hindurchgreifen und in Gewindebohrungen in der Seiteplatte 7 eingeschraubt sind. Auf ihrer Innenseite ist die Seitenplatte 7 eben falls mit einer Auflage 6 aus elastomerem Dichtmaterial versehen. Die Seitenplatte 8 befindet sich zwischen den Auflagen 6 der Seitenplatten 5 und 7 und trägt auf ihrer Innenseite ebenfalls eine Auflage 6 aus Dichtmate rial.Compared to the side plates 4 , 5 removable side plates 7 , 8 are arranged, which rest with their underside on the support 6 of the base plate 2 and with holes 9 in the base plate 2 penetrating threaded bolts 10 and wing nuts 11 easily detachably attached to the base plate 2 are. The side plate 7 lies with a longest side on the support 6 on the inner side of the side plate 4 and is connected to the side plate 4 by wing screws 12 which reach through holes 13 in the side plate 4 and are screwed into threaded holes in the side plate 7 . On its inside, the side plate 7 is just provided with a pad 6 made of elastomeric sealing material. The side plate 8 is located between the supports 6 of the side plates 5 and 7 and also carries a support 6 made of sealing material on its inside.

In zwei voneinander entfernten, zur Grundplatte 2 parallelen Ebenen sind die Seitenplatten 4, 5, 7, 8 von rechteckigen Spannringen 14 umgeben, die an der Außenseite der Seitenplatte 5 und an einer mit der Seitenplatte 4 verbundenen Stützleiste 15 anliegen. In den Spannringen 14 sind senkrecht zu den Seitenplatten 7, 8 ausgerichtete, von Hand drehbare Spannschrauben 16 mit Druckplatten 17 vorgesehen, die gegen die Außenseite der Seitenplatten 7, 8 spannbar sind.In two mutually distant planes parallel to the base plate 2 , the side plates 4 , 5 , 7 , 8 are surrounded by rectangular clamping rings 14 which rest on the outside of the side plate 5 and on a support bar 15 connected to the side plate 4 . In the clamping rings 14 perpendicular to the side plates 7 , 8 aligned, manually rotatable clamping screws 16 with pressure plates 17 are provided, which can be clamped against the outside of the side plates 7 , 8 .

Der von der Grundplatte 2 und den Seitenplatten 4, 5, 7, 8 begrenzte quaderförmige Innenraum ist an seiner Oberseite durch eine Deckelplatte 18 verschlossen, die sich innerhalb der Auflagen 6 der Seitenplatten 4, 5, 7, 8 befindet. Die Innenseite der Deckelplatte 18 hat ebenfalls eine Auflage 6 aus Dichtmaterial. Mit ihrer Außenseite ist die Deckelplatte 18 an einer Druckplatte 17 einer weiteren Spannschraube 16 abgestützt, die sich in einer an den Seitenplatten 4, 5 befestigten Brücken schiene 19 befindet.The cuboid interior delimited by the base plate 2 and the side plates 4 , 5 , 7 , 8 is closed on its upper side by a cover plate 18 which is located within the supports 6 of the side plates 4 , 5 , 7 , 8 . The inside of the cover plate 18 also has a support 6 made of sealing material. With its outside, the cover plate 18 is supported on a pressure plate 17 of a further clamping screw 16 which is located in a bridge rail 19 fastened to the side plates 4 , 5 .

In dem Innenraum 20 des beschriebenen Gehäuses 1 befin det sich ein Stapel von quadratischen Quarz-Platten 21 einheitlicher Größe. Die Quarz-Platten 21 sind durch Zwischenlagen 22 aus einem weichen, elastomeren Mate rial auf Abstand gehalten. Die Breite der Zwischenlagen 22 beträgt etwa 1/10 der Breite der Quarz-Platten. In der Länge ragen die Zwischenplatten 22 über die Quarz-Platten 21 hinaus, wobei das über die Quarz-Platten 21 hinaus ragende Ende ein Vorsprung 23 trägt, der den Seitenrand der Quarz-Platten 21 umgreift und dessen Höhe gleich der Dicke der Quarz-Platten 21 ist. In the interior 20 of the housing 1 described there is a stack of square quartz plates 21 of uniform size. The quartz plates 21 are spaced by spacers 22 made of a soft, elastomeric material. The width of the intermediate layers 22 is approximately 1/10 of the width of the quartz plates. In the length of the intermediate plates 22 protrude beyond the quartz plates 21 addition, the on quartz plates 21 projecting end of a projection taking out 23, which engages around the side edge of the quartz plates 21 and whose height is equal to the thickness of the quartz plates 21 is.

Wie die Zeichnung zeigt, befinden sich zwischen zwei Quarzplatten 21 jeweils drei Zwischenlagen 22, jeweils eine Zwischenlage 22 erstreckt sich längs der den Seitenplatten 5, 7 benachbarten Ränder der Quarzplatten 21, die dritte Zwischenlage befindet sich parallel zu den anderen in der Mitte der Quarzplatten 21. Durch die Zwischenlagen 22 wer den somit zwischen den Platten Hohlräume 24 gebildet, die an den den Seitenplatten 4 und 8 benachbarten Plattenränder offen sind. Um die Hohlräume zwischen den einzelnen Platten untereinander zu einer durchgehenden Fließstrecke zu ver binden sind die Quarz-Platten 21 im Wechsel versetzt zuei nander gestapelt, wobei die Vorsprünge 23 an den Enden der Zwischenlagen 22 als Abstandhalter zwischen den Rän dern der Quarz-Platten 21 und den Auflagen der Seiten platten 4, 8 dienen. Der im Innenraum 20 angeordnete Stapel aus Quarz-Platten 21 und Zwischenlagen 22 bildet somit zwei parallele meanderförmige Fließstrecken, die an den Unter- und Oberseiten der Quarz-Platten 21 entlangführen und etwa 70% der glatten Oberfläche bestreichen. Über Anschlußbohrungen 25 am unteren und oberen Ende in der Seitenplatte 4 können die gebildeten Fließstrecken an Speise und Abflußleitungen angeschlossen werden, um die zu unter suchende Flüssigkeit durch die Fließstrecke zwischen den Quarz-Platten 21 hindurchzuleiten. Der Anschluß kann dabei so gewählt werden, daß beispielsweise beide Fließ strecken parallel oder hintereinander durchflossen werden.As the drawing shows, there are three intermediate layers 22 between each two quartz plates 21 , one intermediate layer 22 extends along the edges of the quartz plates 21 adjacent to the side plates 5 , 7 , the third intermediate layer is located parallel to the others in the middle of the quartz plates 21 . Through the intermediate layers 22 who the cavities 24 thus formed between the plates, which are open at the side plates 4 and 8 adjacent plate edges. In order to bind the cavities between the individual plates to each other to form a continuous flow path, the quartz plates 21 are alternately stacked with one another, the projections 23 at the ends of the intermediate layers 22 as spacers between the edges of the quartz plates 21 and the requirements of the side plates 4 , 8 serve. The stack of quartz plates 21 and intermediate layers 22 arranged in the interior 20 thus forms two parallel meandering flow paths which run along the undersides and tops of the quartz plates 21 and coat approximately 70% of the smooth surface. Via connecting holes 25 at the lower and upper end in the side plate 4 , the flow paths formed can be connected to the feed and drain lines in order to pass the liquid to be examined through the flow path between the quartz plates 21 . The connection can be chosen so that, for example, both flow stretches are flowed through in parallel or in succession.

Der Einsatz des beschriebenen Modellreaktors wird im folgenden an einem Beispiel erläutert, bei dem Verfahrens daten für eine Schnell-Entkarbonisierungsanlage zur Aufbe reitung von Trinkwasser gewonnen werden sollen. Bei dem Verfahren zur Schnell-Entkarbonisierung wird dem Trinkwasser in einem von unten nach oben durchströmten Reaktor, der mit feinem Quarzsand (Kristallisationskeime) gefüllt ist, Kalkmilch zugegeben, wodurch Kalziumkarbonat zunächst in gelöster Form gebildet wird, das sich an schließend an den im Reaktor befindlichen Sandkörnern ab scheidet. Dadurch entstehen die sogenannten Pellets, in deren Mitte sich ein Sandkorn und an deren Oberfläche sich eine Kalziumkarbonat-Schicht befindet. Dabei ist eine Strö mungsgeschwindigkeit im Reaktor erforderlich, die so groß ist, daß die Pellets in Schwebe gehalten werden. Um bei der sich ergebenden Strömungsgeschwindigkeit eine ausrei chende Kontaktzeit des Wassers mit den Pellets und ent sprechend eine vollständige Abschaltung des Kalziumkarbo nats zu erreichen, sind Reaktorbauhöhen von etwa 15 m er forderlich.The use of the model reactor described is in explained below using an example in the process data for a rapid decarbonization plant for treatment drinking water. At the rapid decarbonization process is the Drinking water in a flow from bottom to top Reactor with fine quartz sand (crystallization nuclei) is filled, milk of lime added, which makes calcium carbonate is initially formed in a dissolved form, which is finally on the grains of sand in the reactor separates. This creates the so-called pellets, in a grain of sand in the middle and a surface on the surface there is a layer of calcium carbonate. There is a stream speed required in the reactor, which is so great is that the pellets are kept in suspension. To at the resulting flow rate is sufficient Appropriate contact time of the water with the pellets and ent speaking a complete shutdown of the calcium carbo to reach nats, reactor heights of around 15 m conducive.

Pilotanlagen zur Erprobung eines Schnell-Entkarbonisie rungsverfahrens und zur Ermittlung wichtiger verfahrens technischer Daten kommen mit einem im Querschnitt erheb lich verringerten Reaktor aus, sie benötigen aber auch die zur Erzielung der erforderlichen Kontaktzeit unumgängliche Bauhöhe von ca. 15 m. Die Erstellung solcher Pilotanlagen und die Durchführung von Pilotversuchen mit solchen An lagen ist daher teuer und zeitaufwendig.Pilot plants for testing a rapid decarbonization and the identification of important procedures technical data come with a cross-sectional elevation Lich reduced reactor, but you also need the essential to achieve the required contact time Construction height of approx. 15 m. The creation of such pilot plants and conducting pilot tests with such types layers is therefore expensive and time consuming.

Bei dem beschriebenen Modellreaktor wird dieses Problem dadurch vermieden, daß an die Stelle der Pellets die Ober fläche der Quarz-Platten 21 tritt, die, ähnlich wie in den Großanlagen der Quarzsand, als Kristallisationskeim fungie ren, sogleich mit einer Kalziumkarbonat-Schicht überzogen werden und damit vergleichbare Niederschlagsmöglichkeiten für das Kalziumkarbonat bieten. Durch den Wegfall der Pellets kann bei dem Modellreaktor die Strömungsgeschwin digkeit frei variiert werden. In the model reactor described, this problem is avoided by replacing the pellets with the upper surface of the quartz plates 21 , which, similarly to large-scale plants of quartz sand, act as crystallization nuclei, are immediately coated with a calcium carbonate layer and thus offer comparable precipitation options for calcium carbonate. By eliminating the pellets, the flow speed can be varied freely in the model reactor.

Durch die besondere Bauweise des beschriebenen Modell reaktors lassen sich schon bei vergleichsweise geringen Ausmessungen ausreichend lange Fließstrecken erzielen, indem beispielsweise die bei der beschriebenen Anordnung der Zwischenlagen 22 gebildeten beiden parallelen Fließ strecken hintereinander geschaltet werden. Fließstrecken zwischen 10 und 20 m sind daher ohne weiteres zu errei chen.Due to the special design of the model reactor described, sufficiently long flow sections can be achieved even with comparatively small dimensions, for example by connecting the two parallel flow sections formed in the arrangement of the intermediate layers 22 described in series. Flow sections between 10 and 20 m can therefore be reached easily.

Zur Untersuchung der Wirtschaftlichkeit eines Schnell-Ent karbonisierungsverfahrens zur Enthärtung eines bestimm ten Rohwassers und zur Ermittlung der Auslegungsarten für eine Großanlage werden die gereinigten Quarz-Platten 21 gewogen und dann in der in der Zeichnung gezeigten Anord nung in das Gehäuse 1 eingesetzt. Anschließend wird das Gehäuse 1 verschlossen und durch Anspannen der Spannschrau ben 16 an den beiden Fugen abgedichtet. Auch die Stirn kanten der Quarz-Platten 21 werden hierbei dicht an die Auflagen 6 angepresst, die den Innenraum 20 auskleiden. Danach wird der Modellreaktor über an die Anschlußboh rungen 25 angeschlossene Anschlußleitung mit dem zu unter suchenden Rohwasser und mit Kalkmilch im entsprechenden Mischungsverhältnis beschickt, wobei aufgrund des ver gleichsweise geringen Strömungsquerschnitts der Fließ strecke nur geringe Durchsatzmengen benötigt werden. Durch die Untersuchung des Wassers am Ausgang des Modell reaktors und der Abscheidungen an den Quarz-Platten im Reaktor lassen sich exakte Aussagen zur Durchführbarkeit des Verfahrens und zu verschiedenen Eckdaten wie Netto kontaktzeit, erforderliche Kontaktfläche, Größe der Defu sionswege und Reaktionsgeschwindigkeit ermitteln. Die Nie derschlagsmenge wird auf einfache Weise dadurch bestimmt, daß nach einer Versuchsphase das Gehäuse geöffnet und die Quarz-Platten herausgenommen und erneut gewogen werden. To investigate the economy of a rapid decarbonization process for softening a certain raw water and to determine the types of design for a large-scale plant, the cleaned quartz plates 21 are weighed and then used in the arrangement shown in the drawing in the housing 1 . Then the housing 1 is closed and sealed by tightening the Spannschrau ben 16 at the two joints. The end edges of the quartz plates 21 are pressed tightly against the supports 6 that line the interior 20 . Thereafter, the model reactor is connected to the connecting bores 25 connected to the raw water to be examined and with milk of lime in the appropriate mixing ratio, whereby due to the comparatively small flow cross section of the flow path only small throughputs are required. By examining the water at the outlet of the model reactor and the deposits on the quartz plates in the reactor, it is possible to determine exact statements about the feasibility of the process and about various key data such as net contact time, required contact area, size of the defusion path and reaction speed. The Nie derschlagschlag is determined in a simple manner that after a test phase, the housing is opened and the quartz plates are removed and weighed again.

Aussagen über die Nettokontaktzeit und die Reaktions geschwindigkeit erhält man unter anderem durch Unter suchung der Menge und der Art der abgeschiedenen Re aktionsprodukte entlang der Fließstrecke, bezogen auf die Durchsatzgeschwindigkeit.Statements about the net contact time and the reaction speed is obtained by sub, among other things search for the quantity and type of re-deposited Promotional products along the flow route, based on the Throughput speed.

Der beschriebene Modellreaktor ist in mehrfacher Hin sicht variabel und kann damit unterschiedlichen Unter suchungsbedingungen in idealer Weise angepaßt werden. So lassen sich durch Änderung des Plattenabstands unter schiedliche Diffusionswege schaffen. Weiterhin läßt sich der Strömungsquerschnitt durch die Anzahl der Zwischenlagen und die Verknüpfung der Freiräume zwischen den Zwischenlagen in weitem Umfang variieren. Ebenso läßt sich hierdurch wie auch durch die Anzahl der in das Gehäuse eingesetzten Platten die insgesamt zur Verfügung stehende Kontaktfläche verändern. Durch Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit und der Länge der Fließstrecke läßt sich die Kontaktzeit verändern. Somit können in mehreren aufeinanderfolgenden Versuchen die Einflußgrößen für den Verfahrensablauf geän dert und die Daten für die Auslegung einer Großanlage bestimmt werden.The model reactor described is in multiple hints view variable and can therefore different sub search conditions are ideally adapted. So can be changed by changing the plate spacing create different diffusion paths. Furthermore, the Flow cross section through the number of intermediate layers and the connection of the free spaces between the intermediate layers in vary widely. It can also be used as also by the number of used in the housing Plates the total available contact area change. By influencing the flow rate and the length of the flow path allows the contact time change. Thus, in several successive Try the influencing variables for the process flow and the data for the design of a large system be determined.

Claims

1. Model reactor for determining process engineering data of processes in which solids are separated from a liquid and deposited on a contact surface, characterized in that in a housing ( 1 ) by a plurality of side-by-side or stacked plates ( 21 ) which a ge have a suitable contact surface and can easily be inserted into or removed from the housing, a flow path is formed.

2. Model reactor according to claim 1, characterized in that the plates ( 21 ) have the shape of a flat cuboid and are kept at a distance by spacers ( 22 ) of small width.

3. Model reactor according to claim 2, characterized in that intermediate layers ( 22 ) of different thickness are provided.

4. Model reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the plates ( 21 ) have the same dimensions and can be used offset against one another in the housing.

5. Model reactor according to one of claims 2-4, characterized in that the intermediate layers ( 22 ) have at one end a projection encompassing the plate edge ( 23 ).

6. Model reactor according to one of claims 2-5, characterized in that the intermediate layers ( 22 ) extend over the entire length or width of the plates ( 21 ) and that they consist of an elastomeric sealing material.

7. Model reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the plates ( 21 ) consist of a neutral material and are provided with a molecular germ surface.

8. Model reactor according to one of claims 1-6, characterized in that the plates ( 21 ) consist of a material whose structure is similar to that of the material to be deposited.

9. Model reactor according to claim 8, characterized in that the plates ( 21 ) consist of quartz.

10. Model reactor according to any preceding claim, characterized in that the housing ( 1 ) encloses a cuboid space ( 20 ) for receiving the plates ( 21 ), the walls of which are coated with an elastomeric sealing material ( 6 ).

11. Model reactor according to a preceding claim, characterized in that two adjacent side walls ( 7 , 8 ) and an end wall ( 18 ) of the inner space ( 20 ) are removable.

12. Model reactor according to claim 11, characterized in that the removable walls ( 7 , 8 , 18 ) by clamping screws ben ( 16 , 17 ) on the plate stack ( 21 ) can be pressed.

13. Model reactor according to one of claims 11 or 12, characterized in that the removable end wall ( 18 ) of the housing ( 1 ) can be adjusted in its position to the height of the plate stack ( 21 ).

14. Model reactor according to one of claims 11-13, characterized in that the distance between a removable Be tenwand ( 8 ) to the opposite side wall ( 4 ) can be changed ver.