CH634758A5

CH634758A5 - DEVICE FOR INTRODUCING GASES IN LIQUIDS.

Info

Publication number: CH634758A5
Application number: CH661278A
Authority: CH
Inventors: Reinhart Hanke; Jahn Kornel
Original assignee: Voest Ag
Priority date: 1977-06-28
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1983-02-28
Also published as: ATA457777A; SE7807251L; IT7850056A0; FR2395773A1; DE2826259C2; IT1105349B; DK289078A; JPS5418148A; AT352033B; GB2000687A; CS208105B2; SE431084B; DE2826259A1; HU177018B; GB2000687B; FI782042A; DD136131A5; FR2395773B1; YU151678A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einbringen von Gasen in Flüssigkeiten, mit einer an eine Umwälzpumpe angeschlossenen Flüssigkeitsleitung, einer oxidierende Gase führenden Leitung, einer Mischkammer zum Vermischen der Flüssigkeit mit dem Gas und Austrittsdüsen zum Ausstossen des Flüssigkeitsgasgemisches, wobei Flüssigkeitsleitung und gasführende Leitung von gesonderten Rohren gebildet sind. Bei der Wasser- und Abwasserbehandlung stellt sich immer wieder die Aufgabe, Luft, sauerstoffhaltige Gasgemische oder gasförmigen Sauerstoff in Wasser zu lösen, um damit chemische oder biochemische Oxidationsvorgänge an den Inhaltsstoffen der wässerigen Phase zu ermöglichen. Bei der Aufarbeitung von Abwässern hat das sogenannte Belebtschlammverfahren besondere Bedeutung erlangt. Die für den biologischen Abbau des Wassers eingesetzten Bakterien entwickeln ihre reinigende Wirkung dann am günstigsten, wenn ihnen der lebensnotwendige Sauerstoff in möglichst hohem Masse angeboten wird. The invention relates to a device for introducing gases into liquids, with a liquid line connected to a circulating pump, an oxidizing gas line, a mixing chamber for mixing the liquid with the gas and outlet nozzles for ejecting the liquid gas mixture, whereby liquid line and gas-carrying line from separate tubes are formed. Water and wastewater treatment always has the task of dissolving air, oxygen-containing gas mixtures or gaseous oxygen in water in order to enable chemical or biochemical oxidation processes on the contents of the aqueous phase. The so-called activated sludge process has gained particular importance in the treatment of waste water. The bacteria used for the biodegradation of the water develop their cleaning effect most favorably when the vital oxygen is offered to them as much as possible.

Es wurde bereits vorgeschlagen, zum Einbringen von Gasen in Wasser diese durch einen porösen Körper in das Wasser einzuleiten. Beim Austritt unter dem Wasserspiegel löst sich der Luftstrom in kleine Bläschen auf, und es bildet sich eine sehr grosse Grenzfläche zwischen Gasphase und flüssiger Phase aus. Der Strömungswiderstand dieser porösen Körper bringt aber einen hohen Energieverbrauch für das Einbringen von Gasen in Wasser mit sich. It has already been proposed to introduce gases into water through a porous body to introduce them into the water. As it exits below the water level, the airflow dissolves into small bubbles and a very large interface between the gas phase and the liquid phase forms. However, the flow resistance of these porous bodies entails a high energy consumption for the introduction of gases into water.

Zur Verbesserung der Durchmischung der Gasphase mit der flüssigen Phase wurde auch bereits vorgeschlagen, rotierende Belüfterwalzen oder Belüfterkreisel zu verwenden, jedoch ist auch bei diesen Verfahren der Energieverbrauch relativ hoch. Darüber hinaus bringen unter Wasser rotierende Maschinenteile Verschleissprobleme mit sich. In order to improve the mixing of the gas phase with the liquid phase, it has also already been proposed to use rotating aerator rollers or aerator gyroscopes, but the energy consumption is also relatively high in these processes. In addition, rotating machine parts cause wear problems.

Weitere bekannte Vorschläge, vor allem für die Begasung von Abwässern, betreffen die Injektorbegasung. Es sind dies Verfahren, welche sowohl Flüssigkeit als auch Gas über Mischräume bzw. Düsen nach dem Injektorprinzip zusammenführen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung geht von einem solchen Injektorbegaser der eingangs genannten Art aus und hat sich die Aufgabe gestellt, eine konstruktiv besonders einfache und den jeweiligen Erfordernissen in besonders einfacher Weise anpassbare Vorrichtung zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemässe Vorrichtung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass an Durchbrechungen im Mantel der Flüssigkeitsleitung Rohre angeschlossen sind, welche die Gasleitung durchsetzen, dass diese Rohre in ihrem innerhalb der Gasleitung angeordneten Bereich düsenartige Verengungen und in Strömungsrichtung hinter den düsenartigen Verengungen an ihrem Mantel als Ansaugöffnungen ausgebildete Durchbrechungen für das Gas aufweisen, und dass diese Rohre an ihrem freien Ende die Austrittsdüsen zum Ausstossen des in der innerhalb des Rohres ausgebildeten Mischkammer erzeugten Flüssigkeitsgasgemisches aufweisen. Dadurch, dass Rohre an radialen Durchbrechungen der Flüssigkeitsleitung angeschlossen sind, lässt sich ein einfacher Zusammenbau, beispielsweise durch einfaches Zusammenstecken, erreichen. Dadurch, Other known proposals, especially for the gassing of waste water, concern injector gassing. These are processes that combine both liquid and gas via mixing rooms or nozzles according to the injector principle. The device according to the invention is based on such an injector gasifier of the type mentioned at the outset and has set itself the task of creating a device which is particularly simple in terms of construction and can be adapted in a particularly simple manner to the respective requirements. To achieve this object, the device according to the invention is essentially characterized in that pipes which pass through the gas line are connected to openings in the jacket of the liquid line, that these pipes have nozzle-like constrictions in their area arranged within the gas line and in the flow direction behind the nozzle-like constrictions on their Sheath have openings for the gas designed as suction openings, and that these tubes have at their free end the outlet nozzles for ejecting the liquid gas mixture generated in the mixing chamber formed within the tube. The fact that pipes are connected to radial openings in the liquid line enables simple assembly, for example by simply plugging them together. Thereby,

dass diese Rohre die Gasleitung durchsetzen und in-ihrem innerhalb der Gasleitung angeordneten Bereich düsenartige Verengungen und über ihrem Mantel verteilte Ansaugöffnungen für das Gas aufweisen, kann eine gesonderte Mischkammer entfallen und es wird auch hiebei wieder der Vorteil erreicht, dass die Rohre einfach durch die entsprechenden Durchbrechungen der Gasleitung hindurchgesteckt werden. Durch die düsenartigen Verengungen in den Rohren wird Gas durch Injektorwirkung angesaugt und das so gebildete Gas-Wasser-Gemisch kann in das zu reinigende Abwasser ausgestossen werden. Auf diese Weise wird eine rasche und gute Durchmischung der flüssigen und der Gasphase erzielt. Die Gas führende Leitung kann unter atmosphärischem oder unter erhöhtem Druck stehen. Über die an den freien Enden dieser Rohre vorgesehenen Austrittsdüsen kann das im Inneren der Gasleitung erzeugte Gas-Luft-Gemisch in den Behälter ausgestossen werden. Durch die Kombination dieser Merkmale wir eine einfache Vorrichtung geschaffen, welche eine optimale Anpassung an die jeweiligen Formen und Abmessungen des Abwasserbehälters erlaubt und nur mit einer geringen Anzahl von verschiedenen Bauteilen auskommt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich im besonderen dadurch aus, dass sie es ermöglicht, eine grosse Anzahl von Mündungen innerhalb des Behälters anzuordnen, durch welche das Gas-Wasser-Gemisch in die wässerige that these pipes penetrate the gas line and have nozzle-like constrictions in their area arranged within the gas line and suction openings for the gas distributed over their jacket, a separate mixing chamber can be dispensed with, and the advantage is again achieved that the pipes can simply be passed through the corresponding ones Breakthroughs in the gas line are inserted. Due to the nozzle-like constrictions in the pipes, gas is drawn in by the action of an injector and the gas-water mixture thus formed can be expelled into the waste water to be cleaned. In this way, rapid and thorough mixing of the liquid and gas phases is achieved. The gas-carrying line can be under atmospheric or under increased pressure. The gas-air mixture generated in the interior of the gas line can be expelled into the container via the outlet nozzles provided on the free ends of these tubes. The combination of these features creates a simple device that allows optimal adaptation to the respective shapes and dimensions of the wastewater tank and only requires a small number of different components. The device according to the invention is characterized in particular by the fact that it makes it possible to arrange a large number of orifices within the container through which the gas-water mixture flows into the aqueous one

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Phase ausgestossen wird. Es wird so mit einfachen Mitteln möglich, eine sehr gleichmässige und vollständige Durchmischung des gesamten Behälterinhaltes zu erzielen. Die Flüs-sigkeits- und die Gasleitung können beispielsweise von Kunststoff- oder Metallrohren gebildet sein. In jedem Fall können die radialen Durchbrechungen in einfacher Weise, beispielsweise durch Bohren, hergestellt werden. Phase is ejected. It is thus possible with simple means to achieve a very uniform and complete mixing of the entire container contents. The liquid and gas lines can be formed, for example, from plastic or metal pipes. In any case, the radial openings can be produced in a simple manner, for example by drilling.

Der Umriss der lichten Öffnung der düsenartigen Verengungen ist vorzugsweise im Verhältnis zum Querschnitt derselben grösser gewählt als das Verhältnis, welches bei einem einzigen kreisförmigen Querschnitt gleicher Querschnittsfläche besteht. Dadurch wird die Oberfläche des Flüssigkeitsstrahles erhöht und da die Lösung von Gasen in Flüssigkeiten proportional dem vorhandenen Gasdruck und der Oberfläche der Flüssigkeit ist, wird ein sehr hohes Ausmass der Durchmischung der Gasphase mit der flüssigen Phase gewährleistet. Der Querschnitt der düsenartigen Verengung soll hiebei vom Kreisquerschnitt abweichen und die düsenartige Verengung kann entweder einen langgestreckten Querschnitt aufweisen, als Ringdüse ausgebildet sein oder aber eine Mehrlochdüse sein, wobei allen diesen Ausführungsformen der düsenartigen Verengung gemeinsam ist, dass sie eine möglichst grosse Oberfläche des Wasserstrahles zur Folge haben. The outline of the clear opening of the nozzle-like constrictions is preferably chosen to be larger in relation to the cross section of the same than the ratio which exists for a single circular cross section of the same cross-sectional area. This increases the surface of the liquid jet and since the solution of gases in liquids is proportional to the gas pressure and the surface of the liquid, a very high degree of mixing of the gas phase with the liquid phase is ensured. The cross-section of the nozzle-like constriction should deviate from the circular cross-section and the nozzle-like constriction can either have an elongated cross-section, be designed as an annular nozzle or be a multi-hole nozzle, whereby all these embodiments of the nozzle-like constriction have in common that they have as large a surface of the water jet as possible Have consequence.

Vorzugsweise ist die Ausbildung so getroffen, dass die Innenwand der düsenartigen Verengung Strömungsleitflächen, insbesondere Rillen, aufweist, welche vorzugsweise schrau-benlinienförmig verlaufen. Durch diese Strömungsleitflächen wird dem Wasser zusätzliche Turbulenz gegeben, wodurch eine noch bessere Durchmischung erzielt werden kann. The configuration is preferably such that the inner wall of the nozzle-like constriction has flow guide surfaces, in particular grooves, which preferably run in the form of a screw line. These flow control surfaces give the water additional turbulence, which enables even better mixing to be achieved.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann mit Vorteil so ausgebildet sein, dass an die Austrittsdüsen der Rohre ein Diffusor angeschlossen ist und an der Anschlussstelle des Diffusors an die Austrittsdüsen Durchbrechungen vorgesehen sind. Dadurch kann in einfacher Weise weiteres Gas bzw. Chemikalien dem Mischstrahl zugesetzt werden. The device according to the invention can advantageously be designed such that a diffuser is connected to the outlet nozzles of the tubes and openings are provided at the connection point of the diffuser to the outlet nozzles. This allows additional gas or chemicals to be added to the mixed jet in a simple manner.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine Ausführungsform der er-findungsgemässen Vorrichtung in der Draufsicht, Fig. 2 die Ausführungsform nach Fig. 1 im Schnitt nach der Linie II—II der Fig. 1 und Fig. 3 eine Ansicht derAusbildungsform nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfin-dungsgemässen Vorrichtung, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 und Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VI der Fig. 5, Fig. 7 einen Querschnitt analog zu Fig. 2 und Fig. 5 durch eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, Fig. 8 eine der Fig. 2 analoge Darstellung der Vorrichtung, bei welcher zusätzlich ein Diffusor angeordnet ist, Fig. 9 eine schematische Wiedergabe der Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse innerhalb der Vorrichtung gemäss Fig. 8, Fig. 10 einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung mit gekrümmten Luft- und Wasserrohren, Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine Wasserdüse, Fig. 12 bis 16 verschiedene Düsenquerschnitte für die Wasserdüse und Fig. 17 bis 20 eine schematische Darstellung der Anordnung der Vorrichtung in verschiedenen Behältern. The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. 1 shows an embodiment of the device according to the invention in plan view, FIG. 2 shows the embodiment according to FIG. 1 in section along the line II-II of FIG. 1 and FIG. 3 shows a view of the embodiment according to FIG. 1 in FIG 2, FIG. 4 shows a plan view of a further embodiment of the device according to the invention, FIG. 5 shows a section along the line VV of FIG. 4 and FIG. 6 shows a view in the direction of arrow VI of FIG 5, FIG. 7 a cross section analogous to FIG. 2 and FIG. 5 through a further modified embodiment of the invention, FIG. 8 an illustration of the device analogous to FIG. 2, in which a diffuser is additionally arranged, FIG. 9 a 8, FIG. 10 shows a detail from a device with curved air and water pipes, FIG. 11 shows a longitudinal section through a water nozzle, FIGS. 12 to 16 different nozzles cross sections for the water nozzle and Fig. 17 to 20 is a schematic representation of the arrangement of the device in different containers.

Bei der Darstellung nach Fig. 1 bis 3 ist die Druckwasserleitung von einem Rohr 1 und die Gasleitung von einem Rohr 2 gebildet. In radialer Richtung an das Wasserrohr 1 sind Rohre 3 angeschlossen, welche, wie in Fig. 2 dargestellt ist, eine die düsenartige Verengung bildende Wasserdüse 4 aufweisen. Das Rohr 3 weist im Inneren der gasführenden Rohre 2 Durchbrechungen 6 auf, welche über den Umfang der Rohre 3 verteilt sind. Der aus der Wasserdüse 4 in der Mischkammer 5 austretende Strahl saugt Gas aus der gasführenden Leitung 2 an, und das angesaugte Gas vermischt sich in der innerhalb der Rohre 3 ausgebildeten Mischkammer 5 mit der flüssigen Phase. Das gebildete Gas-Wasser-Gemisch wird durch eine Austrittsdüse 7 in das Innere des Behälters ausgestossen, wobei das Wasser von einer nicht-dargestellten Pumpe in die Wasserrohre 1 gepresst wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 6 weist das Rohr 3 nur über einen Teilbereich seiner Oberfläche in Strömungsrichtung nach der Wasserdüse 4 Durchbrechungen für das Ansaugen von Luft aus der Rohrleitung 2 auf. Das Rohr 3 durchsetzt hiebei im wesentlichen tangential die Gasrohre 2 und das gebildete Gas-Wasser-Gemisch wird wiederum durch die Austrittsdüse 7 in den Behälter ausgestossen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind zwei Rohre 3 an ein Wasserrohr 1 angeschlossen. Jedes dieser Rohre 3 durchsetzt ein Luftrohr 2 und weist im Inneren dieses Luftrohres 2 Ansaugöffnungen 6 für die Luft auf. Die Anordnung ist bei dieser Ausbildung so getroffen, dass die Rohre 3 miteinander einen Winkel von 180° einschliessen. Es ist jedoch durchaus denkbar, beliebige Winkel zwischen den beiden Mischrohren zu wählen und auf diese Weise den geometrischen Verhältnissen im Abwasserbehälter Rechnung zu tragen. Da die Rohre 1 und 2 von herkömmlichem Metall oder Kunststoff gebildet werden können, können diese Rohre beliebig zusammengesetzt werden und sich über weite Bereiche des Ab-wasserbehälters erstrecken. 1 to 3, the pressurized water line is formed by a tube 1 and the gas line by a tube 2. In the radial direction to the water pipe 1, pipes 3 are connected which, as shown in FIG. 2, have a water nozzle 4 forming the nozzle-like constriction. The tube 3 has openings 6 in the interior of the gas-carrying tubes, which are distributed over the circumference of the tubes 3. The jet emerging from the water nozzle 4 in the mixing chamber 5 draws gas from the gas-carrying line 2, and the sucked-in gas mixes with the liquid phase in the mixing chamber 5 formed within the tubes 3. The gas-water mixture formed is ejected into the interior of the container through an outlet nozzle 7, the water being pressed into the water pipes 1 by a pump (not shown). In the embodiment according to FIGS. 4 to 6, the pipe 3 has openings for the suction of air from the pipe 2 only over a partial area of its surface in the flow direction after the water nozzle 4. The tube 3 passes through the gas tubes 2 essentially tangentially and the gas-water mixture formed is in turn discharged through the outlet nozzle 7 into the container. In the embodiment according to FIG. 7, two pipes 3 are connected to a water pipe 1. Each of these tubes 3 passes through an air tube 2 and has 2 suction openings 6 for the air inside this air tube. The arrangement in this embodiment is such that the tubes 3 enclose an angle of 180 ° with one another. However, it is entirely conceivable to choose any angle between the two mixing tubes and in this way to take into account the geometric conditions in the waste water container. Since the pipes 1 and 2 can be formed from conventional metal or plastic, these pipes can be assembled as desired and extend over wide areas of the waste water container.

An Hand der Fig. 8 und 9 soll die Wirkungsweise der Vorrichtung näher erläutert werden. Das in das Rohr 1 von einer Pumpe geförderte Abwasser weist an der Anschlussstelle in das Mischrohr 3 einen bestimmten Druck und eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit auf. Beim Durchtritt des Wassers durch die Wasserdüse 4 fallt, wie in Fig. 9 dargestellt, der Druck ab, wobei die Strömungsgeschwindigkeit zunimmt. Der Wasserstrahl gelangt mit hoher Geschwindigkeit und geringem Druck in den Bereich der Lufteintrittsöffnungen 6 des Rohres und vermischt sich mit der angesaugten Luft innerhalb der Mischkammer 5. In dieser Mischkammer 5 kann ein Druckanstieg und damit gleichzeitig ein Absinken der Strömungsgeschwindigkeit beobachtet werden. Dieser Druckanstieg führt zu einer besseren Löslichkeit der Luft im Wasser, da die Löslichkeit eines Gases in einer Flüssigkeit in erster Linie vom Druck und der Grenzflächenoberfläche der beiden Phasen abhängt. Die Mischkammer 5 wird an der einen Seite von der Stirnfläche 8 der Wasserdüse und an der anderen Seite von der Mündung der Austrittsdüse 7 begrenzt. Das Luft-Wasser-Gemisch tritt nun bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform über die Austrittsdüse 7 in einen Diffusor 9 aus. Bedingt durch den sich verjüngenden Querschnitt der Austrittsdüse wird wiederum ein Druckabfall und eine Steigung der Austrittsgeschwindigkeit beobachtet, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Innerhalb des Diffusors 9 fällt nun die Geschwindigkeit erneut ab und der Druck nimmt zu. In dieser Zone wird daher ein grosser Teil des Sauerstoffes, welcher noch nicht gelöst ist, entsprechend seinem steigenden Partialdruck in der Gasphase im Wasser gelöst und es kann daher durch die Anordnung eines solchen Diffusors die Wirkung der Mischkammer 5 noch weiter verbessert werden. In unmittelbarer Nähe der Anschlussstelle des Diffusors 9 an die Austrittsdüse 7 können weitere Durchbrechungen 10 angeordnet sein, über welche weiteres Gas oder aber Chemikalien dem Mischstrahl zugesetzt werden können. Diese Durchbrechungen 10 können in analoger Weise wie die Durchbrechungen 6 innerhalb einer weiteren Luftleitung angeordnet sein. The mode of operation of the device will be explained in more detail with reference to FIGS. 8 and 9. The wastewater pumped into the pipe 1 by a pump has a certain pressure and a certain flow rate at the connection point into the mixing pipe 3. When the water passes through the water nozzle 4, as shown in FIG. 9, the pressure drops, the flow rate increasing. The water jet reaches the area of the air inlet openings 6 of the tube at high speed and low pressure and mixes with the sucked-in air inside the mixing chamber 5. In this mixing chamber 5, an increase in pressure and thus a decrease in the flow rate can be observed. This increase in pressure leads to a better solubility of the air in water, since the solubility of a gas in a liquid depends primarily on the pressure and the interface surface of the two phases. The mixing chamber 5 is delimited on one side by the end face 8 of the water nozzle and on the other side by the mouth of the outlet nozzle 7. In the embodiment shown in FIG. 8, the air-water mixture now exits into a diffuser 9 via the outlet nozzle 7. Due to the tapering cross section of the outlet nozzle, a drop in pressure and an increase in the outlet velocity are again observed, as shown in FIG. 9. The speed then drops again within the diffuser 9 and the pressure increases. In this zone, therefore, a large part of the oxygen which has not yet been dissolved is dissolved in the water in accordance with its increasing partial pressure in the gas phase, and the arrangement of such a diffuser can therefore further improve the effect of the mixing chamber 5. In the immediate vicinity of the connection point of the diffuser 9 to the outlet nozzle 7, further openings 10 can be arranged, via which further gas or chemicals can be added to the mixed jet. These openings 10 can be arranged in a manner similar to the openings 6 within a further air line.

Die Luft im Rohr 2 kann bei der Vorrichtung unter atmosphärischem Druck oder aber unter erhöhtem Druck stehen. Es ist selbstverständlich, dass die Löslichkeit der Gas- The air in the tube 2 can be under atmospheric pressure or under increased pressure in the device. It goes without saying that the solubility of the gas

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phase in der Flüssigkeit bei zunehmendem Druck in der Luftleitung zunimmt. phase in the liquid increases with increasing pressure in the air line.

In Fig. 10 sind zwei konzentrisch verlaufende Rohrleitungen 1 und 2 dargestellt. Von der wasserführenden Rohrleitung 1 erstrecken sich die Rohre 3 in radialer Richtung zum Zentrum des Krümmungskreises der Rohre und durchsetzen die luftführenden Rohre 2. Die Austrittsdüsen 7 sind gleichfalls radial gerichtet und die Ausbildung kann hiebei entweder entsprechend den Fig. 1 bis 3 oder 4 bis 6 getroffen sein. In Fig. 10, two concentric pipes 1 and 2 are shown. The pipes 3 extend from the water-carrying pipeline 1 in the radial direction to the center of the circle of curvature of the pipes and penetrate the air-carrying pipes 2. The outlet nozzles 7 are also directed radially and the design can either be in accordance with FIGS. 1 to 3 or 4 to 6 be hit.

Fig. 11 zeigt einen Längsschnitt durch eine Wasserdüse 4, in welcher die Strömungsrichtung mit dem Pfeil 11 angedeutet ist. Die Fig. 12 bis 16 zeigen nun Ansichten einer solchen Wasserdüse 4 in Richtung ihrer Stirnfläche 8, wobei in Fig. 12 ein kreisförmiger Querschnitt dargestellt ist. Fig. 13 zeigt eine Mehrlochdüse, welche gegenüber einem kreisförmigen Querschnitt eine wesentlich verbesserte Durchmischung der Gasphase mit der flüssigen Phase gewährleistet, da die mit der Gasphase in Berührung stehende Oberfläche des Strahles im Verhältnis zum Querschnitt vergrössert ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Querschnittes der Wasserdüse 4 führen zu einer weiteren Vergrösserung der Oberfläche des Strahles im Verhältnis zum Querschnitt der Düsenöfihung. So ist in Fig. 14 ein Schlitz, in Fig. 15 ein im wesentlichen 3zackiger Düsenmündungsquerschnitt und in Fig. 16 der Querschnitt einer Ringdüse dargestellt. 11 shows a longitudinal section through a water nozzle 4, in which the direction of flow is indicated by the arrow 11. FIGS. 12 to 16 now show views of such a water nozzle 4 in the direction of its end face 8, a circular cross section being shown in FIG. 12. FIG. 13 shows a multi-hole nozzle which, compared to a circular cross section, ensures a substantially improved mixing of the gas phase with the liquid phase, since the surface of the jet in contact with the gas phase is enlarged in relation to the cross section. Further advantageous configurations of the cross section of the water nozzle 4 lead to a further enlargement of the surface of the jet in relation to the cross section of the nozzle opening. Thus, a slot is shown in FIG. 14, an essentially three-pronged nozzle mouth cross section in FIG. 15 and the cross section of an annular nozzle in FIG. 16.

Die Fig. 17 bis 20 veranschaulichen schematisch verschiedene beispielhafte Anordnungen der Einrichtung innerhalb von Behältern verschiedener Form. Mit 1 sind wiederum die wasserführenden Leitungen und mit 2 die luftführenden Leitungen bezeichnet, wobei der Behälter in Fig. 17 mit 12 bezeichnet ist. Mit 7 sind die Austrittsdüsen des Mischstrahles angedeutet. In Fig. 18 ist ein Behälter 13 mit im we-. s sentlichen quadratischem Grundriss ersichtlich, wobei das Wasserrohr 1, ebenso wie das Luftrohr 2, dem Umfang dieses Behälters folgt. In Fig. 19 ist ein Behälter dargestellt, dessen Querschnitt einem ovalen Ring entspricht. Die Anordnung der Wasser- und der Luftrohre ist hiebei so getroffen, io dass durch die aus den Austrittsdüsen 7 austretenden Mischstrahlen eine Strömungsrichtung längs des ringförmigen Querschnittes erzielt wird. In Fig. 20 ist ein im wesentlichen zylindrischer Behälter 15 in der Draufsicht dargestellt. Die Wasserrohre 1 sind innerhalb dieses Behälters 15 innen und 15 aussen konzentrisch von Luftrohren 2 umgeben und die Strömungsrichtung der Mischstrahlen, welche die Austrittsdüsen verlassen, ist abwechselnd radial nach innen und radial nach aussen gewählt. 17 to 20 schematically illustrate various exemplary arrangements of the device within containers of different shapes. 1 again designates the water-carrying lines and 2 the air-carrying lines, the container being designated by 12 in FIG. 17. With 7 the outlet nozzles of the mixed jet are indicated. In Fig. 18 is a container 13 with in the-. s substantial square plan view, the water pipe 1, like the air pipe 2, follows the circumference of this container. In Fig. 19 a container is shown, the cross section of which corresponds to an oval ring. The arrangement of the water and air pipes is made in such a way that a flow direction along the annular cross section is achieved by the mixing jets emerging from the outlet nozzles 7. A substantially cylindrical container 15 is shown in plan view in FIG. 20. The water pipes 1 are concentrically surrounded inside and 15 outside of this container 15 by air pipes 2 and the direction of flow of the mixing jets which exit the outlet nozzles is alternately selected radially inwards and radially outwards.

Die Anordnung der Rohre relativ zueinander kann auch 2o so erfolgen, dass jeweils Wasserrohre und Luftrohre in Achsrichtung des Behälters übereinander angeordnet sind, wobei die von den Wasserrohren abzweigenden und die Luftrohre durchsetzenden Rohre im wesentlichen parallel zur Behälterachse verlaufen. Wenn bei einer solchen Anordnung die 25 Wasser- und Luftrohre aus Kunststoff bestehen, kann die Ausbildung flexibel sein und ein derartiges vorgefertigtes Rohrsystem kann entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen gebogen und beispielsweise entlang der Behälterwandung verlegt werden. The arrangement of the pipes relative to one another can also be carried out in such a way that water pipes and air pipes are arranged one above the other in the axial direction of the container, the pipes branching off from the water pipes and passing through the air pipes running essentially parallel to the container axis. If the 25 water and air pipes are made of plastic in such an arrangement, the design can be flexible and such a prefabricated pipe system can be bent according to the respective requirements and, for example, be laid along the container wall.

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

634758 PATENT CLAIMS

1. Apparatus for introducing gases into liquids, with a liquid line connected to a circulating pump, an oxidizing gas line, a mixing chamber for mixing the liquid with the gas and outlet nozzles for ejecting the liquid gas mixture, the liquid line and gas-carrying line being formed by separate pipes , characterized in that pipes (3) which penetrate the gas line (2) are connected to openings in the jacket of the liquid line (1), that these tubes (3) in their area arranged within the gas line (2) have nozzle-like constrictions (4) and in the flow direction behind the nozzle-like constrictions (4) on their jacket have openings (6) for the gas, and that these tubes (3) have the outlet nozzles (7) at their free ends for ejecting the inside of the tube ( 3) trained mixing chamber (5) produced liquid gas mixture.

2. Device according to claim 1, characterized in that the outline of the clear opening of the nozzle-like constrictions (4) in relation to the cross section thereof is chosen to be larger than the ratio which exists for a single circular cross section of the same cross-sectional area.

3. Device according to claim 2, characterized in that the cross section of the nozzle-like constriction (4) deviates from the circular cross section.

4. The device according to claim 2, characterized in that the nozzle-like constriction (4) has an elongated cross section.

5. The device according to claim 2, characterized in that the nozzle-like constriction (4) is an annular nozzle.

6. The device according to claim 2, characterized in that the nozzle-like constriction (4) is designed as a multi-hole nozzle.

7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the inner wall of the nozzle-like constriction (4) has flow guide surfaces, in particular grooves, which preferably run in a helical shape.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that diffusers (9) are connected to the outlet nozzles (7) of the tubes (3).

9. The device according to claim 8, characterized in that at the connection point of the diffusers (9) to the outlet nozzles (7) openings (10) of the diffusers (9) for the supply of further gas or chemicals are arranged in the mixed jet.