專利名稱：用于處理含有有害氣體或氣體混合物的反應(yīng)器及包括該反應(yīng)器的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反應(yīng)器和一種裝置，所述的反應(yīng)器和裝置可用來處理含有反應(yīng)氣體或含有這些氣體的氣態(tài)混合物的固體物料，所述的氣體或氣體混合物特別是由于其毒性和/或其污染的影響而不能釋放到大氣中。這樣的氣體或氣態(tài)混合物的有毒和/或污染的化合物在本文中被稱之為“有害氣體”。
本發(fā)明討論的處理方法可以應(yīng)用于任何的具有結(jié)構(gòu)性能的介質(zhì)，所述的結(jié)構(gòu)性能可使反應(yīng)氣體高效率的充滿其中或通過其中，以實現(xiàn)本發(fā)明既定的目的。
但是本發(fā)明的反應(yīng)器和裝置特別是更適宜于處理以纖維質(zhì)材料形式的固體物料。
反應(yīng)氣體其中包括氯氣、臭氧或氨氣。
無論待處理的物料結(jié)構(gòu)如何，本發(fā)明的目的是能保證有害的氣體不僅在其從反應(yīng)器離開時，而且在待處理物料進(jìn)入反應(yīng)器及經(jīng)處理過的物料從反應(yīng)器離開時都不進(jìn)入環(huán)境中。此目的決定了氣密性的一般原則，這是本發(fā)明的基礎(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，已設(shè)計了基于這種氣密性一般原則的反應(yīng)器和裝置。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的目的是提供一種用于連續(xù)處理含有有害氣體或氣態(tài)混合物的固體物料的反應(yīng)器，所述的混合物含有至少一種有害的氣體。
很清楚，在純凈或?qū)嶋H上純凈氣體的情況下，處理中的“反應(yīng)氣”也是“有害的氣體”，但是在氣態(tài)混合物的情況下，“反應(yīng)氣”可能不是其本身有害而是其以有害氣體的形式存在。一般地說，混合物中的“反應(yīng)氣體”也組成“有害氣體”。在下文中有害氣體被認(rèn)為是反應(yīng)氣體。
本發(fā)明的反應(yīng)器是基于反應(yīng)氣(有害氣體)與運動中的固體物料之間的交換原則，所述的反應(yīng)氣絕大多數(shù)情況是與至少一種其他氣體的混合物。
在該反應(yīng)器中應(yīng)用逆流和多效的原理，這樣就有可能減少流出氣態(tài)混合物中反應(yīng)的有害氣體的濃度，從而減少了進(jìn)入反應(yīng)器時泄露出的有害氣體的濃度。
因此本發(fā)明的反應(yīng)器是用于連續(xù)處理含有有害反應(yīng)氣體的固體物料的密封反應(yīng)器，所述的反應(yīng)氣可能是與至少一種其他氣體的混合物，其特征在于該反應(yīng)器根據(jù)逆流原理和多效性發(fā)揮作用。
有利的是，本發(fā)明的反應(yīng)器包括用于引入所述氣體或氣態(tài)混合物的裝置，用于提取處理所產(chǎn)生的氣態(tài)混合物的裝置，用于引入待處理物料的裝置，及用于提取已處理物料的裝置，以及在所述物料引入和提取之間輸送所述物料的裝置，其特征在于用于引入氣體或氣態(tài)混合物的裝置及用于提取處理過物料的裝置以這樣的方式進(jìn)行設(shè)計和布置將氣體或氣態(tài)混合物在經(jīng)處理過的物料出口引入反應(yīng)器。
優(yōu)選地，用于提取處理所產(chǎn)生的氣態(tài)混合物的裝置和用于引入待處理物料的裝置以這樣的方式進(jìn)行設(shè)計和布置使處理產(chǎn)生的氣態(tài)混合物在待處理物料的進(jìn)口從反應(yīng)器中提取出來。
優(yōu)選地，在經(jīng)處理過的物料的出口引入的反應(yīng)的有害氣體濃度由于通過處理池而減少。因此在每一個池中有害氣體濃度減少，并在進(jìn)入反應(yīng)器時趨于零。
因此根據(jù)一種優(yōu)異的實施方式的形式，上述定義的反應(yīng)器的特征在于其反應(yīng)區(qū)或密封區(qū)由密封池構(gòu)成，其中通過與待處理的物料反應(yīng)從而使反應(yīng)氣濃度減少。
優(yōu)選這些密封池以這樣的方式進(jìn)行設(shè)計使氣體或氣態(tài)混合物以相反方向連續(xù)通過它們。
輸送待處理的物料的裝置特別是由多孔帶、有孔筒或滾筒構(gòu)成。
在密封池中輸送待處理的物料的裝置特別是多孔帶。
優(yōu)選，本發(fā)明的反應(yīng)器包括適于產(chǎn)生壓力以降促進(jìn)反應(yīng)氣通過待處理物料時均勻擴(kuò)散的裝置。
本發(fā)明也涉及用于處理含有有害氣體或氣態(tài)混合物的固體物料的裝置，所述氣態(tài)混合物含有這種有害氣體，所述裝置包括反應(yīng)器、氣態(tài)混合物的進(jìn)口和出口、以及待處理的物料的進(jìn)口和出口，所述裝置的特征在于—其包括外部密封區(qū)域，它完全封閉了反應(yīng)區(qū)域，所述的區(qū)域封閉了上面定義的反應(yīng)器；—有所述的密封區(qū)域，在進(jìn)口和出口具有將要處理的材料分別輸入和輸出的裝置，以及在此材料的通道處、在反應(yīng)器外殼的進(jìn)口與出口具有保證密封性的系統(tǒng)；及—所述的密封的和反應(yīng)器區(qū)域與用于提取氣體和用于破壞必須使用的有害氣體的單元相連。
附

圖1顯示了處理纖維質(zhì)材料時的本發(fā)明裝置的一個具體實施方式
。
通過皮帶輸送機(jī)輸送待處理的物料。通過由小的室組成的封閉系統(tǒng)，在所述室中輸送帶的每一側(cè)安裝有壓縮物料的滾筒，因此保證了密封性。該系統(tǒng)的內(nèi)部可使空氣穿過以便移去來自反應(yīng)器的氣體，或者置于與反應(yīng)器密封有關(guān)的輕微的過壓之下，以便防止氣體離開反應(yīng)器。
經(jīng)處理過的物料通過類似的系統(tǒng)被輸出。根據(jù)一個變化的形式，當(dāng)經(jīng)處理過的產(chǎn)品可以被浸沒，而且用過的氣體可通過其中時，在出口，處理過的物料不是通過上述類型的帶式輸送機(jī)輸送通過密封系統(tǒng)，而是滴入漏斗中。在圖1中的點劃線示意了該種輸送。用于氣體分散通過物料的必要設(shè)備位于反應(yīng)器密封區(qū)域的內(nèi)部，所述的區(qū)域封閉于密封外殼內(nèi)。
提取器系統(tǒng)可以使氣體或氣態(tài)混合物從反應(yīng)器密封區(qū)域提取出來，并將其由密封區(qū)輸送到有害氣體破壞器或冷阱中。該破壞器或冷阱在臭氧的情況下由加熱設(shè)備構(gòu)成，將臭氧可以轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯕?，在氯氣的情況時可由氫氧化鈉溶液構(gòu)成，因此可以將氯氣轉(zhuǎn)變?yōu)榇温人猁}，或在氨氣的情況下由水構(gòu)成，因此氨氣可被轉(zhuǎn)變?yōu)榘彼芤旱取?br> 密封的區(qū)域有一個通道門。出于安全的理由，只有當(dāng)密閉區(qū)域內(nèi)的有害氣體的濃度低于容許的閾值時，可以打開該通道門。為清楚起見，在臭氧的情況下，所述的閾值是0.1ppm，但在反應(yīng)器的密封區(qū)域，臭氧的含量為16000ppm的數(shù)量級。
圖2示意了本發(fā)明的一個具體實施方式
。
反應(yīng)區(qū)域被分為兩個池2，通過滾筒3保證反應(yīng)區(qū)域的氣密性。在處理過的物料出口將氣態(tài)混合物引入，通過多孔帶負(fù)載的運動使物料通過，然后以相反方向進(jìn)入下面的池中。得到耗盡了反應(yīng)的有害氣體的氣態(tài)混合物，將其在待處理物料入口提取。為確保物料不被氣流所夾帶，物料被持于兩個多孔輸送機(jī)帶之間(分別為上輸送機(jī)和下輸送機(jī))。這兩個多孔帶限制了物料在載體4上的移動，產(chǎn)生了壓力降，促進(jìn)了通過此物料的反應(yīng)氣的均勻擴(kuò)散。
有利的是，可以使用本發(fā)明的反應(yīng)器，采用含有臭氧的氣態(tài)混合物實施纖維質(zhì)材料尤其是羊毛材料的氧化過程，所述的氧化過程公開在平行申請的國際專利申請(PCT)中，題目為“用含有臭氧的氣態(tài)混合物氧化或活化纖維質(zhì)材料的方法”。
纖維質(zhì)的處理特別是羊毛的處理必須均勻；所有的纖維質(zhì)必須處理。因此每一根纖維必須與氣流在其整個長度上進(jìn)行接觸。進(jìn)一步說，反應(yīng)器必須用纖維質(zhì)網(wǎng)連續(xù)地進(jìn)料。根據(jù)不同的變量，在纖維處理以均勻的方式進(jìn)行并經(jīng)過其整個長度的情況下進(jìn)行進(jìn)料。
根據(jù)示意于圖3中的本發(fā)明的一個具體實施方式
，本發(fā)明的反應(yīng)器為帶式反應(yīng)器，其包括在反應(yīng)區(qū)5中的許多池(如圖3所示)。在該反應(yīng)器中，用于處理纖維網(wǎng)的氣體或氣態(tài)混合物以逆流方式移動到纖維質(zhì)材料。氣體或氣態(tài)混合物進(jìn)入池3的皮帶下面的反應(yīng)器中，其中通過纖維層，以相反方向移動到池2中，其中通過纖維層，然后，再一次以相反方向進(jìn)入池1，在其中通過纖維層。
耗盡反應(yīng)氣例如O3的混合物，被輸送到含有有孔筒的提取室6中，(圖3中的2)，纖維經(jīng)過筒的上方。這些筒具有吸入系統(tǒng)，其可以吸入離開反應(yīng)區(qū)5的氣態(tài)混合物，并將其送到有害氣體破壞器7中，在圖3的情況時，是熱式臭氧破壞器，但處理過的纖維質(zhì)材料在提取室的出口8處被收集。纖維質(zhì)材料通過有孔筒的上方還能夠增加反應(yīng)時間。
可以用滾筒式的系統(tǒng)取代圖3的反應(yīng)器帶，所述的系統(tǒng)包括上面安置有吸入滾筒的鼓風(fēng)滾筒。一般地說，由于吸入作用纖維易于粘到滾筒上，因此該具體實施方式
不是優(yōu)選方案。
圖4示意了包括四個池的垂直筒式反應(yīng)器的原理，每一個池都有筒。
根據(jù)一個具體的實施方式，圖4的反應(yīng)器可以是倒金字塔形式，隨著從倒金字塔的底部向上，即從纖維質(zhì)材料的進(jìn)口到出口，筒的直徑不斷增加，并且反應(yīng)氣以逆流方式移動。
上述詳細(xì)描述的反應(yīng)器以逆流方式起作用，而且氣流從一面然后從另一面交替的方式橫過其中的纖維層，這樣的方式有助于所述纖維的均勻處理。
當(dāng)混合物在水中不溶或僅僅是非常少的溶解(在臭氧的情況時)時，通過在反應(yīng)器進(jìn)口和出口的水封來保證氣密性。
附圖5示意了使用水封的原理。
通過與該氣態(tài)混合物接觸的各自的半個水封捕獲逃逸出反應(yīng)器體的該混合物，同時水形成防止后者逃逸的屏障。
虛線示意的是輸送機(jī)移動的路徑。
當(dāng)待處理的物料必須持于兩帶之間時，使用配有水封的反應(yīng)器。
附圖6是適合于處理襯墊形式例如水洗羊毛物料的反應(yīng)器的示意圖。
本發(fā)明的反應(yīng)器包括池和輸送物料的金屬帶。進(jìn)口鎖的原理與圖5鎖的原理相同，但帶式進(jìn)料僅為脫水壓縮。在出口處羊毛滴落到金屬帶上。在反應(yīng)器出口，羊毛滴進(jìn)密閉的斜道中，所述的斜道浸沒于收集羊毛的水浴中，所述的水浴可以是化學(xué)處理浴(例如為酶浴)。
附圖7a、7b示意了配有帶(7a)或筒(7b)的反應(yīng)器組合，所述的組合可以進(jìn)行多效反應(yīng)。
附圖8示意了在中試裝置中用臭氧處理羊毛的氧氣/臭氧混合物循環(huán)的實例。
該示意圖描述了“單效性”的操作。閥1、2、3、5、6和7開啟。
在“多效性”操作中，閥的位置如下—閥3和5開啟，及—閥1、2、6和7關(guān)閉。
反應(yīng)器內(nèi)的彎曲箭頭表明在該實施方式中氣體流動的路線。
權(quán)利要求
1.用于連續(xù)處理含有有害反應(yīng)氣體的固體物料的密封反應(yīng)器，所述的反應(yīng)氣可能是與至少一種其他氣體的混合物，其特征在于該反應(yīng)器根據(jù)逆流原理和多效性工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其包括用于引入所述氣體或氣態(tài)混合物的裝置，用于提取處理所產(chǎn)生的氣態(tài)混合物的裝置，用于引入待處理物料的裝置，及用于提取已處理物料的裝置，以及在所述物料引入和提取之間輸送所述物料的裝置，其特征在于用于引入氣體或氣態(tài)混合物的裝置及用于提取已處理物料的裝置以這樣的方式進(jìn)行設(shè)計和布置使氣體或氣態(tài)混合物在已處理物料的出口引入反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的反應(yīng)器，其特征在于用于提取處理所產(chǎn)生的氣態(tài)混合物的裝置和用于引入待處理物料的裝置以這樣的方式進(jìn)行設(shè)計和布置使處理所產(chǎn)生的氣態(tài)混合物在待處理物料的進(jìn)口從反應(yīng)器中提取出來。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一的反應(yīng)器，其特征在于其反應(yīng)區(qū)或密封反應(yīng)區(qū)域(1)由密封池(2)構(gòu)成，在其中通過與待處理的物料反應(yīng)從而使反應(yīng)氣濃度減少。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的反應(yīng)器，其特征在于所述的密封池(2)以這樣的方式進(jìn)行設(shè)計使氣體或氣態(tài)混合物以相反方向連續(xù)通過它們。
6.根據(jù)權(quán)利要求2～5任一項的反應(yīng)器，其特征在于輸送待處理的物料的裝置由多孔帶、有孔筒或滾筒構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4～6任一項的反應(yīng)器，其特征在于在密封池(2)中輸送待處理物料的裝置是多孔帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器包括適于產(chǎn)生壓力降，促進(jìn)反應(yīng)氣均勻擴(kuò)散通過待處理物料的裝置。
9.用于處理含有有害氣體或氣態(tài)混合物的裝置，所述的氣態(tài)混合物含有這種有害氣體，所述的裝置包括反應(yīng)器、氣態(tài)介質(zhì)的進(jìn)口和出口、及待處理的物料的進(jìn)口和出口，所述裝置的特征在于—其包括外部密封區(qū)域，它完全封閉了反應(yīng)密封區(qū)域，所述的區(qū)域?qū)?quán)利要求1～8任意一項的反應(yīng)器密封；—有所述的密封區(qū)域，在反應(yīng)器的進(jìn)口和出口具有將要處理的物料分別輸入和輸出的裝置，和在此物料的通道處、反應(yīng)器密封區(qū)的進(jìn)口與出口處具有保證氣密性的系統(tǒng)；及—所述的密封和反應(yīng)區(qū)域與用于提取氣體和用于破壞必須使用的有害氣體的單元相連。
10.用于處理含有有害反應(yīng)氣體或氣態(tài)混合物的固體物料的方法，所述的混合物含有這樣的有害氣體，其特征在于在權(quán)利要求1～8任一項所述的反應(yīng)器或權(quán)利要求9的裝置中實施該方法。
全文摘要
本發(fā)明的反應(yīng)器根據(jù)逆流多效原理發(fā)揮作用。反應(yīng)器優(yōu)選包括用于引入氣體的裝置，用于提取處理產(chǎn)生的氣體的裝置，用于引入待處理物料的裝置，及用于提取出經(jīng)處理物料的裝置，以及在引入和提取之間輸送物料的裝置，引入氣體的裝置及用于提取經(jīng)處理物料的裝置以這樣的方式進(jìn)行設(shè)計和布置；使氣體在已處理物料的出口引入反應(yīng)器，及用于提取處理產(chǎn)生的氣體的裝置和用于引入待處理物料的裝置以這樣的方式進(jìn)行設(shè)計和布置；使處理產(chǎn)生的氣態(tài)混合物在待處理物料的進(jìn)口從反應(yīng)器中提取出來。圖2示意了包括密封池(2)的反應(yīng)密封區(qū)域(1)，在其中進(jìn)行多效性操作。
文檔編號D06B19/00GK1416363SQ0180634
公開日2003年5月7日 申請日期2001年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月30日
發(fā)明者貝爾納·勒曼, 呂克·舒瓦納爾 申請人:法國國際霞日集團(tuán)(歐亞)