DE69504892T2

DE69504892T2 - Mischelement und Verfahren zu dessen Herstellung

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Publication number: DE69504892T2
Application number: DE69504892T
Authority: DE
Inventors: Hisao Yokohama Kojima
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2015-04-20
Also published as: US5605400A; CZ96295A3; CN1116963A; JPH07284642A; EP0678329A1; CZ287457B6; EP0678329B1; CN1035308C; DE69504892D1

Description

Mischelement und Verfahren zur Herstellung derselben

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mischelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere auf ein solches Mischelement zur Verwendung in einem bewegungslosen Fluidmischer vom statischen Typ, der einen mechanisch bewegbaren Abschnitt nicht aufweist, zum Mischen von einer oder mehreren Arten von Fluiden (Flüssigkeits-, Gas-, und Pulver- und Partikelsubstanzen), und sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung derselben. Ein Mischelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 4 747 697 bekannt.
Der Fluidmischer vom statischen Typ dieser Art wird zum Beispiel als eine Behandlungsvorrichtung bei einer Gasabsorptionsreaktion für ein schädliches Material wie HCl, Cl&sub2;, NOx, SOx und ähnliches in einem schädlichen Gas, einer Vorrichtung zum Entfernen einer Organochlorverbindung wie Trichlorethan, Methylenchlorid, Trihalomethan und ähnliches in dem schädlichen Wasser, andernfalls eine Staubentfernungs(Staubsammel)-Vorrichtung für SiO&sub2;- Staub und ähnliches, die aus einer Halbleiterfabrik und einer Fabrik zur Herstellung optischer Fasern ausgestoßen werden. Außerdem wird der Fluidmischer vom statischen Typ auch in vielen Feldern wie der chemischen Industrie, der Papier- und Zellstoffindustrie, der Lebensmittelindustrie, der Fermentierungsindustrie, der Bauindustrie, der Plastikindustrie und der Verschmutzungsverhinderungsindustrie und ähnlichem verwendet.
Dieser Fluidmischer vom statischen Typ wird gebildet durch Anordnen einer Mehrzahl von Blättern in einer Röhre, die miteinander verbunden sind, wobei jedes der Blätter spiralförmig verdreht ist. Während zwei und mehr Arten von Fluiden, die in ihren Eigenschaften unterschiedlich voneinander sind, in dem Fluidmi scher fließen, schreitet das Fluid spiralförmig durch die durch die Blätter geteilten Durchgänge fort und wird an den Begrenzungen der entsprechenden Blätter geteilt und mit den geteilten Fluiden, die durch die anderen Durchgänge laufen, verbunden (z. B. U. S. Patent Nr. 4 408 893). Und das Fluid wird durch eine Wiederholung des Teilens und des Verbindens gerührt und gemischt.
Das Fluid enthält eine Flüssigkeit, ein Gas oder eine Pulver- und Partikelsubstanz, und als unterschiedliche Eigenschaften des Fluides gibt es eine Viskosität, eine Zusammensetzung, eine Temperatur, eine Farbe und eine Partikelgröße. Dieser Fluidmischer kann die Fluide, die in der Phase unterschiedlich sind, mischen, wie bei einem Mischen eines Gases und einer Flüssigkeit.
Ein solcher Fluidmischer wird verwendet als ein Mittel für eine Mischung, ein Umrühren, eine Dispersion, eine Emulgierung, eine Extraktion, einen Wärmeaustausch, eine Reaktion, eine Gasabsorption und eine Lösung und ähnliches in den oben erwähnten Feldern.
Darüber hinaus gibt es als ein Verfahren zum Herstellen des Fluidmischers ein Verfahren des Einsetzens von Spiralblättern mit einer Rechtsdrehung oder einer Linksdrehung in einer Röhre und des Befestigens benachbarter Klingen aneinander durch Schweißen und Löten und ähnliches (Japanische Patentveröffentlichung (KOKOKU) 44-8290). Und es gibt eine Technik des Einsetzens von Spiralblättern einer Rechtsdrehung oder einer Linksdrehung in eine Röhre und des Eingreifens oder Einsetzens benachbarter Klingen miteinander zum Anordnen derselben in einer Röhre (Westdeutsche Offenlegung Nr. 2262016). Desweiteren gibt es ein Verfahren des Einsetzens von Spiralblättern einer Rechtsdrehung oder einer Linksdrehung in eine Röhre, während Haltstücke zwischen den benachbarten Blättern angeordnet werden, wodurch die Blätter durch die Haltestücke befestigt und verbunden werden (U. S. Patent Nr. 3 953 002). Desweiteren gibt es ein Verfahren des Einsetzens von Ablenkplatten, die rechtsseitig oder linksseitig gedreht sind, in ein röhrenförmiges Gehäuse und des in Eingriffbringens von konkaven Nuten, die auf Vorsprüngen auf beiden Enden der Ablenkplatten ausgebildet sind, um diese dadurch zu verbinden (Japanische Patentveröffentlichung (KOKOKU) Nr. 1-31928). Desweiteren ist ein Fluidmischer vorgeschlagen worden, in dem Ablenkplatten ausgebildet werden durch Anordnen von schmalen Abschnitten von bandartigen Teilen in vorbestimmten Rastern, spiralförmiges Verdrehen breiter Abschnitte der bandartigen Teile im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn, und Verdrehen der schmalen Abschnitte um ungefähr 90º, und dann werden die Ablenkplatten in einer Röhre eingesetzt (U. S. Patent Nr. 4 408 893).
Jedoch haben die oben erwähnten entsprechenden Fluidmischer alle einen Nachteil dahingehend, daß das Herstellen derselben nicht leicht ist.
Insbesondere gibt es Nachteile dahingehend, daß die Verbindungsabschnitte der Blätter in ihrer mechanischen Stärke schwach sind in einem Fall, in dem die Blätter miteinander verschweißt oder verlötet sind (Japanische Patentveröffentlichung (KOKOKU) Nr. 44-8290), und die geschweißten Abschnitte brechen oder schnappen ein in einem Fall, in dem Drehspannung bei diesen hinzugefügt wird.
Außerdem gibt es einen Nachteil dahingehend, daß der Verbindungsabschnitt der Ablenkplatten bei Verdrehspannung schwach ist und leicht in einem Fall gebrochen wird, in dem die Ablenkplatten miteinander an zentralen Abschnitten derselben punktverbunden sind (U. S. Patent Nr. 4 408 893).
Und dieser Fluidmischer hat einen Nachteil bei der Mischwirkung in einem Bereich laminarer Strömung eines Fluids hoher Viskosität.
Desweiteren, wie oben beschrieben worden ist, hat jeder der herkömmlichen Fluidmischer einen Nachteil dahingehend, daß die Herstellungskosten aufgrund der Schwierigkeit des Herstellens derselben teuer sind und die Mischwirkung niedrig ist.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Mischelement anzugeben, bei dem die Stärke der Verbindungsabschnitte von entsprechenden Blattkörpern groß ist, und bei dem die Fluidmischwirkung exzellent ist und die Produktionskosten niedrig sind, und ein Verfahren zum Herstellen des Mischelements mit hoher Effizienz anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Mischelement nach Anspruch 1 oder ein Verfahren nach Anspruch 4.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Desweiteren weist ein Verfahren zum Herstellen eines Mischelementes nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Schritte zum Verbinden einer Mehrzahl von spiralförmigen perforierten oder porösen Blattkörpern an einer Innenseite einer zylindrischen Durchgangsröhre zur Ausbildung einer Mehrzahl von Fluiddurchgängen auf. Jeder der spiralförmigen Blattkörper wird unabhängig von der Durchgangsröhre hergestellt und mit der Durchgangsröhre verbunden.
Bei dem herkömmlichen Mischelement werden eine zylindrische Durchgangsröhre und die spiralförmigen Blattkörper zusammen ausgebildet. Im Gegensatz werden bei dem Mischelement entsprechend der vorliegenden Erfindung eine zylindrische Durchgangsröhre und spiralförmige Blattkörper entsprechend unabhängig voneinander ausgebildet. Dementsprechend kann die Anzahl der Blattkörper, die die Mischeffizienz verbessern, leicht erhöht werden. Außerdem wird das Herstellen des Fluidmischers mit einem großen Durchmesser leicht, und die Herstellungskosten werden billig.
Andererseits werden bei dem Verfahren zur Herstellung des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung eine zylindrische Durchgangsröhre und spiralförmige Blattkörper entsprechend unabhängig voneinander ausgebildet. Da die spiralförmigen Blattkörper mit der Innenseite der zylindrischen Durchgangsröhre mittels eines Schweißens, eines Anklebens, eines Abscheidens, eines Verriegelns und ähnlichem verbunden werden, werden die Mischelemente leicht hergestellt.
Und in dem Verfahren zum Herstellen des Mischelementes, in dem eine Anzahl von spiralförmigen Blattkörpern, die zu einer Verbesserung der Mischeffizienz beitragen, mit einer Innenseite einer zylindrischen Durchgangsröhre verbunden sind, wird die zylindrische Durchgangsröhre in eine Mehrzahl von Durchgangsröhren über ihre gesamte longitudinale Länge unterteilt, eine Mehrzahl von Blattkörpern wird mit der Innenseite der geteilten Durchgangsröhre verbunden, und danach werden die geteilten Flächen der Durchgangsröhren miteinander verbunden, wodurch das Mischelement, das eine hohe Mischeffizienz aufweist, leicht hergestellt wird.
Der Fluidmischer vom statischen Typ wird verwirklicht, indem die derart hergestellten mehreren Mischelemente in der Röhre angeordnet werden, oder indem die Mischelemente miteinander verbunden werden. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der Fluidmischer mit einer extrem Mischeffizienz leicht und bei niedrigen Kosten hergestellt werden. Und der Fluidmischer, der einen großen Durchmesser aufweist, kann bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind die laufenden Kosten der Vorrichtung niedrig und der Mischer, der eine hohe Effizienz aufweist, kann leicht hergestellt werden, und der Preis der Vorrichtung ist billig, da ein Antriebsleistungsmittel zum Zuführen von einer oder mehreren Arten von Fluiden aus einer Flüssigkeits-, einer Gas-, einer Pulver- und Partikelsubstanz und ähnlichem in den statischen Fluidmischer, der das Mischelement enthält, zum Mischen und Rühren der Fluide unnütz wird. Außerdem, da die Leistungsquelle unnütz wird, wird die Vorrichtung großer Abmessung unnütz, und die Installationsfläche der Vorrichtung kann schmal sein. Desweiteren, da die Misch- und Rühreffizienz und die Absorptionseffizienz hoch ist, können die Mischzeit und die Behandlungszeit verkürzt werden. Desweiteren, da solche Schwierigkeiten wie die Verschmutzung aufgrund von Staub und ähnliches eliminiert werden, kann ein fortlaufendes Betreiben der Vorrichtung für eine lange Zeit realisiert werden.
Außerdem kann, da die Blattkörper individuell hergestellt werden, der Mischer, der einen großen Durchmesser aufweist, extrem leicht und bei niedrigen Kosten hergestellt werden. Desweiteren kann dieser Mischer weithin als ein Mittel für ein Mischen, und Umrühren, eine Dispersion, eine Emulgierung, eine Extraktion, einen Wärmeaustausch, eine Reaktion, eine Gasabsorption, ein Staubsammeln, eine Destillation, eine Konzentrierung, eine Adsorption, ein biochemischen Reaktor und ähnliches verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden aus der detaillierten Beschreibung, die unten gegeben wird, und aus den begleitenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die jedoch nicht als für die vorliegende Erfindung begrenzend verstanden werden sollen, sondern die nur zur Erläuterung und zum Verständnis dienen.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines 90º- Rechtsdrehungstyp-Mischelementes entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines 90º- Linksdrehungstyp-Mischelementes entsprechend derselben;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Fluidmischers vom statischen Typ entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines 180º- Rechtsdrehungstyp-Mischelementes entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines 180º- Linksdrehungstyp-Mischelementes entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Fluidmischers vom statischen Typ entsprechend derselben;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines 90º- Rechtsdrehungstyp-Mischelementes, das einen Zwischenraumabschnitt aufweist, entsprechend derselben;
Fig. 8 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf eine Abwasserbehandlungsvorrichtung angewendet ist;
Fig. 9 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf eine Abgasbehandlungsvorrichtung angewendet ist;
Fig. 10 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf eine Gasreaktionsvorrichtung für ein Abgas angewendet ist;
Fig. 11 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf eine Elektronenstrahlgasreaktionsvorrichtung für ein Abgas angewendet ist;
Fig. 12 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf eine Behandlungsvorrichtung für ein Abwasser, daß eine Organochlorverbindung enthält, angewendet ist;
Fig. 13 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, die eine Behandlungsvorrichtung für ein Abwasser zeigt;
Fig. 14 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf eine Behandlungsvorrichtung vom mehrstufigen Typ für ein Abwasser angewandt ist;
Fig. 15 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf eine Misch- und Rührvorrichtung zum Mischen von einer oder mehreren Arten von Pulver- und Partikelsubstanzen angewendet ist;
Fig. 16 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines 90º- Linksdrehungstyp-Mischelementes entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines 90º- Linksdrehungstyp-Mischelementes entsprechend derselben;
Fig. 18 ist eine Bodenansicht eines 90º-Linksdrehungstyp- Mischelementes entsprechend derselben;
Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht eines Mischelementes, das drei Fluiddurchgänge aufweist, entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht eines 90º- Rechtsdrehungstyp-Mischelementes, das zwei geteilte Flächen aufweist, entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21 ist eine Seitenansicht eines Spiralblattkörpers eines 180º-Rechtsdrehungstyps, der durch ein Herstellungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
Fig. 22 ist eine schematische Entwicklungsansicht eines Materials aus einem halbkreisförmigen Teil, das bei einer Herstellung des Blattkörpers verwendet wird;
Fig. 23 ist eine schematische erläuternde Ansicht eines Formstempels zum Herstellen eines Blattkörpers, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 24 ist eine teilweise vergrößerte erläuternde Ansicht eines Herstellungsvorganges eines 90º-Rechtsdrehungstyp-Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig. 25 ist eine Draufsicht auf ein Rechtsdrehungstyp- Mischelement, das acht Blattkörper aufweist, entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig. 26 ist eine erläuternde Ansicht einer Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung, das auf einen Abgasentschwefler vom nassen Typ angewendet ist;
Fig. 27 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Variantenausführungsform des Oxidationstanks zum Oxidieren der Absorbtionsflüssigkeit und des Kalziumsulfits zeigt;
Fig. 28 ist eine erläuternde Ansicht einer Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung, das auf den Abgasentschwefler vom nassen Typ angewendet ist;
Fig. 29 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Variantenausführungsform der Vorrichtung aus Fig. 8 zeigt;
Fig. 30 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Ausführungsform zeigt, bei der Sprühdüsen in einem zentralen Abschnitt des Fluidmischers vom statischen Typ angeordnet sind;
Fig. 31 ist eine Vorderansicht, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf eine Behandlungsvorrichtung für ein Abwasser, das ein Organochlorverbindung enthält, angewendet ist;
Fig. 32 ist eine Draufsicht der Vorrichtung aus Fig. 31;
Fig. 33 ist eine erläuternde Ansicht einer anderen Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung, das auf eine Behandlungsvorrichtung für ein Abwasser, das eine Organochlorverbindung enthält, angewendet ist; und
Fig. 34 ist eine erläuternde Ansicht eines Behandlungsverfahrens durch zwei Behandlungstürme.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden im Detail mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 und 2 sind perspektivische Ansichten eines 90º- Rechtsdrehungstyp-Mischelementes. Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Fluidmischers vom statischen Typ, bei dem das Mischelement angewandt ist. Das Mischelement 1 und 8 weist eine zylindrische Durchgangsröhre 2 und 9 und spiralförmige Blattkörper 3, 4 bzw. 10, 11, die in der Durchgangsröhre 2 bzw. 9 angeordnet sind, auf. Die Blattkörper 3, 4 und 10, 11 sind um 90º im Uhrzeigersinn (eine Rechtsdrehung) bzw. im Gegenuhrzeigersinn (eine Linksdrehung) verdreht und bilden dann Fluiddurchgänge 5, 6 bzw. Fluiddurchgänge 12, 13. Die Fluiddurchgänge 5, 6 und die Fluiddurchgänge 12, 13 kommunizieren miteinander über die gesamte Länge der Durchgangsröhre 2 und 9 über einen Öffnungsabschnitt 7 und 14. Ein Fluidmischer 30 vom statischen Typ wird durch Einpassen der Mischelemente 1 und 8 in alternierender Weise in ein zylindrisches Gehäuse 15 und durch Anordnen der Mischelemente 1 und 8 in einer solchen Weise, daß die Endkanten der Blattkörper 3, 4 und die Endkanten der Blattkörper 10, 11, die beide zu verbinden sind, senkrecht zueinander sind, zusammengebaut.
Die Fig. 4 und 5 sind perspektivische Ansichten von 180º- Drehungstyp-Mischelementen 16 bzw. 23. Fluiddurchgänge 20, 21 und 27, 28 sind in einem inneren Abschnitt der Durchgangsröhre 17 und 24 durch spiralförmige Blattkörper 18, 19 mit 180º- Rechtsdrehung bzw. spiralförmige Blattkörper 25, 26 mit 180º- Linksdrehung ausgebildet. Die Fluiddurchgänge 20, 21 bzw. 27, 28 kommunizieren miteinander über die gesamte Länge der Durchgangsröhre 17 bzw. 24 über einen Öffnungsabschnitt 22 bzw. 29. Und, wie in Fig. 6 gezeigt ist, ein Mischelement 31 vom statischen Typ wird zusammengesetzt durch Einpassen der Mischelemente 16 bzw. 23 alternierend in ein zylindrisches Gehäuse 15 und durch Anordnen der Mischelemente 16 und 23 in einer solchen Weise, daß die Endkanten der Blattkörper 18, 19 und die Endkanten der Blattkörper 25, 26, die beide zu verbinden sind, senkrecht zueinander sind.
Darüber hinaus kann der Öffnungsabschnitt 7, 14, 22, 29 gerade oder gekrümmt bezüglich der Längsrichtung des Mischelementes 1, 8, 16, 23 sein. Desweiteren kann der Öffnungsabschnitt in einer solchen Weise konisch sein, daß eine Schnittfläche desselben sich bezüglich der Längsrichtung ändert. Und ein Drehwinkel (ein Verdrehungswinkel) der spiralförmigen Blattkörper 3, 4, 10, 11, 18, 19, 25, 26 kann nicht nur auf 90º, 180º, sondern auch auf 270º, 360º, etc. eingestellt werden.
Desweiteren können eine Durchmesserbreite und eine axiale Länge und ähnliches des Blattkörpers 3, 4, 10, 11, 18, 19, 25, 26 wahlweise entsprechend des Verwendungszweckes eingestellt werden. Desweiteren kann die Anzahl der Blattkörper wahlweise eingestellt werden. Und weiter, da der Blattkörper aus einem perforierten Körper oder einem porösen Körper ausgebildet ist, wird eine Mischwirkung verbessert. Und das Mischelement 34 kann durch Vorsehen eines Zwischenraumabschnittes 38 in einem oberen Abschnitt, einem unteren Abschnitt (siehe Fig. 7), oder in beiden von diesem, auf einer Innenseite des Mischelementes ausgebildet werden.
Darüber hinaus wird der Fluidmischer 30, 31 vom statischen Typ ausgebildet durch Einpassen der Mischelemente alternierend in das Gehäuse 15, jedoch kann er durch Verbinden der Endkanten der Mischelemente miteinander ausgebildet werden.
Während zwei Arten von Fluiden FA, FB durch die Fluiddurchgänge des Fluidmischers 30, 31 vom statischen Typ fließen, der wie oben beschrieben konstruiert ist, wird ein Teil des Fluides spiralförmig um 90º oder 180º gedreht, ein Teil des gedrehten Fluides wird an dem Öffnungsabschnitt abgeschert, und der eine Teil des Fluides wird mit dem Fluid, das durch den anderen Durchgang fließt, verbunden, und dann werden sie, nach der Teilung, spiralförmig umgekehrt um 90º oder 180º gedreht. Während eine solchen Drehung, eine Scherung, ein Verbinden, eine Teilung und eine Verschiebung wiederholt werden, werden die Fluide gemischt.
Als nächstes wird eine Ausführungsform, auf die das Mischelement entsprechend der vorliegenden Erfindung angewandt ist, beschrieben.
Fig. 8 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf eine Behandlungsvorrichtung für Abgas angewandt ist, das ein schädliches Gas wie HCl, Cl&sub2;, F, NH&sub3;, H&sub2;S und ähnliches und ein Staub aus SiO&sub2;, ZnO ähnliches enthält. Das Abgas wird der Abgasbehandlungsvorrichtung 35 zugeführt, bei der der Fluidmischer 30 vom statischen Typ, der das Mischelement entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, angewandt ist, und dann wird eine Substanz aus HCl, Cl&sub2; und ähnlichem in dem Abgas aus einer Gasphase in eine Flüssigkeitsphase aufgrund einer Mischkatalyse zwischen dem Gas und der Flüssigkeit überführt. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 35 ist mit einem Tank 36, der darunter angeordnet ist, verbunden und der Tank ist mit einer Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 37 wie einem Entnebler, einem Zyklon oder einem Rieselturm und ähnlichem verbunden. Das Gas und die Flüssigkeit werden in der Gas-Flüssigkeit- Trennvorrichtung getrennt und die Flüssigkeit wird in den Tank 36 zurückgeführt. Ein aus der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 37 entladenes Gas wird an die Atmosphäre über einen Auspuff 38 abgegeben. Eine Wasserlösung in dem Tank 36 wird in einen Abwasserbehandlungsprozeß und ähnliches durch geeignetes Öffnen eines Ventils 39 entladen und eine neue Flüssigkeit wird dem Tank 36 in geeigneter Weise zugeführt. Die Behandlungsvorrichtung 35 ist mit einer Sprühdüse 40 in einem Kopfabschnitt derselben vorgesehen, und die Düse 40 wird mit der Flüssigkeit in dem Tank 36 über eine Pumpe 41 versorgt. Dementsprechend wird die Flüssigkeit in die Behandlungsvorrichtung 35 über die Düse 40 injiziert und in dem Tank 36 gesammelt und dann wird sie der Düse 40 über die Pumpe 41 zugeführt, wodurch die Flüssigkeit zur Benutzung zirkuliert wird. Bezüglich der Flüssigkeit wird ein Wasser oder eine Säure oder alkalisches Wasser und ähnliches selektiv entsprechend der Substanz in dem Abgas verwendet.
Als nächstes wird eine Konstruktion der Behandlungsvorrichtung 35 erläutert. Die Behandlungsvorrichtung 35 ist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, mit dem Fluidmischer 30 vom statischen Typ vorgesehen, der das Mischelement 1, 8 enthält, das durch Anordnen einer Mehrzahl von spiralförmigen Blattkörpern mit einer Rechtsdrehung und einer Linksdrehung in einer vorbestimmten Position des Mischelementes gebildet ist. In der derart konstruierten Abgasbehandlungsvorrichtung 35 wird das Abgas, das HCl, Cl&sub2;, SiO&sub2; und ähnliches enthält, in die Behandlungsvorrichtung 35 aus einem oberen Abschnitt der Behandlungsvorrichtung 35 zugeführt. Und die Wasserlösung, die aus dem Tank 36 durch die Pumpe 41 gepumpt wird, wird in die Behandlungsvorrichtung 35 über die Spraydüse 40, die an dem Kopfabschnitt der Behandlungsvorrichtung 35 angeordnet ist, injiziert. Das Abgas und die Wasserlösung werden spiralförmig in der rechten Richtung und in der linken Richtung gedreht während sie in parallelem Fluß in der Behandlungsvorrichtung 35 fließen. Das Abgas und die Wasserlösung werden der Mischkatalyse in dem Gas und der Flüssigkeit mit hoher Effizienz unterworfen, während eine solche Teilung, ein Verbinden, ein Verschieben und eine Scherfunktion wiederholt werden. Dadurch werden die Substanzen aus HCl, Cl&sub2; und ähnlichem in dem Abgas gelöst und in der Wasserlösung während der chemischen Reaktion in Verbindung mit der Flüssigkeit absorbiert. Und Mikropartikel aus SiO&sub2; und ähnlichem werden eingefangen und in der Wasserlösung gesammelt. Die absorbierten und eingefangenen Substanzen werden zusammen mit der Wasserlösung in dem Tank 36, der darunter angeordnet ist, gesammelt. Das Abgas wird der Gas- Flüssigkeit-Trennvorrichtung 37 zugeführt und ein Sprühnebel kleinen Durchmessers, der in einer Strömung des Gases existiert, wird in das Gas und die Flüssigkeit durch die Gas-Flüssigkeit- Trennvorrichtung 37 getrennt, und dann wird die Flüssigkeit zu dem Tank 36 zurückgeführt. Darüber hinaus ist eine Sprühdüse (nicht gezeigt) an einem Kopfabschnitt oder einem unteren Abschnitt der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 37 angeordnet und die Wasserlösung wird in die Vorrichtung 37 durch die Düse injiziert, so daß eine Sammeleffizienz der enthaltenen Substanzen weiter erhöht wird und der Instandhaltungsdienst einfach wird. Die Wasserlösung in dem Tank 36 wird zur Verwendung durch die Pumpe 41 zirkuliert. Falls die Wasserlösung in dem Tank 36 Partikel aus SiO&sub2; und Salzsäure und ähnliches enthält, wobei die Konzentration derselben hoch wird, wird die Wasserlösung in dem Tank 36 in den Abwasserbehandlungsprozeß und ähnliches durch Öffnen des Ventils 39 in geeigneter Weise entladen, und außerdem wird neue Flüssigkeit geeigneter Weise dem Tank 36 zugeführt. Ein sauberes Abgas, das von den Substanzen HCl, SiO&sub2; und ähnlichem befreit ist, wird in die Atmosphäre über den Auspuff 38 freigegeben.
Darüber hinaus kann eine Mehrzahl der Sprühdüsen in der Behandlungsvorrichtung 35 in der Längsrichtung angeordnet sein. In diesem Fall kann ein Zwischenraumabschnitt zwischen den benachbarten Mischelementen angeordnet sein und eine mehrere Sprühdüsen können in den Zwischenraumabschnitt angeordnet sein. Und das Mischelement 34, das einen Zwischenraumabschnitt 33 aufweist, kann verwendet werden, und die Sprühdüsen können in den Zwischenraumabschnitt 33 angeordnet sein. Diese Sprühdüsen verhindern, daß der Staub und das Reaktionsprodukt an der Innenseite der Mischdüse anhaften und sichern einen langen und fortlaufenden Betrieb, und dann vermindern sie einen Druckverlust innerhalb der Vorrichtung 35. Desweiteren haben diese Sprühdüsen Wirkungen dahingehend, daß eine Gas-Flüssigkeit-Katalyse erhöht wird zum Verbessern der Entfernungseffizienz und der Gasabsorptionseffizienz, desweiteren wird neue Flüssigkeit auch zugeführt.
Nebenbei, die Betriebsbedingungen für ein Verhältnis zwischen einer behandelten Menge des Gases und einer umlaufenden Menge der Flüssigkeit, und eine Zeit für ein Mischen und Kontaktieren, etc. werden in geeigneter Weise entsprechend der Art, der Konzentration, der physikalischen Eigenschaften, etc. des Behandlungsgases ausgewählt.
Als nächstes, Fig. 9 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Er findung zeigt, das auf eine Behandlungsvorrichtung vom nassen Typ eines Abgases abgewandt ist, das ein schädliches Gas wie NOx, SOx und ähnliches enthält, daß aus einem Brennofen, einem Abfallverbrennungsofen, und einer Lösevorrichtung und ähnlichem abgegeben wird. Das Abgas wird der Abgasbehandlungsvorrichtung 43 aus einem unteren Abschnitt derselben zugeführt, wobei die Vorrichtung 43 mit einem Flüssigkeitsmischer 42 vom statischen Typ vorgesehen ist, der durch das Mischelement entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, und NOx, SOx und ähnliches in dem Abgas einer Gasabsorptions- oder einer Gaslösungsreaktion aufgrund einer Mischkatalyse zwischen dem Gas und der Flüssigkeit unterworfen wird, so daß die schädliche Substanz in der Wasserlösung absorbiert wird. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 43 ist mit einem Tank 44 verbunden, der darunter angeordnet ist. Ein gereinigtes Abgabegas aus der Abgasbehandlungsvorrichtung 43 wird an die Atmosphäre über eine Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 45 und einen Auspuff 46 freigegeben. Die Wasserlösung wird an einen Abwasserbehandlungsprozeß und ähnliches durch Öffnen eines Ventils 47 in geeigneter Weise abgegeben, und neue Flüssigkeit wird dem Tank 44 geeignet zugeführt. Die Behandlungsvorrichtung 43 ist mit Sprühdüsen 48 in einem Kopfabschnitt und in einem unteren Abschnitt derselben vorgesehen, und die Düsen 48 werden mit der Wasserlösung in dem Tank 44 über eine Pumpe 49 versorgt. Dementsprechend wird diese Flüssigkeit in die Behandlungsvorrichtung 43 durch die Düsen 48 injiziert, als nächstes in dem Tank 44 gesammelt, und dann den Düsen 48 durch die Pumpe 49 zugeführt, wodurch die Flüssigkeit zur Verwendung zirkuliert wird. Als diese Flüssigkeit ist eine Wasserlösung oder eine alkalische Wasserlösung wie NaOH, Ca(OH)&sub2;, CaCO&sub3;Mg(OH)&sub2; und ähnliches geeignet und wird entsprechend der Substanz in dem Abgas selektiv verwendet. Außerdem können ein Oxidationsmittel wie Cl&sub2;, O&sub3; und ähnliches der Behandlungsvorrichtung 43 zum Anheben einer Behandlungsfähigkeit hinzugefügt werden.
Als nächstes wird eine Konstruktion der Behandlungsvorrichtung 43 beschrieben.
Die Behandlungsvorrichtung 43 ist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, mit dem Flüssigkeitsmischer 42 vom statischen Typ vorgesehen, der das Mischelement 1, 8, das durch Anordnen einer Mehrzahl der spiralförmigen Blattkörper mit einer Rechtsdrehung und einer Linksdrehung in einer vorbestimmten Position des Mischelementes gebildet wird, enthält. In der derart konstruierten Abgasbehandlungsvorrichtung 43 wird das Abgas, das NOx, SOx und ähnliches enthält, in die Behandlungsvorrichtung 43 aus einem unteren Abschnitt der Behandlungsvorrichtung 43 zugeführt. Und die Wasserlösung, die aus dem Tank 44 durch die Pumpe 49 gepumpt wird, wird in die Behandlungsvorrichtung 43 durch die Sprühdüsen 48 injiziert, die an dem Kopfabschnitt und dem unteren Abschnitt der Behandlungsvorrichtung 43 angeordnet sind. Das Abgas und die Wasserlösung werden spiralförmig in der rechten Richtung und in der linken Richtung gedreht, während sie im Gegenfluß in der Behandlungsvorrichtung 43 fließen. Das Abgas und die Wasserlösung werden einer Mischkatalyse in Gas und Flüssigkeit mit hoher Effizienz unterworfen, während eine solche Teilung, ein Verbinden, ein Verschieben und eine Scherfunktion wiederholt werden. Dadurch werden die Substanzen aus NOx, SOx und ähnlichem in dem Abgas gelöst und in der Wasserlösung absorbiert aufgrund der chemischen Reaktion in Verbindung mit der Flüssigkeit. Die absorbierten und eingefangenen Substanzen werden in dem Tank 44, der darunter angeordnet ist, zusammen mit der Wasserlösung gesammelt. Das Abgas wird der Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung 45 zugeführt, und ein Sprühnebel eines kleinen Durchmessers, der in einem Fluß des Gases existiert, wird in das Gas und die Flüssigkeit durch die Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung getrennt, und dann wird die Flüssigkeit in den Tank 45 (nicht gezeigt) zurückgeführt. Ein gereinigtes Abgas, aus dem NOx, SOx und ähnliches entfernt sind, wird an die Atmosphäre über einen Auspuff 46 abgegeben. Nebenbei, die Richtung, in der das Abgas und die Wasserlösung in der Behandlungsvorrichtung fließen, ist ein Gegen strom, jedoch können die Wasserlösung und das Abgas in einem parallelen Strom in derselben Richtung fließen gelassen werden.
Als nächstes, Fig. 10 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf eine Gasreaktionsvorrichtung für ein Abgas angewendet ist, das NOx-Gas enthält, das aus einem Brennofen, einem Abfallverbrennungsofen und ähnlichem abgegeben wird. Das Abgas wird der Gasreaktionsvorrichtung 51 zusammen mit dem NH&sub3;-Gas als einem Reduzierungsmittel zugeführt, wobei die Vorrichtung 51 mit einem Flüssigkeitsmischer 50 vom statischen Typ vorgesehen ist, der das Mischelement entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Das NOx in dem Abgas wird chemisch mit dem NH&sub3; im folgenden reagiert, um reduziert und in Stickstoff und Wasser aufgespalten zu werden, und wird dann als ein harmloses Gas an die Atmosphäre freigegeben.
6NO + 4NH&sub3; → 5N&sub2; + 6H&sub2;O
6NO&sub2; + 8NH&sub3; → 7N&sub2; + 12H&sub2;O
4NO + 4NH&sub3; + O&sub2; → 4N&sub2; + 6H&sub2;O
Diese chemische Reaktion wird bei der Existenz eines Katalysators, der eine katalytische Wirkung hat, beschleunigt.
Als nächstes wird eine Konstruktion der Gasreaktionsvorrichtung 51 erläutert. Die Gasreaktionsvorrichtung 51 ist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, mit dem Fluidmischer 50 vom statischen Typ vorgesehen, der das Mischelement 1, 8, daß durch Anordnen einer Mehrzahl der spiralförmigen Blattkörper mit einer Rechtsdrehung und einer Linksdrehung in einer vorbestimmten Position des Mischelementes gebildet wird, vorgesehen. Diese Gasreaktionsvorrichtung 51 wird mit dem Abgas und dem NH&sub3;-Gas versorgt. Das Abgas und das NH&sub3;-Gas werden spiralförmig in der Rechtsrichtung und der Linksrichtung gedreht während sie in parallelem Fluß in der Gasreaktionsvorrichtung 51 fließen. Das Abgas und das NH&sub3;-Gas werden einem gleichförmigen Mischen und Kontaktieren miteinander ohne Produzieren eines vorgespannten Stromes und in hoher Effizienz unterworfen, während eine solche Teilung, ein Verbinden, ein Verschieben und eine Scherfunktion wiederholt werden. NOx in dem Abgas wird reduziert und aufgespalten in Stickstoff und Wasser während der oben erwähnten chemischen Reaktion. Ein gereinigtes Abgas, aus dem NOx entfernt ist, wird an die Atmosphäre über den Auspuffund ähnliches (nicht gezeigt) abgegeben.
Darüber hinaus wird die Gasreaktionsvorrichtung 51 gebildet durch Einfüllen einer Halterung zum Halten eines Edelmetallkatalysators aus Pt, Pd und ähnlichem, der eine Katalysewirkung aufweist, oder eines Metalloxidkatalysators aus V&sub2;O&sub5;, Mn&sub2;O&sub3; und ähnlichem, oder zum Halten von einer und mehreren Arten von Katalysatoren, wodurch die chemische Reaktion beschleunigt wird. Außerdem wird die Reaktionsvorrichtung 51 gebildet durch einen Photokatalysator aus Titanoxid und ähnlichem, der eine Reduktions- und Aufspaltreaktionsfunktion aufweist aufgrund einer optischen Energie von ultraviolettem Licht und ähnlichem.
Als nächstes, Fig. 11 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf eine Elektronenstrahlgasreaktionsvorrichtung für ein Abgas angewendet ist, das NOx und SOx enthält, das aus einem Brennofen, einer Abgasverbrennungsanlage und ähnlichem abgegeben wird. Das Abgas wird einer Elektronenstrahlreaktionsvorrichtung 53 zusammen mit dem NH&sub3;-Gas als einem Reduzierungsmittel zugeführt, wobei die Vorrichtung 53 mit einem Flüssigkeitsmischer 50 vom statischen Typ, der das Mischelement entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, und mit einer Elektronenstrahlbestrahlungsvorrichtung 54 vorgesehen ist. Ein Gas aus NOx und SOx in dem Abgas wird durch die Elektronenstrahlgasreaktionsvorrichtung 53 oxidiert, damit es ein Nebel aus Stickstoffsäure und Schwefelsäure wird, und es reagiert weiter mit dem NH&sub3; zum Erzeugen von Mikropartikeln, die aus Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat und der Mischung derselben bestehen. Der Reaktionsmechanismus ist im folgenden beschrieben.
1) N&sub2;, O&sub2;, H&sub2;O + e&supmin; → OH, H, HO&sub2;
2) SOx + (OH, O, HO&sub2;) → H&sub2;SO&sub4;
3) NOx + (OH, O, HO&sub2;) → 4HNO&sub3;
4) H&sub2;SO&sub4; + 2NH&sub3; → (NH&sub4;)&sub2;SO&sub4;
5) HNO&sub3; + NH&sub3; → NH&sub4;NO&sub3;
Als nächstes wird eine Konstruktion der Elektronenstrahlgasreaktionsvorrichtung 53 beschrieben. Die Elektronenstrahlgasreaktionsvorrichtung 53 ist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, mit dem Flüssigkeitsmischer 52 vom statischen Typ vorgesehen, der das Mischelement 1, 8, das durch Anordnen einer Mehrzahl der spiralförmigen Blattkörper mit einer Rechtsdrehung und einer Linksdrehung in einer vorbestimmten Position des Mischelementes gebildet wird, enthält. Desweiteren ist die Elektronenstrahlbestrahlungsvorrichtung 54 an einer Innenseite, einer Außenseite, oder beiden von diesen, der Elektronenstrahlgasreaktionsvorrichtung 53 angeordnet. Diese Elektronenstrahlgasreaktionsvorrichtung 53 wird mit dem Abgas und dem NH&sub3;-Gas versorgt. Während das Abgas und das NH&sub3;-Gas in parallelem Fluß in der Elektronenstrahlgasreaktionsvorrichtung 53 fließen, werden das Abgas und das NH&sub3;-Gas einer Mischkatalyse in Gas und Flüssigkeit mit hoher Effizienz unterworfen, während eine solche Teilungs-, eine Verbindungs-, eine Verschiebungs- und eine Scherfunktion wiederholt werden, und der Elektronenstrahl darauf ausgestrahlt wird. NOx und SOx in dem Abgas werden mit hoher Effizienz oxidiert, damit sie ein Nebel aus H&sub2;SO&sub4; und HNO&sub3; aufgrund der Mischkatalyse und einer Elektronenstrahlbestrahlung werden, und weiterhin reagieren sie mit dem NH&sub3; zum Erzeugen von Mikropartikeln, die aus Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat und der Mischung derselben bestehen. Diese Mikropartikel werden durch einen Staubsammler und ähnliches (nicht gezeigt) entfernt. Ein gereinigtes Abgas wird an die Atmosphäre über den Auspuffund ähnliches (nicht gezeigt) abgegeben. Nebenbei, die Elektronenbestrahlungsvorrichtung 54 kann nicht nur den Elektronenstrahl sondern auch die Ionisationsstrahlung und ähnliches aus α-, β-, γ-Strahlen und Röntgenstrahlen und ähnlichem verwenden.
Als nächstes, Fig. 12 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf eine Behandlungsvorrichtung für ein Abwasser angewandt ist, das eine Organochlorverbindung enthält, die eine flüchtige Substanz aus Trichlorethan, Tetrachlorethylen, Trichlormethylen, Methylenchlorid, Trihalomethan und ähnlichem ist. Das Abwasser, das eine Organochlorverbindung enthält, wird zusammen mit Luft einer Abwasserbehandlungsvorrichtung 56 zugeführt, die mit einem Flüssigkeitsmischer 55 vom statischen Typ vorgesehen ist, der das Mischelement entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält.
Als nächstes wird eine Konstruktion der Abwasserbehandlungsvorrichtung 56 beschrieben. Die Abwasserbehandlungsvorrichtung 56 ist mit einem Flüssigkeitsmischer 55 vom statischen Typ vorgesehen, der das Mischelement 1, 8, das in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, enthält. Diese Abwasserbehandlungsvorrichtung 56 wird aus einem unteren Abschnitt derselben mit dem Abwasser und der Luft versorgt. Während das Abwasser (flüssige Phase) und die Luft (Gasphase) in parallelem Fluß in der Behandlungsvorrichtung 56 von dem unteren Abschnitt zu dem oberen Abschnitt der Behandlungsvorrichtung 56 fließen, werden das Abwasser und die Luft, wie oben beschrieben worden ist, einer Mischkatalyse mit hoher Effizienz unterworfen, während eine Rechtsdrehungs-, eine Linksdrehungs-, eine Teilungs-, eine Verbindungs-, eine Verschiebe- und eine Scherfunktion wiederholt werden. Die Organochlorverbindung, die eine flüchtige Substanz in dem Abwasser ist, wird als Material in Luft (Gasphase) und ähnliches aufgrund der Kontaktkatalyse übertragen. Das Abwasser wird intermittierend oder kontinuierlich gereinigt, während die Materialübertragungsabläufe aus der flüssigen Phase in die Gasphase wiederholt werden, wodurch es als das behandelte Wasser abgegeben wird. Die Luft, die die Organochlorverbindung enthält, wird mit Aktivkohle und ähnlichem absorbiert und gereinigt und an die Atmosphäre über eine Entladeleitung 57 abgegeben. Außerdem kann, wie es die Gelegenheit erfordert, das behandelte Wasser aus der Behandlungsvorrichtung 56 einer Absorptionsbehandlung durch Aktivkohle unterworfen werden, um auch weiter gereinigt zu werden. Nebenbei, die Luft und das Abwasser werden der Behandlungsvorrichtung 56 mittels eines Kompressors, eines Gebläses und ähnlichem für die Luft und mittels einer Pumpe oder einer Differenz statischer Drücke und ähnlichem für das Abwasser zugeführt.
Das Verhältnis der Menge des Abwassers und der Menge der Luft, die in der Behandlungsvorrichtung 56 behandelt werden, kann geeignet entsprechend der Konzentration der Organochlorverbindung, der Flüssigkeitstemperatur und der Lufttemperatur gewählt werden, jedoch ist ein Bereich von 1 : 30 bis 1 : 150 zu bevorzugen. Außerdem wird eine Reinigungseffizienz verbessert, wenn das Abwasser und die Luft durch einen Heizer, Dampf und ähnliches erhitzt werden.
Darüber hinaus treten bei der oben erwähnten Ausführungsform das Abwasser und die Luft in die Behandlungsvorrichtung 56 aus dem unteren Abschnitt der Behandlungsvorrichtung 56 ein und können dann in dieser in parallelem Fluß fließen. Andernfalls kann das Abwasser in diese aus dem oberen Abschnitt der Behandlungsvorrichtung 56 zugeführt werden und die Luft kann in diese aus diesem unteren Abschnitt der Behandlungsvorrichtung 56 zugeführt werden, und dann können sie im Gegenstrom zur Behandlung fließen, und das behandelte Wasser kann aus dem unteren Abschnitt entladen werden. Desweiteren kann die Behandlungsvorrichtung 56 in einem horizontalen Zustand angeordnet werden, und das Abwasser und die Luft können in einem parallelem Fluß zur Behandlung fließen. Außerdem kann eine Mehrzahl der Behandlungsvorrichtungen 56 in Reihe angeordnet werden und frische Luft kann in jede der Behandlungsvorrichtungen 56 zur Verbesserung der Reinigungseffizienz zugeführt werden.
Fig. 13 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf eine Behandlungsvorrichtung für Abwasser angewendet ist, das die Organochlorverbindung und eine Verbindung aus Isoxathion, TPN, CAT und ähnlichem zur Verwendung in einem Insektizid, in einem Bakterizid und einem Herbizid enthält.
Das Abwasser, das die Organochlorverbindung und eine landwirtschaftliche Chemikalie und ähnliches enthält, wird in einer Abwasserbehandlungsvorrichtung 60 eingebracht, die mit einem Flüssigkeitsmischer 58 vom statischen Typ, der das Mischelement der vorliegenden Erfindung enthält, und einer Ultravioletterzeugungsvorrichtung 59 vorgesehen ist. Das Abwasser wird, während es in der Vorrichtung 60 fließt, mit Ultraviolettlicht mittels der Ultravioletterzeugungsvorrichtung 59 bestrahlt, während es mit hoher Effizienz gerührt wird, und gespalten in der folgenden Gleichung, um als das behandelte Wasser entladen zu werden. Das behandelte Wasser wird einer Neutralisationsbehandlung unterworfen, wie es die Gelegenheit erfordert.
2CHCl + CCl&sub2; + 2H&sub2;O + 3O&sub2; 4CO&sub2; + 6H&spplus; + 6Cl&supmin;
Die Reaktion wird bei Existenz von O&sub3; und H&sub2;O&sub2; und ähnlichem beschleunigt.
Außerdem wird die Behandlungseffizienz durch Ausbilden des Mischelementes durch einen perforierten Körper oder einen dreidimensionalen netzartigen porösen Körper verbessert. Desweiteren wird die Vorrichtung 60 angewendet auf einen Oxidations- und Aufspaltprozeß durch Ausbilden der Behandlungsvorrichtung 60 durch eines oder mehrere Arten der Metalle Fe, Mn, Mg, Zn, Al, Ti und ähnlichen. In diesem Fall muß die Ultraviolettvorrichtung nicht verwendet werden.
3Fe + 3H&sub2;O + CHCl : CCl&sub2; → CH&sub2; : CH&sub2; + 3Fe²&spplus; + 3OH&supmin; + 3Cl&supmin;
Diese Reaktion wird beschleunigt bei Anwesenheit von H&sub2;O&sub2;. Die Behandlungsvorrichtung 60 wird ausgebildet durch einen Photokatalysator aus Titanoxid und ähnlichem, der eine Oxidation- und Aufspaltreaktionsfunktion aufgrund einer optischen Energie von Ultraviolettlicht und ähnlichem aufweist.
Als nächstes wird eine Konstruktion der Abwasserbehandlungsvorrichtung 60 erläutert. Die Abwasserbehandlungsvorrichtung 60 ist vorgesehen mit dem Fluidmischer 58 vom statischen Typ, der das Mischelement 1, 8, das in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, enthält, und der Ultravioletterzeugungsvorrichtung 59. Die Ultravioletterzeugungsvorrichtung 59 ist an einem inneren Abschnitt, einem äußeren Abschnitt, oder beiden von diesen, der Behandlungsvorrichtung 60 angeordnet. Während das Abwasser in der Behandlungsvorrichtung 60 fließt, wird das Wasser, wie oben beschrieben worden ist, mit Ultraviolettlicht bei hoher Effizienz bestrahlt, wobei eine Rühr-, eine Rechtsdrehungs-, eine Linksdrehungs-, eine Teilungs-, eine Verbindungs-, eine Verschiebungs- und eine Scherfunktion wiederholt werden. Aufgrund der Reaktionsgleichung werden die Organochlorverbindung und die landwirtschaftliche Chemikalie in dem Abwasser der Oxidations- und Aufspaltbehandlung unterworfen, um als das behandelte Wasser entladen zu werden. Darüber hinaus wird die Oxidations- und Aufspaltbehandlungseffizienz durch Hinzufügen von H&sub2;O&sub2; oder O&sub3; in das Abwasser weiter verbessert.
Fig. 14 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf eine Behandlungsvorrichtung vom Mehrstufentyp für Abwasser angewandt wird, das ein Gas aus HCl, NOX und ähnlichem und einen Staub aus SiO&sub2; und ähnlichem enthält.
Die Fluidmischer 64, 65, 66 vom statischen Typ, die durch die Mischelemente entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebil det sind, sind in einer Mehrzahl von Behandlungsvorrichtungen 61, 62, 63 für Abgas angeordnet, und Tanks 67, 68, 69 sind unter den Behandlungsvorrichtung 61, 62, 63 angeordnet. Außerdem sind die Tanks 67, 68, 69 mit Pumpen 70, 71, 72 verbunden und die Flüssigkeiten in den Tanks 67, 68, 69 werden entsprechend in die Behandlungsvorrichtungen 61, 62, 63 injiziert.
Das Abgas wird aus dem oberen Abschnitt der ersten Stufe der Behandlungsvorrichtung 61 in die Behandlungsvorrichtung 61 geliefert. Außerdem wird die Wasserlösung, die aus dem Tank 67 durch die Pumpe 70 gepumpt wird, in die Behandlungsvorrichtung 61 durch eine Sprühdüse 73 injiziert, die in einem oberen Abschnitt oder innerhalb des Fluidmischers 61 vom statischen Typ angeordnet ist. Das Abwasser und die Wasserlösung werden, während sie in der Behandlungsvorrichtung 61 in parallelem Fluß fließen, einer Katalyse in Gas und Flüssigkeit mit hoher Effizienz unterworfen, während eine Rechtsdrehungs-, eine Linksdrehungs-, eine Teilungs-, eine Verbindungs-, eine Verschiebungs- und eine Scherfunktion wiederholt werden, wie oben beschrieben worden ist. Dadurch werden ein Gas aus HCl, NOx und ähnlichem und ein Staub aus SiO&sub2; und ähnlichem in dem Abgas in der Wasserlösung gelöst, absorbiert, eingefangen und gesammelt. Das Abgas, das in der Behandlungsvorrichtung 61 behandelt worden ist, wird in eine zweite Stufe 62 der Behandlungsvorrichtungen über die Abgasleitung 76 geliefert. Das gelieferte Abgas und die gelieferte Wasserlösung werden, während sie in den Behandlungsvorrichtungen 62 fließen, einer Mischkatalyse unterworfen, um weiter gereinigt zu werden, wie im folgenden beschrieben wird. Das gereinigte Gas wird einer dritten Stufe 63 der Behandlungsvorrichtungen über die Abgasleitung 76 geliefert. Das gelieferte Abgas wird einer Mischkatalyse mit der Wasserlösung unterworfen, ähnlich zu den Behandlungsvorrichtung 61, 62, um weiter gereinigt zu werden. Desweiteren wird das gereinigte Abgas nach außerhalb der Vorrichtungen 63 über einen Auspuff 78 freigegeben.
Darüber hinaus werden die zugeführte Menge von neuer Flüssigkeit und die entladene Menge der Wasserlösung in den Tanks 67, 68, 69 in geeigneter Weise entsprechend der Konzentration der Substanz von HCl, HNO&sub3; und der Konzentration von festem Material aus SiO&sub2; und ähnlichem gewählt. Außerdem kann ein Wärmetauscher (nicht gezeigt) an einer Wasserlösungszufuhrleitung angeordnet sein, um eine Temperatur der Wasserlösung zu vermindern, wodurch eine Absorptionseffizienz und eine Sammeleffizienz eines Gases aus NOX und ähnlichem verbessert wird. Desweiteren können die Wasserlösungszufuhrleitungen 79, 80, 81 miteinander über Pumpen und Ventile (nicht gezeigt) verbunden sein, um die Wasserlösungen zu bewegen, die unterschiedlich hinsichtlich der enthaltenen Substanz wie HCl, HNO&sub3;, z. B., von der niedrigen Konzentration bis zu der hohen Konzentration sind, zu bewegen, um sie so in Stufen zu verwenden.
Eine solche Wasserbehandlungsvorrichtung vom Mehrstufentyp wird bei der Abwasserbehandlung entsprechend in einem Fall angewandt, in dem HCl, NOx und ähnliches in dem Abgas einer Gasabsorption durch die Wasserlösung unterworfen werden, und verglichen mit einem Fall einer Behandlung in einer ersten Stufe, können Stufe für Stufe die Wasserlösung einer hohen Konzentration von HCl oder HNO&sub3; für die erste Stufe, die Wasserlösung einer mittleren Konzentration für die zweite Stufe, und die Wasserlösung einer niedrigen Konzentration für die dritte Stufe verwendet werden. Desweiteren können HCl, NOx und ähnliches in dem Abgas absorbiert und gesammelt werden als Salzsäure und Stickstoffsäure, so daß die Absorptionseffizienz und die Sammeleffizienz verbessert werden.
Außerdem kann, wenn der Staub eingefangen und gesammelt wird, die Wasserlösung verwendet werden, die hoch in der Feststoffkonzentration ist. Das Abwasser wird durch die Wasserlösung behandelt, die unterschiedlich in der Feststoffkonzentration in drei Stufen von hoch, mittel und niedrig ist, so daß das Rückstreuen des Staubes aufgrund einer Begleitung des Sprühnebels verhindert werden kann, so daß dann die Einfang(Sammel)effizienz verbessert wird. Die Filterbehandlung bei einer hohen Konzentration wird realisiert, so daß die Kosten der Abwasserbehandlung vermindert werden. Desweiteren, falls eine Mehrzahl der Behandlungsvorrichtungen in der senkrechten Richtung angeordnet sind, wird eine Aufstellfläche vermindert.
Als nächstes, Fig. 15 ist eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf eine Misch- und Rührvorrichtung angewendet wird, zum Mischen von einer oder mehrere Arten von Pulver- und Partikelsubstanzen, die hinsichtlich der Substanz, des Partikeldurchmessers, der Farbe und ähnlichem unterschiedlich sind.
Die Pulver- und Partikelsubstanzen A und B werden einer Pulver- und Partikelsubstanzmischvorrichtung 85, in der ein Fluidmischer 84 vom statischen Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, über eine Pulver- und Partikelsubstanzzufuhrvorrichtung 82, 83 zum Zuführen einer vorbestimmten Menge der Pulver- und Partikelsubstanz zugeführt. Während die Pulver- und Partikelsubstanzen in der Mischvorrichtung 85 fließen, werden sie nur durch eine Fließenergie der Pulver- und Partikelsubstanzen gemischt und gerührt, um als die Mischung entladen zu werden.
Als nächstes wird eine Konstruktion der Pulver- und Partikelsubstanzmischvorrichtung 85 erläutert. Die Mischvorrichtung 85 ist mit einem Fluidmischer 84 vom statischen Typ vorgesehen, der die Mischelemente 1, 8 enthält, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind. Die Pulver- und Partikelsubstanz wird der Mischvorrichtung 85 über Pulver- und Partikelsubstanzmeß- und zufuhrvorrichtungen 82, 83 zugeführt. Die Pulver- und Partikelsubstanzen werden, während sie in der Mischvorrichtung 85 fließen, fortlaufend und mit hoher Effizienz gemischt und gerührt, ohne daß sie eine Rührleistung benötigen, während eine Rechtsdrehungs-, eine Linksdrehungs-, eine Teilungs-, eine Verbindungs-, eine Verschiebungs-, und eine Scherfunktion wiederholt werden. Darüber hinaus wird das Mischelement, das einen Zwischenraumabschnitt aufweist, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, zur Verbesserung der Mischeffizienz verwendet, wodurch ein Blockieren eines Inneren der Mischvorrichtung 85 aufgrund eines Vernetzungsphänomens von wechselseitigen Pulver- und Partikelsubstanzen verhindert wird. Außerdem kann eine Oberfläche des Mischelementes Gegenstand einer Oberflächenbehandlung wie mit Fluorharz, Urethanharz, Gummi und ähnlichem sein, um den Abriebwiderstand und die Antihafteigenschaft und ähnliches zu verbessern. Nebenbei, die Pulver- und Partikelsubstanzzufuhrvorrichtung ist ausreichend, um ein Mittel zum fortlaufenden Zuführen der Pulver- und Partikelsubstanz mit einer vorbestimmten Menge derselben zu sein, wie ein elektromagnetischer Zuführer, ein Bandförderer, eine pneumatische Übertragungspumpe und ähnliches.
Als nächstes wird eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Fig. 16 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines 90º-Rechtsdrehungstyp-Mischelementes 1, Fig. 17 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines 90º- Linksdrehungstyp-Mischelementes 8, Fig. 18 ist eine Bodenansicht des Mischelementes 8, Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht eines Mischelementes 89, das drei Fluiddurchgänge 86, 87, 88 und einen Öffnungsabschnitt 90 aufweist, und Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht eines 90º-Rechtsdrehungstyp-Mischelementes, das zwei geteilte Flächen 95a, 95b über die gesamte longitudinale Länge des einen zylindrischen Körpers 92 aufweist.
Das Verfahren des Mischelementes 1, 8 wird realisiert durch Verbinden von spiralförmigen Blattkörpern 3, 4 und 10, 11 mit einer Innenseite einer zylindrischen Durchgangsröhre 2 und 9, während die spiralförmigen Blattkörper 3, 4 und 10, 11 unabhängig von der Durchgangsröhre 2 und 9 hergestellt werden.
Außerdem kann das Mischelement 96 durch Verbinden einer Mehrzahl von spiralförmigen Blattkörpern 93, 94 mit einer Innenseite von zylindrischen Durchgangsröhren 92a, 92b, die in mehrere geteilt sind, hergestellt werden, wobei die spiralförmigen Blattkörper 93, 94 unabhängig von den Durchgangsröhren 92a und 92b produziert werden, und die Teilungsoberflächen 95a, 95b der geteilten Durchgangsröhren 92a, 92b werden miteinander verbunden. Dadurch wird das Mischelement, das eine Anzahl von Blattkörpern aufweist, leicht hergestellt.
Als nächstes wird eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen des Blattkörpers unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Fig. 21 ist eine Seitenansicht eines spiralförmigen Blattkörpers 97 eines 180º-Rechtsdrehungstyps zur Verwendung in dem Mischelement (siehe Fig. 4) entsprechend der vorliegenden Erfindung, Fig. 22 ist eine schematische Entwicklungsansicht eines Materials eines halbkreisförmigen Teils 98, das dieselbe Fläche wie der Blattkörper 97 aufweist, und Fig. 23 ist eine schematische erläuternde Ansicht eines Formstempels 100 zum Formen des halbkreisförmigen Teils 98.
Der Formstempel 100 weist einen oberen Stempel 101 und einen unteren Stempel 102 auf. Der obere Stempel 101 weist eine Basis 103 und ein spiralförmiges Teil 104, das an der Basis 103 über eine Mehrzahl von Haltekörpern 105 gehalten ist, auf. Vergleichbar weist der untere Stempel 102 eine Basis 106, eine Mehrzahl von Haltekörpern 107 und ein spiralförmiges Teil 108 auf. Außerdem weisen die spiralförmigen Teile 104 und 108 Kontaktflächen auf, die die spiralförmige Fläche bilden, die im wesentlichen dieselbe wie der gewünschte Blattkörper ist, und sie weisen eine gewünschte Breite und einen vorbestimmten Drehwinkel (Verdrehwinkel) auf. Nebenbei, der Drehwinkel des spiralförmigen Teiles 104 und 108 ist gleich 360º.
Ein halbkreisförmiges Teil 98 ist identisch in der Fläche mit dem Blattkörper 97 und weist ein halbkreisförmiges Loch 99 auf, das einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen derselbe wie ein Durchmesser des Öffnungsabschnittes des Mischelementes ist. Ein spiralförmiger Blattkörper 97 eines 180º-Rechtsdrehungstyps wird hergestellt durch Plazieren des halbkreisförmigen Teiles 98 auf einer spiralförmigen Fläche des spiralförmigen Teiles 108 eines Rechtsdrehungstyps auf dem unteren Stempel 102, durch Absenken des oberen Stempel 101 und dazwischen gesetztes Drücken und Formen des halbkreisförmigen Teils 98 durch die spiralförmigen Teile 104 und 108.
Darüber hinaus können in einem Fall, in dem das dazwischen gesetzte Drücken und Formen ausgeführt wird, ein innerer umfangsseitiger Randabschnitt 109 oder ein äußerer umfangsseitiger Randabschnitt 110 des spiralförmigen Teils 108 mit Vorsprüngen (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um eine Exzentrizität des halbkreisförmigen Teils 98 zum Zeitpunkt des dazwischen gesetzten Drückens und Formens zu verhindern. Dadurch wird der exakte spiralförmige Blattkörper ohne Exzentrizität leicht hergestellt.
Desweiteren wird die oben erwähnte Ausführungsform bezüglich des Verfahrens zum Herstellen des spiralförmigen Blattkörpers eines 180º-Rechtsdrehungstyp beschrieben. Dennoch wird in dem Fall des spiralförmigen Blattkörpers von einem 180º-Linksdrehungstyp derselbe in ähnlicher Weise zu dem oben erwähnten Verfahren hergestellt durch Verwenden eines spiralförmigen Teiles eines Linksdrehungstyps anstelle des spiralförmigen Blattkörpers eines Rechtsdrehungstyps falls der oberen Form 101 und der unteren Form 102.
Auch in einem Fall, in dem der Blattkörper vom 90º-Drehtyp hergestellt wird, kann der spiralförmige Körper eines 180º- Rotationstyps in zwei Körper in einer Position eines 90º- Drehwinkels desselben geschnitten werden, um einen Blattkörper vom 90º-Drehtyp auszubilden. Oder der Blattkörper vom 90º- Drehtyp kann in ähnlicher Weise zu dem Verfahren, das oben erwähnt worden ist, durch dazwischen gesetztes Drücken und Formen eines blattartigen Teiles, das in einer Ebene in ähnlicher Weise zu dem halbkreisförmigen Teil 98 entwickelt ist, hergestellt werden. Desweiteren wird, im Fall des spiralförmigen Blattkörpers eines 360º-Drehungstyps, dasselbe durch das ähnliche Verfahren, das oben erwähnt worden ist, hergestellt.
Auch ein perforierter Blattkörper kann durch Ausbilden einer Platte hergestellt werden, die eine Mehrzahl von kreisartigen Löchern oder Schlitzen aufweist, die in einer Dickenrichtung der Platte in einer Spirale perforiert sind. Und in einem Fall, in dem der poröse Blattkörper hergestellt wird, ist es ausreichend, daß er ausgebildet wird durch Verwenden einer Halterung, in der ein Metall oder eine Keramik und ähnliches auf eine Urethanform einer dreidimensionalen netzartigen Konstruktion oder einen dreidimensionalen netzartigen Formkörper einer Urethanform und ähnliches beschichtet ist, oder eines Materials, in dem der Träger gesintert ist, und ähnliches.
Desweiteren ist das Verfahren des Blattkörpers, der in dem Mischelement entsprechend der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, für die andere Verfahren in geeigneter Weise entsprechend eines Konstruktionsmaterials ausgewählt werden können. Das heißt, die anderen Verfahren sind ein Spritzgießverfahren, ein Strangpreßverfahren, ein Preßformverfahren, ein Gießverfahren, ein Schmiedeverfahren, ein Wachsausschmelzverfahren, ein Drück- Biege-Bearbeitungsverfahren, ein Schlamm-Abgußverfahren und ähnliches. Nebenbei, als das Konstruktionsmaterial, das zu verwenden ist, kann in geeigneter Weise eine Art ausgewählt werden aus einem Metall, einem Plastik, einer Keramik, einem Glas und ähnlichem, oder ein zusammengesetztes Material derselben, entsprechend der Verwendung. Außerdem werden das Herstellungsverfahren und das Konstruktionsmaterial, das zu verwenden ist, in geeigne ter Weise für die Durchgangsröhre ähnlich zu dem Blattkörper ausgewählt.
Als nächstes, Fig. 24 ist eine teilweise vergrößerte erläuternde Ansicht eines Herstellungsprozesses eines 90º-Rechtsdrehungstyp- Mischelementes. Es wird im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 24 ein Verfahren zum Herstellen des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung erläutert, das einen Schritt des Verbindens einer zylindrischen Durchgangsröhre, die einen vorgeschriebenen Durchmesser und eine gewünschte Länge aufweist, und eines Blattkörpers, der unabhängig von der Durchgangsröhre hergestellt wird, aufweist.
In ähnlicher Weise zu dem Mischelement (siehe Fig. 1), das oben erwähnt worden ist, weist das Mischelement 111 einen spiralförmigen Blattkörper 113 eines 90º-Rechtsdrehungstyps innerhalb einer zylindrischen Durchgangsröhre 112 auf. Der Blattkörper 113 wird mit der Durchgangsröhre 112 an einem Verbindungsabschnitt 114 mittels eines Schweißens, eines Anklebens, eines Abscheidens, oder eines Verriegeln und ähnlichem verbunden. Das Mischelement 111 wird durch Verbinden einer gewünschten Anzahl der Blattkörper 113 mit einer Innenseite der Durchgangsröhre 112 in vorbestimmten Positionen in einer Reihenfolge entsprechend des ähnlichen Verbindungsverfahrens, das oben erwähnt worden ist, hergestellt.
Das Mischelement wird leicht entsprechend des Herstellungsverfahrens, das oben erwähnt worden ist, hergestellt. Außerdem kann das Mischelement, das einen großen Durchmesser aufweist, leicht und bei niedrigen Kosten hergestellt werden. Desweiteren kann das Mischelement leicht hergestellt werden, das mit einer Mehrzahl der Blattkörper vorgesehen ist, die zu einer Verbesserung der Mischeffizienz innerhalb der zylindrischen. Durchgangsröhre beitragen (siehe Fig. 25). In diesem Fall kann das Mischelement 115 leicht und bei niedrigen Kosten hergestellt werden, deswei teren durch Verwenden einer Mehrzahl der geteilten Durchgangsröhren über die gesamte longitudinale Länge der Durchgangsröhre.
Als nächstes, Fig. 26 ist eine erläuternde Ansicht einer Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung, das auf einen Abgasentschwefler vom nassen Typ angewendet ist. Das Abgas, das Schwefeloxide enthält, insbesondere Schwefeldioxide (SO&sub2;), die aus einem Kessel (nicht gezeigt) ausgestoßen werden, wird in den Entschwefelungsturmhauptkörper 201 von einer Einlaßleitung 202 eingebracht und von einer Auslaßleitung 205 über einen Dunsttrenner 203 und einen Auspuff 204 ausgestoßen. Eine absorbierende Flüssigkeit, die Kalziumcarbonat enthält, die von einer Pumpe 206 für absorbierende Flüssigkeit übertragen wird, wird über eine Mehrzahl von Sprühdüsen 207 in den Entschwefelungsturm (absorbierender Turm) 201 gesprüht, der in sich mit einem Mischelement 200 entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, und dann wird eine Gas-Flüssigkeit- Mischkatalyse zwischen der absorbierenden Flüssigkeit und dem Abgas ausgeführt. Bei dieser Gelegenheit, die absorbierende Flüssigkeit absorbiert SO&sub2; in dem Abgas selektiv, wodurch Kalziumsulfit entsprechend der folgenden Reaktionsgleichung produziert wird.
SO&sub2; + H&sub2;O = H&spplus; + HSO&sub3;&supmin; (1)
HSO&sub3;&supmin; = H&spplus; + SO&sub3;- (2)
CaCO&sub3; = Ca&spplus;&spplus; + CO&sub3; (3)
Ca&spplus;&spplus; + SO&sub3; = CaSO&sub3; (4)
CaSO&sub3; + 1/2 H&sub2;O = CaSO&sub3; · (1/2)H&sub2;O (5)
Die absorbierende Flüssigkeit, die Kalziumsulfit produziert, wird in einem Oxidationstank 208 gesammelt, und dann wird sie durch einen Mischer 209 vom statischen Typ gerührt, währenddessen das Kalziumsulfit in der absorbierenden Flüssigkeit durch Luft, die von einer Luftblasevorrichtung (nicht gezeigt) zugeführt wird, oxidiert wird, wodurch Gips hergestellt wird.
Die Reaktion in dem Oxidationstank 208 ist im folgenden beschrieben.
HSO&sub3;&supmin; + 1/2O&sub2; → SO&sub4;- + H&spplus; (6)
Ca&spplus;&spplus; + SO&sub4;&supmin; → CaSO&sub4; (7)
CaSO&sub3; + 2H&sub2;O → CaSO&sub4; · 2H&sub2;O (8)
Ein Teil der absorbierenden Flüssigkeit in dem Oxidationstank 208, in dem Kalziumcarbonat und Gips koexistieren, wird an die Sprühdüsen 207 erneut über die Pumpe 206 für die absorbierende Flüssigkeit übertragen, und der andere Teil wird zu einem Abfallflüssigkeitsbehandlungs- und Gipssammelsystem (nicht gezeigt) über eine Extraktionsröhre 210 für absorbierende Flüssigkeit übertragen. Außerdem wird ein Teil der absorbierenden Flüssigkeit, der aus den Sprühdüsen 207 gesprüht und atomisiert worden ist, mit dem Abgas geleitet, jedoch wird er durch den Dunsttrenner 203, der mit dem Oxidationstank 208 verbunden ist, gesammelt.
Je höher der PH-Wert ist, desto mehr wird eine Absorptionsrate für SO&sub2; verbessert. Jedoch sind die Tropfen der absorbierenden Flüssigkeit, die aus den Sprühdüsen 207 gesprüht werden, schnell bezüglich der Diffusion, so daß der PH-Wert einer Oberfläche des Flüssigkeitstropfens vermindert wird, wenn Kalziumsulfit an der Oberfläche des Flüssigkeitstropfens aufgrund der Reaktion mit SO&sub2; produziert wird. Darum wird die Reaktivität mit SO&sub2; in dem absorbierenden Tropfen abrupt erniedrigt. Letztendlich reagiert die absorbierende Flüssigkeit sofort mit SO&sub2;, wenn sie gesprüht wird, jedoch geht sie in dem Oxidationstank 208 nahezu ohne Absorbieren von SO&sub2; nach unten, wenn der PH-Wert der Oberfläche des Flüssigkeitstropfens einmal abgenommen hat.
Dementsprechend haben die Tropfen der absorbierenden Flüssigkeit eine Absorptionseffizienz, falls der PH-Wert wiederhergestellt werden kann, bevor die Tropfen der absorbierenden Flüssigkeit den Oxidationstank 208 erreichen, so daß die Reaktion mit SO&sub2; zur Verbesserung der Absorptionsrate beschleunigt wird.
Ein Verfahren des Wiederherstellens des PH-Wertes der Tropfen der absorbierenden Flüssigkeit, der einmal abgenommen hat, ist ein Verfahren des Oxidierens von Kalziumsulfit, das an der Oberfläche der Tropfen der absorbierenden Flüssigkeit vorhanden ist.
Fig. 27 ist eine erläuternde Ansicht, die eine unterschiedliche Ausführungsform des Oxidationstanks 208 zum Oxidieren der absorbierenden Flüssigkeit und des Kalziumsulfits zeigt. Die absorbierende Flüssigkeit wird an den Mischer 209 durch die Pumpe 206 übertragen, und die absorbierende Flüssigkeit und die Luft werden in den Mischer 209 gemischt, um zu dem Oxidationstank 208 zurückgeführt zu werden.
Darüber hinaus sind zwei der Anforderungen an die Konstruktion des Entschwefelungsturms (absorbierender Turm) im folgenden genannt.
1) Da ein Flüssigkeit-Gas-Verhältnis und eine Gas-Flüssigkeit- Kontakteffizienz variiert werden, falls ein Driftstrom des Abgases in dem Entschwefelungsturm erzeugt wird, wird ein schlechter Einfluß auf die Entschwefelungsleistung ausgeübt.
2) Ein Anhaften eines Kristallproduktes wie Kalziumsulfit, Kalziumsulfat und ähnliches zu verhindern.
In einem Fall, in dem der Mischer vom statischen Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung für den absorbierenden Turm des Abgasentschweflers vom nassen Typ verwendet wird, werden ein Lösen des SO&sub2; und eine Oxidationsreaktion des Reaktionsprodukts (Reaktionszwischenprodukt) beschleunigt, desweiteren werden eine Gas-Flüssigkeit-Grenzfläche der absorbierenden Flüssigkeit und des Gases und Oberflächen der Tropfen der absorbierenden Flüssigkeit erneuert, um zu einer Beschleunigung der Gasabsorptionsreaktion beizutragen. Außerdem wird eine Schlammflüssigkeit (absorbierende Flüssigkeit) zirkuliert, damit sie immer in einem gerührten Zustand verwendet wird. Desweiteren verhindern die Sprühdüsen, die in dem absorbierenden Turm vorgesehen sind, ein Anhaften und ein Wachstum des Reaktionsproduktes und des Schlamms und von ähnlichem an dem Blattkörper und erhöhen den Gas-Flüssigkeit-Kontakt, um die Absorptionseffizienz zu verbessern, und weiterhin tragen sie zu einer Erniedrigung des Druckverlustes in dem Turm bei. Desweiteren weist die Sprühdüse eine Funktion des Lieferns von neuer frischer Absorptionsflüssigkeit auf.
Nebenbei, als die absorbierende Flüssigkeit können eine oder mehrere Arten von Sodaverbindungen, Magnesiumverbindungen, Kalziumverbindungen, Ammoniakverbindungen, Aluminiumverbindungen, organischen Basen (Beispiel: aromatische Amine), wäßrige Säuren und geschmolzene Salze verwendet werden.
Als nächstes wird eine Ausführungsform, in der das Mischelement entsprechend der vorliegenden Erfindung auf den Abgasentschwefler vom nassen Typ angewendet ist, unter Bezugnahme auf Fig. 28.
Das Abgas wird in die Flüssigkeit um 50-500 mm unter der Oberfläche derselben durch einen Einlaßverteiler 221 und einen oder mehrere Fluidmischer 222 vom statischen Typ, die sich unter die Flüssigkeitsoberfläche von diesen erstrecken, geblasen. Eine hochgradig effiziente Gas-Flüssigkeit-Mischkatalyse wird in den Fluidmischer 222 vom statischen Typ ausgeführt, wodurch SO&sub2; absorbiert. Das entschwefelte gereinigte Gas wird nach außen über die Gasauspuffröhre 223 ausgestoßen.
SO&sub2;, das in dem Mischer 222 absorbiert worden ist, wird sofort dort in ein Sulphation oxidiert. Die absorbierende Flüssigkeit wird zu einem unteren Abschnitt der Vorrichtung bewegt, nachdem Blasen entfernt worden sind, in den Kalksteinschlamm gegossen wird, um Kalziumionen zu liefern. Dann wird die absorbierende Flüssigkeit zu Sauerstofflösungsbereichen 224 bewegt. Auf diesem Bereich wird die absorbierende Flüssigkeit, die Sauerstoff löst, zu einer Mischerschicht bewegt, um als ein Medium für ein erneutes Absorbieren und Oxidieren von SO&sub2; zu wirken. Der erzeugte Kristall aus Gips existiert in der absorbierenden Flüssigkeit in einem Suspensionszustand und wird nach außerhalb des Bades entladen, wenn die absorbierende Flüssigkeit aus dem unteren Abschnitt des Bades 225 gezogen wird, und er wird dann einer Feststoff-Flüssigkeit-Trennung unterworfen. Fluidmischer 226 vom statischen Typ sind unter den Sauerstofflösungsbereichen 224 angeordnet. Ein Oxidieren wird beschleunigt durch Fließen lassen der absorbierenden Flüssigkeit und der Luft in den Mischer 226.
Daher, da die entsprechenden Vorgänge des Absorbierens, Oxidierens und der Kristallisation in einem Bad realisiert werden können, wird die Vorrichtung kompakt und irgendeine Pumpe für absorbierende Flüssigkeit wird nicht benötigt. Außerdem wird die Entschwefelung effizient realisiert.
Fig. 29 ist eine erläuternde Ansicht, die eine unterschiedliche Ausführungsform der Vorrichtung aus Fig. 8 zeigt. Bei der Behandlungsvorrichtung 35 der Ausführungsform sind drei Paare von Düsen 40 und der Fluidmischer 30 vom statischen Typ senkrecht und miteinander verbunden angeordnet. Das heißt, die Sprühdüse 40 ist zwischen den Fluidmischern 30 vom statischen Typ angeordnet.
Fig. 30 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Ausführungsform zeigt, in der die Sprühdüsen in einem zentralen Abschnitt des Fluidmischers vom statischen Typ angeordnet sind. Zwei Paare von Blattkörpern 301 sind innerhalb eines Mischelementes 302 eines Fluidmischers 300 vom statischen Typ angeordnet, und die Sprühdüsen 303 sind an einem Öffnungsabschnitt 305 in einem zentralen Abschnitt des Mischelementes 302 angeordnet. Die Düse 303 ist mit einer Wasserdurchgangsröhre 304 verbunden, die sich parallel mit einer zentralen Achse des Mischelementes 302 erstreckt, und Wasser, das von der Wasserdurchgangsröhre 304 zugeführt wird, wird in das Mischelement 302 durch die Düse 303 injiziert.
Fig. 31 ist eine Vorderansicht, die eine Ausführungsform des Mischelementes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf eine Behandlungsvorrichtung für Abwasser angewandt ist, das eine Organochlorverbindung enthält. Fig. 32 ist eine Draufsicht der Vorrichtung aus Fig. 31. Ein zentraler Fluidmischer 401 weist zwei Paare von Blattkörpern 403 auf, und ein ringartiger Fluidmischer 400 nimmt den Fluidmischer 401 mit dem Fluidmischer 401 als Zentrum auf. Vier Paare von Blättern 402 sind auf einen ringartigen Durchgang des Fluidmischers 400 angeordnet. Und der zentrale Fluidmischer 401 wird eingebracht mit dem Abwasser und der Luft aus einem unteren Abschnitt derselben, und das behandelte Wasser, das aus einem oberen Abschnitt des Fluidmischers 401 entladen wird, tritt in den äußeren Fluidmischer 400 ein und geht durch diesen nach unten. Die mitgerissene Luft wird aus dem oberen Abschnitt des Mischers 400 entladen. Der äußere Fluidmischer 400 wird mit der Luft von einem unteren Ende desselben versorgt, und das behandelte Wasser geht von oben nach unten und die Luft wird in diesem gemischt.
Fig. 33 ist eine erläuternde Ansicht einer anderen Ausführungsform, in der das Mischelement entsprechend der vorliegenden Erfindung auf eine Behandlungsvorrichtung für Abwasser angewandt ist, das eine Organochlorverbindung enthält. Statische Fluidmischer 401, 402, 403 sind parallel angeordnet, und komprimierte Luft wird in die Mischer aus den unteren Abschnitten der entsprechenden Fluidmischer zugeführt, und dann wird die Luft nach außerhalb aus den oberen Abschnitten der Mischer entladen. Und das Abwasser, das zu behandeln ist, tritt in einen ersten Fluidmischer 401 von einem unteren Abschnitt desselben ein, wird dann an einem oberen Abschnitt desselben einmal gesammelt. Dieses behandelte Wasser 410 fließt aus dem ersten Fluidmischer 401 über, tritt dann in einen zweiten Fluidmischer 402 von einem unteren Abschnitt desselben ein. Und dieses behandelte Wasser 410 steigt in dem Fluidmischer 402 und fließt an einem oberen Abschnitt desselben über, tritt dann in einen dritten Fluidmischer 403 ein. Letztendlich wird das behandelte Wasser 410 von einem oberen Abschnitt des dritten Fluidmischers 403 zum Beenden der Behandlung entladen.
Fig. 34 ist eine erläuternde Ansicht eines Behandlungsverfahrens durch zwei Behandlungstürme. Eine Sprühdüse 422 ist in einem oberen Abschnitt eines Fluidmischers 420 eines ersten Behandlungsturmes angeordnet. Das Abgas wird in den Mischer 420 von oben zugeführt und das Abgas wird durch die absorbierende Flüssigkeit behandelt, die von der Düse 422 nach unten injiziert wird. Diese absorbierende Flüssigkeit ist eine Zirkulationsflüssigkeit, die in dem Bad 425 gesammelt wird, und diese Zirkulationsflüssigkeit wird zu der Sprühdüse 422 durch die Pumpe 426 gepumpt. Diese Zirkulationsflüssigkeit wird über ein Ventil 429 entladen, wie es die Gelegenheit erfordert. Die behandelte Flüssigkeit geht nach einer Behandlung in dem Fluidmischer 420 des ersten Behandlungsturmes nach unten in das Bad 425, das behandelte Gas wird einem Fluidmischer 421 eines zweiten Behandlungsturmes aus einem unteren Abschnitt desselben zugeführt. Sprühdüsen 423, 424 sind in dem Fluidmischer 421 des zweiten Behandlungsturmes in einem oberen Abschnitt desselben und einem unteren Abschnitt desselben derart angeordnet, daß sich die Strahlrichtungen nach oben orientieren. Und eine Zirkulationsflüssigkeit in dem Bad 425 wird den Sprühdüsen 423, 424 durch die Pumpe 427 zugeführt und von den Düsen 423, 424 injiziert. In dem Fluidmischer 421 wird das behandelte Gas, das von dem Bad 425 geliefert wird, weiter in dem Fluidmischer 425 durch die absorbierende Flüssigkeit behandelt, die von den Düsen 423, 424 injiziert wird und in einen oberen Abschnitt des Mischers 421 entladen. Die absorbierende Flüssigkeit geht in dem Mischer 421 nach unten, um zu dem Bad 425 zurückzukehren. Das durch den Fluidmischer 42 behandelte wird durch einen Auspuff 428 gesaugt, um ausgestoßen zu werden. Das behandelte Gas wird durch einen parallelen Fluß mit der absorbierenden Flüssigkeit in dem Mischer 420 des ersten Behandlungsturmes behandelt. Das behandelte Gas wird durch einen Gegenstrom mit der absorbierenden Flüssigkeit in dem Mischer 421 des zweiten Behandlungsturmes behandelt.

Claims

1. Mischelement, das aufweist:

eine zylindrische Durchgangsröhre (2), durch welche eine Flüssigkeit fließt; und

eine Mehrzahl von Blattkörpern (3, 4), die innerhalb der Durchgangsröhre angeordnet sind, wobei die Blattkörper innerhalb der Durchgangsröhre eine Mehrzahl von Fluiddurchgängen (5, 6) bilden, die sich spiralförmig und in einer longitudinalen Richtung in der Durchgangsröhre erstrecken, wobei die Blattkörper (3, 4) derart angeordnet sind, daß sie einen Zwischenraum zwischen den Blattkörpern bilden, wodurch eine Öffnung (7) zur Kommunikation der Fluiddurchgänge (5, 6) miteinander gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattkörper perforiert oder porös sind.

2. Mischelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattkörper spiralförmig im Uhrzeigersinn verdreht sind.

3. Mischelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattkörper spiralförmig im Gegenuhrzeigersinn verdreht sind.

4. Verfahren zum Herstellen eines Mischelementes, das gekennzeichnet ist durch aufweisen der Schritte:

Verbinden einer Mehrzahl von spiralförmigen perforierten oder porösen Blattkörpern (3, 4) mit einer Innenwand einer zylindrischen Durchgangsröhre (2); und

Ausbilden einer Öffnung (7) zwischen den Blattkörpern, wobei die Öffnung zum Kommunizieren von Fluiddurchgängen (5, 6), die durch die Blattkörper (3, 4) unterteilt sind, dient.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiter einen Schritt des Verbindens einer Mehrzahl der Durchgangsröhren (2), in welchen die Blattkörper miteinander verbunden sind, in einer Längsrichtung derselben aufweist.