专利名称：反应器、用于反应器容器的气体提升泵、以及使反应器失活的方法
反应器、用于反应器容器的气体提升泵、以及使反应器失活的方
法
本发明涉及一种反应器，包括
提供有流体的反应器容器，该流体包括具有比重Sl.l kg/dm3的 颗粒的床；和
.布置在所述反应堆容器中的气体提升泵；
所述气体提升泵包括 具有开口的上侧和开口的下端的垂直的第一管(内管)；和
用于吹入诸如空气的气体的气口；
所述第一管(内管)的开口的下端位于颗粒材料的床内；
所述气口位于所述第一管(内管)的下端处以便当吹入气体时，
吹入所述第一管(内管)的气体使所述第一管(内管)中的流体密度降低。
包含气体提升泵的这种类型的反应器实际上是众所周知的。这种 类型的气体提升泵通常由具有开口的上端和下端的管组成，在该下端 处供应气体。所供应的气体减小了该管中的流体的密度(或者，可以 说，比重)。毕竟，由于供应了气体，该管中的流体比该管外部的流 体含有更多的气体。该管内部和外部密度的差异导致了进入该管的上 升流，也称为提升流。该上升流也允许在该管的底部处所抽入的其它 颗粒的输送。这是一种广泛知晓的现象，其特别用于在砂滤器移动 时保持砂层；混合和/或搅动反应堆容器中的重颗粒；通气和/或混合需 氧和厌氧反应器；等等。然而，气体提升泵也不是没有问题。
伴随气体提升泵而出现的一个已知问题是，由于较厚的沉积颗粒 层位于该管的下端附近，所以其启动较困难。这种较厚的沉积颗粒层 阻碍了液体的抽入，因为液体不能充分渗透该较厚的沉积颗粒层。然 后，该上升流基本上由所提供的气体的量决定，虽然这不能或者只能够(由于与这些颗粒相比，该气体具有相对低的密度)促使颗粒向上 移动。该问题的一种已知解决方法是在该管中提供几个孔。这些孔的 目的是改善液体的抽入，由于这些孔与该颗粒层的上侧之间的距离较 短，所以这是可能实现的。然而，这些孔必须被逐个"挖掘"。由于 颗粒是从这些孔得到释放并在吹入该管的气体的影响下被抽走，所以 该"挖掘"是逐渐发生的。因此，该"挖掘"是相当费时的。此外， 该"挖掘过程"的进程通常不是最优的。
气体提升泵中出现的另 一种已知的问题是该泵难于提升重颗粒， 即具有相对较高质量密度的颗粒，并因此不太适宜或者不适宜用于含 有重颗粒的床中。
本发明的目的是提供在篇头处描述的类型的反应器的改进的反应 器，其中改进的反应器允许更有效的操作。
根据本发明，该目的通过提供包括以下特征的反应器来实现 *提供有流体的反应器容器，该流体包括具有比重kg/dm3的 颗冲立的床，和
*布置在该反应器容器中的气体提升泵； 所述气体提升泵包括
.具有开口的上侧和开口的下端的垂直的第一管(内管)，和
.用于吹入诸如空气的气体的气口 ；
所述第一管(内管)的开口的下端位于颗粒材料的床中；
所述气口位于所述第一管(内管)的下端处，以便当吹入气体时， 吹入所述第一管(内管)的气体使所述第一管(内管)中的流体密度 降低，该气体提升泵还包括具有开口的下端的第二管(外管)；
所述第二管(外管)的底部部分同心地环绕所述第一管(内管) 的底部部分以形成环绕所述第一管(内管)的底部部分的同轴通道；
从垂直方向上看，所述第二管的上侧低于所述第一管的上侧；
所述第二管(外管)的上侧是开口的并位于所述反应器中的流体 的水平面的下面；和
当所述颗粒材料的床处于静止时(即，当所述气体供应不工作时)，所述第二管(内管)的上侧位于比重2.05 kg/dm3的颗粒的上方(特 别是位于含有比重S.l kg/dm3的颗粒的颗粒的上方，并且更特别地位 于含有比重2.25 kg/dm3的颗粒的颗粒的上方)。
所述第一管，在本申请中也将称为内管，首先在它的底部部分被 第二管环绕，在本申请中所述第二管也将称为外管。所述外管在所述 内管的底部部分中产生下方开口的同轴空间。所述外管的上侧是开口 的并位于所述反应器中的流体的水平面的下面。因此，所述内管能够 /人所述同轴空间抽进流体，所述流体尤其是可以或者不可以与颗粒和/ 或气体进行混合的液体。
在所述反应器启动期间，在启动开始时，所述颗粒材料的床通常 形成沉积的、静止的颗粒层，所述同轴空间允许基本无阻碍地向所述 气体提升泵的底部供应流体，因为所述第二管(外管)的上侧静止于 所述颗粒层的上方，或者至少静止于比重21.05 kg/dm3的颗粒的上方， 特别是位于含有比重Sl.l kg/dmS的颗粒的颗粒的上方，更特别地位于 含有比重S1.25 kg/dmS的颗粒的颗粒的上方。当处于静止时，从位于 所述第二管(外管)上侧的上方的颗粒中可以想到较轻的颗粒。这种
部供应流体。被抽入所述内管的底部的液体才由走了位于所述外管的底 部的颗粒，因为所述气体提升泵的底部被挖空了。这允许更快、更可 靠的反应器启动。(应当注意的是，当所述反应器处于静止时以及在 操作期间，所述第二管(外管)的上侧也可能位于所述颗粒层的上方。) 应当注意的是，就气体提升污泥(sludge)床反应器而言，所述 床通常初始完全由具有诸如褐煤颗粒、无烟煤颗粒、浮石颗粒等这样 的相对高比重的颗粒(例如比重^1.5 kg/dm3的颗粒)组成。对于10 米高的反应器而言，所述床初始具有例如80cm的高度。在所述反应 器使用期间，生物质(biomass)将会(能够)沉积在这些颗粒上。结 果是当关闭气体供应时，所述床的高度将增加，例如增加到1.5米或 更高，而这些颗粒(包含所述生物质)的比重将减小。这些含有位于 所述床的顶部的生物质的颗粒然后可以具有小于1.25 kg/dm3或者甚 至小于1.05kg/drr^的比重。根据本发明，当关闭气体供应时，在这种颗粒自身位于所述第二管(外管)上侧的上方。 然而， 一旦已经启动，即使在启动期间不存在挖掘问题，本发明
也提供了正常工作期间的主要优势。
由于所述内管能够通过所述同轴空间容易地抽进液体，所述液体
可以或者不可以与颗粒进行混合，所以所述气体提升泵能够通过所述
内管向上传送较大和/或较高的汹涌的容积流量。这提供了正常工作期
间的若干优势。所述气体提升泵 .能够产生较高的产量；
.能够向上传送具有较高质量密度的颗粒；和
能够在向上传送期间使这些被传送的颗粒更强烈地移动；这对于 所述颗粒的净化或所述颗粒的混合而言是有利的。
因此所述反应器容器容纳颗粒材料的床。依赖于所述气体提升泵 的气体产量以及依赖于床和颗粒的类型，在这种情况下，这些颗粒将 不悬浮或几乎不悬浮或在较大或较小程度上悬浮。在悬浮的情况下， 依赖于这些颗粒是否在较大程度上为悬浮的，所述床的上侧将在所述 反应器操作期间处于较高水平。当所述反应器失活时，这些悬浮的颗 粒将随后沉积以形成沉积的、静止的颗粒层。如果在操作期间这些颗 粒不是悬浮的或者几乎不悬浮，例如具有很多砂滤器的情况，那么在 所述反应器操作期间以及当所述反应器失活时，所述床的上侧将基本 上位于同一高度。在这两种情况中，当所述反应器不工作时，所述外 管的上侧从所述床凸出。如果这些颗粒不是悬浮的或者几乎不悬浮， 那么在所述反应器搡作期间，几乎就定义而言，所述外管的上侧也将 从所述床凸出。在悬浮的情况下，所述外管的上侧也在所述反应器操 作期间在所述液化床上方凸出与否将取决于所述外管从所述静止床上 方凸出的程度。在后一情况下，在所述反应器操作期间所述外管的上 侧位于所述液化床中以及在所述反应器才喿作期间所述上侧位于所述 (液化)床的上方都是可能的。
由于外管环绕所述内管的底部部分同轴布置，因此位于所述气体 提升泵底部的颗粒在所述气体提升泵的底部附近被均匀地抽入。就这 一点而言，所述外管不需要在其整个长度上都同轴地环绕所述内管，
ii或者至少所述外管的开口的上侧不是必须环绕所述内管同轴地延伸。 然而，出于设计考虑，所述外管优选在其整个长度上同轴地环绕所述 内管延伸。
根据本发明，为了因向上提升流的作用而有效地将颗粒抽入所述 内管中，从垂直方向上看，如果所述第一管(内管)的开口的下端低 于所述第二管(外管)的开口的下端则是有利的。在所述内管的底部 处，由于所述上升流而从所述外管抽取的液体然后将更有效地传送颗 粒，因为从水平方向上看，所述外管没有完全覆盖所述内管的下端而 是使其部分暴露。
根据本发明，为了确保，尤其是在启动以及正常工作期间，通过 所述第二管(外管)有效地抽入流体尤其是液体，应用以下关系是有
利的0.1 (D-d) SZ S0.4(D-d),其中d是所述第一管(内管)的开口 的下端的直径，D是所述第二管(外管)的开口的下端的直径，Z是 从垂直方向上看所述第一管(内管)的开口的下端和所述第二管(外 管)的开口的下端之间的距离。特别地，如果Z的值近似为0.2(D-d)， 那么在这种情况中是有利的。
根据本发明，为了确保足够产量的流体尤其是液体能够通过所述 外管祐:抽入，应用以下关系是有利的0.5D《d^).7D,其中d是所 述第一管(内管)的开口的下端的直径，D是所述第二管(外管)的 开口的下端的直径。特别地，如果d的值近似为0.6D,那么在这种情
况中是有利的。
根据本发明，如果所述气口设置在所述第一管(内管)的下端的 下面并指向所述第一管(内管)的内部，以便在操作期间将所有抽入 的气体引向所述第一管(内管)，则是有利的。这允许在所述反应器 的启动期间所述气体流一 经激活就在所述气体提升泵的底部强行使颗 粒达到 一定程度的重悬浮。还确保了吹入所述同轴空间的气体不产生 任何的(不期望的)提升流。
根据本发明，为了排除所述同轴空间中的(不期望的)提升流的 任何风险，将所述气口设置在所述第一管(内管)内是有利的。那么 所述气口将设置在所述第一管(内管)的底部部分的内部。根据本发明，如果在所述第一管(内管)的壁中，在所述第二管 (外管)的下端的上方一定距离处，设置在所述同轴通道和所述第一 管(内管)的内部之间产生流体连接的一个或多个孔，那么所述反应 器启动期间的挖掘能够进一步得到改善。通过这些孔，在启动一开始 就从所述同轴通道抽取流体尤其液体是可能的。此外，这些孔在与启 动阶段分离的正常操作期间有助于提高向上传送能力，从而允许通过 所述内管更容易地向上传送较高质量密度的颗粒。
根据本发明的又一实施例，这些颗粒包括以下颗粒中的一种或者
多种
诸如石榴砂、和/或石英砂的滤石少；
玄武岩；
颗粒状活性碳；
位于载体上或不位于载体上的生物质；
晶体；
矿物质；
褐煤；
球团矿；
浮石；
无烟煤；
等等。
根据本发明，石榴砂可以具有从0.6至3mm的粒度，比重近似为 4.1 kg/dm3而存储体积近似为2.3 kg/dm3。才艮据本发明，石英石少可以 具有从0.6至3mm的粒度，比重近似为2.5至2.6 kg/dm3而存储体积 近似为1.5至1.6kg/dm3。
冲艮据又一实施例，所述流体包括水。
根据又一方面，本发明涉及用于使本发明的反应器失活的方法， 其中，在保持气体供应的第一步骤中，首先将所述气体供应减小至某 一水平，以便这些颗粒沿着所述第二管(外管)的下端通过所述床阻 碍液体的供应；以及在所述第一步骤之后的第二步骤中，保持所述水 平的气体供应或者保持较低水平的气体供应，直到位于所述第二管(外管)中的颗粒在所述气体的作用下基本从所述第二管(外管)释放到 所述第一管(内管)；在所述第二步骤之后的第三步骤中，关闭所述 气体供应。
用这种方式使所述反应器失活确保了所述反应器重新启动期间， 尽可能少的颗粒位于所述外管中，尤其是位于在所述气体提升泵的底 部的同轴通道中。这种情况之所以实现，是因为在失活期间，所述气 体供应首先降低，从而这些颗粒沉积以形成基本关闭所述气体提升泵 的底部的床。这种关闭致使流体以仍然存在但不是很强的提升流的方 式通过所述外管被抽入所述内管中。这反过来致使位于所述外管中的 流体中的颗粒以流体循环的方式通过所述外管得到释放。由于在这种 情况中，所述外管的上部在所述颗粒床上方凸出，所以通过所述外管 伴随着所述流体而抽入的新的颗粒将减小并可以全部得到排除。
在这种情况中，如果继续第二步骤直到所述第二管(外管)和所 述第一管(内管)基本上不含有颗粒则是特别有利的。
根据又一方面，本发明涉及一种用于提供有流体的反应器容器的
气体提升泵，所述流体包含颗粒材料的床，所述气体提升泵包括
-使用时垂直放置并且具有开口的上侧和开口的下端的第一管 (内管)；和
-用于吹入诸如空气的气体的气口；
所述气口位于所述第一管(内管)的下端处以便当吹入气体时， 吹入所述第一管(内管)的气体使所述第一管(内管)中的流体的密 度降低，从而产生进入所述第一管(内管)的流体向上提升流； 所述气体提升泵还包括具有开口的下端的第二管； 从垂直方向上看，所述第二管的上侧低于所述第一管的上侧； 所述第二管(外管)的底部部分同心地环绕所述第一管(内管) 的底部部分以形成环绕所述第一管(内管)的底部部分的同轴通道； 和
所述第二管(外管)的上部是开口的，以便在所述第二管(外管) 的上部处流体能够由于通过所述第一管(内管)的向上提升流的吸力 而被抽入。所述气体提升泵的又一实施例在权利要求17至24中进行描述。
根据本发明的第三方面，从上面描述的根据本发明的反应器，所述气 体提升泵的优势将会变得清楚。
下面将参照附图中示意性示出的实施例对本发明进行更详细地描
述，其中
图1是根据本发明，在启动阶段开始时第一反应器的图解视 图2是启动阶段晚期相应的图解视 图3是第一反应器处于正常工作阶段的相应视 图4是第一反应器处于失活阶段的相应视图；和
图5是根据本发明在正常工作期间的第二反应器的图解视图。
以下将描述本发明的两种不同的应用。第一种应用(图1-4)涉及 诸如由本申请人以商标名称Circox 出售的称为空气提升反应器的激 活(一旦气体供应终止)。第二种应用涉及气体提升泵工作期间的改 进，由于该改进从而可以容易地将气体提升泵的原理应用于包括相对 较重颗粒的床，例如在包括如石榴砂的砂床过滤器中。
根据本发明，在图1至4中，标号IO表示第一反应器。该反应器 容器容纳流体，该流体的上表面(也称为液面)用标号18表示。该流 体包括具有颗粒17的床，颗粒17示意性地用三角形表示。该床的上 侧示意性地用标号19表示。该第一反应器是这样一类反应器，即在该 第一反应器中颗粒的床在搡作期间被液化。例如，即包括生物质承载 颗沣立的床。
气体提升泵位于反应器容器10中。该气体提升泵包括内管11和 环绕该内管并与该内管同轴放置的外管12。内管11和外管12共同限 定了同轴通道21。该同轴通道21尤其是沿着内管11的底部部分延伸。 /人垂直方向上看，外管12的下端15高于内管11的下端14。气口 20 位于内管11下方的中部，沿着该气口 20将气体(在该情况中为空气) 吹入。在附图中，气泡示意性地用圓圈表示，并用标号16表示。
图1示出当该反应器失活并且流体处于静止时，颗粒材料的床沉
15淀形成相对紧密的颗粒床。该沉淀的、相对紧密的颗粒床堵塞了气体 提升泵的底部。在该静止状态时，外管12的上端从该床的上侧19凸
出。然后，气体例如空气通过气口 20被吹入，流体尤其是液体将通过 外管12的上端被抽进该同轴通道中，以便通过在内管11内部所产生 的提升流来从同轴通道21的底部被抽进内管11中。如果内管11的侧 壁上没有孔13，那么这种情况仅沿着内管11的下端14的底部发生。 然而，提供孔13确保了从一开始流体就能够以向上提升流的方式通过 孔13 (见图1中的箭头cc )被无阻碍地抽进内管11的内部。
经过一段时间，该气体提升泵将在底部被完全挖空，从而流体流 也通过内管11的下端14沿着底部被抽进(见图2中的箭头P )。
启动进一步继续，依赖于该反应器中操作的过程，该颗粒床将最 终在某种程度上成为悬浮的。然后该床的上侧19上升并特别依赖于所 描述的过程，甚至能够上升至高于内管11的下端以及外管12。这一 点如图3所示。在这种状态下，该气体提升泵也将通过该颗粒材料的 床(见图3中的箭头Y )抽进流体，尤其是液体。
如果该反应器然后必须失活，那么如图4的示意性说明，该气体 供应将首先下降至某一水平以便该颗粒材料的床开始变厚，其中该床 的上侧19通常将下降。变厚的结果是这些颗粒堵塞了该气体提升泵的 下部，因此仍然能够只通过在外管12和内管ll之间限定的同轴通道 来抽进流体，如图4中的箭头a和P所示意性示出的。由于在该情况 中将气体供应进一步保持一定的时间以及如果适当的话还同时减小该 气体供应，所以同轴通道21含有相对少的颗粒17。毕竟，位于同轴 通道21中的颗粒将被从同轴通道21中抽出并通过内管11排出。因此， 当该反应器失活时，同轴通道21能够几乎不容纳颗粒。这允许重新启 动时将流体从开始就无阻碍地通过该同轴通道提供给内管11 。
为了进一步说明本发明，参照图l定义下面的尺寸，用于根据本 发明构造气体提升泵
.内管的直径d (用cm表示) 一般来说为2至100cm;
.外管的直径D (用cm表示) 一般来说为d=0.6* ，分布在0.5*D Sd S0.7*D范围内；.所迷内管的上端和所述外管的上端之间的距离X (用cm表示) 为X = 3*(D-d)，分布在2*(D-d) S4承(D-d)范围内；
.所述内管的下端和所述外管的下端之间的距离Z (用cm表示) 为Z = 0.2*(D-d),分布在0.1*(D-d) S0.4承(D-d)范围内；
.所述内管的下端和所述反应器的底部之间的距离Y(用cm表示) 为丫 = 0.33*(1,分布在0.1 *d SY S0.5*D范围内。该距离能够可选地 变大，虽然随后会有沉淀物将保留在该反应器底部的更大的风险。
根据本发明，图5示出了第二反应器30。这是一种砂滤器反应器。 所述砂可以包括任何适当的滤砂，虽然在该情况中它尤其包括诸如具 有从0.6-3mm粒度的石榴砂这样的石榴砂，其比重近似为4.1 kg/dm3 而存储体积近似为2.3 kg/dm3。就砂滤器反应器而言，床31由砂层形 成，该砂层可以是几米，例如3至4米厚，而且该床形成滤床31。待 净化的液体通常在该滤床中提供并然后通过该滤床向上流动以1更同时 进行过滤。同时，该滤床自身向下移动以便在该滤床的底部处从该床 中提取脏砂，以向该床返回净化的砂并通常将该净化的砂沉积在该床 的顶部。在这种类型的滤床中，少量的或者没有液化出现，因此该滤 床31的上部32在该反应器操作期间以及该反应器不使用期间，基本 上总是位于同 一水平。气体提升泵应用于使该滤床移动以及净化这些 砂颗粒实际上是已知的。
诸如已经参照图1-4所讨论的本发明的气体提升泵，对于这种类 型的滤床反应器(根据本发明，滤床也可以由除了砂之外的材料组成) 而言是理想的。就图5的反应器30而言，与图1-4中相同的标号用于 气体提升泵。此外，在该情况中，气泡也示意性地用圓圈16表示。砂 颗粒在图5中示意性地用三角形34表示。为了防止砂颗粒离开内管 11的上端后落入内管11和外管12之间的同轴空间21中，在内管11 上端的下面但外管12上端的上面位置处提供了帽33。然而也可以没 有帽。
根据本发明，在诸如砂滤床反应器这样的滤床反应器(在该滤床 反应器中没有或者少量的液化出现)中使用该气体提升泵的优势是该 气体提升泵能够向上传送具有较高比重的颗粒、具有较高产量、而且也改善了清洗特性。然而，应当清楚的是，这些优势(向上传送具有 较高比重的颗粒、高产量、改善的清洗特性/混合特性)也可以有利地 用于其它类型的反应器的正常操作期间，例如对颗粒材料的床进行较 大或较小程度的液化的反应器。此外，还将清楚的是，根据本发明， 该气体提升泵的使用导致滤床反应器和其它类型的反应器的启动的改 善。
图1-5示出气体供应管20终止在该反应器的底部，以^f更在该情况 中所述气口 (气体/人该气口流入该反应器)位于该底部中。然而，将 清楚的是，供应管20也可以伸出该反应器的底部，甚至延伸到内管的 底部中。在后一情况中，该气口将然后位于内管11的内部。该气口 例如可以位于/人内管的下端14以下50cm到内管11的下端以上4妻近 50cm的范围内；特别地，该气口将位于从内管的下端14以下20cm 到内管11的下端以上接近20cm的范围内。
使用的标号的列表
10=第一反应器；
11=第一管/内管；
12=第二管/外管；
13=内管壁中的孔；
14=内管的下端;
15=外管的下端；
16=气泡；
17=颗粒；
18=流体面/液体面的上表面；
19=床的上侧；
20=气口 ；
21=同轴通道；
30=第二反应器；
31=床/滤床；
32=床31的上侧；33=帽； 34=妙'颗粒；
(1=通过同轴通道21和孔13抽入流体；
(3=通过同轴通道21并沿着内管11的下端14的底部抽入流体； Y二通过床并沿着外管12的下端15和内管11的下端14的底部抽 入流体；
(1=内管11的直径(用cm表示)； 0=外管12的直径(用cm表示)；
X二从外管12的上端到内管11的上端的垂直距离(用cm表示)； Y二内管11的下端14和反应器的底部之间的垂直距离； Z二内管11的下端14和外管12的下端15之间的垂直距离(用cm 表示)。
权利要求
1、一种反应器(10，30)，包括·提供有流体的反应器容器，所述流体包括具有比重≥1.05kg/dm3的颗粒(17，34)的床；和·布置在所述反应器容器中的气体提升泵；所述气体提升泵包括·具有开口的上侧和开口的下端(14)的垂直的第一管(11)；和·用于吹入诸如空气的气体(16)的气口(20)；所述第一管(11)的开口的下端(14)位于颗粒(17，34)材料的床中；所述气口(20)设置在所述第一管(11)的底部，以便当吹入气体(16)时，吹入所述第一管(11)的气体(16)导致所述第一管(11)中的流体密度降低；其特征在于所述气体提升泵还包括具有开口的下端(15)的第二管(12)；所述第二管(12)的底部部分同心地环绕所述第一管(11)的底部部分以形成环绕所述第一管(11)的底部部分的同轴通道(21)；从垂直方向看，所述第二管(12)的上侧低于所述第一管(11)的上侧；所述第二管(12)的上侧是开口的并位于所述反应器中的流体的水平面的下面；和当颗粒(17，34)材料的床处于静止时，所述第二管(12)的上侧位于比重≥1.05kg/dm3的颗粒(17，34)的上方。
2、 根据权利要求1所述的反应器(10， 30),其中，从垂直方向 看，所述第一管(11 )的开口的下端(14)低于所述第二管(12)的 开口的下端(15)。
3、 根据权利要求2所述的反应器(10, 30),其中，d是所述第 一管(11)的直径，或者至少是所述第一管(11)的底部部分的直径， D是所述第二管(12)的直径，或者至少是所述第二管(12)的底部 部分的直径，Z是从垂直方向看所述第一管(11 )的开口的下端(14) 和所述第二管(12)的开口的下端(15)之间的距离并且适用以下公 式0.1 (D-d) SZ S0.4(D-d)。
4、 根据权利要求3所述的反应器(10， 30),其中，Z的值近似 为0.2 (D-d)。
5、 根据前述权利要求中任一项所述的反应器(10, 30),其中， d是所述第一管(11)的直径，或者至少是所述第一管(11)的底部 部分的直径，D是所述第二管(12)的直径，或者至少是所述第二管(12)的底部部分的直径，并且适用于以下公式0.5DSd^0.7D。
6、 根据权利要求5所述的反应器(10， 30),其中，d的值近似 为0.6 D。
7、 根据前述权利要求中任一项所述的反应器(10, 30),其中， d是所述第一管(11)的直径，或者至少是所述第一管(11)的底部 部分的直径，并适用于以下关系2cm^d《100cm。
8、 根据前述权利要求中任一项所述的反应器(10， 30),其中， 所述气口 (20)设置在所述第一管(11 )的开口的下端(14)的下方 并指向所述第一管(11)的内部，以便在操作期间所有被吹入的气体(16)都被引向所述第一管(11)。
9、 根据权利要求1至7中任一项所述的反应器(10， 30),其中， 所述气口位于所述第一管(11)内。
10、 根据前述权利要求中任一项所述的反应器(10， 30)，其中， 在所述第一管(11)的壁中，在所述第二管(12)的下端(15)的上 方一定距离处，设置有在所述同轴通道(21 )和所述第一管(11)的 内部之间产生流体连接的一个或多个孔(13)。
11、 根据前述权利要求中任一项所述的反应器(10, 30)，其中， 所述颗粒(17, 34)包括以下颗粒(17, 34)中的一种或多种.诸如石榴砂和/或石英砂这样的滤砂；.玄武岩；.颗粒状活性碳；.位于载体上或不位于载体上的生物质； *矿物质；*褐煤； *球团矿；'浮石； *无烟煤。
12、 根据前述权利要求中任一项所述的反应器(10, 30),其中， 所述流体包括水。
13、 根据前述权利要求中任一项所述的反应器(10, 30),其中， 所述床是诸如砂滤器的过滤器。
14、 根据前述权利要求中任一项所述的反应器(10, 30)，其中， 所述第二管(12)的长度使得其上侧在所述反应器(10, 30)操作期 间位于所述床的上方。
15、 一种使如权利要求1至14中任一项所述的反应器(10， 30) 失活的方法，其中，在保持气体供应的第一步骤中，首先将所述气体供应减小至某一水平，以便所述颗粒(17， 34)沿着所述第二管(12) 的下端(15)通过所述床阻碍流体的供应；在所述第一步骤之后的第直到位于所述第二管(12)中的颗粒(17， 34)在所述气体(16)的 作用下基本从所述第二管(12)释放到所述第一管(11);在所述第 二步骤之后的第三步骤中，关闭所述气体供应。
16、 根据权利要求15所述的方法，其中，所述第二步骤继续进行 直到所述第二管(12 )和所述第一管(11 )基本不含有颗粒(17, 34)。
17、 一种用于提供有流体的反应器容器的气体提升泵，所述流体 包含颗粒材料的床，所述气体提升泵包括- 〃使用时垂直》文置并且具有开口的上侧和开口的下端(14)的第 一管(11);和-用于吹入诸如空气这样的气体(16)的气口 (20);所述气口 (20)设置在所述第一管(11)的下面，以便在使用期 间当吹入气体(16)时，吹入所述第一管(11)的气体(16)使所述 第一管(11)中的流体密度降低，从而产生进入所述第一管(11)的 流体向上提升流；其特征在于所述气体提升泵还包括具有开口的下端(15)的第二管(12); 从垂直方向看，所述第二管(12)的上侧低于所述第一管(11) 的上侧；所述第二管(12)的底部部分同心地环绕所述第一管(11)的底 部部分以形成环绕所述第一管(11)的底部部分的同轴通道(21); 和所述第二管(12)的上侧是开口的，以便在所述第二管(12)的 上侧处流体能够由于流进所述第一管(11)的向上提升流的吸力而被 抽入。
18、 根据权利要求17所述的气体提升泵，其中，从垂直方向看， 所述第一管(11 )的开口的下端(14)低于所述第二管(12)的开口 的下端(15)。
19、 根据权利要求18所述的气体提升泵，其中，d是所述第一管 (11)的直径，或者至少是所述第一管(11)的底部部分的直径，D是所述第二管(12)的直径，或者至少是所述第二管(12)的底部部 分的直径，并适用于以下关系0.5D^d《0.7D。
20、 根据权利要求19所述的气体提升泵，其中，所述内管的下端 和所述外管的下端之间的距离Z的值近似为0.2 (D-d)。
21、 根据权利要求17至20中任一项所述的气体提升泵，其中，d 是所述第一管(11)的直径，或者至少是所述第一管(11)的底部部 分的直径，D是所述第二管(12)的直径，或者至少是所述第二管(12) 的底部部分的直径，并适用于以下关系0.5DSd^0.7D。
22、 #4居权利要求21所述的气体提升泵，其中，d的值近似为0.6D。
23、 根据权利要求17至22中任一项所述的气体提升泵，其中，d 是所述第一管(11)的直径，或者至少是所述第一管(11)的底部部 分的直径，并适用于以下关系2 cm Sd《100 cm。
24、 根据权利要求17至23中任一项所述的气体提升泵，其中， 所述气口 (20)设置在所述第一管(11)的开口的下端(14)的下方 并指向所述第一管(11)的内部，以便在操作期间所有被吹入的气体(16)都被引向所述第一管(11)。
25、 根据权利要求17至24中任一项所述的气体提升泵，其中，在所述第一管(11)的壁中，在所述第二管(12)的下端(15)的上 方一定距离处，设置有在所述同轴通道(21 )和所述第一管(11 )的 内部之间产生流体连接的一个或多个孔(13)。
全文摘要
本发明涉及反应器以及用于所述反应器的气体提升泵。该反应器包括提供有流体的反应器容器，该流体中含有颗粒材料床。根据本发明，该反应器还包括布置于该反应器容器中的气体提升泵。该气体提升泵包括具有开口的下侧和上侧的垂直的第一管(内管)，以及用于吹入气体的气口。所述第一管(内管)的开口的下侧位于颗粒材料的床内。所述气口位于该第一管(内管)的下侧，以便吹入所述第一管(内管)的气体使流体的密度降低。所述气体提升泵还包括具有开口的下侧和开口的上侧的第二管(外管)。所述第二管(外管)的下侧同轴地环绕所述第一管(内管)的下侧以在该位置处产生同轴通道。
文档编号B01J8/22GK101687164SQ200880015003
公开日2010年3月31日 申请日期2008年4月28日 优先权日2007年5月8日
发明者安托尼厄斯·约翰尼斯·乔纳, 斯约尔格德·胡伯尔特斯·约瑟夫·威林加, 约翰尼斯·维拉尔穆斯·乌特兹, 谢勒·亨德利克·德布尔 申请人:荷兰帕克知产有限公司