CN1086194A - 液体的处理 - Google Patents
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Abstract
适宜用于污水脱硫处理的方法和装置,该方法避
免需要泵送污水。该方法包括将污水通入气密性通
风柜(4)中和使污水作为一种物流通过第一通道(14)
下降,将脱硫气,例如氧气的气泡向上通过下降的污
水,使气体溶于该液体中,形成一气一液物流及使该
气—液物流上升通过第二通道(16)的几个步骤,其中
脱硫气泡进一步通入气—液物流,进一步使气体溶于
该气—液物流中,使下降和上升物流中的液体密度达
到平衡。
Description
本发明是关于将气体溶于液体中的方法和装置,更具体地说,是利用富集了氧气的气体处理污水的方法。
为避免产生疑问,本说明书中的术语“气体”包括气体混合物。
在处理缶中处理大量体积的污水的方法是已知的。这些已知的方法常常要求泵送几百万加仑的污水。
借助本发明所提供的较简单的适宜用于污水脱硫(stweening)的装置,避免了泵送污水的要求。
按本发明的一个方面,将气体溶于液体中的方法包括如下步骤:
a)将液体通入气密性的通风柜中;
b)使该液体作为一种物流从气密性的通风柜中通过第一通道下降;
c)使气泡向上通过下降的液流,使其溶于液流中,形成气-液物流;
d)使气液物流上升通过第二通道;和
e)再一次使气泡向上通过下降的气液物流,使该气体进一步溶于气-液物流中,并使下降和上升的物流中的液体密度达到平衡。
优选,该气体是富集了氧气的气体混合物。
优选,捕集在通风柜内任何未被溶解的气体利用一台泵循环,以便进一步溶于液/气一液流中。
根据本发明的另一个方面,用于将气体溶于液体中的装置包括第一导管,用作液体的通道,它的至少一部分在气密性通风柜中延伸,第一和第二通道从气密性通风柜中下降,在或靠近通道的底端的一个位置引入气体,这种使得液体沿第一、二通道与气体接触,生成气一液流,未溶的气体被捕集在通风柜中。
下面,通过举例的方式,参考示意图的附图,描述本发明的实施方案,在附图中:
图1是将气体溶于液体中的装置的剖面示意图;
图2是图1装置的平面示意图;和
图3是描述结合图1和图2所示的装置与从空气中分离氧气的PSA装置的方法的流程图。
如图1和2所示,用于溶解气体,例如将富氧气体混合物溶于污水之类的液体中的装置包括如图2清楚示出的一导管2,它在气密性通风柜4中围绕延伸,包括上部6和由此确定的侧缘8。
直接地位于通风柜4下面的是两根同心管,即第一外部管10和由此隔开的第二内部管12。管10的内表面绕第一通道14构成管12的外表面。将如下面所解释的,管12的内表面就限定了第二通道16。管12的上端向上延伸超出管10的上端,因此,污水首先沿第一通道14向下流动。
第二导管18中的在一端与通道16相通,在其另一端与通风柜4的导管2的下游相通。
管20从一富氧气体混合物源(没示出)延伸,到位于邻近通道14、16底部的第一出口21。管22从通风柜4的下侧延伸到泵24的入口,泵24的出口经管26与第2出口23流体相通。
排放管28也与通风柜4的下面侧流体相通,且用伐30控制。
在使用时,污水流在通风柜的侧缘下面沿第一导管2流动,因此,顺同心管10、12之间的环形通道向下。
来自气源(没示出)的富氧气体利用管20经出口21引入向下流的液流。用于气体的限定的上升速度大于液流的向下速度,因此,富氧气的气泡反抗液流的流动上升。
因此,在到达第一通道底部后形成的气-液流接着向上到第二通道16。
任何未溶解的富集氧被捕集在通风柜4中,并且通过使用泵24来进行循环,它从通风柜4的下面经管22、26吸入捕集的气体,然后将该气体经出口23再加入该气-液流的上升通道16。
将气体加入/注入来自出口23的向上流动的气-液流有助于使向下流动的液流的密度达到平衡,由此避免过度的压力降。然后,气-液流离开通道16经第二导管18到通风柜4的第一导管2的下游再聚集。
渐渐地,通风柜4中的气体变成富集了氮气体,这种气体需要定期地放出,以避免经排放口和伐30形成压力上升。
上述装置的适宜大小的方案能够每天处理流率约为200百万加仑的污水管10、12尺寸是这样确定,使污水在下流通道14的流速优选不大于0.2m/sec。经出口21引入的富氧气体混合物形成气泡,并反抗向下流动的液体而上升,这是因为限定的气体上升速度为0.3m/sec。由于管的长度为5米,这就意味着气泡将与污水接触50秒的时间。经通道16向上升的污水的速度升高到0.5m/sec时,物流就载带腐质一起流动。
上述方案的特殊优点是简化了结构,而极有利的特点是通过使下降和上升通道中的物流的密度平衡,使得该装置对污水可在没压力降的情况下运行。
操作附图中图1和2所示装置的另一方法是例如经管排放口28和阀30排出通风柜4中的富氧气流,并将其作为富氧气流的辅助原料气输送到用于从空气分离氧气的变压吸附(PSA)装置(图1和2中没有示出)。使用PSA装置作为一个氧源从此将氧气输送到图1和2中的装置。通过从通风柜4中将氧气回流到PSA装置,减少了氧的损失。
在生产氧气的PSA循环中,有一些不同的步骤,在这些步骤中,从通风柜4中排出的富氧气流可以利用。例如,在按EP-A-0449448生产富氧气产品气流的方法中,在步骤(ⅰ)结束至步骤(ⅲ)开始之间的期间内,可以将富氧气在柱A的加料端引入柱A,优选的是在步骤(ⅱ)结束至步骤(ⅲ)开始之间的期间内,或与步骤(ⅱ)同时。通常,富氧气体加到柱A的加料端的同时,将一部分产品物流引入第二柱B的产品端,冲洗第二柱,同时从第二柱B的加料端排出气体,以解吸和排空第二柱B中的富氧气体。此外,在步骤(ⅳ)结束至步骤(ⅵ)开始之间期间内,富氧气体可以引入柱B的加料端。采用来将富氧气体引入柱B加料端的方法与选择用来将富氧气体引入柱A的方法相类似。
如果从空气中分离氧的PSA装置有3个柱子,且每个包含分子筛吸附剂床,在平衡步结束至将原料空气输入该床开始之间依次向每一个床引入富氧气体可以类似地进行。
另一个可供选择是,富氧气体与原料空气混合,通常是在用来输入空气到该床的压缩机的入口混合。如果PSA装置是在高于大气压的压力下吸附氮气,然后通过减压到大气压力来解吸吸附剂,这种技术非常有用。另外,在高于大气压力-大气压这样的循环中,可以使用一低压鼓风机,在每个循环的适宜时机促使富氧气体进入吸附床,例如在两个床循环平衡前立即进行。
现在参看图3,示出了一种装置,用来处理输入到PSA装置40的富氧上流气体。管32有一入口,与排出口28相通(图3中没有示出)。管22的出口与填料接触器34相通,在此富氧气体与经管36供给的O3相接触。(如果需要,PSA装置40不仅可以供氧给图1和2所示的装置,而且也可以供氧到O3发生器(没示出),以便提供处理富氧气所需要的O3。)如果通过图1和2所示的装置是污水,与O3接触是特别希望的。O3来清洗富氧气体。清洗过的富氧气体离开容器34,优选通入通用的O3垃圾焚烧炉42,以从富氧气体中除去痕量的O3。然后富氧气体进入PSA装置40,按上述的方式使用。如果需要,PSA装置40可有一个缓冲容器(没示出),用来接收富氧气体,并从此将其输送到PSA装置的各个床。
Claims (14)
1、将一种气体溶于一种液体中的方法包括如下步骤:
a)将液体通入气密性的通风柜中;
b)使上述液体作为一种物流从气密性的通风柜中通过第一通道下降;
c)使气泡向上通过下降的液流,以溶于液流中,形成气-液物流;
d)使气-液物流上升通过第二通道;和
e)进一步使气泡向上通过上升的气-液物流,进一步使气体溶于气-液物流中,并使下降和上升的物流中的液体密度平衡。
2、按权利要求1的方法,其中第一通道是由第一外部管的内表面和第二内部管的外表面之间的环形空间限定,而第二通道是由第二内部管的内表面限定,这些管子从气密性通风柜向下突出。
3、按权利要求1或2的方法,其中任何未溶解的气体都捕集在通风柜内。
4、按权利要求3的方法,其中未溶的解的气体利用泵循环,再次溶于液体中。
5、按权利要求1-4中的任意一项的方法,其中气体是富氧气混合物。
6、按权利要求5中的方法,其中未溶富氧气混合物是从通风柜排出的,而氧是由此分离出的。
7、将一种气体溶于一种液体的装置包括一作为液体通道的第一导管,第一导管的至少一部分延伸至气密性通风柜中,第一和第二通道从气密性通风柜中向下延伸;将气体输送到位于或邻近通道底端的一个位置的装置,设计成使液体沿第一和第二通道与气体接触,形成气一液物流,任何未溶解的气体被捕集在通风柜中。
8、按权利要求7的装置,其中第一通道是由第一外部管的内表面和第二内部管的外表面之间的环形空间限定,第二通道是由第二内部管的内表面限定,且管从气密性通风柜中向下突出。
9、按权利要求7或8的装置,其中所设置的泵是用来循环捕集在气密性通风柜中的气体。
10、按权利要求7、8或9的装置,其中排放管中的流体与通风柜的下面相通。
11、按权利要求7-10中的任意一项的装置,其中所设置的第二导管有一端与第二通道中的流体相通,它的另一端与通风柜的第一导管的下游的流体相通。
12、按权利要求7-11中的任意一项的装置,还包括一从空气中分离氧的PSA装置,上述的PSA装置在它的加料端与通风柜的内部相通。
13、将一种气体溶于一种液体中的方法,基本上如上所述。
14、一种将气体溶于液体的装置,制造、设计基本上适于按这里附图中的图所描述来操作。
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |