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Patent Searching and Data


Title:
TUBE REACTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/131389
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system for adding chlorine dioxide (ClO2) to water (H2O), comprising a first feed line (5a) for feeding a first reaction component (HCl), a second feed line (5b) for feeding a second reaction component (NaClO2), and a mixing pipe (7) for mixing and reacting both reaction components to form chlorine dioxide, wherein both feed lines (5a, 5b) open into the mixing pipe (7), and wherein the mixing pipe (7) is disposed coaxially within a water conduit (8) carrying the water to be enriched with chlorine dioxide. The aim of the invention is to provide a specific design for a system of the type in question having a low consumption of chemicals. The design should also make it possible to upgrade existing water conduits to obtain a system for adding chlorine dioxide into the water (H2O) carried by the water conduit (8). Said aim is achieved by providing a substantially planar, annular flange disc (1), from the periphery of which both feed lines (5a, 5b) extend to the centre of the flange disc (1) and open there into the mixing pipe (7). The mixing pipe (7) extends perpendicularly to the plane (E) of the flange disc (1) and away from said flange disc and is closed at the proximal end, apart from the mouths (6) of the feed lines (5a, 5b), and open at the distal end. The water conduit (8) has two conduit sections (8a, 8b) which are connected via a flange connection (9), and the flange disc (1) is fixed in the flange connection (9).

Inventors:
DUVE JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/052506
Publication Date:
October 27, 2011
Filing Date:
February 21, 2011
Export Citation:
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Assignee:
INFRACOR GMBH (DE)
DUVE JOHANNES (DE)
International Classes:
B01F3/04; B01F5/04; C02F1/76
Foreign References:
DE202004005755U12004-07-08
US20010038575A12001-11-08
GB2319734A1998-06-03
US5839828A1998-11-24
GB694918A1953-07-29
DE202004005755U12004-07-08
JP2008094662A2008-04-24
Other References:
See also references of EP 2560748A1
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Claims:
Patentansprüche

1 . Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid (CIO2) in Wasser (H2O), a) mit einer ersten Zuleitung (5a) für die Zuleitung einer ersten

Reaktionskomponente (HCl),

b) mit einer zweiten Zuleitung (5b) für die Zuleitung einer zweiten

Reaktionskomponente (NaCIO2),

c) und mit einem Mischrohr (7) zum Vermischen und Umsetzen beider

Reaktionskomponeten zu Chlordioxid ,

d) wobei beide Zuleitungen (5a, 5b) in dem Mischrohr (7) münden

e) und wobei das Mischrohr (7) innerhalb einer das mit Chlordioxid

anzureichernde Wasser führende Wasserleitung (8) koaxial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

f) dass die Anordnung eine im Wesentlichen ebene, ringförmige

Flanschscheibe (1 ) umfasst, von deren Peripherie sich beide Zuleitungen (5a, 5b) zum Zentrum der Flanschscheibe (1 ) hin erstrecken und dort in das Mischrohr (7) münden,

g) dass sich das Mischrohr (7) orthogonal zur Ebene (E) der Flanschscheibe (1 ) von dieser fort erstreckt, an seinem der Flanschscheibe (1 ) zugewandten, proximalen Ende abgesehen von den Mündungen (6) der Zuleitungen (5a, 5b) geschlossen ist, und an seinem der Flanschscheibe (1 ) abgewandten, distalen Ende geöffnet ist,

h) dass die Wasserleitung (8) zwei über eine Flanschverbindung (9)

verbundene Leitungsabschnitte (8a, 8b) aufweist,

i) und dass die Flanschscheibe (1 ) in der Flanschverbindung (9) festgesetzt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Flanschscheibe (1 ) einen Lochkreis (2) aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass Flanschscheibe (1 ) und Zuleitungen (5a, 5b) aus einem Chemiewerkstoff, insbesondere aus PTFE gefertigt sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass sich das Mischrohr (7) vertikal erstreckt.

5. Baugruppe umfassend Flanschscheibe (1 ), Zuleitungen (5a, 5b) und Mischrohr (7) einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

6. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Ausfindigmachen einer Flanschverbindung innerhalb einer Wasserleitung; b) Bereitstellen einer Baugruppe nach Anspruch 5;

c) Öffnen der Flanschverbindung;

d) Einsetzen der Baugruppe in die geöffnete Flanschverbindung;

e) Schließen der Flanschverbindung dergestalt, dass die Flanschscheibe

innerhalb der Flanschverbindung festgesetzt ist.

Description:
Rohrreaktor

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid in Wasser nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 .

Bekannt ist eine derartige Vorrichtung aus der DE 202004005755 U1 .

Chlordioxid [CIO2] ist eine hochgiftige, explosive Chemikalie, welche als Biozid bei der Desinfektion von Wasser verwendet wird. Bei letzterem kann es sich um

Trinkwasser, Schwimmbad-Wasser oder Industriewasser, insbesondere Kühlwasser handeln.

Aufgrund seiner Gefährlichkeit und geringen Stabilität wird Chlordioxid ungern transportiert oder gelagert, stattdessen lieber direkt am Verwendungsort,

insbesondere in dem zu behandelnden Wasser synthetisiert.

Es sind unterschiedliche Synthesewege für Chlordioxid bekannt. Im industriellen Maßstab wird Chlordioxid oft aus Natriumchlorit oder Natriumchlorat unter

Verwendung von Salzsäure, Chlor oder von Schwefelsäure/Wasserstoffperoxid dargestellt.

Beim Chlorit/Säure-Verfahren wird Salzsäure [HCl] mit Natriumchlorit [NaCIO2] zu Chlordioxid, Wasser [H 2 O] und Kochsalz [NaCI] umgesetzt:

5 NaCIO 2 + 4 HCl -> 4 CIO 2 + 5 NaCI + 2 H 2 O

Beim Chlorit/Chlor- Verfahren lautet die Reaktionsstöchiometrie:

2 NaCIO 2 + Cl 2 -> 2 CIO 2 + 2 NaCI

Beim Chlorat-Verfahren wird Schwefelsäure [H 2 SO 4 ] mit Wasserstoffperoxid [H2O2] und Natriumchlorat [NaCIOs] zu Chlordioxid, Natriumsulfat [Na2SO 4 ], Sauerstoff [O2] und Wasser umgesetzt: 2 NaCIO 3 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 -> 2 CIO 2 + Na 2 SO 4 + O 2 + 2 H 2 O

Aus DE202004005755U1 ist eine Anordnung zur Zugabe von Chlordioxid in Wasser bekannt, bei welcher zwei das Chlordioxid bildende Reaktionskomponenten in ein in einer Wasserleitung installiertes Mischrohr eingeleitet werden. Über die

Wasserleitung wird das zu behandelnde Wasser zu- und abgeführt. Das beidseitig geöffnete Mischrohr erstreckt sich koaxial innerhalb der Wasserleitung. Zur konkreten Gestaltung einer solchen Anordnung schweigt sich die Schrift aus.

Aus JP2008-094662 A ist eine Anordnung zur Zugabe von Chlordioxid in Wasser bekannt, bei welcher sich ein beiderseitig geöffnetes Mischrohr sich koaxial in einer Wasserleitung ersteckt. Nachteil dieser Anorndung ist, dass das durch die

Wasserleitung anströmende Wasser auch an dem Ende in das Mischrohr eindringt, an welche die Reaktionskompontenten zugegeben werden. Es kommt somit zu einer frühzeitigen Verdünnung der Reaktionskomponenten mit Wasser, sodass die

Reaktionskomponenten nicht vollständig ausreagieren. Damit geht ein erhöhter Chemikaliengebrauch einher.

In Hinblick auf diesen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die

Aufgabe zu Grunde, eine konkrete Gestaltung einer gattungsgemäßen Anordnung mit geringem Chemikalienverbrauch anzugeben. Darüber hinaus soll es die

Gestaltung gestatten, bestehende Wasserleitungen zu einer Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid in das von der Wasserleitung geführte Wasser aufzurüsten.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass bei einer gattungsgemäßen Anordnung, eine im Wesentlichen ebene, ringförmige Flanschscheibe vorgesehen wird, von deren Peripherie sich beide Zuleitungen zum Zentrum der Flanschscheibe hin erstrecken und dort in das Mischrohr münden,

bei der sich das Mischrohr orthogonal zur Ebene der Flanschscheibe von dieser fort erstreckt, an seinem der Flanschscheibe zugewandten, proximalen Ende abgesehen von den Mündungen der Zuleitung geschlossen ist, und an seinem der Flaschscheibe abgewandten, distalen Ende geöffnet ist,

bei welcher die Wasserleitung zwei über eine Flanschverbindung verbundene Leitungsabschnitte aufweist,

und bei welcher die Flanschscheibe in der Flanschverbindung festgesetzt ist.

Gegenstand der Erfindung ist mithin eine Anordnung für die Zugabe von Chlordioxid in Wasser, a) mit einer ersten Zuleitung für die Zuleitung einer ersten

Reaktionskomponente,

b) mit einer zweiten Zuleitung für die Zuleitung einer zweiten

Reaktionskomponente,

c) und mit einem Mischrohr zum Vermischen und Umsetzen beider

Reaktionskomponeten zu Chlordioxid,

d) wobei beide Zuleitungen in dem Mischrohr münden

e) und wobei das Mischrohr innerhalb einer das mit Chlordioxid

anzureichernde Wasser führende Wasserleitung koaxial angeordnet ist, f) wobei die Anordnung eine im Wesentlichen ebene, ringförmige

Flanschscheibe umfasst, von deren Peripherie sich beide Zuleitungen zum Zentrum der Flanschscheibe hin erstrecken und dort in das Mischrohr münden,

g) wobei sich das Mischrohr orthogonal zur Ebene der Flanschscheibe von dieser fort erstreckt, an seinem der Flanschscheibe zugewandten, proximalen Ende abgesehen von den Mündungen der Zuleitung geschlossen ist, und an seinem der Flaschscheibe abgewandten, distalen Ende geöffnet ist,

h) wobei die Wasserleitung zwei über eine Flanschverbindung verbundene Leitungsabschnitte aufweist,

i) und wobei die Flanschscheibe in der Flanschverbindung festgesetzt ist. Eine Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Mischrohr in einer Flanschverbindung der Wasserleitung anzuordnen. Hierzu wird das Mischrohr mittels der Zuleitungen in einem zur Flanschverbindung passenden Flanschscheibe zentriert und diese Baugruppe in die Flanschverbindung eingegliedert. Auf diese Weise ist es nämlich möglich, bestehende Wasserleitungen, die über eine Flanschverbindung verfügen, durch Einsetzen der Baugruppe zu einer erfingungsgemäßen Anordnung aufzurüsten.

Gegenstand der Erfindung ist somit auch eine Baugruppe umfassend

Flanschscheibe, Mischrohr und Zuleitungen der Anordnung.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung mit den folgenden

Schritten erfindungsgegenständlich: a) Ausfindigmachen einer Flanschverbindung innerhalb einer Wasserleitung; b) Bereitstellen einer vorerörterten Baugruppe; c) Öffnen der Flanschverbindung; d) Einsetzen der Baugruppe in die geöffnete Flanschverbindung; e) Schließen der Flanschverbindung dergestalt, dass die Flanschscheibe innerhalb der Flanschverbindung festgesetzt ist.

Die Flanschscheibe weist bevorzugt ein Lochkreis auf, damit sie in bestehende Flansche eingegliedert werden kann. Die Bolzen der Verflanschung erstrecken sich dann durch die Löcher des Lochkreises der Flanschscheibe. Bevorzugt folgt der Lochkreis der Norm DIN EN 1092-1/2, um allgemein zu passen.

Flanschscheibe, Zuleitungen und ggf. auch das Mischrohr werden bevorzugt aus PTFE hergestellt, um gegen die verwendeten Chemikalien resistent zu sein. Bevorzugt erstreckt sich das Mischrohr vertikal, damit die das Mischrohr umströmende Wasserströmung das reagierte Chlordioxid sanft ausspült.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Hierfür zeigen:

Figur 1 : Mischrohr mit Zuleitungen und Flanschscheibe in der Draufsicht;

Figur 2: Anordnung, komplett in Seitenansicht.

Flanschscheibe 1 ist im Wesentlichen eben und liegt in der Zeichenebene der Figur 1 . In ihm ist ein Lochkreis 2 eingebracht, damit sie in übliche

Rohrflaschverbindungen eingebracht werden kann. Von der Peripherie der

Flaschscheibe 1 zu ihrem Zentrum hin, bei dieser Ausfühungsform radial, erstrecken sich vier Stützarme 3 zu einer Zentralplatte 4. Alle bisher erwähnten Bauteile sind monolitihsch aus PFTE geformt und liegen in der Ebene E der Flanschscheibe 1 . Durch das Innere zweier der Stützarme verlaufen jeweils eine Zuleitung 5a, 5b und münden gemeinsam in einer Sackloch 6 in der Zentralplatte 4.

Auf der Zentralplatte 4 ist ein zylindrisches Mischrohr 7 aus einem Titanwerkstoff festgesetzt. Das Mischrohr 7 erstreckt sich orthogonal von der Ebene E der

Flanschscheibe 1 von dieser fort. An seinem proximalen Ende ist das Mischrohr 7 von der Zentralplatte 4 abgesehen von den Mündungen der Zuleitungen 5a, 5b im Sackloch 6 geschlossen; seinem der Flaschscheibe 1 abgewandten, distalen Ende ist Mischrohr 7 geöffnet.

Figur 2 zeigt, wie die Flaschscheibe 1 mit dem Mischrohr 7 in eine Wasserleitung 8 eingesetzt werden kann. Hierzu wird die Flaschscheibe 1 in eine Flanschverbindung 9 eingegliedert, welche zwei Leitungsabschnitte 8a, 8b der Wasserleitung 8 verbindet.

Über die Zuleitungen 5a und 5b wird jeweils eine Reaktionskomponente aus einem jeweiligen außen liegenden Tank 10a, 10b in das Mischrohr 7 gepumpt. Bei den Reaktionskompontenten kann es sich beispielsweise um Salzsäure [HCl] und Natriumchlorit [NaCIO 2 ] handeln.

Das mit Chlordioxid [CIO 2 ] anzureichende Wasser fließt entlang der Wasserleitung 8 längs des Mischrohrs 7. Vom anströmenden Wasser [H 2 O] ungestört reagieren die Kompontenten im Mischrohr 7 zu Chlordioxid, welches am distalen (offenen) Ende aus dem Mischrohr 7 austritt und sich mit dem vorbeiströmenden Wasser vermengt.

Bezugszeichenliste

1 Flanschscheibe

2 Loch kreis

3 Stützarm

4 Zentralplatte

5a erste Zuleitung

5b zweite Zuleitung

6 Sackloch

7 Mischrohr

8 Wasserleitung

8a erster Abschnitt Wasserleitung

8b zweiter Abschnitt Wasserleitung

9 Flanschverbindung

10a Tank erste Reaktionskompontente

10b Tank zweite Reaktionskompontente

E Ebene der Flanschscheibe