Контактное устройство для газа с жидкостью

 

КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗА С ЖИДКОСТЬЮ, содержащее корпус, расположенные в нем по высоте перегородки , узел распределения газа, трувопроводы подвода и вывода обрабатываемой воды и газа, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обработки воды путем интенсификации и регулирования процесса смешения фаз, оно снабжено соединительными пластинами, жестко прикрепленными к перегородкам и образующими с ними щелевые каналы, приспособлением для изменения угла наклона перегородок в виде направляющих стоек, при этом соединительные пластины шарнирно присоединены к направляющим стойкам, a нижняя поверхность перегородок покрыта споем катализатора.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

««««

РЕСОУБЛИН,SU„„1101425 А

3(я) С 02 F 3/04, В 01 F 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОИ СНСЬСУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОС)ЯВСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

",21) 3542290/23-26 (22) 17.01.83 (.46) 07.07.84. Бвл. 9 25 (72) С,В;Зима и А.И.Пивторак (71) Киевский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт (53) 628.162(088.8) (56) 1. Патент Франции М 2437866, кл. В 01 F 13/00, 1980.

2. Патент Швейцарии и 541349, кл. В 01 F 3/04, 1973. (54)(57) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ГАЗА С ЖИДКОСТЬЮ, содержащее корпус, расположенные в нем по высоте перегородкн, узел распределения газа, тру=" ° бопроводы подвода и вывода обрабатываемой воды и газа, о т ли ч ающ е е сятем,,что, с целью повышения эффективности обработки воды путем интенсификации и регулирования процесса смешения фаз, оно снабжено соединительными пластинами, жестко прикрепленными к перегородкам и образующими с ними щелевые каналы, приспособлением для изменения угла наклона перегородок в виде направляющих стоек, прн этом соединительные пластины шарнирно присоединены к направляющим стойкам, а нижняя поверхность перегородок покрыта слоем катализатора.

O ф

1101425

Изобретение относится к обработке природных и сточных вод озоном и мо-, жет быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для смешения

rasa с жидкостью.

Известно устройство для ввода пу- 5 .зырей rasa в жидкость в виде расположенного у дна камеры пористого элемента. С целью интенсификации процесса смешения - увеличения линейной скорости движения фаз, пористый эле- fo мент снабжен коническим дефлектором, удлиняющим путь газовых пузырей в ,жидкости и способствующим более равномерному распределению газа в объеМе жидкости 513. 35

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет регулировать время контакта газовой фазы, определяемое постоянными скоростью подъема йузырей и высотой камеры, Кроме того, О один такой дефлектор, расположенный у дна камеры, не обладает способностью в значительной степени интенсифицировать процесс смешения по всей ее высоте: в камере образуются восходящие и нисходящие гидродинамические 5 потоки, способствующие нежелательноМу смешению обработанной и необработанной воды.

Наиболее близким к Предлагаемому по технической сущности и по достигаеЗО мому результату является контактное устройство для газа, обогащенного озоном, с водой, представляющее собой амеру с расположенными по высоте налонныь и перегородками, рассеиваю- 35 щим устройством для подвода газа,трубопроводами для подвода, отвода воды и вывода отработанного газа. Увели.чение длины прохождения газа в устройстве достигается эа счет смещения 4р его движущимся потоком жидкости. Раз меры камеры. обеспечивают минимальное время контакта жидкости с газом

5-8 мин и позволяют при максимальном расходе воды наиболее мелким пузырькам подняться до перегородки перед

45 рассеивающим устройством (2 1.

Недостатки известного устройства заключаются в следующем.

Устройство не позволяет регулировать время контакта как жидкой у так и газовой фаэ, Для сноса пузырей газа необходимы высокие скорости движения .жидкости, сравнимые со скоростями подъема пузырей. При высокой скорости движения жидкость не огиба- 55 ет перегородки, а по пути наименьшего сопротивления проходит. через отверстия в перегородке у рассеивающего устройства. В результате камера работает неполным сечением. 60

Количество подводимого газа через пористые головки, расположенные на различных по высоте уровнях камеры, различно вследствие неодинакового гидростатического давления — к верх- 65 ним больше, чем к нижним. Для нормальной работы рассеивающих устройств необходимо обеспечить соответствующее давление подводимого .к ним газа. Такой подвод газа не экономичен также вследствие его различного времени контакта и поглощаемостн. Подведенный к нижним уровням, он будет погЛощаться намного полнее, чем к верхним.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки воды путем интенсификации и регулирования процесса смешения фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в устроство, содержащее корпус, расположенные внутри него по.высоте. наклонные перегородки, узел распределения газа, трубопроводы для подвода, отвода, воды и газа,,снабжено соединительными пластинами, жестко прикрепленными к перегородкам н образующими с ними щелевые каналы,приспособлением для изменения угла наклона перегородок в виде направляющих стоек, при этом соединительные. пластины шарнирно присоедйнеиы к направляющим стойкам, а нижняя поверхность перегородок покрыта слоем катализатора.

На Фиг. 1 Изображено устройство, продольный разрезу на фиг, 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 - крепление соединительной йластины к неподвижной угловой направляющей стойке; на фиг. 4 - то же, к подвижной боковой направляющей стойке, Устройство включает вытянутый по вертикали корпус 1, перфорированные трубопроводы для подачи 2 и отвода

3 воды, рассеивающее устройство 4 для подвода газа в виде пористого элемента, трубопровод 5 для отвода отработанного газа, наклоненные к боковым

Ьтенкам корпуса перегородки в виде щелевых насадок - нижней б и верхней

7 перегородок, покрытых с нижней поверхности слоем катализатора В и жестко соединенных между собой соединительной пластиной 9, которая шарниром 10 прикреплена к угловым на» правляющим стойкам 11 и имеет паэ 12 для перемещения s нем оси 13 боковой направляющей стойки 14, Устройство работает следующнм образом.

Исходная вода поступает в верхнюю часть камеры 1 через перфорированный трубопровод 2, равномерно распределяется по ее ширине и направляется вниз к такому же трубопроводу 3 для отвода воды. Одновременно гаэ в виде мельчайших пузырей выходит из лористого элемента устройства 4, поднимается вверх под действием выталкивающей силы, достигает наклонных перегородок б и 7 и продолжает движение вдоль их нижней поверхности. Благодаря тому, что уклон перегородок вы1101425

Н

L э1м(, 10

Н

Чо (4) где Н

Ча К

t

V (2) 65 полнен к боковым стенкам камеры 1, пузыри свободно огибают их и двигаются вверх до следующих перегородок и т.д. Отработанный гаэ удаляется вверху через трубопровод 5.

Проходимый пузырями путь Ь с учетом огибания ими перегородок 6 и

7 определяется иэ соотношения. где Н вЂ” высота камеры 1;

d, — угол наклона перегородок 7.

Таким образом, интенсификация процесса смешения путем удлинения пути 15 прохождения пузырей достигается путем огибания ими перегородок и не зависит от скорости движения воды в камере, Это позволяет регулировать время пребывания воды в камере, повысйть20 эффект ее отработки.

Двигающиеся вверх пузыри увлекаЫт за собой жидкость и создают вокруг перегородки 7 интенсивную циркуляцию воды, способствующую усилению .смешения фаз и препятствующую скоплению пузырей у нижней поверхности перегородки 7.

Благодаря тому, что перегородки выполнены в виде щелевых насадков, создается подсос воды через щелевое отверстие, приводящий к испольэованию всего объема устройства. Наряду с интенсивной местной циркуляцией наличие перегородок 7 препятствует образованию восходящих и нисходящих гидродинамических потоков, способствующих смешению обработанной и необработанной воды. Отношение минимальной ширины насадки и расстояния между перегородками б и 7 к его дли- 40 не выбрано в пределах 1: 3-1:б, угол конусности насадка составляет 1-45 .

Такая конструкция насадка позволяет установить не только наиболее благоприятные условия его работы для 45 интенсивной циркуляции воды, но и для рециркуляции мелких пузырей вокруг перегородки 7, Перегородки 6 и

;7 жестко прикреплены к соединительной пластине 9. Движение потоков жид-50 кости у перегородок 6 и 7 показано стрелками на фиг.

Нижняя поверхность перегородки 6 и

7, с которой контакт пузырей газа максимальный, покрыта слоем катализа- 5 тора 8, например, выбранного нз окис55 лов металлов переменной валентности, ускоряющего в несколько раэ процессы взаимодействия фаэ и повышающего эффект обработки воды.

Время пребывания газа в воде t, определяется из соотношения где Ч - линейная скорость движения пузырей газа:

Ч --.--- (3)

Vo эз.пЫ где Ч(— скорость подъема пузырей газа, величина постоянная в определенных пределах для системы газ-жидкость.

Подставляя значения V u L из формул (1) и (3) в (2), находим

Иэ формулы (4) видно, что время пребывания газа в жидкости определяется только постоянными значениями скорости подъема пузырей Чо и высоты камеры Н и не зависит от угла наклона перегородок. Однако при.определенных значениях угла наклона время пребываиия пузырей газа в камере увеличивается в несколько раэ иэ-эа сопротивления движению пузырей у перегородок и рециркуляции мелких пузырей вокруг перегородки 7. Поэтому в формулу (4) вводится коэффициент, учитывающий удлинение времени контакта газовой фазы и зависящий от угла наклона перегородок, материала, шероховатости, длины и их взаимного расположения, Изменяя угол наклона перегородок, в определенных пределах регулируется время контакта газовой

Фазы.

Изменение угла наклона осуществляется при помощи конструкции, изображенной на фиг. 3 и 4.. Соединительная пластина 9, к которой жестко прикреплены перегородки б и 7, шарниром

10 соединена со свободно упирающимися в дно камеры 1 угловыми направляющими стойками 11. Соединительная пластина 9 имеет паз 12 для перемещения оси 13 боковой направляющей стойки

14, которые свободно перемещаются в вертикальной направлении, изменяя угол наклона перегородок 6 и 7, и фиксируются на боковых стенках камеры 1.Эная необходимое время контакта газа в жидкости для полного его использования, высота камеры идеального смешения определяется по формуле расчетная высота камеры идеального смешения; не обх одимое время кон т ак т а газа с жидкостью для его полного использования; скорость подъема пузырей газа; коэффициент, учитывающий удлинение времени контакта ra .

1101425

144 7

Составитель Л.Суханова

Редактор Н.Рогулич .Техред T. дубинчак. корректор О.Вилак

»» » СЗаказ .4716/13. . Тираж 8б7 Подписное

ВНКИПК Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035> Москва, Ж-.35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ЛПП Патент, г, ужгород, ул. Проектная, 4 вовой фазы, сопротивление движению пузырей газа и рециркуляцню мелких пузырей вокруг перегородки 7, при котором время контакта газа с жидкостью в устройстве макснмаль- 5 ,коПредлагаемая конструкция контактйого устройства для rasa с жидкостью позволяет значительно интенсифицировать, регулировать процесс смешения фаз благодаря конструкции и располо» женив перегородок, найти высоту камеры идеального смешения.