CN1005755B - 从有起泡趋势的液体中连续地分别除去蒸汽和气体的设备 - Google Patents

Abstract

为了防止起泡和使液体脱气，提供了一种水平反应器（１），该反应器内可转动地设置的板（３）至少在一个轴向截面上相对于转动轴（２）倾斜，倾斜角依次大于和小于９０°，在板和反应器（１）底之间保留一节流截面，从而导致液面（４）交替地向上和向下移动。（图１）

Description

从有起泡趋势的液体中连续地分别除去蒸汽和气体的设备

本发明涉及一种从具有起泡趋势的液体、尤其是从进行生物转化的悬浮液或被酶作用物中连续地分别除去蒸汽和气体的设备。

欧洲专利EP-PS35705已经公开了一种机械消泡器。它具有一根旋转的泡沫吸收短管，并以该吸收短管为起点，以预定的角度径向向外设置有至少三根导管。其中还进一步公开了这样一些工艺，即除了使用机械消泡装置外，还要加热泡沫。然而，特别是对于微生物过程，高温只能在极为谨慎的条件下采用，因为产物和微生物有相互产生反作用的危险。

在机械消泡设备方面，还公开了一些向泡沫施加高剪切力和/或离心力的装置。例如公开了一些用水蒸汽或压缩空气驱动的注射喷咀或喷射喷咀。此外，还公开了一些使泡沫受到离心力作用的离心机和旋流分离器。

本发明的目的是要提供一种开始时提到的消泡器，使其机械压力较低，并且有可能在不破坏和影响絮凝物形成的情况下有效地进行絮凝并防止起泡，或者在含有机物或细菌的情况下进行脱气。为了解决这一任务，本发明的要点在于，围绕基本水平的或略有倾斜的轴转动的摆动板浸入液面下，在〈＆＆〉一个轴向截面上可看到，摆动板在旋转轴方向上发生倾斜，倾斜度依次大于和小于90°。鉴于摆动板可旋转地设置以围绕基本水平的轴旋转，并浸入液面下，因而使得摆动板的表面在液面下产生一定的剪切作用。通过选择板下部边缘与底表面之面的适当距离，还可形成某些蠕状运动，其中在相邻的两摆动板向上张开的区域，液面上升;而在相邻的两摆动板向下张开的区域，液面下降。由于考虑到摆动板绕其共同轴的旋转，这些区域并非保持不变，因而导致了液面的上升和下降，从而带来了较好的混合效果和固体物质的絮凝，改善了气体的脱除。对于脱气过程，可完全防止泡沫形成，因此本发明的设备特别适用于污化过程、发酵过程尤其是在减压下进行的发酵过程，也适用于絮凝过程。

在这种情况下，液体可在一直槽中输送，注意液体最好可沿旋转轴和轴向输送，并且最好用泵，实现流体流动，摆动板本身在旋转轴的轴向没有输送作用，因此需为液体的流动另设一推进装置，注意在底表面倾斜布置的情况下，液体介质可借用重力传送。

作为本设备的一种改进，其布置方式为，有一基本水平的轴，支承在盛放液体介质的槽上或槽内，在该轴的轴向上设有相互相反倾斜的摆动板，注意摆动板的倾斜度在一共同的轴向平面内相等但方向相反。选择摆动板的倾斜度使其在一共同的轴向平面上相等但方向相反这一特点，可使支承摆动板的旋转轴之机械负载均匀，所述负载在所述轴的整个长度上都是均匀的。由于上面提到的拟蠕状运动和液面在高度方向的上升和下降，因而总是导致液体朝着液位的表面流动，注意由于摆动板的倾斜布置，当使摆动板绕它们的共同轴旋转时，同时还导致剧烈的横向流动，当使摆动板旋转时，所述的液体总是不断地改变它们的方向，通过选择合适的转速，可形成一层流。

为了在设备的一定区域内可靠地获得预定的停留时间，较为方便的是设置过渡性地限制流量的装置，以限定窄小的截面。为此，最好这样布置，即使槽通过至少一块隔板在旋转轴的轴向再被隔开，旋转轴穿过隔板平面，相邻隔板间的距离大于最大的相邻转动板的垂直投影距离，隔板有孔，最好为节流截面，并在液面下，最好在槽的底板附近。

为了在用于脱气时能够提供一种减压状态或能同时保持一定的气压以便于生物处理，该槽最好做成各周边封闭的腔室，并最好为管状腔室。这样的一个腔室有可能以一简单的方式，通过在受控条件下输入和排出液体介质调整处理时间。在这种情况下，摆动板的断面可大致呈圆形，最好为椭圆形，注意当选择椭圆形断面时，最重要的是要在由摆动板隔开的各个区域之间保持大致恒定的流动截面。

当在压力条件不同和气相组成不同的情况下使用，该设备最好做成耐压容器，并通过闸、阀或节流阀与液相进口和出口相连。在腔室的标定液面上方设置连接元件，以提供减压状态或者输入处理气体或保护气体，也是为了相同的目的。

尤其是在这样一种装置中，即腔室的分区是由某些器件如隔板隔成的情况下，在这些分区上配置单个的连接元件以输入和/或排出气体和/或液体是特别有利的。隔板伸入到液面之下，并且能够分隔两相邻小室的气体空间，从而能在设备的轴线方向选择不同的压力条件和不同的气体组分。这些小室可通过隔板上的孔逐一相通，从而导致液相在轴向上流动。通过选择转动板和/或隔板上孔的轴向距离，可以预定输送液相的液压梯度。另外，通过选择在不同小室中的停留时间，还可改善脱气状况。

下面，参照附图所示的实施例，进一步说明本发明。

附图中：

图1是一个包括本发明各器件的腔室之示意图;

图2表示一个与图1设备相似的改进的实施例，在腔室的单个分区之间设有隔板;

图3是设置在一个直槽中的设备的轴向视图;

图4是沿图3中Ⅳ-Ⅳ线的剖面图;

图5是与图2对应的实施例中相邻隔板的投影图;

图6是清晰地表示流动状况的侧视图;

图7是根据图6的装置的俯视图，标明了横向流动状况。

从图1中可以看到有一个封闭腔室1，腔室内可转动地支承着一根轴2，轴2上设置摆动板3，它们至少部分地浸没在液体介质5的液面4之下。液相的输入由截止阀6控制。出口处设置一截止阀8。当使摆动板3和轴2一起转动时，形成了液面4高度不同的相邻区域。摆动板3设置在腔室1内，离度部7有一距离，这一距离在相邻区域间可靠地提供了一节流截面，因而能够出现液面的上升和下降，并能不出现直接的流体静力学补偿。图中还有一阀9，用以从耐压腔室1中释放气体或向该室内输入气体。同样，还可以相似的方式经阀9输入试剂和液体介质以处理液相5。

在图2的装置中，腔至1中具有隔板10，隔板对着底部7的一面开有孔11，因而在腔室1的各分区之间可靠地形成了一节流截面。

在图3的装置中，摆动板3置于输送槽12内，摆板3的旋转轴用13表示。在这种情况下，输送槽可相对于水平线略有倾斜，摆动板3的转动轴13可平行于槽12的底部14延伸。在这种情况下，液体介质在重力作用下沿摆动板3的转动轴方向传送。另外，在这种情况下，由于摆动板相互相反倾斜，若在摆动板3的下边缘与槽的底部14之间留有一合适距离a，即在相邻区域之间形成一节流截面，注意（可参考图4），在这些区域内，摆动板倾斜度相同，方向相反，因而使得液面4如图4所示呈蠕状运动。

图5是图2中所用的隔板10的投影图。隔板10在其周围可有切口11，它们可在圆周方向与转动轴13或轴2的纵向交错排列。此外在隔板上还可开设如图5中虚线所示的孔15。

如图6和图7所示，当摆动板3转动时，除了产生图6这一侧视方向所示的液面4的交替上升和下降运动外，还产生了与图7中箭头16所对应的剧烈的横向流动。由于在相邻区域内液面4的上升和下降，分别导致了与箭头17相对应的向液面4的流动。当摆动板与轴2一起转动时，与图7所示的横向流动相似，会在高度方向和横向导致连续的、与流动方向或与支承摆动板3的轴之纵轴13的方向相反的流动。

现已发现，对轴2，转速为5～200转/分，特别是为60-200转/分最为有利。如果采用腔室则最好用管状腔室，注意当在真空下进行酵母发酵时，管径最好为30厘米左右。当进行这样的酵母发酵而不用真空时，会引起泡沫破裂。而当同时还采用真空时，可在不起一点泡沫下使发酵产品迅速移出，并使液体脱气。

当使用这一设备进行固体物质絮凝时，其机械压力是如此之低，以致看不到任何对形成絮凝物带来的扰动或者是对絮凝物的破坏，已经表明尤其是在沼气发酵或污化处理的情况下，（据认为这两种情况中生物反应的基础是两类细菌的共生），应采用最小的机械负载以便不致破坏所说的共生现象。〈＆＆〉于本发明的设备，污化处理过程中的混合得以改善，又不妨碍沼气的产生。在过去，人们曾一度看到，在较高的机械压力下，沼气不再产生，因为共生协作型的细菌明显地被过度的机械压力逐一拆散，并不能再度结合。

如果本发明的设备置于一个密闭的腔室中，则该腔室可作为絮凝过程的反应器，脱气步骤中的分离器或进行污化处理时的发酵储罐。通过影响或有规律地反转流动方向，能大大加速脱气，因为可获得较大的接触表面。通过把反应器，分离器或发酵〈＆＆〉制成耐压容器，可在一个非常小的空间内无副作用地进行一系列过程，而这些过程迄今只能在同时＊有泡沫形成的情况下进行。通过使用具有一定流动阻力的隔板把腔室隔开成单个区域，从而有可能在不同的分区内保持不同的气体组分或从中提取出不同组分的气体。

Claims (16)

1、从液体中连续地除去蒸汽和气体的设备，其特征在于包括：

设置在一个槽上或槽中的摆动板，绕一根基本水平的轴转动，并浸没在液面（4）以下;

槽有一个内表面，相隔一段距离至少部分围绕摆动板的外缘，不允许液体的自由流动，但允许节流流动。

摆动板在转轴转向和至少一个轴向截面上相对于转轴的轴线交替倾斜大于和小于90°，摆动板被驱动的转动速度为5-200转/分。

2、根据权利要求1所说的设备，其特征在于，基本水平的轴（2）可转动地支承在盛放液体介质的槽上或槽内，在轴（2）的轴向设置有相互反向倾斜的摆动板（3），所说摆动板的倾斜度在一共同的轴向平面内相等但反向。

3、根据权利要求2所说的设备，其特征在于，液体可沿旋转轴（2）的轴向通过槽输送，最好是采用一台泵，以促进流动。

4、根据权利要求2或3所说的设备，其特征在于，槽在旋转轴（2）的轴向上，被至少一块隔板（10）隔开，旋转轴（2）穿过隔板平面，相邻两隔板（10）间的距离大于相邻两转动板（3）间的最大垂直投影距离，隔板（10）开有孔（11），最好是节流截面，其位于液面（4）之下，最好在槽的底板（7）附近。

5、根据权利要求2或3所说的设备，其特征在于，槽做成各周边封闭的腔室（1），最好做成管状腔室。

6、根据权利要求4所说的设备，其特征在于，槽做成各周边封闭的腔室（1），最好做成管状腔室。

7、根据权利要求1或2所说的设备，其特征在于，板（3）形状大致为圆形，最好为椭圆形。

8、根据权利要求4所说的设备，其特征在于，板（3）形状大致为圆形，最好为椭圆形。

9、根据权利要求5所说的设备，其特征在于，板（3）形状大致为圆形，最好为椭圆形。

10、根据权利要求5所说的设备，其特征在于，腔室（1）做成耐压容器，并通过闸、阀＊（8）或节流阀使进口和出口与液体相连。

11、根据权利要求5所说的设备，其特征在于，腔室（1）设有连接元件（9），以提供减压状态和在标定液面上输入处理气体或保护气体。

12、根据权利要求5所说的设备，其特征在于，腔室（2）由隔板（10）隔开而成的各个分区中都设有连接元件以输入/或排出气体和/或液体。

13、根据权利要求11所说的设备，其特征在于，腔室（2）由隔板（10）隔开而成的各个分区中都设有连接元件以输入/或排出气体和/或液体。