DE1059885B

DE1059885B - Device for bringing gases or vapors into contact with liquids containing suspended solids

Info

Publication number: DE1059885B
Application number: DEA25442A
Authority: DE
Inventors: Gustav Haglund
Original assignee: HEDEMORA VERKSTAEDER AB
Current assignee: HEDEMORA VERKSTAEDER AB
Priority date: 1955-08-08
Filing date: 1956-08-07
Publication date: 1959-06-25
Also published as: US2934325A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um Gase oder Dämpfe mit suspendierte Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten in Berührung zu bringen, mit mindestens zwei in einem Behälter mit einem unteren Flüssigkeitsraum und einem darüber befindlichen Gasraum angeordneten, mit einer Antriebsvorrichtung verbundenen Rotoren, deren Verteilerscheiben oder Verteilerarme (Verteilerelemente) sich während der Drehung der Welle abwechselnd in dem Flüssigkeitsraum und dem Gasraum bewegen und die Flüssigkeit in den Gasraum schleudern. Bei dieser Bauart von Kontaktapparaten ist es von großer Wichtigkeit, das nicht nur das Gas und die Flüssigkeit in dem Gasraum in der richtigen Weise miteinander gemischt werden, sondern die in der Vorrichtung befindlichen Flüssigkeiten müssen auch während des Betriebes im gleichmäßigen Zustand gehalten werden, so daß deren Zusammensetzung in dem ganzen Raum für die Flüssigkeit im wesentlichen die gleiche bleibt. Das ist besonders wichtig, da die Flüssigkeit feste Teilchen in Suspension enthält, welche letztere dazu neigen, sich am Boden der Vorrichtung abzusetzen.The invention relates to a device for gases or vapors containing suspended solids Bringing liquids into contact with at least two in a container with a lower liquid space and a gas space located above, connected to a drive device Rotors, whose distributor disks or distributor arms (distributor elements) are during the Rotation of the shaft alternately in the liquid space and the gas space and move the liquid hurl into the gas compartment. With this type of contact apparatus, it is very important that not only are the gas and liquid in the gas space mixed together in the right way but the liquids in the device must also be in the uniform state are kept so that their composition in the whole space for the liquid remains essentially the same. This is especially important because the liquid is solid particles contains in suspension, which the latter tend to settle at the bottom of the device.

Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen Scheiben in zwei Sätzen angeordnet sind, die gegeneinander rotieren (deutsche Patentschrift 614 175). Bei diesen Vorrichtungen erstrecken sich die Scheibensätze aber über die ganze Breite des Behälters, so daß eine gleichmäßige Bewegung der Flüssigkeit an allen Stellen des Behälters nicht zustande kommt. Die Anordnung der bekannten Kontaktapparate führt nicht gleichzeitig zu einer Homogenisierung der Flüssigkeit. Es ist daher Ziel der Erfindung, einen Kontaktapparat der obenerwähnten Bauart zu erstellen, welcher die an ihn gestellten Anforderungen bezüglich der Durchmischung der Gase mit den Flüssigkeiten voll erfüllt, und zwar dadurch, daß die in dem Behälter behandelten Suspensionen so gleichmäßig verteilt werden, daß deren Zusammensetzung in allen Teilen im wesentlichen die gleiche ist, selbst in denjenigen Teilen, welche durch die Rotoren in den Gasraum geschleudert werden.Devices are known in which disks are arranged in two sets which are opposed to one another rotate (German Patent 614 175). In these devices, however, the sets of disks extend across the width of the container so that an even movement of the liquid at all Place the container does not come about. The arrangement of the known contact apparatus does not lead at the same time to a homogenization of the liquid. It is therefore an object of the invention to provide a contact apparatus of the above-mentioned type of construction, which meets the requirements placed on him the mixing of the gases with the liquids is fully fulfilled, namely by the fact that the in the container treated suspensions are distributed so evenly that their composition in all parts is essentially the same, even in those parts which pass through the rotors into the gas space be thrown.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch mindestens einen ersten, im wesentlichen nur innerhalb einer der beiden Längshälften des Behälters angeordneten Rotor, der sich von der einen Längswand des Behälters etwa halbwegs bis zur gegenüberliegenden Längswand des Behälters erstreckt, und mindestens einen zweiten, im wesentlichen nur innerhalb der anderen Längshälfte des Behälters angeordneten Rotor, der sich von der vorerwähnten gegenüberliegenden Längswand etwa halbwegs bis zur ersterwähnten Längswand erstreckt, wobei mindestens einer der zweiten Rotoren sich entgegengesetzt zu der Drehrichtung mindestens eines der ersten Rotoren dreht.The invention solves this problem by at least a first, essentially only within one of the two longitudinal halves of the container arranged rotor, which extends from one longitudinal wall of the container extends approximately halfway to the opposite longitudinal wall of the container, and at least one second, essentially only arranged within the other longitudinal half of the container rotor, which extends from the aforementioned opposite longitudinal wall extends approximately halfway to the first-mentioned longitudinal wall, wherein at least one of the second rotors is opposite to the direction of rotation at least one of the first rotors turns.

Vorrichtung
zum Inberührungbringen von Gasen
oder Dämpfen mit suspendierte Feststoffe enthaltenden Flüssigkeitencontraption
for bringing gases into contact
or steaming with liquids containing suspended solids

Anmelder:
Aktiebolaget Hedemora Verkstäder,
Hedemora (Schweden)Applicant:
Aktiebolaget Hedemora Verkstäder,
Hedemora (Sweden)

Vertreter: Dr. M. Eule, Patentanwalt, München 13, Kurfürstenplatz 2Representative: Dr. M. Eule, patent attorney, Munich 13, Kurfürstenplatz 2

Beanspruchte Priorität: Schweden vom 8. August 1955Claimed priority: Sweden 8 August 1955

Gustav Haglund, Enskede, Stockholm (Schweden), ist als Erfinder genannt wordenGustav Haglund, Enskede, Stockholm (Sweden), has been named as the inventor

Vorzugsweise werden alle Rotoren in der einen der beiden Behälterhälften so angeordnet, daß sie die gleiche Drehrichtung besitzen. Auf diese Weise können alle Rotoren in der Art ausgebildet werden, daß sie die Flüssigkeit am inneren Umfang des Behälters entlang in einer geschlossenen Bahn fördern. In einigen Fällen kann es von Vorteil sein, eine Scheidewand zwischen den beiden Längshälften längs eines Teiles der Behälterlänge einzubauen, um einen Kreislauf der Flüssigkeit herbeizuführen und eine Ablagerung fester Teilchen an den mittleren Flächen des Bodens zu vermeiden.Preferably, all rotors are arranged in one of the two container halves so that they the have the same direction of rotation. In this way, all rotors can be designed in such a way that they convey the liquid along the inner circumference of the container in a closed path. In In some cases it may be beneficial to have a septum between the two longitudinal halves along one Part of the length of the tank to create a circulation of the liquid and a deposit Avoid solid particles on the central surfaces of the floor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. The device according to the invention is described below with reference to the drawing, for example.

Fig. 1 ist ein Horizontalschnitt undFig. 1 is a horizontal section and

Fig. 2 ein Vertikalschnitt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wohingegenFig. 2 is a vertical section of a device according to the invention, whereas

Fig. 3 einen Rotor im Längsschnitt zeigt.Fig. 3 shows a rotor in longitudinal section.

In den Längswänden eines Behälters 1 ruhen mehrere Wellen 2 in den Lagern 3. Die Wellen 2 erstrecken sich normalerweise nur bis ungefähr zu der Mittellinie des Behälters, jedoch können, wie man an dem Beispiel der Welle an einem der Enden sieht, die Wellen etwas über die Mittellinie hinausgehen. EineIn the longitudinal walls of a container 1 a plurality of shafts 2 rest in the bearings 3. The shafts 2 normally only extend to approximately the center line of the container, but, as can be seen from the example of the shaft at one of the ends, the shafts can somewhat over go out the center line. One

909 558/409909 558/409

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Welle 2 a erstreckt sich durch den ganzen Querschnitt des Behälters hindurch und ruht in Lagern in beiden Längswänden. Die Wellen 2 sind längs ihrer ganzen Länge, die Welle 2 a nur auf die Hälfte ihrer Länge mit Verteilerscheiben 5 ausgestattet, welche austauschbar sein können. Auf diese Weise ist es möglich, die Rotoren hinsichtlich Durchmesser und/oder Länge zu ändern. Ebenso ist es möglich, die Anzahl der Scheiben zu ändern. Es ist zweckmäßig, die Rotoren versetzt zueinander anzuordnen, so daß ein Rotor an der einen Seite gegenüber dem Raum zwischen zwei benachbarten Rotoren an der anderen Seite liegt, jedoch kann man auch, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, die beiderseitigen Rotoren einander gegenüber anordnen. Bei dieser Anordnung sind je nach den besonderen Erfordernissen viele Varianten möglich. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, können alle Rotoren der einen Seite in der gleichen Richtung, jedoch entgegengesetzt zu denjenigen auf der anderen Seite laufen. Drehzahl und Drehrichtung der Rotoren können variiert werden.Shaft 2a extends through the entire cross section of the container and rests in bearings in both longitudinal walls. The shafts 2 are equipped along their entire length, the shaft 2 a only half of its length with distributor disks 5 , which can be interchangeable. In this way it is possible to change the diameter and / or length of the rotors. It is also possible to change the number of slices. It is expedient to arrange the rotors offset to one another so that one rotor is on one side opposite the space between two adjacent rotors on the other side, but, as can be seen from the drawing, the rotors on both sides can also be arranged opposite one another. Many variations are possible with this arrangement depending on the particular requirements. As can be seen from the drawing, all rotors on one side can run in the same direction, but opposite to those on the other side. The speed and direction of rotation of the rotors can be varied.

Der Raum 6 für die Flüssigkeit wird durch den Einlaß 7 hindurch mit Flüssigkeit angefüllt, welche den Raum durch den Auslaß 8 verläßt. Das Gas tritt bei 9 ein und bei 10 aus. Einlässe und Auslässe können so angeordnet werden, daß Gas und Flüssigkeit hauptsächlich im Gegenstrom aneinander vorbeigeführt werden. Mittels einer Flüssigkeitsstand-Reguliervorrichtung, in der Zeichnung in der Form eines Überlaufschiebers 15 dargestellt, kann der Flüssigkeitsspiegel geändert werden. Falls gewünscht, können die Rotoren so konstruiert werden, daß man dieselben heben oder senken kann, und zwar vorzugsweise einzeln. Auf diese Weise ist es möglich, die Suspensionswirkung des Apparates zu regeln, insofern, als diese Wirkung in weitem Maße von dem senkrechten Abstand zwischen dem Verteilerelement, z. B. einer Scheibe, und dem Behälterboden abhängt.The space 6 for the liquid is filled through the inlet 7 with liquid which leaves the space through the outlet 8. The gas enters at 9 and exits at 10 . Inlets and outlets can be arranged so that gas and liquid are mainly led past one another in countercurrent. By means of a liquid level regulating device, shown in the drawing in the form of an overflow slide 15 , the liquid level can be changed. If desired, the rotors can be constructed so that they can be raised or lowered, preferably individually. In this way it is possible to regulate the suspension effect of the apparatus, insofar as this effect depends to a large extent on the vertical distance between the distributor element, e.g. B. a disc, and the container bottom depends.

Man kann den Rotor im Behälter mit einem solch geringen senkrechten Abstand über dessen Boden anordnen, daß die Wasserteilchen nächst dem Boden und senkrecht unter dem Rotor infolge der Drehung des Rotors in dem Wasser eine starke Strömung erhalten. Dadurch werden die festen Teilchen verhindert, sich am Boden abzusetzen, vorausgesetzt, daß die Strömung für die suspendierten Teilchen stark genug ist. Wenn beispielsweise feinverteilter Kalk, Magnesiumcarbonat (Magnesit) oder Dolomit suspendiert ist wie bei der Herstellung der Kochlauge für das Sulfitcelluloseverfahren, muß der Abstand so gering sein, daß die Strömung der Suspension stark genug ist, um die Teilchen dieser Substanzen in Suspension zu halten. Zwar hängt die Stärke der Strömung auch von dem Durchmesser der Verteilerscheiben und von deren Drehzahl ab, jedoch wurde durch Versuche nachgewiesen, daß der Tiefengradient der Strömung der Flüssigkeit unterhalb einer sich drehenden Scheibe sich verhältnismäßig wenig innerhalb der Grenzen von Scheibendurchmesser und Geschwindigkeit, wie sie in der Praxis verwendet werden, ändert, wohingegen die Horizontalgeschwindigkeit der Flüssigkeit nahe dem Rand der Scheibe erheblich schwankt.You can arrange the rotor in the container with such a small vertical distance above its bottom, that the water particles are closest to the ground and vertically under the rotor as a result of the rotation of the Rotor in the water received a strong current. This will prevent the solid particles from growing to settle at the bottom, provided that the current is strong enough for the suspended particles. For example, when finely divided lime, magnesium carbonate (magnesite) or dolomite is suspended like When producing the cooking liquor for the sulphite cellulose process, the distance must be so small that that the flow of the suspension is strong enough to keep the particles of these substances in suspension. The strength of the flow also depends on the diameter of the distributor disks and on their Speed from, however, it has been proven by experiments that the depth gradient of the flow of the Liquid beneath a rotating disc is relatively little within the limits of pulley diameter and speed as used in practice, whereas the horizontal velocity of the liquid near the edge of the disk fluctuates significantly.

Die Verteilerelemente der einzelnen Rotoren werden in größeren oder kleineren Abständen angeordnet. Jeder Rotor besteht dabei aus einem Rohr 11, dessen Innendurchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der Welle 2 bzw. 2 a und auf welchem eine Anzahl von Scheiben 12 oder Rührelemente anderer geeigneter Form befestigt sind. Die radialen Abmessungen dieser Verteilerelemente sowie die Abstände 885The distribution elements of the individual rotors are arranged at larger or smaller intervals. Each rotor consists of a tube 11, the inner diameter of which is slightly larger than the diameter of the shaft 2 or 2a and on which a number of disks 12 or stirring elements of another suitable shape are attached. The radial dimensions of these distribution elements as well as the distances 885

zwischen denselben werden je nach der erforderlichen Behandlung gewählt. Das Rohr 11 ist mit den Flanschen 13 und den Muffen 14 an der Welle 2 gehalten.between them are chosen depending on the treatment required. The tube 11 is held on the shaft 2 with the flanges 13 and the sleeves 14.

Die Rotoren gemäß der Erfindung entsprechen in ihrer Wirkung nicht einer gewöhnlichen Durchwirbelungsvorrichtung oder einem Propeller, welcher unterhalb des Flüssigkeitsspiegels arbeitet. Die Rotoren arbeiten gleichzeitig sowohl in dem Raum für die Flüssigkeit wie in dem Gasraum und können dabei verschieden tief in die Flüssigkeit eintauchen und somit auch mit wechselndem Volumen im Gasraum arbeiten. Man kann erforderlichenfalls die Verteilerelemente austauschen und die Drehzahl oder die Drehrichtung ändern. Das Verteilungsprinzip an sich ist üblicher Art wie übrigens auch die Verwendung ebener, gewellter oder sonstwie geformter kreisförmiger rotierender Scheiben, Stäbe oder sonstiger drehbarer Bauelemente, jedoch werden der Erfindung zufolge diese Verteilerelemente in einer neuartigen und wirkungsvolleren Weise als bisher angewendet.The rotors according to the invention do not correspond in their effect to an ordinary turbulence device or a propeller that works below the liquid level. The rotors work simultaneously both in the space for the liquid and in the gas space and can Immerse yourself in the liquid at different depths and thus with varying volumes in the gas space work. If necessary, the distributor elements can be exchanged and the speed or the Change direction of rotation. The distribution principle itself is of the usual type, as is the use, incidentally flat, corrugated or otherwise shaped circular rotating disks, rods or other rotatable components, however, according to the invention, these distribution elements are in a novel and applied more effectively than before.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung erstrecken sich die Rotoren nicht über die ganze Breite des Behälters, sondern im wesentlichen nur über die halbe Breite. Auf diese Weise arbeiten die Rotoren jede nur auf ihrer eigenen Seite des Flüssigkeits- und des Gasraums des Behälters. Wenn die Rotoren mit bestimmten angemessenen Drehzahlen und angemessener Drehrichtung sowie mit gewünschter Tiefe des Eintauchens in die Flüssigkeit bei angemessenem Abstand vom Boden betrieben werden, dann kann man in der Flüssigkeit sowie in dem Gas Bewegungen hervorrufen, welche bisher in keiner anderen Weise erreicht werden konnten und welche einen starken und wirksamen Einfluß auf den Verlauf der Reaktionen haben. Die Flüssigkeit kann sich dabei beispielsweise bewegen, wie es die Pfeile in der Zeichnung zeigen.In the device according to the invention, the rotors do not extend over the entire width of the container, but essentially only over half the width. This is how the rotors work each only on its own side of the liquid and gas space of the container. If the rotors with certain appropriate speeds and appropriate direction of rotation as well as with the desired depth of the Immersion in the liquid can be operated at a reasonable distance from the floor, then one can in the liquid as well as in the gas cause movements which have not been achieved in any other way before and which have a strong and effective influence on the course of the reactions to have. The liquid can move, for example, as shown by the arrows in the drawing.

In einem rechteckigen geschlossenen Behälter mit einer Länge von 2,25 m, einer Breite von 1,5 m und einer Höhe von 2 m wurde an jeder Längswand ein Rotor nahe den Stirnwänden angeordnet. Jeder Rotor war mit zehn in gleichen Abständen angeordneten Verteilerscheiben versehen und ragte bis zur Hälfte der Breite der Stirnwand in den Behälter hinein. Die Rotoren konnten in der Senkrechten verstellt werden.In a rectangular closed container with a length of 2.25 m, a width of 1.5 m and At a height of 2 m, a rotor was arranged on each longitudinal wall near the end walls. Every rotor was provided with ten equally spaced distributor discs and protruded up to halfway the width of the end wall into the container. The rotors could be adjusted vertically.

Bei einem Versuch wurden Verteilerscheiben mit einem Durchmesser von 0,6 m verwendet, und die Rotoren wurden so eingestellt, daß die Unterkante jeder Scheibe sich etwa 0,15 m vom Behälterboden entfernt befand. Der Behälter wurde mit Wasser angefüllt, und zwar bis zu einer Höhe, die einer Eintauchtiefe der Scheiben von 0,1 m entsprach. Die Rotoren drehten sich in entgegengesetzten Richtungen mit einer Drehzahl von 610 U/Min., so daß die Flüssigkeit entlang derjenigen Längswand gefördert wurde, aus welcher der betreffende Rotor herausragte. Es wurde pulverisierter Kalk hinzugesetzt, und zwar in einer Menge von 2%, auf das Gewicht des Wassers bezogen. Muster, die dem Sprühnebel in dem Gasraum, einer Oberflächenschicht der Suspension und einer Schicht nahe dem Boden entnommen wurden, ergaben verschiedene Werte für den Prozentsatz an Kalk; etwas Kalk setzte sich am Boden ab.In one experiment, distributor disks with a diameter of 0.6 m were used, and the Rotors were adjusted so that the lower edge of each disk was approximately 0.15 m from the bottom of the container removed. The container was filled with water to a height equivalent to an immersion depth which corresponded to panes of 0.1 m. The rotors turned in opposite directions a speed of 610 rpm, so that the liquid was conveyed along that longitudinal wall, from which the rotor in question protruded. Powdered lime was added in an amount of 2% based on the weight of the water. Patterns that reflect the spray in the gas space, taken from a surface layer of the suspension and a layer near the bottom, gave different values for the percentage of lime; some lime settled on the bottom.

Die Rotoren wurden nunmehr so weit gesenkt, daß die Unterkanten der Scheiben einen Abstand von 0,1 m vom Boden hatten. Die an den gleichen Stellen wie vorher entnommenen Muster hatten nunmehr praktisch die gleichen Prozentsätze an Kalk; am Boden befand sich keine Ablagerung mehr.The rotors have now been lowered so that the lower edges of the disks are at a distance of 0.1 m from the floor. The samples taken in the same places as before were now practical the same percentages of lime; there was no more sediment on the ground.

Scheibendurchmesser und Drehzahl der Rotoren sowie deren Eintauchtiefe und Abstand vom BodenDisc diameter and speed of the rotors as well as their immersion depth and distance from the ground

Claims

depend on the substance to be suspended and are easy to determine. The distance between the rotor and the container bottom can also be determined taking into account the behavior of water or a given suspension, such as finely divided lime or magnesite, which fills the space for the liquid. The apparatus must therefore be constructed in such a way that the water particles located next to the ground and vertically below the rotor, as a result of the rotation of the rotor, which is immersed in the water to a depth of at least a third of its radius, flow at the operating speed almost immediately when this rotary motion is initiated kick off. In the case of a suspension, the particles suspended near the bottom must move and remain in suspension so that deposition cannot take place. If the distributor elements are in the form of segments or arms, the radial distances between the outermost points of the segments or arms and the idle shaft of the rotors are calculated as the diameter. Patent claims:

1. Device for bringing gases or vapors into contact with suspended solids containing liquids with at least two in a container with a lower liquid space and a gas space located above arranged rotors connected to a drive device, their distributor disks or Distributor arms (distributor elements) alternate in the liquid space during the rotation of the shaft and move the gas space and fling the liquid into the gas space, marked by at least one first, essentially only within one of the two longitudinal halves of the container (1) arranged rotor, which extends from one longitudinal wall of the container about halfway extends to the opposite longitudinal wall of the container, and at least one second, im essential only within the other longitudinal

half of the container arranged rotor, which is about halfway from the opposite longitudinal wall extending to the first-mentioned longitudinal wall, at least one of the second rotors being opposite at least one of the first rotors is rotatable in relation to the direction of rotation.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that all rotors in one of the Container halves are rotatable in the same direction.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that at least one rotor in the one of the container halves opposite the space between two adjacent rotors of the other container half is arranged.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized by an intermediate wall (16), which divides the liquid container lengthways.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distributor elements (5,12) are removably attached to the shaft (2) and through distribution elements of others Size can be replaced.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized by a device (15) for adjusting the liquid level in the container with reference to the rotors.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the rotors is vertically adjustable with respect to the bottom of the container.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the drive device for at least one of the rotors is adjustable in speed and direction of rotation of the rotor.

Considered publications:
German Patent No. 614 175;
XJSA. Patent No. 2,145,374.

1 sheet of drawings

® 909 558/409 6.59