MX2008010510A - Metodo y aparato mezclador para mezclar gas en una lechada en un reactor cerrado - Google Patents

Abstract

Un aparato mezclador de acuerdo con la invención incluye un reactor cerrado;dos mezcladores a diferentes alturas, los cuales están en la misma flecha, una tubería de alimentación de gas debajo del mezclador inferior y mamparas. Las aspas de los mezcladores son básicamente rectangulares en su forma y son un mínimo de seis. Elángulo de inclinación de las aspas del mezclador inferior es de aproximadamente 50-70ºy aquel del mezclador superior es de aproximadamente 25-35º. El número de mamparas es de cuando menos seis y su alcance de aproximadamente 20%del diámetro del reactor. La invención también tiene que ver con un método correspondiente.

Description

MÉTODO Y APARATO MEZCLADOR PARA MEZCLAR GAS EN UNA LECHADA EN UN REACTOR CERRADO.

Campo de la Invención La invención que aquí se presenta se relaciona con un aparato mezclador y un método para mezclar gas en una lechada que se encuentra en un reactor cerrado, el cual utiliza gas como un proceso químico con alta eficiencia y en el cual es elevado el contenido de sólidos en solución. El aparato mezclador de acuerdo con la presente invención comprende un reactor cerrado, cuando menos dos mezcladores a diferentes alturas, que se encuentran en el mismo eje, una tubería de alimentación de gas debajo del mezclador inferior y mamparas ubicadas en el área de pared. Las aspas del mezclador en su mayoría son de forma rectangular y consisten en un mínimo de seis en número. En el método de acuerdo con la invención, el gas alimentado dentro de la sección inferior del reactor es dispersado en una lechada formada por un líquido y sólidos por medio del mezclador inferior, de manera que el flujo de lechada es descargado sobre la pared del espacio del reactor, una parte de cuyo flujo se hace regresar debajo del mezclador y otra parte se hace subir dentro del espacio que se encuentra entre las mamparas y la pared de reactor en la sección superior del espacio del reactor. El flujo de lechada en la sección superior del reactor es desviado con la ayuda del mezclador superior para dirigirlo al centro del espacio de reacción, causando de manera simultánea que se formen flujos horizontales y verticales que transportan burbujas de gas. El flujo de lechada también es desviado por medio del mezclador superior para descargarlo hacia abajo como un flujo uniforme hacia el mezclador inferior.

Antecedentes de la Invención De manera convencional, un reactor vertical cerrado consiste en una sección cilindrica vertical y una parte inferior cerrada y una sección de cubierta. La sección de cubierta tiene una abertura en ella, la cual generalmente es ligeramente más grande que el diámetro del mezclador. El gran vórtice de gas que se causa por el mezclado en el reactor se evita principalmente por cuatro mamparas estándar. En un caso típico la anchura de las mamparas es de 0.05 a 0.10 veces el diámetro del reactor, y la abertura entre las mamparas y la pared es de 0.017 veces el diámetro del reactor. Un mezclador común de cuatro paletas está unido al extremo inferior de la flecha, en donde el ángulo de la aspa puede ser ajustado de manera separada. Generalmente es de 45°. En los casos en donde se desea una superficie de succión, el mezclador puede ser elevado para que esté cerca de la superficie de la solución. En esos casos, las formaciones cónicas de gas hechas por parte del mezclador, vórtices, se dispersan en burbujas por el mezclador y son empujadas hacia abajo de alguna manera, sin embargo, no de manera directa hacia la parte inferior, debido a que el flujo logrado por el mezclador en la dirección del pozo no es lo suficientemente poderoso aún para que tenga lugar de manera apropiada la suspensión de los sólidos que se encuentran en la parte inferior. Si el volumen efectivo del reactor es tal que la profundidad del líquido que va a ser mezclado es aproximadamente la misma que el diámetro del reactor, en casos normales es suficiente un miembro de mezclador en el extremo inferior del eje. La dirección y fortaleza del efecto de la fuerza del miembro de mezclado depende de su tipo (forma). Los procesos normalmente requieren de mezclado, el cual forma tanto fuertes turbulencias como circulación suficiente. Si el volumen efectivo es tan grande que la profundidad de la solución es de 1.5 a 2 veces o más que el diámetro del reactor, con frecuencia se requieren varios miembros de mezclado arriba uno de otro a una distancia adecuada entre ellos. En este caso los tipos (formas) de mezclador en el mismo eje pueden ser diferentes entre ellos. La alimentación de gas usualmente ocurre mediante la alimentación de oxígeno (oxidación) o hidrógeno (reducción) dentro de la zona de impacto del miembro de mezclado de dispersión con fuerza suficiente. Con frecuencia en reactores cerrados uno desea obtener el gas desde arriba de la superficie de la circulación de lechada de regreso dentro de la solución. Si se utiliza aire, esto no parece ser prudente, debido a que entonces la cantidad de nitrógeno solo aumenta en la circulación, pero tanto con oxígeno puro como con hidrógeno el gas final puede ser recuperado para uso posterior mediante su succión desde arriba de la superficie. Para succionar el gas desde arriba de la superficie y dispersarlo adicionalmente en la lechada, se conocen en la técnica anterior tuberías transversales de auto-succión, en las cuales el espacio de gas que se encuentra en el extremo inferior del eje hueco se ramifica normalmente en un tubo abierto de cuatro puntas. La tubería transversal giratoria causa una baja presión en el espacio de gas, debido a la cual el gas es descargado en burbujas en el espacio de solución del reactor. Deberá notarse que conforme la temperatura de la solución aumenta, la presión de vapor sube de manera simultánea, por medio de lo cual el efecto de la baja presión se debilita. Este tipo de estructura de tubería transversal no es capaz, sin embargo, de dispersar el gas adicionalmente dentro de la solución, mucho menos mantiene la gruesa suspensión de sólidos en movimiento. También se conoce un método para la succión de gas desde la superficie en lo que se denomina como el principio de la corriente descendente. La publicación de patente de los Estados Unidos de América No. 4,454,077 describe un aparato, en el cual se utiliza un miembro de mezclado de tipo tornillo con doble cabeza para bombear hacia abajo el gas a través de un tubo central, y adicionalmente el aparato incluye mamparas superiores e inferiores. La publicación de patente de los Estados Unidos de América número 4,328,175 describe el mismo tipo de dispositivo, pero el extremo superior del tubo central es de configuración cónica. De esta forma, se sabe que el gas viaja hacia el mezclador por medio de la intensificación del poderoso vórtice central creado por el eje del mezclador. Este fuerte y con frecuencia voluminoso vórtice de gas transporta gas desde la superficie dentro del líquido o lechada para ser mezclado algunas veces de manera muy efectiva, pero a un cierto volumen de gas el funcionamiento del miembro de mezclador se debilita conforme el mezclador gira "en una gran burbuja de gas." Entonces debido a que la potencia aumenta con mayor debilidad el vórtice se debilita y se reduce la entrada de gas desde la superficie hacia dentro de la solución. El vórtice generado en la forma descrita anteriormente no obstante es descontrolado y a medida que alcanza al miembro de mezclado éste causa violentas variaciones de potencia y por lo tanto daño al equipo, etc. Lo peor de todo es que el mezclador ya no puede realizar el mezclado de los sólidos pulverulentos debido a su ineficacia, particularmente con una elevada densidad de suspensión de los sólidos pulverulentos. En el artículo "Onset of gas induction, power consumption, gas holdup and mass transfer in a new gas-induced reactor," Hsu, Y-C-, Peng, R.Y. and Huang, C-J., Chem. Eng. Sci., 52, 3883 (1997), se presenta un método en donde el gas es succionado desde la superficie por medio de un remolino generado en la base de una larga flecha. En el método se utilizan dos mezcladores unidos a la misma flecha y ubicados en un tubo cilindrico de corriente, los cuales causan el efecto de vórtice en cuestión por medio de la baja presión que ellos crean. No existen mamparas en el reactor para prevenir el remolino. El mezclador superior causa de esta manera un profundo remolino en la base de la flecha, y el gas es succionado dentro del líquido desde la parte inferior del vórtice. Probablemente la succión del gas dentro del mezclador ocurre en rachas y coloca una tensión sobre el miembro de mezclador. El mezclador inferior recibe tanto gas succionado como el gas alimentado dentro de éste y lo dispersa en el líquido. El gas-líquido que corre desde la parte inferior de la tubería de succión es descargado hacia la sección inferior del reactor, desviándolo a lo largo de los costados hacia arriba hacia la superficie. El gas es descargado por encima de la superficie. La desventaja del método consiste en el hecho de que el gas ya no circula en el líquido hacia abajo desde la parte superior, esto es, no existe una circulación real del gas, en lugar de esto éste es descargado directamente encima de la superficie, en donde el gas es liberado desde el líquido debido al efecto centrífugo. Esta descarga de gas aún intensifica el gran y poderoso vórtice desde la sección superior y el gas penetra a través del remolino de manera irregular y por lo tanto causa daño al mezclador (cavitación, etc.). De la patente de los Estados Unidos de América No. 5,549,854 se conoce un método para la succión de gas desde arriba de una superficie de líquido por medio de mamparas ajustables y especiales utilizando un miembro de mezclador giratorio como fuente de energía. Con este método puede lograrse vórtices de succión controlados, los cuales no necesariamente transportan el gas tan lejos como el miembro de mezclador mismo. No existe ningún planteamiento en esta patente respecto a la captura de burbujas de aire que de desplazan hacia arriba en la corriente de retorno, de manera que se evite que estas se eleven por arriba de la superficie de la lechada. A partir de la patente EP número 1,309,394 también se conoce un método de succión de gas desde arriba de la superficie de una solución en un reactor cerrado con dos mezcladores especiales en la misma flecha. En ese método, el gas es tanto dispersado como esparcido hacia abajo con el mezclador superior y de manera simultánea hacia el borde del reactor. No existe ningún intento por evitar que el gas que se desplaza hacia arriba desde el borde del reactor abandone el espacio de lechada y de succionarlo de regreso dentro del mezclador inferior.

La obtención de una cantidad suficiente de gas dentro de una suspensión de sólidos y solución en reactores cerrados de oxidación y reducción, particularmente cuando el contenido de sólidos es alto, es decir, alrededor del 30%, normalmente requiere que el gas sea dirigido dentro del espacio de solución en la parte inferior del reactor, principalmente bajo el miembro de mezclador. Con frecuencia este gas es alimentado hacia abajo a través de la superficie de la solución por medio de una tubería, la cual está desde su parte inferior dirigida hacia la flecha del reactor central y es hecho dar vuelta bajo el mezclador. Esto asegura que el gas sea transportado hacia la sección inferior del reactor y sea dispersado con el mezclador. Si el proceso necesita una gran cantidad de potencia (kW/m3), existe una razón para utilizar un mezclador que requiera/proporcione una gran cantidad de energía. Se sabe como aumentar la potencia proporcionada por un mezclador mediante el aumento de la velocidad de revoluciones, pero deber notarse que al mismo tiempo aumenta la velocidad periférica del mezclador y cuando ésta aumenta de manera importante (> 6 m/s), el mezclador comienza a desgastarse de manera notable.

Objetivos y Compendio de la invención La invención que se presenta aquí se refiere a un aparato mezclador y a un método para mezclar gas en reactor de mezclado cerrado, el cual utiliza gas como un proceso químico con una alta eficiencia y en el cual la concentración de sólidos pulverulentos en solución es elevada, esto es, puede estar en la región de por arriba del 40%. El propósito de la invención es el de presentar un aparato mezclador y un método por medio del cual se evitan las desventajas de los dispositivos mencionados anteriormente. Con el método y aparato de acuerdo con la invención, uno puede mezclar un gas de manera efectiva en una lechada formada de un líquido y sólidos y hacer circular burbujas de gas que contienen gas sin reaccionar con la lechada de manera que la mayoría de las burbujas de gas viajen con el flujo de lechada y permitir las reacciones entre el gas y la lechada. Solo un pequeño número de burbujas de gas son descargadas por arriba de la superficie de la lechada y aún esa cantidad puede ser traída de regreso dentro de la circulación de lechada en la cantidad deseada por medio de torbellinos verticales formados en la parte superior de la lechada.

El aparato mezclador de acuerdo con la invención tiene la intención de mezclar gas en una lechada formada de un líquido y sólidos. El aparato mezclador comprende un reactor cerrado, con una profundidad de lechada efectiva que es 1.5 a 2 veces el diámetro del reactor, dos mezcladores ubicados a diferentes profundidades, los cuales están en la misma flecha, mamparas dirigidas hacia adentro desde la zona de pared del reactor y una tubería de alimentación de gas. El reactor típicamente es un reactor vertical cilindrico, el cual está provisto con una base y una cubierta. El mezclador superior está equipado con cuando menos seis, preferiblemente ocho, aspas dirigidas hacia el costado e inclinadas desde la horizontal. El ángulo de inclinación es pequeño, aproximadamente 25-35 grados. El mezclador inferior es similar al mezclador superior en estructura. El ángulo de inclinación de las aspas de mezclado del mezclador inferior es de aproximadamente 50 - 70 grados y la altura del mezclador preferiblemente es 1.5 veces aquella del mezclador superior. El número de mamparas es cuando menos 6 y preferiblemente 8. El intervalo de las mamparas es de aproximadamente 1/5 del diámetro del reactor. La tubería de alimentación del gas está ubicada en la sección inferior del reactor por debajo del mezclador inferior. La invención también se refiere a un método para dispersar gas alimentado dentro de la sección inferior de un reactor cerrado en una lechada formada de líquido y sólidos por medio de un campo de flujo deseable y controlado, el cual a su vez se forma en el espacio de reacción por medio de mamparas y un miembro de mezclador localizado en el espacio de reacción. La profanidad efectiva de la lechada del espacio de reacción es 1.5 a 2 veces el diámetro del espacio de reacción y el miembro mezclador consiste en dos mezcladores ubicados en el mismo eje. El gas es alimentado debajo del mezclador inferior dentro del flujo de lechada, el cual está dirigido con dicho mezclador dentro de la sección inferior de la pared del espacio de reacción y se hace descargar allí en dos corrientes separadas. Una corriente se hace que se desvíe a través de la pared hacia el centro de la parte inferior del espacio de reacción y la segunda se hacer subir en la zona formada por la pared del espacio de reacción y las mamparas hacia arriba hacia la superficie. En las cercanías de la superficie, el flujo es desviado por medio del mezclador superior hacia el centro del espacio de reacción de manera que se forman de manera simultánea en el flujo vórtices horizontal y vertical que transportan burbujas de gas. La corriente de superficie es tan rápida que la superficie se rompe y el aire también es mezclado de manera directa en la corriente en cuestión. La dirección de la corriente de lechada en la parte media del espacio de reacción es desviada por medio del mezclador superior para que fluya hacia abajo como un flujo uniforme similar a un tubo hacia el mezclador inferior. Este arreglo permite la eliminación de las desventajas de los métodos conocidos y el logro de torbellinos horizontales efectivos en la vecindad de la superficie del líquido, los cuales son dirigidos desde el borde el espacio de reacción hacia el centro y pequeños vórtices verticales que succionan gas dentro del líquido. Los vórtices horizontales y verticales formados en la parte superior del reactor se logran principalmente con la ayuda del mezclador superior. Además de los vórtices de gas en cuestión, las bastante pequeñas burbujas de gas distribuidas de manera uniforme dentro de la lechada formada de líquido y sólidos son presionadas hacia abajo con el vasto flujo de lechada que rodea la flecha hacia el mezclador inferior. El mezclador inferior toma considerablemente más energía que el mezclador superior. Esta energía es utilizada para dispersar las burbujas de gas succionadas hacia abajo desde la parte superior de la suspensión de lechada dentro de burbujas aún más pequeñas. En esta forma se incrementa la superficie de contacto entre el gas y el líquido, de manera que las reacciones ocurren mucho más rápida y completamente que en los métodos convencionales. La energía residual del mezclador inferior es utilizada para mezclar partículas sólidas en altas densidades de lechada y dispersarlas en todo el espacio de reacción, y para mezclar el gas alimentado desde debajo del mezclador inferior dentro de la lechada. Es característico del mezclado del aparato mezclador y del método el que la potencia tomada por el mezclador inferior sea cuando menos tres veces, más preferiblemente sobre cinco veces, que aquella del requerimiento de potencia del mezclador superior. Las características esenciales de la invención serán más claras en las reivindicaciones anexas.

Breve Descripción de los Dibujos El aparato de acuerdo con la invención se describe adicionalmente con referencia a los dibujos anexos, en los que: La Figura 1 presenta una sección vertical de un espacio de reacción de la técnica anterior con su campo de flujo. La Figura 2 muestra una sección vertical de una modalidad de la invención con su campo de flujo. La Figura 3A muestra una sección vertical de un mezclador superior de un miembro mezclador de acuerdo con la presente invención y la Figura 3B muestra como se observa el mezclador desde arriba. La Figura 4A presenta una sección vertical de un mezclador inferior de un miembro de mezclador de acuerdo con la presente invención y la Figura 4B muestra el mezclador como se observa desde arriba, y La Figura 5 muestra una sección transversal de una mampara de acuerdo con la presente invención.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas de la Invención De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, se evita que llegue por arriba de la superficie del líquido, gas sin reaccionar que se encuentra en el espacio de reacción subiendo desde abajo y a lo largo del borde del espacio de reacción, por medio del mezclador superior. En lugar de esto, la dirección del flujo de lechada-gas es desviada en la parte superior del espacio de reacción para ser dirigido desde los bordes hacia el centro y hacia abajo en la parte central. También es parte de la modalidad que el mezclador superior esté configurado de manera que también succiona la pequeña cantidad de gas, que ha sido sin embargo liberada fuera de la lechada y por arriba de la superficie de líquido, dentro del flujo que se dirige de manera descendente. El aparato mezclador de cuerdo con la presente invención incluye un reactor en posición vertical, con una profanidad efectiva de lechada de 1.5 a 2 veces aquella del diámetro del reactor T. El contenido de sólidos de la lechada típicamente es alto, en la región de 500 g/1. El reactor típicamente tiene un fondo curveado (conocido como un fondo poco profundo de recipiente a presión) y una cubierta hermética a los gases con el fin de lograr un espacio cerrado. El fondo también puede ser recto. Pueden utilizarse reactores tanto en condiciones a presión como a presión atmosférica.

El aparato mezclador de acuerdo con la presente invención típicamente incluye un miembro de mezclador, en donde existen dos mezcladores localizados a diferentes alturas en el mismo eje. El diámetro de ambos mezcladores es el mismo y estos son grandes, esto es, la proporción del diámetro D de mezclador al diámetro T del reactor está entre por arriba de 0.4, pero a un máximo de 0.5. El número de aspas de mezclador es un mínimo de seis, preferiblemente ocho. Las aspas son principalmente de forma rectangular y están inclinadas desde la horizontal. El ángulo de inclinación de las aspas del mezclador superior es de 25-35°, preferiblemente 30°. El ángulo de inclinación de las aspas del mezclador inferior es mayor, en la región de 50-70°, preferiblemente 62°. La altura del mezclador inferior es preferiblemente 1.5 veces aquella del mezclador superior. La velocidad de rotación de los mezcladores se ajusta de manera que la velocidad periférica no suba más arriba de 5 m/s. Si la velocidad periférica sube más arriba, los materiales particularmente duros y angulares tales como la pirita, cuarzo y cromita desgastan las aspas hasta un grado perjudicial. La distancia del mezclador inferior respecto al fondo es preferiblemente de aproximadamente el diámetro del mezclador. Cuando la altura efectiva de lechada está en el intervalo descrito anteriormente, esto es, 1.5 a 2 veces el diámetro del reactor, y la densidad de lechada es alta, la respuesta en soluciones convencionales generalmente consiste en un tercer mezclador, pero en la solución de acuerdo con la presente invención se logra un mezclado efectivo con dos mezcladores. La distancia entre los mezcladores depende de la altura del reactor. Cuando la altura efectiva de la lechada está en el intervalo de 1.5 veces el diámetro del reactor, la distancia entre los mezcladores es de aproximadamente 50 - 60% de la altura efectiva de lechada. Cuando la altura efectiva de la lechada está en el intervalo de 2 veces el diámetro del reactor, la distancia entre los mezcladores es de aproximadamente 60 - 70% de la altura efectiva de lechada. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención el mezclador superior está diseñada de manera que logra un vasto flujo orientado hacia abajo en la parte media del reactor, por medio de lo cual el flujo se comporta precisamente como si existiera un tubo alrededor de éste ("corriente descendente"). El diámetro de la sección transversal de este flujo es aproximadamente el mismo o más grande que el diámetro de los mezcladores. En el intervalo correcto de velocidad, debido a su ligereza las burbujas de gas tratan de resistir la corriente descendente, por medio de lo cual ellas terminan con un movimiento oscilatorio y en esta forma las burbujas aumentan las reacciones entre el gas y la lechada. De acuerdo con una modalidad preferida, una tarea importante del mezclador inferior además de la dispersión es el de lograr un campo de flujo tal que el gas, líquido y partículas sólidas estén en un movimiento circular en la sección inferior del reactor, por medio de lo cual las substancias alimentadas dentro del proceso tengan tiempo de reaccionar entre ellas. El campo de flujo formado con la ayuda de los mezcladores de acuerdo con la presente invención puede ser descrito como sigue: el mezclador inferior recibe el vasto flujo que proviene del mezclador superior y lo dispersa de manera oblicua hacia abajo hacia la pared de la sección inferior del reactor. Aquí el flujo se divido en dos. Parte del flujo dirigido en la sección inferior del reactor es desviado menos de 90 grados y vira a por medio de la pared hacia el centro del fondo del reactor y sigue por debajo del mezclador inferior, en donde se alimenta nuevo gas reactivo dentro del flujo a través de la tubería de gas para ser dispersado. El propósito de un mezclado excelente y controlado es el de conseguir que la solución, sólidos y gas reaccionen entre ellos. En esta forma en una suspensión bien mezclada los componentes deseados son lixiviados desde los sólidos y al mismo tiempo las partes deseadas del gas, tales como el oxígeno del aire, se disuelven en el líquido. La segunda parte del flujo dirigido en la pared del reactor es desviada para que fluya hacia arriba. Esto significa que el flujo dirigido de manera ascendente primero hace un fuerte y rápido giro de 90 grados, el cual barre las partículas sólidas que están cerca de la pared hacia arriba hacia la sección superior del reactor. El flujo ascendente tiene lugar típicamente en el espacio que se encuentra entre el borde interior de las mamparas y la pared, el cual está dimensionado para que sea 1/5 del diámetro del reactor. Tiene lugar otro fuerte cambio de dirección en el flujo de lechada cerca de la superficie de la lechada, esta vez en la dirección del centro del reactor hacia el mezclador superior. Esto significa que la ayuda extra de las mamparas permite la formación de vórtices horizontales que transportan burbujas de gas con ellos, lo cual evita de manera poderosa que el gas sin reaccionar abandone la lechada.

En la mayoría de los reactores conocidos el gas en la lechada en grandes volúmenes es solo parcialmente dispersado, reduciendo de esta manera la remoción de potencial del mezclador. El arreglo de equipo de mezclado de acuerdo con la presente invención también incluye amplias mamparas, de las cuales existen cuando menos seis, pero preferiblemente ocho, El alcance de las mamparas desde la pared hacia el centro es de aproximadamente un quinto del diámetro del reactor (T/5), en otras palabras la distancia del borde interior de la mampara desde la pared del reactor es de aproximadamente 20% del diámetro del reactor y la anchura de la mampara es de 12-15% del diámetro del reactor. La abertura vertical que permanece entre la mampara y la pared también es más grande que lo usual, esto es, 6 - 8% del diámetro del reactor. Pueden utilizarse mamparas de otras maneras que formando los flujos deseados. Se sabe que un aumento en la velocidad de flujo en las cercanías de tuberías de transferencia de calor mejora la transferencia de calor de manera considerable. La transferencia de calor es particularmente efectiva cuando las tuberías de transferencia de calor están ubicadas en las mamparas, esto es, las mamparas actúan como miembros de transferencia de calor. De esta manera la mampara se forma a partir de un módulo de tubos usados para transferir calor. Normalmente siempre existe una abertura entre los tubos en un módulo de tubos de cuando menos el tamaño del tubo, por medio de lo cual un medio fluye alrededor de cada tubo, con la intención de transferir o recuperar su calor. Los módulos de tubos con aberturas entre ellos no pueden ser utilizados en la solución de acuerdo con la invención, debido a que las aberturas debilitan la formación del campo de flujo deseado. En lugar de esto, una solución de acuerdo con la invención consiste en utilizar lo que se ha denominado tubos de aleta, en donde tubos verticales se conectan unos con otros por medio de componentes similares a placas. De esta manera se forma una estructura que es equivalente a una mampara normal en relación al flujo de lechada de acuerdo con la invención. De esta forma las mamparas usadas en el aparato de mezclador y método de acuerdo con la presente invención trabajan tanto para formar los poderosos flujos deseados así como también como un medio de transferencia de calor. La Figura 1 muestra que el reactor 1 es un reactor cerrado tal como por ejemplo una autoclave. Un mezclador 2 de acuerdo con la técnica anterior consiste en un mezclador inferior 3 y un mezclador superior 4, los cuales están suspendidos desde una flecha 5. Este tipo de mezcladores se describe, por ejemplo, en la patente EP 1,309,394. Los mezcladores son aproximadamente del tamaño de la abertura 6 de la cubierta, esto es, una proporción de mezclador/diámetro del reactor D/T <0.4. Las numerosas formaciones de gas 8, pequeñas y cónicas, del mezclador superior 4 obtenidas en la superficie de la solución 7 son dispersadas por medio de las paletas 9 interiores y verticales del mezclador superior en burbujas 10 considerablemente más pequeñas. Las aspas exteriores 1 1 del mezclador superior 4 esparcen y empujan las burbujas que se forman allí hacia el mezclador 3, pero debido a la "pequenez" del mezclador superior y a la dispersión causada por el mezclador se requiere de más energía para presionar a las burbujas hacia abajo que en el caso de la invención ahora presentada. Como el diagrama de flujo lo muestra, se forman tres (I - III) zonas en el campo de flujo del reactor de acuerdo con la técnica anterior; una zona superior I de dispersión y succión de superficie, en la parte media una zona II de colisión del flujo del mezclador, la cual es la razón por la cual se requiere de energía adicional para presionar a las burbujas de gas hacia abajo, y la zona más inferior III de dispersión y de la reacción misma. Esta zona recibe y dispersa adicionalmente las burbujas de gas en burbujas extremadamente pequeñas 12 por medio de las paletas configuradas verticales 13 del mezclador inferior 3. Las mismas aspas que proporcionan un poderoso flujo dispersan estas pequeñas burbujas en la solución circundante y al mismo tiempo hacen una suspensión de las partículas sólidas. El gas requerido en las reacciones es alimentado dentro de la sección superior del reactor, su espacio de gas, a través de una conexión 14 de gas. Las mamparas 15 utilizadas de acuerdo con la publicación son mamparas de flujo estándar. Como la Figura 1 lo muestra y la descripción de la patente en cuestión lo hace claro, el aparato y particularmente el mezclador superior han sido desarrollados para succionar gas desde arriba de la superficie de líquido. En la práctica se ha encontrado que se forma una zona de colisión entre las zonas primera y tercera, resultando en el hecho de que la solución del mezclador no es especialmente efectiva, cuando menos no cuando se trabaja a una alta densidad de lechada. La Figura 2 presenta un diagrama de un espacio de reacción de acuerdo con la invención y los campos de flujo formados en éste. En la solución de acuerdo con la invención se pone atención de manera específica a las propiedades requeridas en la lixiviación, tal como el mezclado efectivo y uniforme de sólidos y unos medios de prevención para evitar que el gas sin reaccionar escape de la suspensión. En la solución de acuerdo con la invención también se pone atención a la forma en la que el gas es succionado desde la capa de la zona del borde ascendente de regreso dentro de la circulación orientada en forma descendente que ocurre alrededor de la flecha central. De acuerdo con la solución. El gas que se ha elevado por arriba de la superficie de líquido también es succionado conjuntamente dentro de la circulación. En la Figura 2 el reactor 20 en posición vertical se llena de acuerdo con nuestra invención con una mezcla de sólidos-solución, esto es, una lechada hasta la altura Z (altura efectiva de la lechada), la cual preferiblemente es de 1.5 - 2 veces el diámetro T del reactor. El contenido de sólidos de la lechada típicamente es elevado, aproximadamente 500 g/1. El reactor tiene un fondo curvado 21 (conocido como fondo poco profundo de recipiente a presión) y una cubierta 22 hermética al gas para lograr un espacio cerrado. El reactor incluye mamparas 23 de flujo esencialmente anchas, de las cuales existen cuando menos seis, pero preferiblemente ocho. El alcance de las mamparas desde la pared hasta el centro es de aproximadamente un quinto del diámetro del reactor (T/5), esto es, la distancia del borde interior 24 de la mampara desde la pared 25 del reactor es de aproximadamente 20% del diámetro del reactor. Naturalmente permanece una abertura vertical entre la mampara y la pared, la cual también es más grande que lo estándar, esto es, aproximadamente 6-8% del diámetro del reactor. La energía requerida para las reacciones entre el líquido, sólidos y gas se logra principalmente con la ayuda del miembro mezclador 26 de acuerdo con la invención. El miembro mezclador consiste en dos mezcladores fijos uno arriba del otro en el mismo eje 27, a saber, un mezclador superior 28 y un mezclador inferior 29. Los mezcladores en este caso son de alguna manera del mismo tipo, esto es, lo que se denomina modelos de propela de paso. El gas de proceso, tal como oxígeno, nitrógeno o algún otro gas "puro," se alimenta dentro de la sección inferior del reactor por debajo del mezclador inferior 29 a través de una tubería 30 de gas. El mezclador inferior 29 hace el trabajo real, esto es, toma aproximadamente 75-85% de la potencia liberada dentro de la lechada. El mezclador forma un campo de flujo en la sección inferior del reactor de forma tal que el flujo de lechada es descargado desde las puntas de las aspas del mezclador de manera oblicua hacia abajo hacia la parte inferior de la pared 31 del reactor de forma que el "punto de impacto" está de hecho en la pared vertical y no en el fondo. Esto significa que el flujo cerca de la pared se divide en dos. La corriente que es desviada de manera oblicua hacia abajo 32 continúa a su vez hacia el centro de la parte inferior del reactor y sigue desde el centro hasta dentro del área de cobertura del mezclador inferior. La corriente desviada hacia abajo desde el punto de impacto de la pared del reactor forma una circulación toroidal en el área de la pared 31 del reactor y del fondo curvado. La poderosa circulación 32 que se genera mejora el contacto entre sólidos, solución y gas. En esta forma se obtiene el poder de impulsión para las reacciones deseadas entre la solución, sólidos y gas. En algunos casos algo de los productos de reacción trata de acumularse sobre la superficie de las partículas sólidas y de esta manera se hacen lentas las reacciones, pero se ha encontrado que la acumulación de estos tipos de productos de reacción es mínima gracias al poderoso mezclador inferior. Uno de tales productos de reacción es el azufre elemental que se forma en la lixiviación sulfurosa, el cual trata de acumularse en las superficies del sulfuro todavía sin disolver, haciendo que se vuelvan pasivas. La segunda parte 33 del flujo formado por el mezclador inferior sube en una curva extremadamente empinada guiada por las mamparas 23 en la vecindad de la pared 25 hacia arriba hacia la superficie. El propósito del mezclador inferior es de esta manera el de formar un campo de flujo en la sección inferior del reactor. Además, el mezclador inferior está configurado de tal manera que éste dispersa el gas alimentado bajo el mezclador y el gas de circulación que procede desde arriba en pequeñas burbujas con el fin de lograr la superficie de contacto lo más grande posible para las reacciones. Además, el mezclador está configurado en una forma tal que éste hace que las partículas sólidas en el espacio de reacción se desplacen y las mantiene en movimiento y además asegura que el contenido de sólidos sea uniforme en la totalidad del espacio de reacción completo. El perfil del mezclador inferior también hace posible una gran diferencia en la velocidad o turbulencia entre las partículas y las otras fases en el fin de promover las reacciones. De manera ventajosa, el gran ángulo de las aspas del mezclador inferior genera vórtices, los cuales facilitan el avance de las reacciones químicas.

La potencia tomada por el mezclador superior es más pequeña, esto es, aproximadamente 15 - 25%. El mezclador superior está configurado de manera que éste forma un campo de flujo en la sección superior del reactor tal que el flujo de lechada que contiene gas y que sube hacia la superficie en las cercanías de la pared hace un giro extremadamente pronunciado antes de la superficie hacia el centro del reactor. Esto significa que las mamparas ayudan a formar fuertes vórtices horizontales 34 en el campo que fluye de manera horizontal, los cuales empujan el gas que se encuentra en el flujo que se eleva con ellos cuando menos tan lejos como el área del mezclador superior 28. La segunda tarea del mezclador superior consiste en lograr tales charcos 35 de poderosa succión principalmente arriba del mezclador, que el gas que se encuentra arriba de la superficie es succionado a través de ellos y mezclado en este mismo flujo horizontal y desplazado adicionalmente hacia el mezclador superior. Desde aquí el mezclador superior 28 presiona la suspensión de gas-lechada en cuestión como un flujo con la sección transversal 36 lo más ancha posible hacia abajo hacia el mezclador inferior 29. El gran tamaño de diámetro de los mezcladores es precisamente la razón por la cual funciona el principio descrito anteriormente, de manera que uno podría aún hablar de la formación de un tubo invisible de corriente descendente en el centro del reactor. La formación de los flujos de cambio descritos anteriormente también ha sido probada en la práctica. La gran área de sección transversal del flujo orientado de forma descendente fuerza el área de sección transversal del flujo de lechada que sube sobre la pared del reactor para que sea pequeña, y de esta manera el flujo que se desplaza hacia arriba tiene una gran velocidad. Típicamente la velocidad del flujo ascendente está en la región de 0.5 a 1.5 m/s, preferiblemente entre 0.8 y 1.2 m/s. Si el tamaño del reactor está en la región de 300 - 500 m , esto significa que el contenido completo del reactor pasa a través del mezclador inferior a intervalos de 15-40 segundos. Con frecuencia se utilizan reactores de mezclado por ejemplo en la lixiviación de mineral o concentrado. En ese caso la etapa de lixiviación normalmente incluye varios reactores y por ejemplo en el aparato incluido en el alcance de esta invención la lechada es transferida desde un reactor a otro como rebosamiento, de manera que no se muestra con detalle en el diagrama.

En el aparato y método de mezclado ahora desarrollados son característicos una extensa área de sección transversal del flujo dirigido en forma descendente y las burbujas de gas que oscilan en él. Los vórtices horizontales 34 en la superficie de la capa de lechada dirigida desde los bordes hacia el centro se llevan consigo una parte importante de las burbujas de gas hacia el mezclador superior 28, el cual presiona las burbujas en una nueva circulación hacia el mezclador inferior. Una pequeña cantidad de gas es capaz sin embargo de descargarse en el espacio de gas del reactor, pero es succionada de regreso dentro de la lechada a través de los vórtices verticales 35 formados por el mezclador superior y la superficie es rota por el rápido flujo de superficie de regreso hacia la zona de succión del mezclador superior. Se ha encontrado en pruebas que la eficiencia del uso de gas está en la región de 90 - 100%, con frecuencia por arriba del 95%. La potencia de impulsión residual para las reacciones químicas proviene del gas que se disuelve a partir de las burbujas que fluyen hacia abajo alrededor de diez veces más que las burbujas que fluyen hacia arriba. El flujo con dirección descendente tiene lugar precisamente en el espacio entre los mezcladores, de manera que es ventajoso que los mezcladores estén a la distancia uno de otro de acuerdo con nuestra invención. De manera correspondiente es característico de nuestro método que el área de sección transversal del flujo con dirección descendente sea mucho más grande que lo convencional. El flujo con dirección descendente se extiende preferiblemente desde el eje 27 del mezclador hacia fuera justo arriba hacia el borde interior de las mamparas. El flujo con dirección descendente representa aproximadamente 30 - 40% de la sección transversal del reactor completo. Por su parte la velocidad de flujo del gran flujo ascendente tiene el efecto de que las desviaciones de flujo tanto en la sección superior como en la sección inferior del reactor son bruscas, por medio de lo cual son reforzados tanto el flujo de sólidos 33 que va hacia arriba como los vórtices horizontales 34 que succionan gas. La velocidad del flujo 36 de lechada descendente que ocurre en el centro puede ser regulada precisamente mediante el dimensionamiento del mezclador superior de tal manera que las burbujas de gas que fluyen con ésta comiencen a oscilar, por medio de lo cual aumentan las reacciones entre el gas y la lechada. El efecto combinado de los mezcladores da lugar a macroflujos, de los cuales uno circula a través de la parte inferior y otro a través de la zona de superficie de regreso hacia el mezclador inferior. Además, se genera un flujo circular toroidal contra el fondo, el cual además aumenta los valores de desempeño químico. La combinación de mezcladores de acuerdo con la invención trabaja de manera ideal, debido a que por su gran dimensión ambos mezcladores entregan considerablemente más energía de mezclado que lo normal tanto para la dispersión del gas como para la producción de una suspensión de sólidos. Al mismo tiempo los mezcladores pierden su potencia muy lentamente conforme la cantidad de gas succionado se incrementa, lo cual es debido precisamente a la dispersión efectiva y el método de mezclado de dispersión de las burbujas. La Figura 3A muestra un mezclador superior 28 de acuerdo con la invención con mayor detalle desde el costado y la Figura 3B lo muestra desde arriba. El mezclador superior tiene cuando menos seis, preferiblemente ocho aspas u hojas 37 rectangulares y similares a placas, las cuales están instaladas en la flecha 27. Las hojas del mezclador superior 28 están inclinadas desde la horizontal a un ángulo de a 25° - 35°, preferiblemente 30a, y la altura del mezclador 38 mismo está en la región de un sexto del diámetro del mezclador Di (hi/Di=l/6). El propósito de las hojas del mezclador es el de causar tal campo de flujo estable cerca de la superficie de la lechada en el reactor que los torbellinos horizontal 34 y vertical 35 se formen desde la superficie y el flujo suba desde la zona del borde del reactor, lo cual succiona gas dentro de ellos. Las hojas 37 del mezclador mezclan el gas en la lechada y la empujan como un flujo uniforme 36 hacia abajo desde el centro del reactor hacia el mezclador inferior 29. La Figura 4A representa un mezclador inferior 29 de acuerdo con la invención, visto desde el costado y la Figura 4B muestra el mezclador visto desde arriba. El mezclador inferior 29 tiene cuando menos seis, preferiblemente ocho aspas 39 de mezclador, rectangulares, similares a placas. Cada aspa está a un cierto ángulo a respecto a la horizontal, el cual en el caso del mezclador inferior está entre 50 y 70°, pero preferiblemente 62°. Las aspas son más anchas que lo normal de manera que vistas desde el costado la altura del mezclador 40 es una cuarta parte del diámetro del mezclador D2 (h2/D2=l/4).

El propósito del mezclador inferior 29 es el de recibir el flujo 36 de gas-lechada empujado hacia abajo por el mezclador superior 28 desde el centro del reactor, para dispersar el gas burbujas más pequeñas e uniformes y además para empujar la suspensión que se forma hacia la sección inferior cilindrica de la pared vertical 31 del reactor. El choque en la pared ocurre cerca del fondo del reactor, pero sin embargo, por arriba de éste. En este punto el flujo se divide en dos partes: la primera sub-corriente 32 que transporta burbujas de gas con ésta, dobla suavemente hacia abajo hacia el centro del fondo del reactor y continúa desde el centro hacia arriba hacia la parte media del mezclador inferior, flujo dentro del cual el gas de reacción es alimentado, y la segunda sub-corriente 33 dobla abruptamente a lo largo de la pared en un pequeño radio, tomando con ella partículas sólidas y burbujas de gas gracias a su fuerza. Ambos mezcladores 28 y 29 son más grandes en diámetro que lo normal, esto es, entre por arriba de 0.4 veces, pero un máximo de 0.5 veces el diámetro del reactor. Ambos mezcladores tienen su propia e importante tarea, de acuerdo con la cual los mezcladores son especificados. La altura 40 del mezclador inferior es de aproximadamente 1.5 veces la altura 38 del mezclador superior. La Figura 5 presenta una sección transversal de una mampara 23 de flujo de acuerdo con la invención, la cual está compuesta por tubos 42 de calentamiento/enfriamiento unidos entre ellos por medio de proyecciones 41 similares a aletas. La invención se describe con mayor detalle con ayuda de los ejemplos anexos.

Ejemplo 1 En un estudio se realizó una comparación del efecto de tres mezcladores de construcción normal con diferentes diámetros (D) en el mecanismo de generación del vórtice vertical. Los mezcladores era por lo tanto mezcladores de tipo "propela de paso" de cuatro aspas, en donde el ángulo de inclinación de las aspas era de 45° y la proporción de la altura h del mezclador al diámetro D del mezclador también era aquella usada en la mayoría de las soluciones convencionales, esto es, h/D = 1/6. En la totalidad de las pruebas la distancia del mezclador desde la superficie de la lechada por diámetro del mezclador era la misma. En las mediciones proporcionadas en la Tabla 1, se determinó la velocidad rotacional Ncr¡t a la cual los vórtices verticales se empezaron a formar. Usando esta velocidad rotacional medida se determinó el número adimensional KcV y se demostró que era constante. La inspección más cercana de la constante muestra que es una función válida: Frcv = Kcv *(D/T)2 en donde: Frcv = número de Froude = N D/g N = velocidad rotacional del mezclador D = diámetro del mezclador T = diámetro del reactor g = aceleración gravitacional Este tipo de serie de pruebas mostró que el comportamiento de los vórtices verticales es altamente dependiente del número de Froude y por lo tanto de acuerdo con las teorías que se presentan en la literatura.

Tabla 1 Velocidad rotacional límite Ncv para la generación de vórtices verticales Prueba D/T Ncrit wcri« Kcv Kcv prom. No. - rps m/s 1 Ncrit2D3/gT2 Ncrit2D3/gT2 1 0.381 4.00 4.79 0.690 - 2 0.483 2.83 4.30 0.706 - 3 0.525 2.42 3.96 0.657 0.684 Ejemplo 2 Al mismo tiempo se estudió el efecto del mezclador en el mecanismo de comportamiento del vórtice horizontal comparando los mismos tres mezcladores con diferentes diámetros. Los mezcladores fueron por lo tanto otra vez mezcladores de tipo "propela de paso" de cuatro aspas, como en el ejemplo previo. En todas las pruebas la distancia del mezclador desde la superficie de la lechada por diámetro de mezclador fue la misma aquí también. En las mediciones proporcionadas en la Tabla 2, se determinó la velocidad rotacional Ncrit a la cual los vórtices horizontales se formaban de manera aceptable. Usando esta velocidad rotacional medida se determinó el número adimensional Kcv, el cual probó ser una constante. La inspección más cercana de la constante muestra que es una función válida: en donde: Recv - número de Reynolds = ND2/v N = velocidad rotacional del mezclador D = diámetro del mezclador v = viscosidad cinemática Esta serie de pruebas cortas en su parte mostró que el comportamiento de los vórtices horizontales no depende del número de Froude, pero en su lugar es "controlado" de hecho por el número de Reynolds. Esto a su vez significa que de acuerdo con las reglas de la reología que factor de influencia es de hecho el campo de flujo correcto, el cual se sabe que permanece siendo el mismo, en tanto que la zona turbulenta sea suficiente, esto es Re> 10,000.

Tabla 2 Velocidad rotacional límite Ncri para la formación de vórtices horizontales Prueba D/T Ncrit Wcnt ch Kch prom. No. - Rps m/s Ncri,D2/v I NcritD2/v 1 0.381 6.00 7.19 872000 - 2 0.483 3.83 5.82 896000 - 3 0.525 3.00 4.95 826000 865000 Ejemplo 3 Se estudió el efecto del tamaño del mezclador superior y del mezclador inferior en el comportamiento tanto del vórtice horizontal como del vórtice vertical. Se encontró que con una relación pequeña D/T de mezclador/diámetro del reactor de por debajo de 0.4 se formó un vórtice profundo en la superficie de la lechada en la base de la flecha, el cual se profundizó conforme la velocidad rotacional aumentó tanto como por debajo del mezclador inferior. En conclusión uno podría decir que si son deseables varios vórtices constantes y efectivos del tipo de acuerdo con esta invención, el tamaño D/T del diámetro del mezclador debe estar por arriba de 0.4.

Ejemplo 4 Se estudio en el ejemplo el efecto del tamaño y número de mamparas en el comportamiento del campo de flujo en un reactor de mezclado cilindrico con un miembro de mezclador de acuerdo con la invención. Se utilizaron ocho mamparas como mamparas de acuerdo con la invención con una anchura de 12.4% del diámetro del reactor y un borde interior extendiéndose hasta una distancia de 18.2% del diámetro del reactor. Se emplearon mamparas estándar como mamparas de referencia, de las cuales existieron cuatro, con una anchura de 8.3% y un intervalo de 10% del diámetro del reactor. Se encontró una muy clara diferencia en la comparación en el comportamiento del flujo. Cuando se utilizaron mamparas de flujo ordinarias, aparecieron fluctuaciones indeterminadas en el flujo de lechada. Sin embargo, cuando se emplearon mamparas de acuerdo con nuestra invención las fluctuaciones indeterminadas en el flujo de lechada se estabilizaron y estuvieron de acuerdo con la descripción del método. En conclusión, se encontró que el miembro mezclador de acuerdo con la invención no es suficiente solo para lograr el campo de flujo deseado y estable sino que una parte característica del aparato de mezclado de acuerdo con la invención consiste en las mamparas descritas en el texto, en relación tanto con su número como con su tamaño.

Ejemplo 5 En este ejemplo, nosotros estudiamos la distribución de la concentración de lechada en un reactor de mezclado cilindrico, el cual era un aparato de mezclado de acuerdo con la invención. Los sólidos utilizados fueron mineral de pirita, la cual se molió hasta una fineza de 95% por debajo de los 1 10 micrómetros. El contenido de sólidos fue de 500 g 1, esto es, una densidad de lechada de 1,400 kg/m3. Se alimentó aire desde debajo del mezclador inferior a 2.4 m3/h/m3. La velocidad rotacional de los mezcladores correspondió a una velocidad periférica de 2.8 m/s. Se tomaron muestras de sólidos desde tres profundidades, por medio de lo cual cada una representó un tercio de la densidad de lechada total. Se obtuvieron los siguientes resultados: Tabla 3 Concentración de lechada en un reactor de acuerdo con la invención Los resultados en la taba muestran que el mezclado ha sido extremadamente capaz de elevar bien estas partículas ligeramente pesadas (densidad de partículas 5000 kg/m3) hacia la capa de la superficie del reactor y además de distribuir las partículas de manera muy uniforme en la totalidad del espacio de reacción completo (1350 kg/m3 ±1.3%).

Claims (21)

1. Reivindicaciones 1. Un aparato mezclador para el mezclado de gas en una lechada formada de un líquido y sólidos, en donde el aparato consiste en un reactor vertical cilindrico y cerrado, provisto con una fondo y una cubierta, con una altura efectiva de lechada de aproximadamente 1.5 - 2 veces el diámetro del reactor, un miembro mezclador ubicado dentro del reactor y que consiste en dos mezcladores unidos uno arriba del otro en el mismo eje, cuando menos seis, preferiblemente ocho mamparas de flujo dirigidas hacia adentro con un alcance desde la pared del reactor que es aproximadamente 1/5 del diámetro del reactor y una tubería de alimentación de gas ubicada en la sección inferior del reactor, caracterizado en que: el reactor está equipado con un miembro mezclador, el cual consiste en un mezclador superior y un mezclador inferior, por medio de lo cual el mezclador superior de aspas radiales está equipado con cuando menos seis, preferiblemente ocho, aspas, las cuales están inclinadas desde la horizontal a un ángulo de 25 - 35°, y el mezclador inferior con aspas radiales está equipado con cuando menos seis, preferiblemente ocho, aspas, las cuales se inclinan desde la horizontal a un ángulo de 60 - 70.
2. 2. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la potencia tomada por el mezclador inferior es cuando menos tres veces, preferiblemente cuando menos cinco veces, aquella tomada por el mezclador superior.
3. 3. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que las aspas del mezclador superior están inclinadas desde la horizontal a un ángulo de 30°.
4. 4. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que las aspas del mezclador inferior están inclinadas desde la horizontal a un ángulo de 62°.
5. 5. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que la altura del mezclador inferior está en la región de ¼ del diámetro del mezclador.
6. 6. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la altura del mezclador inferior está en la región de 1/6 del diámetro del mezclador.
7. 7. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la altura del mezclador inferior está en la región de 1.5 veces la altura del mezclador superior.
8. 8. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que el diámetro de los mezcladores está sobre 0.4, pero un máximo de 0.5 veces el diámetro del reactor.
9. 9. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la distancia que hay entre los mezcladores, uno del otro, está en la región de 50 - 70% de la altura efectiva de lechada del reactor.
10. 10. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la distancia del mezclador inferior desde el fondo del reactor está en la región del diámetro del mezclador.
11. 11. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la anchura de loas mamparas es de 12 - 15% del diámetro del reactor.
12. 12. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la distancia entre las mamparas y la pared del reactor está en la región de 6 - 8% del diámetro del reactor.
13. 13. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la mampara forma un miembro de transferencia de calor.
14. 14. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado en que la mampara consiste en tubos unidos entre ellos por medio de componentes similares a placas.
15. 15. Un aparato mezclador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que el fondo del reactor está curvado.
16. 16. Un método para dispersar gas alimentado en la sección del fondo de un espacio de reacción cerrado en una lechada formada de un líquido y sólidos por medio de mamparas de flujo y un miembro mezclador localizado en el espacio de reacción, por medio de lo cual la altura efectiva de lechada del espacio de reacción está en la región de 1.5 - 2 veces el diámetro del espacio de reacción, el miembro mezclador consistiendo en dos mezcladores ubicados en el mismo eje, por medio de lo cual el gas es alimentado por debajo del mezclador inferior dentro del flujo de lechada, caracterizado en que el flujo de lechada por medio de dicho mezclador es dirigido hacia la parte inferior de la pared del espacio de reacción y es hecho descargar allí en dos corrientes separadas, una de las cuales es hecha virar a través de la pared hacia el centro del fondo del espacio de reacción en la forma de un flujo toroidal y el otro sube en la zona formada por la pared del espacio de reacción y las mamparas arriba hacia la superficie, en donde el flujo es desviado por medio del mezclador superior hacia el centro del espacio de reacción y es hecho formar al mismo tiempo vórtices horizontal y vertical que transportan burbujas de gas; la dirección del flujo de lechada en el centro del espacio de reacción es desviada por medio del mezclador superior para que fluya hacia abajo como un flujo tubular uniforme hacia el mezclador inferior.
17. 17. Un método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado en que el contenido de sólidos de la lechada está en la región de 500 g/1.
18. 18. Un método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado en que la velocidad de flujo de la corriente ascendente en la zona de la pared del espacio de reacción y mamparas es 0.5 - 1.5 m/s, preferiblemente 0.8 - 1.2 m/s.
19. 19. Un método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado en que el área de sección transversal del flujo de lechada dirigido hacia abajo en el centro del espacio de reacción está en la región de 30 - 40% del área de sección transversal del reactor.
20. 20. Un método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado en que las burbujas de gas en el flujo de lechada dirigido hacia abajo en el centro del espacio de reacción son puestas en un movimiento oscilatorio.
21. 21. Un método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado en que la alimentación de lechada dentro del espacio de reacción y su remoción de allí ocurre como un derrame.