CN102732645A - 一种高速气浮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高速气浮装置。装置由混合溶气系统和平流气浮槽两大部分组成。本发明的装置体积小,占地少,制造简便,投资省。本装置气浮分离过程小于3分钟,分离效果好,释放头不易堵塞,特别适合于糖汁这类会因时间长而产生损耗的物料气浮。
Description
发明领域
本发明涉及气浮装置,具体地说涉及一种高速气浮装置。
背景技术
气浮的过程份为四个价段:Ⅰ、气浮液溶气;Ⅱ、絮体与气泡混合,絮体凝聚增大;Ⅲ、气浮液均佈进入气浮槽;Ⅳ、絮体与液体分离。
气浮装置按溶气的方式可分为压力溶气和动力混合溶气两大类。
压力溶气生成的气泡粒径小,约为20μ~120μ,分散性好,有利于絮体的浮升。但是,现有的压力溶气气浮有如下不足:溶气需使用压力容器罐,减压放气需使用专门的释放器。当处理絮体多的气浮液时,溶气罐与释放器均易堵塞。压力容器罐还需设置多余空气排放系统,以免大量气体进入气浮槽将絮体打散。
动力混合溶气为借助外力将空气粉碎成微小的气泡并与气浮液混合,或借助于器械先产生微小的气泡,再通过动力将气泡与液体混合。动力混合溶气溶入的气量不受气体在液体中的溶解度的限制,混合的气量大,如旋流微孔溶气空气与液体的比可于2∶1~100∶1间调节。并且,现有的动力混合溶气气浮都无释放头,也不易产生堵塞的问题。但其不足的是,混合的气泡粒度大于120μ,不易均匀分散与絮体结合,影响絮体的上浮。
动力混合溶气的空气粉碎及气液混合的动力源有:喷射的液流、涡旋泵、凹涡气浮机、乳化搅拌机、打泡机、旇流微孔管、电解制泡机等等。空气粉碎及气液混合的动力功率增大,有利于气体的破碎和分散。但是,实际动力混合溶气的气泡粒度受到上述机械动力的限制,都大于150μ,气浮的效果不如压力溶气气浮。另外,凹涡气浮机、乳化搅拌机等直接将装置置于气浮槽液中,生成的气泡直接进入气浮槽。但是,因无布液系统,气泡不能与全部气浮液均匀的混合,完成Ⅱ阶段絮体与气泡混合,絮体凝聚增大,和Ⅲ阶段气浮液均布进入气浮槽的任务,仍需设置一前置混合槽,致使气浮液在气浮槽中的停留时间延长。
现有气浮装置的气浮槽的设计,均是由前槽(Ⅱ、Ⅲ阶段)和分离槽(Ⅳ阶段)两段组成。其工作原理:液体上升或水平流动的同时絮体上升,絮体聚集增大上浮至液体的液面,然后浮清液下降与絮体分离。设计中为使絮体聚集增大,上升的速度一般控制于10mm/s~20mm/s,使大絮体不再分散;为使浮清液下降不至带出絮体,下降的速度一般控制于1.5~2.5mm/s,因此上升/下降式气浮槽气浮液在槽中停留的时间一般大于40min。现使用的平流淺层气浮槽,为保证浮渣与液体分层和浮清液下降时不至带出絮体,槽内液体的深度仍需大于500mm,一般停留的时间仍大于20min。
发明的内容
本发明的目的是提供一种高速气浮装置,以满足制糖业糖汁快速浮清糖汁的需要,同时也可用于其它需高速气浮的场合。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下。
1.一种高速气浮装置由混合溶气系统和平流气浮槽两大部分组成;
1)所述混合溶气系统由溶气机械、压力溶气管、和释能管组成;
其中:溶气机械为喷射器、涡旋泵、凹涡气浮、乳化搅拌机、打泡机、旋流制泡机或电解制泡机;压力溶气管与释能管连接,共同为溶气机械与布液管连接的一段管道;小孔释放头和分流头置于释能管中,小孔释放头置于释能管的进口,分流头置于释能管的中部,分流头的头部与小孔释放头相对,小孔释放头、释能管和分流头在同一轴线上;
上述溶气机械本发明选用涡旋泵或喷射器;溶气机械将空气与气浮液体混合、加压输入溶气压力管、经溶气压力管出口到释能管释压后,通过布液管上的出液孔进入平流分离槽,完成溶气的过程;
2)所述平流气浮槽由槽体、阻沬器、括沬机、布液管、集泡沫槽和液位调节器组成,槽体的前端为布液段、中部为气浮分离段、后部为液位控制及清液排出段;阻沬器、括沬机、布液管、集泡沫槽和液位调节器设在槽体中;
其中:阻沬器、括沬机位于集泡沫槽和液位调节器之间全长及全宽的位置,括沬机在槽体上方的液面上,将液面的泡沫括至集泡沫槽;
阻沬器在括沬机下方,阻沬器下部距槽体底部设有气浮液通道;在阻沬器下方布液段C的全宽设有布液管,布液管设置于布液段内或布液段外,布液管上设置有均匀分布的出液孔;液位调节器位于槽体的尾部。
上述出布液管后液体上升的流速控制在10mm/s~20mm/s。
上述的压力溶气管,在压力溶气管中的气浮液体流速为0.4m/s~1.2m/s,气浮液在压力溶气管中的停留时间应大于2s。
上述的气浮液通道,通道高度为100mm~300mm,控制通过气浮液通道的气浮液流速为50mm/s~150mm/s;气浮液通道的长度应保证气浮液通过气浮分离段的停留时间,大于液层最下部的絮体垂直穿过液层所需的时间。
上述的液位调节器为提升或降低气浮分离槽内工作液位的机构,液位调节器应控制气浮分离槽内工作液位,使泡沬层进入括沬机。
上述阻沬器上部平槽体的工作液面,阻沬器由垂直于液体前进方向的多块阻沬板组成、全长为布液段与分离段之和、宽度与布液段或分离段相同,阻沬板的高度与气浮液通道的高度的比为0.5∶1~2∶1,各块阻沬板的间距为100mm~300mm。
上述括沬机安装于槽体的液面,括沬机采用任何形式的括沬机,本发明选用水平运动括沬机。
上述喷射器,喷射器的尾管中需保持0.05~0.5Mpa的压力,喷咀的流速大于8m/s,喷咀为单个,采用喉部的直径等于喷咀的直径,喷咀的出口与喉部的进口间距0~2mm,喷射器进气为压缩空气,压力应大于出尾管中的液流压力。
上述释能管为多条释能管,分别连接在布液管上,其中:每条释能管中的液体流速小于1m/s;小孔释放头的孔直径为1mm~20mm;分流头呈鱼雷状,前端是分流头半球为半球体,其半球直径与释能管直径的比为0.3∶1~0.6∶1;后端是分流头园锥体,其长度为分流头半球的半球直径的3~5倍。
本发明的有益效果
1、当装置为全溶气气浮时,液体在压力溶气管内的溶气时间仅为20~30s,絮体聚集和布液的时间约10s,液体通过主流层的时间最大为100s,即本发明的气浮装置的工作时间可不大于180s。当采用清汁溶气,气浮液从布液管两端进入,所需时间更短。本装置可满足糖汁超快速气浮清净的要求。
3、本发明提出小孔释放头释放系统,是一种不易堵塞的释放系统,特别适合于糖汁这类会因时间长而产生损耗的物料气浮。
2、本发明的装置体积小,占地少,制造简便,投资省。
附图说明
图1本发明一种高速气浮装置结构示意图。
图2本发明释能管结构示意图。
图3本发明平流气浮槽结构示意图。
图中:槽体1、阻沬器2、括沬机3、溶气机械4、压力溶气管5、释能管6、小孔释放头7、分流头8、分流头半球9、分流头园锥体10、布液管11、气浮液通道12、泡沬层13,,集泡沫槽14,液位调节器15,出液孔16。
A为气浮液,B为空气,C为前端布液段,D为气浮分离段,E为液位控制及清液排出段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明一种高速气浮装置结构如图1、图2和图3所示,一种高速气浮装置由混合溶气系统和平流气浮槽两大部分组成:
1.所述混合溶气系统由溶气机械4、压力溶气管5、和释能管6组成:
其中:溶气机械4为喷射器、涡旋泵、凹涡气浮、乳化搅拌机、打泡机、旋流制泡机或电解制泡机;压力溶气管5与释能管6连接,共同为溶气机械4与布液管6连接的一段管道;小孔释放头7和分流头8置于释能管6中,小孔释放头7置于释能管6的进口,分流头8置于释能管6的中部,分流头8的头部与小孔释放头7相对,小孔释放头7、释能管6和分流头8在同一轴线上。
上述溶气机械4本发明选用涡旋泵或喷射器;溶气机械4将空气与气浮液体混合、加压输入溶气压力管5、经溶气压力管5出口到释能管6释压后,通过布液管11上的出液孔16进入平流分离槽,完成溶气的过程。
2.所述平流气浮槽由槽体1、阻沬器2、括沬机3、布液管11、集泡沫槽14和液位调节器15组成,槽体1的前端为布液段C、中部为气浮分离段D、后部为液位控制及清液排出段E;阻沬器2、括沬机3、布液管11、集泡沫槽14和液位调节器15设在槽体1中。
其中:阻沬器2、括沬机3位于集泡沫槽14和液位调节器15之间全长及全宽的位置,括沬机3在槽体1上方的液面上,将液面的泡沫括至集泡沫槽14。
阻沬器2在括沬机3下方,阻沬器2下部距槽体1底部设有气浮液通道12;在阻沬器2下方布液段C的全宽设有布液管11,布液管11设置于布液段C内或布液段外,布液管11上设置有均匀分布的出液孔16;液位调节器15位于槽体1的尾部。
上述出布液管11后液体上升的流速控制在10mm/s~20mm/s。
上述的压力溶气管5,在压力溶气管5中的气浮液体流速为0.4m/s~1.2m/s,气浮液在压力溶气管5中的停留时间应大于2s。
上述的气浮液通道12,通道高度为100mm~300mm,控制通过气浮液通道12的气浮液流速为50mm/s~150mm/s;气浮液通道12的长度应保证气浮液通过气浮分离段D的停留时间,大于液层最下部的絮体垂直穿过液层所需的时间。
上述的液位调节器15为提升或降低气浮分离槽内工作液位的机构,液位调节器15应控制气浮分离槽内工作液位,使泡沬层进入括沬机3。
上述阻沬器2上部平槽体1的工作液面,阻沬器2由垂直于液体前进方向的多块阻沬板组成、全长为布液段C与分离段D之和、宽度与布液段C或分离段D相同,阻沬板的高度与气浮液通道的高度的比为0.5∶1~2∶1,各块阻沬板的间距为100mm~300mm。
上述括沬机3安装于槽体的液面,括沬机3采用任何形式的括沬机,本发明选用水平运动括沬机。
上述喷射器,喷射器的尾管中需保持0.05~0.5Mpa的压力,喷咀的流速大于8m/s,喷咀为单个,采用喉部的直径等于喷咀的直径,喷咀的出口与喉部的进口间距0~2mm,喷射器进气为压缩空气,压力应大于出尾管中的液流压力。
上述释能管6为多条释能管,分别连接在布液管11上,其中:每条释能管中的液体流速小于1m/s;小孔释放头7的孔直径为1mm~20mm;分流头8呈鱼雷状,前端是分流头半球9为半球体,其半球直径与释能管6直径的比为0.3∶1~0.6∶1;后端是分流头园锥体10,其长度为分流头半球9的半球直径的3~5倍。
实施例1
在某生物工程300t/d发酵废液处理中,废液中絮体重量达全部液体重量的3%,采用本发明的系统全溶气气浮,溶气器为喷射器,释放系统释放头孔径取10mm,全年330天24小时连续工作,没有出现过堵塞事故,气浮装置工作良好。
实施例2
某机械制造厂含油和机械杂质极高的废水,采用通常的压力溶气气浮,释放头常堵塞。改用旋涡泵溶气后,因产生大气泡多,不便于调节,工作不稳定。增加本发明的释放系统后,系统工作正常。
实施例3
按处理的糖汁5000m3/d计,糖汁的上升速度经测定大于3mm/s,取主流层液体厚度为300mm,主流层流速50mm/s,则糖汁流经气浮槽的时间为100s,分离段需长度为5m,主流层入口宽度约为3.9m。
Claims (9)
1.一种高速气浮装置,其特征在于,装置由混合溶气系统和平流气浮槽两大部分组成;
1)所述混合溶气系统由溶气机械、压力溶气管、和释能管组成;
其中:溶气机械为喷射器、涡旋泵、凹涡气浮、乳化搅拌机、打泡机、旋流制泡机或电解制泡机;压力溶气管与释能管连接,共同为溶气机械与布液管连接的一段管道;小孔释放头和分流头置于释能管中,小孔释放头置于释能管的进口,分流头置于释能管的中部,分流头的头部与小孔释放头相对,小孔释放头、释能管和分流头在同一轴线上;
上述溶气机械本发明选用涡旋泵或喷射器;溶气机械将空气与气浮液体混合、加压输入溶气压力管、经溶气压力管出口到释能管释压后,通过布液管上的出液孔进入平流分离槽,完成溶气的过程;
2)所述平流气浮槽由槽体、阻沬器、括沬机、布液管、集泡沫槽和液位调节器组成,槽体的前端为布液段、中部为气浮分离段、后部为液位控制及清液排出段;阻沬器、括沬机、布液管、集泡沫槽和液位调节器设在槽体中;
其中:阻沬器、括沬机位于集泡沫槽和液位调节器之间全长及全宽的位置,括沬机在槽体上方的液面上,将液面的泡沫括至集泡沫槽;
阻沬器在括沬机下方,阻沬器下部距槽体底部设有气浮液通道;在阻沬器下方布液段的全宽设有布液管,布液管设置于布液段内或布液段外,布液管上设置有均匀分布的出液孔;液位调节器位于槽体的尾部。
2.根据权利要求1所述的一种高速气浮装置,其特征在于,所述出布液管后液体上升的流速控制在10mm/s~20mm/s。
3.权利要求1所述的一种高速气浮装置,其特征在于,所述的压力溶气管,在压力溶气管中的气浮液体流速为0.4m/s~1.2m/s,气浮液在压力溶气管中的停留时间应大于2s。
4.权利要求1所述的一种高速气浮装置,其特征在于,所述的气浮液通道,通道高度为100mm~300mm,控制通过气浮液通道的气浮液流速为50mm/s~150mm/s;气浮液通道的长度应保证气浮液通过气浮分离段的停留时间,大于液层最下部的絮体垂直穿过液层所需的时间。
5.权利要求1所述的一种高速气浮装置,其特征在于,所述的液位调节器为提升或降低气浮分离槽内工作液位的机构,液位调节器应控制气浮分离槽内工作液位,使泡沬层进入括沬机。
6.权利要求1所述的一种高速气浮装置,其特征在于,所述阻沬器上部平槽体的工作液面,阻沬器由垂直于液体前进方向的多块阻沬板组成、全长为布液段与分离段之和、宽度与布液段或分离段相同,阻沬板的高度与气浮液通道的高度的比为0.5∶1~2∶1,各块阻沬板的间距为100mm~300mm。
7.权利要求1所述的一种高速气浮装置,其特征在于,所述括沬机安装于槽体的液面,括沬机采用任何形式的括沬机,本发明选用水平运动括沬机。
8.权利要求1所述的一种高速气浮装置,其特征在于,所述喷射器,喷射器的尾管中需保持0.05~0.5Mpa的压力,喷咀的流速大于8m/s,喷咀为单个,采用喉部的直径等于喷咀的直径,喷咀的出口与喉部的进口间距0~2mm,喷射器进气为压缩空气,压力应大于出尾管中的液流压力。
9.权利要求1所述的一种高速气浮装置,其特征在于,所述释能管为多条释能管,分别连接在布液管上,其中:每条释能管中的液体流速小于1m/s;小孔释放头的孔直径为1mm~20mm;分流头呈鱼雷状,前端是分流头半球为半球体,其半球直径与释能管直径的比为0.3∶1~0.6∶1;后端是分流头园锥体,其长度为分流头半球的半球直径的3~5倍。
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