DK201600144Y4

DK201600144Y4 - Apparatus for fluidizing a slurry

Info

Publication number: DK201600144Y4
Application number: DKBA201600144U
Authority: DK
Inventors: Steen Buhl Larsen
Original assignee: Landia As
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2017-08-25
Also published as: DK201600144U1

Abstract

Fremgangsmåde til fluidisering (eller forflydning eller homogenisering) af en opslemning omfattende en flydende fraktion og en fast fraktion, hvor opslemningen først pumpes gennem en knivopriverpumpe, og kendetegnet ved, at den derefter føres gennem en omvendt tragt med en indløbsåbning med et første tværsnitsareal og en udløbsåbning med et andet tværsnitsareal større end tværsnitsarealet af indløbsåbningen, hvor opslemningen indføres i et rør med et tværsnitsareal større end udløbsarealet, sådan at opslemningen udsættes for et væsentligt undertryk ved afgang fra udløbet.A method of fluidizing (or liquefying or homogenizing) a slurry comprising a liquid fraction and a solid fraction, wherein the slurry is first pumped through a knife tear pump, characterized in that it is then passed through an inverted funnel with an inlet opening having a first cross-sectional area and a outlet opening having a different cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the inlet opening, wherein the slurry is introduced into a tube with a cross-sectional area larger than the outlet area, so that the slurry is subjected to a substantial negative pressure upon exit from the outlet.

Description

Apparat til fluidisering af en opslemning Frembringelsens områdeApparatus for fluidizing a slurry The area of production

Den foreliggende frembringelse angår et apparat til anvendelse i den opfinderiske fremgangsmåde, hvor apparatet ved anvendelse for eksempel som beskrevet i en fremgangsmåde fluidiserer en opslemning (både organiske, semiorganiske og uorganiske opslemninger kan anvendes) i sådan grad, at væsentlige fordele opnås, både med hensyn til det potentielle biogasudbytte af den behandlede organiske opslemning, men også energibesparelser under hele behandlingen og håndteringen af opslemningen.The present invention relates to an apparatus for use in the inventive process, wherein the apparatus, when used, for example, as described in a process, fluidizes a slurry (both organic, semi-organic and inorganic slurries can be used) to such an extent that significant advantages are obtained, for the potential biogas yield of the treated organic slurry, but also energy savings throughout the treatment and handling of the slurry.

Disse fordele opnås med en forholdsvis enkel konstruktion, som på grund af dens opbygning giver pålidelig og billig behandling og alligevel resulterer i væsentlige fordele.These advantages are achieved with a relatively simple construction which, because of its structure, provides reliable and inexpensive treatment and yet results in significant advantages.

Baggrund for frembringelsenBackground to the creation

Det er kendt indenfor området at oprive organiske materialer, der omfatter en i det væsentlige fast fraktion og en flydende fraktion for at tilvejebringe en større overflade for angreb fra mikroorganismer i bioreaktoren. Sådanne eksempler er beskrevet i WO2013152771, W02009150455 og WO2013044926.It is known in the art to enrich organic materials comprising a substantially solid fraction and a liquid fraction to provide a larger surface for attack by microorganisms in the bioreactor. Such examples are described in WO2013152771, WO2009150455 and WO2013044926.

Imidlertid har den kendte teknik ikke indset fordelene, der kan opnås ved yderligere at føre det oprevne organiske materiale gennem en injektorindretning ifølge den foreliggende frembringelse.However, the prior art has not realized the advantages that can be obtained by further passing the torn organic material through an injector device of the present invention.

Også for andre opslemninger kan der opnås betydelige fordele, hvilket den foreliggende frembringelse viser.Significant advantages can also be obtained for other slurries, as demonstrated by the present invention.

Formål med frembringelsenPurpose of production

For at forbedre rentabiliteten af for eksempel biogasproduktion er det ønskeligt at være i stand til at behandle mere organisk materiale hurtigere og opnå et større gasudbytte og tillige en forbedret kvalitet af gassen.In order to improve the profitability of, for example, biogas production, it is desirable to be able to process more organic material more quickly and achieve a higher gas yield as well as an improved quality of the gas.

Beskrivelse af frembringelsenDescription of the production

Den foreliggende frembringelse imødekommer dette behov ved at tilvejebringe et apparat til fluidisering af en opslemning omfattende en flydende fraktion og en fast frak tion, hvor opslemningen først pumpes gennem en knivopriverpumpe og derefter føres gennem en omvendt tragt med en indløbsåbning med et første tværsnitsareal og en udløbsåbning med et andet udløbsareal større end indløbsåbningen, hvor opslemningen indføres i et rør med et tværsnits areal større end udløbsarealet, sådan at opslemningen udsættes for et væsentligt undertryk ved afgang fra udløbet.The present invention addresses this need by providing an apparatus for fluidizing a slurry comprising a liquid fraction and a solid fraction, wherein the slurry is first pumped through a knife tear pump and then passed through an inverted funnel with an inlet opening having a first cross-sectional area and an outlet opening. with a second outlet area larger than the inlet opening, wherein the slurry is introduced into a tube with a cross-sectional area larger than the outlet area, such that the slurry is subjected to a substantial underpressure upon exit from the outlet.

Omfattende afprøvning har indikeret at ved først at føre den organiske opslemning gennem knivopriveren og derved sikre, at især den faste fraktion i opslemningen har en maksimumstørrelse, fremmes en øget reaktion på både den flydende og den faste fraktion, når den passerer gennem den omvendte tragt. Efterhånden som materialet passerer tragten vil trykket inde i materialet mindskes på grund af det øgede areal, dvs. tragtens tragtformede konfiguration, sådan at den organiske opslemnings faste dele vil blive mere eller mindre trukket fra hinanden.Comprehensive testing has indicated that by first passing the organic slurry through the knife tear and thereby ensuring that especially the solid fraction in the slurry has a maximum size, an increased reaction to both the liquid and solid fraction is passed as it passes through the inverted funnel. As the material passes through the hopper, the pressure inside the material decreases due to the increased area, ie. the funnel-shaped configuration of the hopper such that the solid parts of the organic slurry will be more or less pulled apart.

Ofte er den opslemning, som behandles i forbindelse med biogasproduktion, gylle, som foruden de normale flydende og i det væsentlige faste komponenter kan have et yderligere indhold af halm eller andet cellulosebaseret materiale. Andre opslemninger, som kan behandles med den foreliggende frembringelse være semiorganiske opslemninger, f.eks. slam eller affaldsprodukter fra spildevandsbehandlingsanlæg. Sådanne semiorganiske opslemninger vil normalt have et højt proteinindhold, som kan være en ønsket ressource til yderligere behandling, og som vil være let tilgængelig efter behandling i det opfinderiske apparat og fremgangsmåde.Often, the slurry treated in connection with biogas production is slurry which, in addition to the normal liquid and substantially solid components, may have an additional content of straw or other cellulose-based material. Other slurries which can be treated with the present invention are semi-organic slurries, e.g. sludge or waste products from wastewater treatment plants. Such semiorganic slurries will usually have a high protein content which may be a desired resource for further processing and which will be readily available after processing in the inventive apparatus and method.

Ved biogasproduktion er det også kendt at anvende majs, halm eller andre biomasse-holdige materialer som råmateriale. Ved at oprive og føre majs-opslemningen gennem den foreliggende frembringelse og fremgangsmåde er den resulterende opslemning tæt på at være homogen, idet den opfinderiske fremgangsmåde ’’trækker” majsstivelsen itu og blotlægger ligninet. Dette fremmer på sin side en let og øget adgang for bakterierne i biogasreaktoren.In biogas production, it is also known to use maize, straw or other biomass-containing materials as feedstock. By tearing and passing the corn slurry through the present process and process, the resulting slurry is close to being homogeneous, the inventive method "" pulling "the corn starch and exposing the lignin. This in turn promotes easy and increased access for the bacteria in the biogas reactor.

Endvidere vil undertrykket, afhængig af tunneludvidelsens størrelse (diameterøgning i tragtens længde-/strømningsretning, dvs. forskellen mellem arealerne af tragtens indløbs- og udløbsåbninger), også frembringe dampeksplosioner inde i de mindste celler af den faste fraktion og derved fragmentere de faste fraktioner i sådan grad, at en meget fin og fragmenteret organisk opslemning forlader tragten.Furthermore, depending on the size of the tunnel expansion, the underpressure (increase in diameter in the longitudinal / flow direction of the funnel, i.e. the difference between the areas of the inlet and outlet openings of the funnel) will also produce vapor explosions within the smallest cells of the solid fraction, thereby fragmenting the solid fractions in such degree that a very fine and fragmented organic slurry leaves the funnel.

Test har vist, at den organiske opslemnings viskositet øges med ca. 33% ved føring af den gennem knivopriveren og tragten sammenlignet med en opslemning, som ikke er blevet underkastet samme behandling. Faktisk vil en opslemning med ca. 11% tørstof have viskositet på 9,61 cP i den ubehandlede tilstand, hvorimod viskositeten blev målt til 6,6 cP efter at være underkastet en fremgangsmåde ifølge den foreliggende frembringelse.Tests have shown that the viscosity of the organic slurry is increased by approx. 33% by passing it through the knife tear and hopper compared to a slurry which has not been subjected to the same treatment. In fact, a slurry of approx. 11% solids have a viscosity of 9.61 cP in the untreated state, whereas the viscosity was measured to 6.6 cP after being subjected to a process of the present invention.

Det er et betydeligt tal, idet det giver en række fordele. For det første gør den lavere viskositet det lettere at transportere, dvs. pumpe opslemningen gennem et rørsystem sådan at både det opslemningsvolumen, som er muligt at transportere i rørsystemet, kan øges, og at den nødvendige energi til at køre pumperne samtidig også kan mindskes betydeligt.It is a significant number in that it offers a number of benefits. First, the lower viscosity makes it easier to transport, ie. pumping the slurry through a piping system so that both the slurry volume that can be transported in the piping system can be increased and that the energy required to run the pumps at the same time can also be significantly reduced.

En yderligere fordel opdaget under afprøvningen var, at uden at underkaste opslemningen den opfinderiske fremgangsmåde kunne en biogasanlæg håndtere mellem 400 og 450 kg tilført tørt materiale (typisk halm) pr. halve time med et tryk i pumperne på 6-7 bar, hvorimod ved indføring af det samme biomassemateriale til fremgangsmåden ifølge den foreliggende frembringelse kunne tørstoffet øges til 600 kg pr. halve time, og samtidig kunne pumpetrykket sænkes til 4-5 bar. Dette er en klar og tydelig forskel tilvejebragt ved den foreliggende frembringelse. Ved at øge mængden af f.eks. halm i opslemningen øges ligninindholdet i opslemningen. Idet lignin er en sukkerart, vil det stimulere og derved øge bakteriernes aktivitet i bioreaktorkarret og resultere i en hurtigere og øget gasproduktion.A further advantage discovered during the test was that without subjecting the slurry to the inventive method, a biogas plant could handle between 400 and 450 kg of dry material (typically straw) per day. for half an hour at a pressure in the pumps of 6-7 bar, whereas by introducing the same biomass material into the process of the present invention, the dry matter could be increased to 600 kg / h. half hour, and at the same time the pump pressure could be lowered to 4-5 bar. This is a clear and distinct difference made by the present invention. By increasing the amount of e.g. straw in the slurry increases the lignin content of the slurry. Because lignin is a sugar, it will stimulate and thereby increase the bacterial activity in the bioreactor vessel and result in faster and increased gas production.

Endvidere, foruden en bedre viskositet og større tørstofindhold blev opslemningens varmeudvekslingskoefficient øget, hvilket førte til en øget afgivelse af især metan, sådan at udbyttet uden at underkaste opslemningen den opfinderiske fremgangsmåde ville være ca. 58%, men når opslemningen blev underkastet den opfinderiske fremgangsmåden blev udbyttet hævet til ca. 65% eller mere.Furthermore, in addition to a better viscosity and higher solids content, the heat exchange coefficient of the slurry was increased, which led to an increased release of methane in particular, such that the yield without subjecting the slurry to the inventive process would be approx. 58%, but when the slurry was subjected to the inventive method the yield was raised to approx. 65% or more.

Derfor er det klart, at ved at underkaste en organisk opslemning den opfinderiske fremgangsmåde opnås væsentlige og betydelige fordele, hvilket direkte fører til højere og bedre udbytte med mindre energiforbrug. I en yderligere fordelagtig udførelsesform af frembringelsen rager den omvendte tragt ind i røret. På denne måde kan knivopriveren og tragten tilvejebringes inde i et rør, sådan at en selvstændig indretning kan skabes, og som kan indsættes i behandlingen af organiske opslemninger på ethvert sted i procesudstyret. I en endnu yderligere, fordelagtig udførelsesform kan tilvejebringes en gasforsyning nær tragtens udløb, sådan at en gas iblandes opslemningen, når den forlader tragten. Ved indføring af en gas i den organiske opslemning, når den forlader tragten, vil et større volumen blive indført fra indretningens afgang. Det er af betydning, idet f.eks. i udførelsesformer, hvor fremgangsmåden anvendes på bioreaktortanke, vil der frembringes en øget omrøring på grund af det større volumen af materiale, der tvinges ind i bioreaktoren. Samtidig, når den behandlede organiske opslemning forlader tragten, vil der forekomme et yderligere nedgang i tryk, hvilket vil skabe en situation, hvor gassen grundigt blandes inde i den organiske opslemning, så der derved skabes en i det væsentlige homogen masse med et højt reaktionspotentiale. I en yderligere fordelagtig udførelsesform for frembringelsen er knivopriverpumpen dimensioneret sådan, at den vil være i stand til at suge opslemningen ind i pumpen og efter oplivning af opslemningen føre opslemningen gennem tragten. På denne måde, dvs. ved dimensionering af pumpen sådan at den både vil være i stand til at indsuge opslemningen og føre opslemningen til tragten, er det ikke nødvendigt at tilvejebringe nogen ekstra pumpeeffekt, da knivopriverpumpen vil fremme den nødvendige pumpevirkning.Therefore, it is clear that by subjecting an organic slurry to the inventive process, significant and significant benefits are obtained, which directly leads to higher and better yields with less energy consumption. In a further advantageous embodiment of the production, the inverted funnel projects into the tube. In this way, the knife riser and hopper can be provided inside a tube so that an independent device can be created and which can be inserted into the processing of organic slurries at any point in the process equipment. In a still further advantageous embodiment, a gas supply can be provided near the outlet of the hopper such that a gas is mixed into the slurry as it exits the hopper. Upon introduction of a gas into the organic slurry as it exits the hopper, a larger volume will be introduced from the outlet of the device. This is important, for example. In embodiments where the process is applied to bioreactor tanks, increased agitation will be produced due to the larger volume of material forced into the bioreactor. At the same time, when the treated organic slurry leaves the hopper, a further drop in pressure will occur, which will create a situation where the gas is thoroughly mixed within the organic slurry, thereby creating a substantially homogeneous mass with a high reaction potential. In a further advantageous embodiment of the production, the knife riser pump is dimensioned to be capable of sucking the slurry into the pump and, after swallowing the slurry, passing the slurry through the hopper. In this way, i.e. by sizing the pump so that it will both be able to suck the slurry and feed the slurry to the hopper, it is not necessary to provide any additional pumping power as the knife ripper pump will promote the required pumping action.

Som angivet i en yderligere fordelagtig udførelsesform er apparatet særlig egnet til håndtering af opslemning, hvor opslemningen er gylle, biomasse, slam, spildevand eller ler. Med disse typer råmaterialer opnås alle fordelene ved anvendelse af den opfinderiske fremgangsmåde.As indicated in a further advantageous embodiment, the apparatus is particularly suitable for handling slurry where the slurry is slurry, biomass, sludge, sewage or clay. With these types of raw materials, all the advantages of using the inventive method are achieved.

Apparatet, som er egnet til at udføre processen/fremgangsmåden som beskrevet herover, omfatter a. et indløb til b. en pumpe; c. en eller flere opriverknive arrangeret i eller før pumpen, hvilken pumpe har et udløb; d. en tragt med en indløbsåbning, der vender mod pumpens udløb, og en udløbsåbning, der vender væk fra pumpen, hvor indløbsåbningen er mindre end udløbsåbningen; e. et injektorrør, der mindst omgiver tragtens udløb. I denne forbindelse er det særlig interessant at bemærke de udførelser af frembringelsen, hvor apparatet er konstrueret som en fritstående indretning, der kan indsættes i en biomassereaktor. Apparatet kan også med fordel anvendes i andre tanke, såsom f.eks. forlagertanke, blandetanke, (for-)opvarmningstanke etc. Med hensyn til anvendelse af apparatet i forlagertanke vil den uro, som skabes inde i tanke af apparatet, minimere udfældning inde i tanken og derfor holde mere biologisk materiale i en opslemmet tilstand, hvilket er nemmere at pumpe videre til yderligere behandling. For blandetanke er det indlysende, at den forbedrede konsistens (mindre viskositet og mere homogenitet) vil gøre blandetrinet bedre, hurtigere og billigere, og føre til større udbytte etc. De organiske opslemninger vil typisk blive opvarmet før indføring i bioreaktoren (eller i bioreaktoren). Når apparatet ifølge frembringelsen indføres i opvarmningstanke, vil den lave viskositet og de forholdsvis små partikelstørrelser skabt ved passage af opslemningen gennem apparatet øge opslemningens varmeudvekslingsevne, hvilket fører til hurtigere og mere homogen opvarmning af materialet.The apparatus suitable for carrying out the process / method as described above comprises a. An inlet for b. A pump; c. one or more upriver knives arranged in or before the pump, said pump having an outlet; d. a hopper having an inlet opening facing the pump outlet and an outlet opening facing away from the pump, the inlet opening being smaller than the outlet opening; e. an injector tube at least surrounding the outlet of the hopper. In this connection, it is of particular interest to note the embodiments of the generation where the apparatus is constructed as a free-standing device which can be inserted into a biomass reactor. The apparatus may also advantageously be used in other tanks, such as e.g. storage tanks, mixing tanks, (pre-) heating tanks etc. With regard to the use of the apparatus in storage tanks, the turmoil created within tanks of the apparatus will minimize precipitation within the tank and therefore keep more biological material in a suspended state, which is easier to pump on for further processing. For mixing tanks, it is obvious that the improved consistency (less viscosity and more homogeneity) will make the mixing step better, faster and cheaper, and lead to greater yield etc. The organic slurries will typically be heated before introduction into the bioreactor (or bioreactor). When the apparatus according to the invention is introduced into heating tanks, the low viscosity and the relatively small particle sizes created by passage of the slurry through the apparatus increase the heat exchange capacity of the slurry, which leads to faster and more homogeneous heating of the material.

Dette er særlig interessant, da det for at kunne behandle biomassematerialeme ved den opfinderiske fremgangsmåde ifølge den foreliggende frembringelse ikke er nødvendigt at ombygge hele proceskarret, men ved ganske enkelt indsætte det fritstående apparat i biomassen kan de herover omhandlede fordele tilvejebringes.This is of particular interest since, in order to process the biomass materials by the inventive method of the present invention, it is not necessary to reconfigure the entire process vessel, but simply inserting the free-standing apparatus into the biomass can provide the above advantages.

Det blev også fundet, at ved at ændre tragtens karakteristika, dvs. forholdet mellem indløbs- og udløbsåbningeme og indsnævringens størrelse svarende til tragtens læng de, var det muligt at påvirke egenskaberne af den organiske opslemning, som var blevet behandlet ved fremgangsmåden og apparatet.It was also found that by changing the characteristics of the funnel, viz. the relationship between the inlet and outlet openings and the size of the constriction corresponding to the length of the hopper, it was possible to influence the properties of the organic slurry which had been treated by the method and the apparatus.

De valgte parametre afhang af den organiske væskes bestanddele, sådan at for eksempel for organisk materiale med forholdsvis stor fast fraktion var indsnævringen valgt forholdsvis stejl, dvs. forskellen mellem indløbsåbning og udløbsåbning for tragten ville være væsentlig større end for opslemning indeholdende en mindre mængde fast materiale. Også længden af tragten er vigtig for den resulterende behandling, og som sådan for især organisk materiale med et højt indhold af fast fraktion ville den længere tragt være fordelagtig, idet den vil give en længere og mere konsistent behandlingsperiode ved et lavere tryk, så der derved gives mere tid til at processen/fremgangsmåden opriver det biologiske materiales faste fraktion. I andre tilfælde kan det være fordelagtigt at montere indretningen direkte i bioreaktorens væg, sådan at det er muligt at vedligeholde indretningen udefra og i tilfælde, hvor gas indføres efter tragten, idet gassen kan indføres fra en udvendig kilde eller fra en anden bioreaktor for at frembringe en grundig blanding.The parameters chosen depended on the constituents of the organic liquid, such that, for example, for organic material with relatively large solid fraction, the narrowing was chosen relatively steep, ie. the difference between inlet opening and outlet opening for the hopper would be substantially greater than for slurry containing a smaller amount of solid material. Also, the length of the funnel is important for the resulting treatment, and as such especially for organic matter with a high solid fraction content, the longer funnel would be advantageous as it will provide a longer and more consistent treatment period at a lower pressure, thereby more time is given for the process / process to degrade the solid fraction of the biological material. In other cases, it may be advantageous to mount the device directly into the wall of the bioreactor so that it is possible to maintain the device from the outside and in cases where gas is introduced after the funnel, since the gas can be introduced from an outside source or from another bioreactor to produce a thorough mix.

Yderligere fordelagtige udførelsesformer er beskrevet i de yderligere afhængige krav.Further advantageous embodiments are described in the further dependent claims.

Apparatet ifølge den foreliggende frembringelse finder især anvendelse i forbindelse med biogasfremstillingsanlæg, især fordi den foruden at reducere viskositeten, så der tilvejebringes bedre pumpeevne, bedre varmeudveksling, øget bioaktivitet og derved også øget og hurtigere gasproduktion, også tilvejebringer blanding af indholdet af bioreaktorkarrenes indhold. Blandeevnen er også vigtig for spildevandsbehandlingsan-læg, hvor den foreliggende frembringelses blandeaspekt øger homogeniseringen af slammet/spildevandet.The apparatus of the present invention is particularly applicable to biogas production plants, in particular because, in addition to reducing the viscosity to provide better pumping capacity, better heat exchange, increased bioactivity and thereby also increased and faster gas production, it also provides mixing of the contents of the bioreactor vessels. The mixing ability is also important for wastewater treatment plants, where the mixing aspect of the present generation increases the homogenization of the sludge / wastewater.

Gyllen (biomassen), som i mange tilfælde anvendes som råmateriale til biogasproduktion, kan derfor også før indføring i bioreaktorkarrene behandles ifølge frembringelsen. Derved opnås, at materialehåndteringen er mere effektiv, især på grund af den reducerede viskositet, hvilket letter håndtering og pumpning af gyllen, og samtidig gør materialet klar til biologisk behandling i biogasbehandlingsreaktoren, hvorved udbyttet igen øges. I visse landbragsmæssige/industrielle og bioreaktor opsætninger er det nødvendigt at pumpe opslemninger af de herover nævnte typer (især biomasse og især gødning) over lange afstande. Ved at behandle råmaterialet, dvs. opslemningen, i henhold til den foreliggende frembringelses metode bliver det muligt at transportere gyllen over længere afstande med mindre energi.The slurry (biomass), which in many cases is used as raw material for biogas production, can therefore also be treated according to the production before introduction into the bioreactor vessels. This ensures that the material handling is more efficient, especially because of the reduced viscosity, which facilitates the handling and pumping of the slurry, while at the same time preparing the material for biological treatment in the biogas treatment reactor, thereby increasing the yield again. In some agricultural / industrial and bioreactor setups, it is necessary to pump slurries of the above mentioned types (especially biomass and especially fertilizers) over long distances. By processing the raw material, ie. the slurry, according to the method of the present invention, makes it possible to transport the slurry over longer distances with less energy.

Apparatet kan med fordel anvendes i en fremgangsmåde til fluidisering (eller forflydning eller homogenisering) af en opslemning omfattende en flydende fraktion og en fast fraktion, hvor opslemningen først pumpes gennem en knivopriverpumpe (1), og for det andet føres gennem en omvendt tragt (70) med en indløbsåbning (73) med et første tværsnitsareal (d2) og et andet tværsnitsareal (di) større end indløb s åbningen (73), hvor opslemningen indføres i et rør (30) med et tværsnitsareal (ds) større end udløbsarealet (di), sådan at opslemningen udsættes for et væsentligt undertryk ved afgang fra udløbet (74).Advantageously, the apparatus can be used in a method for fluidizing (or flowing or homogenizing) a slurry comprising a liquid fraction and a solid fraction, wherein the slurry is first pumped through a knife ripper pump (1) and secondly passed through an inverted funnel (70 ) having an inlet opening (73) having a first cross-sectional area (d2) and a second cross-sectional area (di) larger than the inlet s opening (73), wherein the slurry is inserted into a pipe (30) having a cross-sectional area (ds) greater than the outlet area (di ), so that the slurry is subjected to a substantial suppression upon departure from the outlet (74).

Ved yderligere at blande gas i opslemningen efter at opslemningen er indført i tragten (70) ved hjælp af en gastilførsel (44) tilvejebragt nær tragtens udløb (74), kan der opnås forbedret ydelse.By further mixing gas into the slurry after the slurry is introduced into the hopper (70) by means of a gas supply (44) provided near the outlet (74) of the hopper, improved performance can be achieved.

Knivopriverpumpen (1) er dimensioneret sådan, at den vil være i stand til at suge opslemningen ind i pumpen og efter oprivning af opslemningen føre opslemningen gennem tragten (70).The knife tear pump (1) is sized so that it will be able to suck the slurry into the pump and, after tearing the slurry, pass the slurry through the hopper (70).

Et foretrukket materiale, der kan håndteres af apparatet, er en opslemning af gødning, biomasse, slam, spildevand og/eller ler.A preferred material which can be handled by the apparatus is a slurry of fertilizer, biomass, sludge, sewage and / or clay.

Beskrivelse af tegningenDescription of the drawing

Opfindelsen vil nu blive beskrevet under henvisning til den medfølgende tegning, hvori fig. la, lb viser en udførelsesform af frembringelsen, fig.2 viser et kar 50 indeholdende en opslemning og udstyret med en in jektor ifølge den foreliggende frembringelse, fig. 3 viser skematisk en installation af et apparat ifølge den foreliggende frembringelse. fig. 4 viser et tværsnit gennem den del af injektoren, hvor tragten 70 er arrangeret.The invention will now be described with reference to the accompanying drawing, in which 1a, 1b show an embodiment of the invention; FIG. 2 shows a slurry 50 containing a slurry and equipped with an injector according to the present invention; 3 schematically shows an installation of an apparatus according to the present invention. FIG. 4 shows a cross section through the portion of the injector where the hopper 70 is arranged.

Detaljeret beskrivelse af frembringelsen I fig. la og lb er vist en udførelsesform af frembringelsen, hvor apparatet, som herefter vil blive henvist til som injektoren, er konstrueret sådan, at den kan nedsænkes i en væskeformig biomasse. I denne udførelsesform omfatter injektoren en motor 10, som ved hjælp af en drivaksel 12 er tilsluttet en injektor 20 ifølge den foreliggende frembringelse.Detailed Description of the Invention In FIG. 1a and 1b are shown an embodiment of the production, in which the apparatus, which will hereafter be referred to as the injector, is constructed so that it can be immersed in a liquid biomass. In this embodiment, the injector comprises an engine 10 which is connected to an injector 20 according to the present invention by means of a drive shaft 12.

Injektoren 20 omfatter et indløb 22.1 indløbet er arrangeret et sæt opriverknive 24, og i denne udførelsesform er yderligere tilvejebragt en spiralformet struktur 26 på en nedre sektion af drivakslen 12, sådan at mere fast materiale kan presses nedad og ind i injektorens 20 indløb 22. Opriverknivene 24 vil opdele opslemningens faste dele, som kommer ind i injektoren, før en pumpe 28 øger trykket i væsken, som er indført gennem indløbet 22. En tragt (ikke vist i fig. la og lb) er indsat efter pumpen 28 og før injektionsrøret 30. Tragten er forklaret med henvisning til fig. 4, se herunder. Når opslemningen først har passeret tragten indføres den typisk i injektorrøret 30, som på sin side indfører den væskeformige opslemning i materialet inde i den tank, i hvilken indretningen 1 er monteret.The injector 20 comprises an inlet 22.1 the inlet is arranged a set of pulley knives 24, and in this embodiment a helical structure 26 is further provided on a lower section of the drive shaft 12, so that more solid material can be pressed downwards and into the inlet 22 of the injector 20. 24 will divide the slurry solid parts which enter the injector before a pump 28 increases the pressure in the fluid introduced through the inlet 22. A funnel (not shown in Figures 1a and 1b) is inserted after the pump 28 and before the injection tube 30 The hopper is explained with reference to FIG. 4, see below. Typically, once the slurry has passed the hopper, it is introduced into the injector tube 30, which in turn introduces the liquid slurry into the material inside the tank in which the device 1 is mounted.

Udførelsesformen vist i fig. la og lb er forsynet med en monteringsplatform 40, der har egnede bærejem 42, sådan at monteringsplatformen 40 let kan monteres ovenpå en øverste sektion af et kar indeholdende opslemning.The embodiment shown in FIG. 1a and 1b are provided with a mounting platform 40 having suitable support arms 42 such that the mounting platform 40 can be easily mounted on top of a top section of a slurry-containing vessel.

Der findes også en gasindløbsrør 44, sådan at f.eks. biogas kan suges ind i opslem-ningsstrømmen, når den forlader tragtens udløb. Andre gastyper som CO2, H2, luft og andre kan også indføres, afhængig af den pågældende opslemning, der behandles, og formålet med behandlingen. På grund af trykforskellen, dvs. efter at opslemningen har passeret tragten og er ført ind i injektorrøret 30, vil der forekomme et trykfald, som vil tillade en gas indført gennem røret 44 at blandes fuldstændigt med opslemningen, sådan at den indsprøjtede blanding af behandlet opslemning og gas vil have et forholds vist stort volumen og en høj hastighed, sådan at virkningen på den tilbageværende opslemning i tanken kan være ganske betydelig. I denne særlige udførelsesform er det muligt at vælge mellem cirkulering i tanken og udpumpning af opslemning fra tanken. Ved manipulering af ventilen 48 er det muligt at vælge, at den opskåme/oprevne væske enten føres til injektorrøret 30 eller føres ind i røret 47, som vil pumpe væske ud af tanken. I fig. 2 er vist et kar 50 indeholdende en opslemning, og som er udstyret med en injektor ifølge den foreliggende frembringelse. Pumpemotoren 10 er arrangeret under tanken, hvor også opriverpumpen er installeret. En gasforsyning 44 er tillsluttet på samme måde som beskrevet herover med henvisning til fig. la og lb. I denne udførelsesform er injektorrøret (ikke synligt) arrangeret i væggen 51 på karret 50 og kan orienteres i forhold til væggen 51, sådan at den resulterende indsprøjtning af den behandlede opslemning indsprøjtes f.eks. langs karrets 50 væg 51 for at skabe en rotation og derved en opblanding inde i karret 50. Foruden behandling af opslemningen som beskrevet herover opnås derfor også en yderligere rotation og derved blanding af opslemningen inde i karret under samme proces.There is also a gas inlet pipe 44, such that e.g. biogas can be sucked into the slurry stream as it leaves the funnel outlet. Other gas types such as CO2, H2, air and others can also be introduced, depending on the slurry being treated and the purpose of the treatment. Because of the pressure difference, ie. after the slurry has passed through the hopper and inserted into the injector tube 30, a pressure drop will occur which will allow a gas introduced through the tube 44 to be completely mixed with the slurry so that the injected mixture of treated slurry and gas will have a ratio high volume and high speed, so that the effect on the remaining slurry in the tank can be quite significant. In this particular embodiment, it is possible to choose between circulating in the tank and pumping out slurry from the tank. When manipulating the valve 48, it is possible to choose that the scooped / torn liquid is either fed to the injector tube 30 or fed into the tube 47 which will pump fluid out of the tank. In FIG. 2 is shown a vessel 50 containing a slurry and equipped with an injector according to the present invention. The pump motor 10 is arranged under the tank where the upriver pump is also installed. A gas supply 44 is connected in the same manner as described above with reference to FIG. la and lb. In this embodiment, the injector tube (not visible) is arranged in the wall 51 of the vessel 50 and can be oriented relative to the wall 51 such that the resulting injection of the treated slurry is injected e.g. along the wall 51 of the vessel 50 to create a rotation and thereby a mixture within the vessel 50. In addition to treating the slurry as described above, further rotation and thereby mixing of the slurry within the vessel during the same process is also achieved.

Som det var tilfældet ved den herover beskrevne udførelsesform, er tanken/karret 50 også forsynet med en mulighed for at pumpe væske direkte ind i tanken (eller et andet kar, men vist som pumpning ind i det samme kar) ved at føre væsken/opslemningen ind i røret 45.As was the case in the embodiment described above, the tank / vessel 50 is also provided with an option to pump liquid directly into the tank (or another vessel, but shown as pumping into the same vessel) by passing the liquid / slurry into the tube 45.

Idet der nu ses på fig. 3 vises skematisk en installation af et apparat ifølge den foreliggende frembringelse inde i et kar 50 indeholdende opslemning. Injektoren 1 er fastgjort til en søjle 60 med en bærekonstruktion 61. Søjlen 60 er fastgjort til væggen 51 og karrets 50 bund 52, sådan at injektoren vil forblive på plads, når den aktiveres. Indløbet 22 er i denne udførelsesform orienteret sådan, at opriverknivene 24 roteres om en vandret akse, men andre orienteringer kan også tænkes som for eksempel vist i fig. la, hvor rotationsaksen er lodret. Injektorrøret 30 er arrangeret til at udkaste behandlet opslemning langs karrets 50 væg 51 for at skabe rotation som det var tilfældet med arrangementet som vist i fig. 2. Bærejemet 61, som monterer injektoren 1 på søjlen 60, er i denne udførelsesform udformet til at tillade injektoren 1 at glide lodret langs søjlen 60, sådan at det er muligt, f.eks. til vedligeholdelsesformål, at hæve pumpen ud af væsken, dvs. væskens overflade er vist med en kortstregslinie 62. Ved yderligere at arrangere søjlen tilstødende en åbning 63 i en øvre del af karret 50 er det muligt enten at installere injektoren med søjlen 60 i allerede eksisterende tanke eller at trække injektoren tilbage for vedligeholdelse gennem åbningen 63.Referring now to FIG. 3 schematically shows an installation of an apparatus according to the present invention inside a slurry 50 containing slurry. The injector 1 is attached to a column 60 with a support structure 61. The column 60 is attached to the wall 51 and the bottom 52 of the vessel 50 so that the injector will remain in place when activated. Inlet 22 in this embodiment is oriented such that the upright blades 24 are rotated about a horizontal axis, but other orientations can also be conceived as, for example, shown in FIG. 1a, where the axis of rotation is vertical. Injector tube 30 is arranged to eject treated slurry along wall 51 of vessel 50 to create rotation as was the case with the arrangement shown in FIG. 2. In this embodiment, the support arm 61 which mountes the injector 1 on the column 60 is designed to allow the injector 1 to slide vertically along the column 60, so that it is possible, e.g. for maintenance purposes, to raise the pump out of the fluid, ie. the surface of the liquid is shown by a dashed line 62. By further arranging the column adjacent to an opening 63 in an upper portion of the vessel 50, it is possible to either install the injector with the column 60 in preexisting tanks or withdraw the injector for maintenance through the opening 63.

Idet der nu ses på fig. 4 vises et tværsnit gennem den del af injektoren, hvor tragten 70 er arrangeret. Tragten 70 er i denne udførelsesform en maskinbearbejdet, udskiftelig tragt, som har indgrebsflanger 71, sådan at den kan arrangeres i en åbning tilvejebragt i injektoren ved at monteres med optagelsesflanger 72. På denne måde opnås en meget let og sikker såvel som stabil montering af tragten i indretningen. Tragten har en længde 1 begrænset i begge ender af en indløbsåbning 73 og en udløbsåbning 74. Tværsnits arealet af udløbsåbningen 74 betegnet di er større end indløbsåbningen 73 svarende til indløbsarealet d2.Referring now to FIG. 4 shows a cross section through the part of the injector where the hopper 70 is arranged. In this embodiment, the hopper 70 is a machined, interchangeable hopper having engagement flanges 71 such that it can be arranged in an opening provided in the injector by mounting with receiving flanges 72. In this way, a very light and secure as well as stable mounting of the hopper is achieved. in the device. The hopper has a length 1 limited at both ends of an inlet opening 73 and an outlet opening 74. The cross-sectional area of the outlet opening 74 denoted di is larger than the inlet opening 73 corresponding to the inlet area d2.

Forholdet mellem di og d2 såvel som den relative længde mellem di og d2 er vigtig for at opnå den ønskede fluidisering af opslemningen, der passerer gennem tragten 70.The ratio of d1 to d2 as well as the relative length between d1 and d2 is important to achieve the desired fluidization of the slurry passing through the funnel 70.

Endvidere er tragten 70 i denne udførelsesform arrangeret sådan, at udløbsåbningen 74 er inde i injektorrøret 30. Når opslemningen under tryk føres gennem tragten 70 mod højre i fig. 4, vil der forekomme et undertryk tilstødende og udenfor udløbsåbningen 74. Dette pludselige fald i tryk vil få materialet i opslemningen til at udvides hurtigt, så de mere faste partikler i opslemningen derved nedbrydes, så der skabes en mere flydende opslemning til yderbgere behandling. Det er også i denne position, at injektorrøret kan forsynes med et gasindløb som vist i fig. la og lb, hvor gasindløbet 44 er angivet som fæstnet gennem injektorrøret 30 i nærheden af tragtens udløb 74. I udførelsesformer af frembringelsen, hvor det er muligt at tage injektoren 1 op fra karret med opslemning kan tragten 70 udskiftes f.eks. på grund af slid eller hvor forholdet mellem di og d2 og eventuelt længden 1 kan variere i afhængighed af deres bestanddele og viskositeten af den opslemning, som skal behandles med indretningen ifølge den foreliggende frembringelse. Udskiftning af tragten kan meget let finde sted ganske enkelt ved at afmontere en del af injektoren og erstatte et tragtelement 70 med et andet mere egnet tragtelement.Further, in this embodiment, the hopper 70 is arranged such that the outlet opening 74 is inside the injector tube 30. When the slurry is pressurized through the hopper 70 to the right in FIG. 4, a negative pressure will occur adjacent and outside the outlet opening 74. This sudden drop in pressure will cause the material of the slurry to expand rapidly, thereby degrading the more solid particles in the slurry, creating a more liquid slurry for further treatment. It is also in this position that the injector tube can be provided with a gas inlet as shown in FIG. 1a and 1b, where the gas inlet 44 is indicated as attached through the injector tube 30 near the outlet 74 of the hopper. In embodiments of the production where it is possible to take the injector 1 from the slurry tank, the hopper 70 can be replaced e.g. due to wear or where the ratio of d1 to d2 and optionally the length 1 may vary depending on their constituents and the viscosity of the slurry to be treated with the device of the present invention. Replacement of the hopper can very easily take place simply by removing a portion of the injector and replacing a hopper member 70 with another more suitable hopper member.

Test har vist, at forholdet mellem di og d2 er vigtigt, idet jo større forskel, jo mere komprimeret vil en opslemning blive, som passerer gennem tragten, og dermed jo større påvirkning fra undertrykket, når det frigøres i det forholdsvis større rum angivet med d3, som betegner den indre diameter af injektorrøret 30.Tests have shown that the ratio of di to d2 is important, the greater the difference, the more compressed a slurry will pass through the hopper, and thus the greater the influence of the vacuum when released in the relatively larger space indicated by d3 which denotes the inner diameter of the injector tube 30.

Det øgede undertryk, der opstår efter tragtens 70 udløb 74, vil forårsage indre ekspansion i det opslemmede materiale og også større dampeksplosioner, så de mere faste partikler i opslemningsmaterialet derved nedbrydesThe increased underpressure that occurs after the outlet 74 of the hopper 70 will cause internal expansion in the slurry material and also greater vapor explosions, thereby degrading the more solid particles in the slurry material.

Claims

An apparatus for fluidizing (or flowing or homogenizing) a slurry comprising a liquid fraction and a solid fraction, the apparatus comprising: a. An inlet (22) to b. A pump (28); c. one or more pulley knives (24) arranged in or before the pump (28), said pump (28) having an outlet; d. a funnel (70) having an inlet opening (73) facing the outlet of the pump (28) and an outlet opening (74) facing away from the pump (28) wherein the cross-sectional area / diameter of the inlet opening (73) is smaller than the cross-sectional area / diameter of the outlet opening (74); e. an injector tube (30) at least surrounding the outlet (74) of the hopper (70).

Apparatus according to claim 1, wherein the driving means (10) of the pump (28) and the one or more lifting knives (24) are arranged at a distance from the pump (28) and the blades (24).

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein at least the inlet (30), the pump (28), the razor blades (24), the hopper (70) and the injector tube (30) are suitable for being fully immersed in the organic slurry.

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein only the injector tube (30) is suitable for being fully immersed in or in contact with the organic slurry, and wherein means are provided for mounting the apparatus (1) on a wall of a vessel ( 50) containing an organic slurry such that the injector tube (30) projects into the organic slurry.

Apparatus according to any one of claims 1-4, wherein the hopper (70) is interchangeable by means of a flange (71) arranged around the inlet opening (73), which flange (71) is arranged to be mounted against a support flange (72). ) adjacent the outlet of the pump (28); such that a hopper (70) suitable for the particular slurry to be treated may be selected and mounted, the hoppers (70) to be selected from will vary in one or more combinations of the following: a. between diameter D2 of inlet opening area d2 and diameter D1 of outlet opening area di, where the relative diameters have a ratio (D2 / D1) between 0.95 and 0.15, b. distance 1 between inlet and outlet is selected between 5 mm and 250 mm .

Apparatus according to claim 3 or 5, wherein the inlet opening (73) of the hopper has a first inlet area d2 with a first diameter D2 and a second outlet area di of a diameter D1, and wherein the inlet opening (73) is set at a distance 1 from the outlet opening and where: - the inlet area d2 is selected with a diameter between 40 mm and 250 mm, - the outlet area di is selected with a diameter between 45 mm and 300 mm, - 1 is selected between 5 mm and 250 mm.