DE4110907A1 - Verfahren zum zusammenmischen von 2 fluessigkeiten oder von fluessigem und festem material und zum gleichzeitigen abtrennen einer anderen fluessigkeit oder eines feststoffes aus dieser fluessigkeit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auf­ rechterhalten einer gleichförmigen Mischung in einer Flüssig­ keit über den transversalen Querschnitt des gesamten Reaktor­ raumes hinweg und zum gleichzeitigen Abtrennen einer anderen Flüssigkeit eines Feststoffes oder ggfs. eines Gases aus der Flüssigkeit. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten des Mischvorganges und zum gleichzeitigen Entfernen einer anderen Phase aus der Flüssigkeit unter Rühren.

Zum Mischen werden üblicherweise verschiedene Arten von Flügelrührern verwendet, die für viele Mischzwecke ausreichen. Wenn es jedoch notwendig ist den Mischvorgang über das gesamte Flüssigkeitsvolumen auszudehnen, gibt es nur eine begrenzte Anzahl von Rührern die zu diesem Zweck geeignet sind. Die US-A 46 48 973 beschreibt eine Vorrichtung die zwei ineinander verschachtelte Röhren umfaßt. Die zu mischende Flüssigkeit fließt in der inneren Röhre nach unten und diese Röhre ist mit einem Flügelrührer ausgestattet. Gas wird mittels Lufttrichter (Venturis) in der inneren Röhre zu der Flüssigkeit geleitet und auf diese Weise die Flüssigkeit in Bewegung gehalten. Im unteren Teil der Vorrichtung wird die Fließrichtung der Flüs­ sigkeit umgekehrt und diese beginnt in der äußeren Röhre aufwärts zu fließen, wonach sie zu der inneren Röhre zurück­ zirkuliert. Es hat sich erwiesen, daß in der Praxis diese Vorrichtung eine Mischung bewirkt, die sich durch die Flüs­ sigkeitsoberfläche erstreckt, jedoch ist es für die Reaktionen die in Zusammenhang mit dem Mischen auftreten, notwendig, daß diese Vorrichtung recht hoch konstruiert werden muß, wodurch die Anwendung dieser Vorrichtung ziemlich eingeschränkt wird. Wenn jedoch von einer Flüssigkeit eine weitere, zweite Flüs­ sigkeit oder ein Feststoff abgetrennt werden soll so ist es in der Praxis schwierig den zuvor beschriebenen Apparat zu diesem Zweck zu gebrauchen.

Eine relativ gute Mischung, die sich über die Flüssigkeits­ fläche erstreckt, wird auch mittels verschiedenen Helikal­ propeller (Helikalimpeller) erzeugt. Helikalpropeller oder Helikalrotoren werden oft zum Mischen hochviskoser Flüssig­ keiten verwendet. Am häufigsten wird in solchen Fällen eine Anordnung verwendet, in der der Durchmesser des Propellers mindestens 0,9 mal so lang ist als der Durchmesser des Reak­ tors. Diese Rührerart ist zum Beispiel in der US-A 40 22 438 beschrieben, in der eine Rührvorrichtung dargestellt ist, die aus zwei helikalen bandartigen Flügeln gebildet wird. Die Rotoren bzw. Propeller können auch aus einer einzelnen Röhre oder einem Flügel zusammengesetzt sein. Da der Rotor schon beinahe die ganze transversale Fläche des Reaktors bedeckt, treten in den Reaktoren keine Strömungsstörungen mehr auf. Im allgemeinen beträgt die Weite dieses Flügels 10% des Durch­ messers des helikalen Propellers. Üblicherweise sind die Helikalpropeller so angeordnet, daß sie beim Rotieren das er­ zeugte Fließmuster an den Rändern nach unten und in der Mitte nach oben gerichtet ist.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird flüssiges Material in dem Reaktionsgefäß gemischt und gleichzeitig wird eine andere Flüssigkeit oder ein Feststoff abgetrennt, die durch den Boden des Reaktorraumes entfernt werden. Der Reaktorraum sowie der zum Rühren verwendete Helikalpropeller sind speziell für diesen Zweck konstruiert. Der Reaktorraum ist in 3 getrennte Zonen aufgeteilt, wobei die oberste als eine zylindrische Reaktionszone mit intensiver Rührung ausgebildet ist. Darunter ist eine konische Absetzzone angeordnet, in der die Tröpfchen der zweiten Flüssigkeit oder die Feststoffteilchen koales­ zieren und weiter abzusinken beginnen. Die unterste Zone ist eine Sammelzone, in welche die abgetrennten Tröpfchen absin­ ken.

Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Vorrichtung, die im wesentlichen einen Reaktor umfaßt, der für die Trennung und das Absetzen einer weiteren Flüssigkeit oder Feststoffes konstruiert ist, wobei der Reaktor im oberen Teil zylindrisch und am Boden konisch angeordnet ist und in einer Sammelzone von Strömungsstörern bzw Strömungshindernissen oder Srömungs­ sperren (Baffels) endet, die in dem Reaktor angeordnet sind und dem Helikalenpropeller bzw. dem Helikalrotor. Der Durch­ messer der Sammelzone ist wesentlich kleiner als derjenige des zylindrischen Teiles des Reaktors. Die Form der Sammelzone ist vorzugsweise zylindrisch, sie kann jedoch auch eine andere Form aufweisen. Für die Helix oder den Helikalpropeller ist es wesentlich, daß sein Durchmesser das 0,50-0,75fache des Reaktordurchmessers aufweist. Im unteren Teil des Helikalpro­ pellers ist ein Konus angeordnet, der verhindert, daß das Material, das zu der Sammelzone des Reaktors absinkt, wieder in den gerührten Zirkulationsbereich aufsteigt. Durch den in dem Propeller und den Strömungshindernissen vorgesehenen Schutzkegel wird das Fließmuster in der im Reaktor zu mi­ schenden Flüssigkeit derart ausgebildet, daß sie in der Mitte ab- und an den Reaktorrändern wieder aufsteigt, so daß das erzeugte Fließmuster das Absetzen der Tropfen der zweiten Flüssigkeit oder den festen Teilchen, die von der Flüssigkeit abgetrennt werden, erleichtert. Auf diese Weise wird ein Flüssigkeitsstrom erzeugt, der im Reaktor in dem Bereich aufwärts gerichtet ist, der außerhalb des 0,7fachen des Radius des zylindrischen Bereiches des Reaktors liegt und der im Inneren dieses Bereiches absteigt. Die wesentlichen erfindungsgemäßen neuen Merkmale sind in den Ansprüchen definiert.

In Verfahren, für die die vorliegende Erfindung besonders gut geeignet ist, ist es wichtig, daß die als kleine Tröpfchen in der Lösung vorliegende zweite Flüssigkeit zuerst zur Koales­ zenz in größere Tröpfchen gebracht wird, die dann auf den Bodenteil des Reaktors absinken. Eine weitere wichtige Be­ dingung für die Reaktion ist es, daß die schon gebildeten Tropfen in der Sammelzone gehalten werden und nicht in die gerührte flüssige Zirkulation zurückgebracht werden. Eines dieser Verfahren ist beispielsweise die Verflüssigung von Quecksilber aus einer wässrigen Lösung.

Die Koaleszenz der kleinen Tröpchen hängt ab von der Wahr­ scheinlichkeit mit der sie zusammenstoßen, die wiederum vor Größe ihrer Geschwindigkeitsunterschiede abhängt, wenn das Mischen verstärkt wird. Ein verstärktes Mischen wird mittels der erfindungsgemäßen Spiralstruktur und dem den Reaktor angeordneten Strömungshindernissen erzeugt, wodurch das Mischen über den ganzen Reaktorraum hinweg ausgedehnt wird. Wird die erfindungsgemäße Anordnung beispielsweise mit einem Propeller oder einem Rotor des Standes der Technik verglichen, der die gleichen Dimensionen aufweist, dann zeigt es sich, daß letzterer so groß gemacht werden muß (das 0,9fache des Reaktordurchmessers), daß ein Abgleichen der Apparatur regel­ recht unmöglich wird, insbesondere wenn Reaktorgrößen mit einem Durchmesser in einem Bereich von 8-10 m oder auch darüber verwendet werden.

Das Verbleiben der Tropfen in der Sammelzone, wobei die Tropfen im Reaktionsraum koalesziert haben und aus dem Ab­ setzbereich in die Sammelzone abgesunken sind, ist als we­ sentliches erfindungsgemäßes Merkmal zu betrachten, d. h. der sich nach unten öffnende Schutzkegel, der am unteren Teil des Rührpropellers angeordnet ist. Dieser Schutzkegel verhindert es, daß die im Reaktionsraum erzeugte Wirbelströmung in die Sammelzone eindringt und die Tropfen wieder hochsaugt. Eine solche Saugströmung erzeugt sehr leicht oberhalb der Sammel­ zone einen Bereich, der das Absetzen der Tropfen verhindert und der ebenfalls die schon abgesetzten Tropfen wieder in den Reaktionsraum zurücksaugt. Darüber hinaus leitet die Schutzzone die Strömung in den Bodenteil des Reaktors, wenn sie korrekt konstruiert ist. Der Durchmesser der Sammelzone beträgt zweckmäßigerweise das 0,8-1,2fache des Durchmessers des Bodenteils des Schutzkegels.

Der verwendete Rührpropeller ist zweckmäßigerweise ein Helikalpropeller, der aus zwei runden röhrenförmigen Spiralen gebildet wird, wobei der untere Teil mit einem Schutzkegel versehen ist. Die Steigung oder Ganghöhe der Spirale ist im wesentlichen die übliche Steigung und die Spirale beginnt an den gegenüberliegenden Enden der Achse, wodurch der Rührer im Gleichgewicht gehalten wird. Die Spiralen sind mittels einer Halterung an der Achse angepaßt, die gleichzeitig einen Teil des Mischmechanismus bilden, wodurch ihre Anordnung (Position) und Anzahl ein wesentlicher Faktor bei der Definition der Abmessungen des Rührers darstellt. Unter den Vorteilen von Rührern, die aus einem runden Rohr hergestellt worden sind im Vergleich zu solchen, die aus Flacheisen hergestellt worden sind, sind die folgenden hervorzuheben:

• - ein Helikalpropeller mit einem runden Rohr ist leicht herzustellen, ist fest und stabil.
• - ein rundes Rohr bewirkt eine gleichförmige Scherung in der zu mischenden Flüssigkeit, wodurch der Widerstand im gesam­ ten Raum gleichförmig bleibt, wohingegen bei der Verwendung eines Flacheisens die Scherung vom Angriffswinkel abhängt und da der Widerstand variiert, kann es während des Be­ triebes zu Ungleichgewichten kommen.
• - wenn es notwendig ist, so kann ein Gas oder eine Flüssigkeit durch das Rohr in den an das Rohr eng angrenzenden Bereich eingetragen werden; entweder für die Reaktionen oder zum Beispiel zur Reibungsverminderung (Lubrikation). Dies hat den Vorteil, daß das eingetragene Additiv gleichförmig in alle Bereiche und insbesondere in den Bereich intensiven Rührens eintritt.
• - eine allgemeine Regel für die Bemessungen definiert, daß die Breite des verwendeten Flacheisen beim Mischen 10% des Rührerdurchmessers beträgt. Erfindungsgemäß wurde nun überraschenderweise gefunden, daß bei der Verwendung von röhrenförmigen Spiralen das gleiche Mischergebnis erreicht werden kann, wenn der Durchmesser der röhrenförmigen Spirale etwa 3% des Durchmesser des Rührpropellers beträgt. Dies hat auch eine beträchtliche Auswirkung auf den Energiever­ brauch.

Zusätzlich zur Abtrennung von Quecksilbertropfen sind das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung auch für andere entsprechende Probleme in der industriellen Verfahrenstechnik geeignet, insbesonders in solchen Fällen, in denen eine flüssige Phase unter kontrollierten Bedingungen gemischt werden soll und gleichzeitig daraus eine andere bereits existierende oder zu bildende Phase, die eine andere flüssige oder eine feste Phase oder auch beides sein kann, abgetrennt werden soll. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch eine Verbesserung der Homogenisierungsqualität erreicht werden. Dementsprechend ist es möglich, große Volumen in einer kontrollierten Art und Weise zu mischen und daher kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in Lagertanks verwendet werden. Die Rotationsgeschwindigkeit des strömungsförmigen Rotors bzw. Propellers kann in einem Bereich eingestellt werden, der eine geringe vertikale Zirkulation durch den gesamten Tank erzeugt, wobei jedoch die Sammelzone des Reak­ tors ausgenommen ist, die sich unterhalb des Schutzkegels befindet, der im unteren Teil des Rotors angeordnet ist. Die Mischbedingungen müssen derart ausgewählt sein, daß der Materialfluß, der durch den Vorratstank stattfindet, einer gleichförmigen Behandlung unterzogen wird und als eine Folge davon, die zu einer unterscheidbaren Phase abgetrennten Tropfen und/oder festen Teilchen in der Sammelzone des Tankes gesammelt werden. Diese Behandlung kann auch den Zusatz von Chemikalien umfassen, die die gewünschte Abtrennung beschleu­ nigen. Homogene Mischbedingungen haben eine vorteilhafte Wirkung auf die Ausbildung der abzutrennenden Phase und zwar sowohl hinsichtlich möglicher chemischer Reaktionen als auch mechanischer Kollisionen von Tropfen oder Teilchen.

Der erfindungsgemäße Rotor, der mit dem Schutzkegel ausge­ stattet ist, erzeugt eine Strömung, die in der Mitte nach unten gerichtet ist und die in Bodennähe durch die Wirkung des Schutzkegels zu den Rändern abgelenkt wird. Diese Richtungs­ änderung unterstützt das Abtrennen eines Tropfens oder einer festen Phase, die schwerer ist als die Lösung aus der gerühr­ ten Zirkulation. Auf diese Weise wird das abgetrennte Material nach und nach in der Sammelzone unterhalb des Schutzkegels angehäuft, wo es dann, wenn nötig, entfernt wird.

Die Abtrennung von Wasser aus Rohöl und die Destabilisierung einer anderen entsprechenden Wasser-in-Öl-Emulsion ist ein Beispiel einer möglichen Anwendung der vorliegenden Erfindung. Entsprechend der erfindungsgemäßen Technik wird Öl im Lager­ tank in eine langsame vertikale Zirkulation versetzt. Die Wassertropfen koaleszieren dann zu einer abtrennbaren Größe, entweder durch einfaches Zusammenstoßen der Tropfen oder durch den Zusatz von Destabilisierungschemikalien, die Emulsionen destabilisieren. Das aus dem Öl abgetrennte Wasser kann aus dem Tank mittels einer Leitung abgetrennt werden, die in unmittelbarer Nachbarschaft zum Schutzkegel angeordnet ist.

Metallurgische Verfahren umfassen Fälle, in denen die erfindungsgemäße Technik zum Reinigen von Lösungen verwendet werden kann, die durch einen Vorratstank gepumpt werden. Ein Beispiel dazu sind Metallösungen, die durch eine Säure oder Alkalibehandlung erzeugt werden und die von Verunreinigungen wie Eisen, Aluminium, Chrom, Antimon, Phosphor, Arsen und Silicium durch Anwendung einer verlängerten, pH-regulierten Präzipitation in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gereinigt werden können. Im allgemeinen ist die erreichte Reinigungs­ wirkung um so besser je länger der Behandlungszeitraum ist und je größer die Menge des abgeschiedenen Materials im Tank ist und daher ist die erfindungsgemäße Technik besonders für diesen Zweck geeignet. Große Tanks werden mit den Strömungs­ störern und den Rührern gemäß der Erfindung versehen. Wenn der Mischer auch mit einer Schutzzone versehen ist, erhöht sich die Menge des Feststoffes im unteren Teil des Tanks, wodurch wiederum die Reinigung und Kristallisationswirkung des Ver­ fahrens intensiviert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine feste Struktur auf und ist daher besonders zum Mischen von dicken Schlämmen und thixotropischen Mischungen geeignet. Im besonderen muß her­ vorgehoben werden, daß mit dem erfindungsgemäßen Mischverfah­ ren die Temperatur der gelagerten Schlämme weniger als mit anderen Mischverfahren erhöht wird. Dies ist ein wesentlicher Faktor, z. B. bei isolierten Lagertanks für Pigmentschlämme.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren weiter erläutert, wobei Fig. 1 die Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Vertikalquerschnitt zeigt und Fig. 2 die Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung in teilweisem Querschnitt angibt.

Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt der Reaktor (1) im oberen Teil eine zylindrische Reaktionszone (2), darunter eine konische Absetzzone (3) und eine Sammelzone (4). An den Reaktorrändern sind Strömungshindernisse bzw. Strömungssperren (5) angeordnet. Die Strömungshindernisse weisen eine normale Struktur auf und verhindern eine horizontale Rotationsströmung und die Ausbildung von Wirbeln. Bei Verwendung von Strömungs­ hindernissen ist es selbst in großen Reaktoren möglich, eine adäquate Rührung über den gesamten Transversalraum des Reak­ tors hindurch aufrechtzuerhalten, obwohl der Durchmesser des Rotors bedeutend geringer als bei üblicherweise verwendeten Helikalrotoren ist. Der Helikalrotor (6) wird vorzugsweise aus zumindest 2 röhrenförmigen Spiralen (8) und (9) ausgebildet, die um die Achse (7) herum angebracht sind sowie aus den oberen Befestigungsstäben (10) und (11) und den unteren Befestigungsstäben (12) und (13) dieser Spiralen. Der Durch­ messer des Rotors wird vorzugsweise im konischen Teil des Reaktors geringer und der untere Teil des Rotors wird mit einem nach oben geöffneten Schutzkegel (14) versehen. Die Mischung der zu behandelnden Flüssigkeiten oder die Flüssig­ keit und der Feststoff werden in den oberen Teil des Reaktors in Richtung des Pfeiles (15) eingetragen und die Flüssigkeit, die das größere Volumen aufweist, z. B. das Wasser in der Mischung aus Wasser und Quecksilber, wird in Richtung des Pfeiles (16) üblicherweise im unteren Teil der Reaktionszone ausgetragen. Die aus der Mischung abgetrennte Flüssigkeit, wie z. B. Quecksilber, oder die in der Mischung vorliegenden Feststoffe, werden periodisch aus dem unteren Teil der Sam­ melzone in Richtung des Pfeiles (17) ausgetragen.

Die Spiralen des Rotors rotieren vorzugsweise etwa 2 mal um die Achse und die Richtung der Steigung ist gegensätzlich zur Drehrichtung des Rotors. Die Trägerstäbe der Spirale sind üblicherweise aus dem gleichen Material wie die Spirale selbst hergestellt. Die Trägerstäbe sind zum Betrieb des Rührers wesentlich, da diese ein radiales Mischen bewirken. Wie in der Figur dargestellt, sind die unteren Trägerstäbe horizontal am Ende der Spirale angeordnet. Die Träger die im mittleren Teil des Rotors angeordnet sind (in der Zeichnung nicht darge­ stellt) treffen auf die Achse in einem Winkel von 60°. Die oberen Träger sind bezüglich der Achse absteigend angeordnet, so daß diese einem Winkel von 45° zum oberen Ende der Spirale zur Achse ausbilden. Bei einer solchen Anordnung durchstoßen die oberen Träger nicht die Flüssigkeitsoberfläche und führen daher nicht zu einer Mischung von Luft in der Flüssigkeit.

Die erfindungsgemäße Mischtechnik ist auch für biotechnische Anwendungen geeignet. In diesem Fall kann der Reaktor aus mehreren Mischzonen ausgebildet sein, die übereinander ange­ ordnet sind. Verschiedene Kulturen von Microorganismen können in verschiedenen Mischzonen gehalten werden, in dem die Wachstumsbedingungen an jeden Organismus angepaßt werden. In diesem Fall ist es auch möglich die Ausführungsform von Fig. 2 zu verwenden, worin der Reaktor zusätzlich zu den beschrie­ benen Strömungsstörern oder Strömungshindernissen (5) und dem Helikalpropeller (6) mit einem Profilring (18) versehen ist, der am Randbereich des oberen Reaktorteiles angebracht ist sowie mit einer Strömungsumkehrvorrichtung (19), die im oberen Teil des Rotors um dessen Achse herum angeordnet ist. Mittels dem Profilring (18) und der Strömungsumkehrvorrichtung (19) wird die Strömung an den Rändern derart umgelenkt, daß sie in der Mitte nach unten strömt, wodurch die weitere Ausbildung von Wirbeln (Vortex) verhindert wird. Dies verhindert auch, daß Luft mit der Flüssigkeit vermischt wird. Diese Vorrich­ tungen können auch dafür verwendet werden, um verschiedene Zonen voneinander zu trennen. Biotechnische Reaktoren umfassen auch die Entfernung von Gas, was mittels bekannten Techniken durchgeführt werden kann.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläu­ tert.

Beispiel 1

Quecksilber wurde aus Röstgasen durch Sulfatisierung mit einer starken Schwefelsäurelösung entfernt. Als Zwischenprodukt wurde so ein Quecksilber enthaltender Niederschlag erhalten, aus dem das Quecksilber durch Erhitzen nach einer Kalkneutra­ lisation verdampft werden kann. Das so erhaltene Gas wird durch Abkühlen verflüssigt und so eine Mischung aus Wasser und flüssigem Quecksilber gebildet, daß auch noch feste Verbin­ dungen enthält. Solche Verbindungen sind beispielsweise Quecksilberselinide auf der Oberfläche der Quecksilbertropfen die eine Koaleszenz der Tropfen verhindern, so daß die Ver­ flüssigung des Quecksilbers unvollständig bleibt.

Es wurde versucht durch die Verwendung eines Rührers vom Rushton-Typus in dem Verflüssiger die Koaleszenz der Queck­ silbertropfen zu beschleunigen. Dabei betrug das Volumen 3 m³. Ein Teil des Quecksilbers verblieb jedoch regelmäßig in nichtverflüssigtem Zustand, obwohl versucht wurde, das Queck­ silber durch verschiedene Oxidantien aus den Seleniden her­ auszuholen. Die Rushton-Turbine wurde nun durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ersetzt, wobei der Reaktor eine zylindrische Reaktionszone, einen konischen Bodenteil und eine Sammelzone umfaßte und wobei die Ränder des Reaktors mit Strömungssperrvorrichtungen ausgestattet waren. Als Rührer wurde der zuvor beschriebene Helikalrotor verwendet, dessen unterer Teil mit einem Schutzkegel ausgestattet war. Durch die Wirkung des Schutzkegels verläuft die durch den Rotor erzeugte Strömung in der Mitte des Reaktors nach unten und wird dann zur Seite und dementsprechend zu den Rändern abgelenkt, wodurch die Abtrennung des Quecksilbers erleichtert wird. Das bereits abgetrennte Quecksilber befindet sich im Totbereich oder im toten Winkel und wird durch die Zirkulationsströmung nicht wieder zurückgemischt. Der Durchmesser des Rührers betrug das 0,7fache des Reaktordurchmessers, der 1500 mm groß war. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelang die vollständige Verflüssigung des Quecksilbers, wenn die gleiche chemische Oxidation wie bei dem Mischen mit der Rushton-Turbine verwendet wurde.

Beispiel 2

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde im Labormaßstab mit einer Turbine vom Rushton-Typ verglichen. Die in dem Experi­ ment verwendeten Gefäße hatten einen Durchmesser von 194 mm und eine Höhe von 194 mm. Das Gefäß wurde mit 5,0 l eines aliphatischen Kohlenwasserstoffes (Typ Shellsol D 70) und 0,5 l Wasser, das 1,0 g NA₂SO₄ enthielt, gefüllt.

Der im Gefäß angebrachte Rührer war eine Rushton-Turbine mit geraden Blättern und einem Durchmesser von 80 mm. Die Turbine wurde in der Mitte des Gefäßes angebracht und 10 min lang bei einer Geschwindigkeit von 700 rpm rotieren gelassen. Als Ergebnis davon wurde eine Kohlenwasserstoffphase erhalten, die geringe Wassertröpfchen enthielt, wobei der Wassergehalt 1800 ppm betrug.

Die Rushton-Turbine wurde nun durch den erfindungsgemäßen Helikalpropeller ersetzt, der einen Durchmesser von 137 mm und eine Steigungshöhe von 65,5 mm aufwies. Die Trägerstäbe wurden in einem Winkel von 60°C bezogen auf die Achse angebracht und bezogen aufeinander mit 225° abgestuft. Die Trägerstäbe und die Doppelspirale wurden aus einer Röhre mit dem Durchmesser von 8,0 mm hergestellt. Der Durchmesser des Schutzkegels betrug 67 mm. Der Helikalrotor wurde 90 min lang bei einer Geschwindigkeit von 180 rpm betrieben. Während dieses Rühr­ vorganges wurde die trübe Erscheinung der Kohlenwasserstoff­ phase merklich klarer. Die danach folgende Bestimmung zeigte, daß der Wassergehalt der Kohlenwasserstoffphase nur noch 530 ppm betrug.

Claims (10)

1. Verfahren zum Aufrechterhalten einer kontinuierlichen Mischung in einer Flüssigkeit, die sich durch den gesam­ ten Reaktorraum erstreckt und zum gleichzeitigen Abtren­ nen einer anderen Flüssigkeit oder eines Feststoffes aus der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man den mit der Flüssigkeit gefüllten Reaktorraum in 3 Zonen auf­ teilt, wobei die oberste die Reaktionszone zum Mischen zweier Flüssigkeiten oder einer Flüssigkeit und eines Feststoffes ist, einer Absetzzone zum Koaleszieren und Absetzen der Tröpfchen der anderen Flüssigkeit oder der Teilchen des Feststoffes und einer Sammelzone zum Sammeln der abgesetzten Tropfen und festen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß man die in der Reaktions- und in der Absetzzone verbleibende Flüssigkeit einem homogenen sich durch den gesamten Reaktorraum erstreckenden Mischen, mittels einem Helikalrotor und an den Rändern des Reaktors angebrachten Strömungssperren unterzieht, so daß durch den Rotor und den Strömungssperren in dem Reaktor eine vertikale Zirkulation erzeugt wird und die im Reaktorraum enthaltene Flüssigkeit in der Mitte nach unten und in den Rändern nach oben strömt und wobei der Rückfluß der Flüssigkeit oder des Feststoffes, die sich in der Sammelzone abgesetzt haben, durch die Anwendung eines Schutzkegels verhindert wird, der am Bodenteil des Rotors angeordnet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit zusätzlich zur vertikalen Zirkulation des Mischvorganges auch in radiale Zirkulation versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einem Bereich absteigt, der außerhalb des 0,7fachen des Radius des transversalen Querschnittes des zylindrischen Teiles des Reaktorraumes liegt und innerhalb dieses Bereiches wieder aufsteigt.

4. Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer kontinuierlichen Mischung in einer Flüssigkeit über den gesamten Reaktor­ raum hinweg und zum gleichzeitigen Abtrennen einer anderen Flüssigkeit und eines Feststoffes aus der Flüs­ sigkeit dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Reaktor, im inneren des Reaktors an seinen Rändern angeordnete Strömungshindernisse und einen Helikalrotor umfaßt, der aus mindestens zwei, um eine Achse ange­ ordneten Helikalröhren gebildet wird, wobei der untere Teil des Rotors mit einem Schutzkegel ausgestattet ist, und daß der oberste Teil des Reaktors zylindrisch aus­ gestaltet ist, unter dem zylindrischen Teil sich ein konischer Teil anschließt und im mittleren Bereich des konischen Teils eine Sammelzone angeordnet ist, deren Durchmesser wesentlich geringer ist als der Durchmessers des zylindrischen Teiles des Reaktors.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Helikalrotors das 0,5-0,75fache des Reaktordurchmessers beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkegel sich nach oben verjüngt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Helikalrotor aus zwei röhrenförmigen Spiralen gebil­ det wird, die um eine Achse herum einander gegenüberlie­ gend angeordnet sind, wobei die Spiralen an der Achse durch sich dazwischen befindende Trägerstäbe befestigt sind und wobei der Rührer an seinem unteren Ende mit einem Schutzkegel versehen ist.

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Spiralrührers im konischen Teil des Reaktors geringer wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß der oberste Trägerstab des Rührers zur Achse wieder absteigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Sammelzone das 0,8-1,2fache des Durchmessers des Schutzkegels beträgt.