Устройство для импульсной аэрации жидкости

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик iii735290

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 12.07.76 (21) 2386144/23 — 26 с присоединением заявки,% (28) Приоритет (51l)M. Кл, В 01 F 13/02

С 02 С 1/10

Государстееииый комитет (53) УДК628,16. .069 (088.8) Опубликовано 25 05 80 Бюллетень Pk 19

llo делам изооретеиий и открытий

Дата опубликования описамия 27.05.80

О. А. Кремнев, А. А. Долинский, А. А. Корчинский, В. В, Панчишин, Л. М. Маслюгов и Ю. Н. Милешин (72) Авторы изобретения

Институт технической теплофизики АН УССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к устройствам для смешения жидкости и газа, в частности для аэрации сточных вод при их биохимической очистке, Известно устройство для смещения жндкос5 ти с газом в пульсирующем режиме. Устроиство снабжено патрубком ввода и отвода газа, имеющим перекрывающее устройство 111.

Недостатком указанного устройства являются, дополнительные затраты энергии тта посторон.ний источник пульсации.

Известно устройство для аэрации жидкости, включающее диффузор с цилиндрическим патрубком. В верхней части трубы размещен трубопровод подачи и выброса воздуха с запорно-регулирующей арматурой (2) .

Однако стабилизированная поверхность контакта фаа этого устройства отрицательно сказывается на массообмене, и следовательно, на гфоцесс аэрации;

Цель изобретения — интенсификация процесса аэрации путем увеличения поверхности контакта фаз.

Это. достигается тем, что трубопровод податпг и выброса воздуха размещен коаксиально цилиндрическому патрубку, причем соотношение диаметров цилиндрического патрубка и трубопровода подачи и выброса воздуха равно 1,1 — 1,7.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство для аэрации состоит иэ аэратора, включающего диффузор 1 с цилиндрическим патрубком 2, внутри которого коаксиально размещен трубопровод 3 подачи и выброса воздуха c запорно -регуЛирующей арматурой (клапанами} 4 и 5.

Устройство работает следующим образом .

Заполняют обрабатываемой жидкостью емкость и аэратор. Открывают эанорно-регулирующий клапан,5 подачи воздуха и воздух с большой скоростью, не менее 3 м/сек, поступает в устройство, заполненное жидкостью. Воздушная струя контактирует с поверхностью жидкости, находящейся в цилиндрическом патрубке и в диффузоре, и образуется газожид-.

4 и. водоемах (например, для аэрации сгочных вод);

При скоростях движения газожидкостной эмульсии порядка 3 — 7 м/сек и частоте пульсаций 40 — 200 раз в минуту на границе раздела фаз происходят турбулизации пограничного слоя, низкочастотные колебания окружающей аэратор жидкости, а в случае установки импульсного аэратора в емкости — всего объеt ма аэрируемой жидкости. При этом интенсивность массопередачи резко увеличивается из-за увеличения процента поглощения кислорода воздуха аэрируемой жидкостью.

Поверхностный коэффициент массообмена на границе раздела фаз увеличивается на 2 — 3 порядка, за счет чего объемный коэффициент массообмена увеличивается в 3 — 5 раз при уменьшении расхода воздуха íà 50 o.

Для регулировки процесса массопередачи достаточно изменять частоту впуска и выпуска воздуха в импульсный аэратор и его давление.

3 735290 костная эмульсия с развитой поверхностью контакта фаз.

Продолжающий поступать в аэратор воздух вытесняет образовавшуюся в нем газожидкостную эмульсию в окружающую жидкость и частично барботирует в нее, при этом трубопровод 3 подачи воздуха заполнен воздухом.

Затем закрывают кдапан 5 впуска воздуха и открывают клапан 4 выпуска. При этом жидкость под действием гидростатического о давления заполняет аэратор, интенсивно турбулизируясь при этом. Возникают капли жидкости, двигающиеся в воздушном потоке перед уровнем поднимающейся внутри аэратора жидкости. Регулировка процесса происходит так, 15 что при достижении жидкостью определенного уровня, закрывают клапан выпуска воздуха 4 и капли жидкости, взвешенные в воздушном потоке, оседают на стенках аэратора, не доходя до клапана выпуска. Цикл повторяется 20 сначала, Создаваемые в аэраторе возвратнопоступательные колебания газожидкостной эмульсии и жидкости передаются на жидкость, находящуюся в диффузоре, в котором также .возникают турбулентные пульсации, дополнительно перемешивающие жидкость и способствующие значительному уведичению зоны аэрации.

Применение импульсного аэратора позволяет интенсифицировать процесс .массообмена между 30 воздухом и жидкостью из-за резкого увеличения поверхности контакта фаз и постоянного обновления ее посредством переменных напряжений сдвига, увеличить коэффициент использования воздуха, благодаря чему" уменыпа- зз ется количество воздуха, подаваемого на аэрацию, расширить возможности регулировки процесса массообмена.

Устройство для импульсной аэрации жидкости применяют как в в емкостях открытого 40 и закрытого типа, так и в проточных каналах

Формула изобретения

Устройство для импульсной аэрации жидкости, включающее диффузор. с цилиндрическим патрубком и трубопровод подачи и выброса воздуха с запорно-регулирующей арматурой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса аэрации путем увеличения поверхности контакта фаз, трубопровод подачи и выброса воздуха размещен коаксиально цилиндрическому патрубку, причем соотношение диаметров цилиндрического латрубка и трубопровода подачи и выброса воздуха равно 1,1 — 1,7.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР N 21663 кл. В 01 F 3/04, 23.03.66.

2, Патент США М 3643403, кл. 55-53, 22.02.7