CN208389809U - 一种溶气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种溶气设备，其特征在于，它包括反应器，反应器一侧外壁设有液体入口管，反应器设有气体入口管和气体排放管，气体排放管始端位于反应器内，气体排放管末端位于反应器外，气体排放管的末端设有排放阀，反应器的内壁上设有小棒，小棒朝向反应器的中轴线延伸布置，反应器的底部设有液体出口管，液体出口管设有调节阀；本实用新型的优点在于：液体在反应器的上部形成薄层，进而被小棒精细地分散开，大量的液体在反应器中被分散为小水滴，使得更小体积的液体中可以溶入更大体积的气体，有效增加液体和气体之间的交换表面积，提高溶解效率。

Description

一种溶气设备

技术领域

本实用新型涉及溶解设备领域，尤其涉及一种溶气设备。

背景技术

目前已经存在有多种将气体溶解入液体的设备类型。根据现有的各类技术，我们发现主要类型为以下几种：

离心泵：通常是多级反应。气体从泵的吸入口或泵的第一级引入，进而被涡轮机分散至液体中，然后在压力作用下溶解。

溶气管（或溶气球）：液体在一定压力下被引入设备，气体以气泡的形式散播到设备中。该汽水混合物在溶气管内部以一定的旋转速度维持着均匀混合状态，同时在一定压力下增大相互接触面积，进而进一步发生溶解过程。

单个或多个喷头型溶气球：通过单个或多个喷头将液体在一定压力下引入设备。并使气体用某种方式在溶气球的上部维持成一层气体。喷头（或多个喷头）从该气层中吸取气体并将其引入通向溶气球底部的通道中。在这个通道的出口处，被吸入的气体再以气泡的形式上升。气泡从通道出口向上上升的过程中，通过加压及增大气液接触面来达到更好的溶解效果。

所有这些现有设备都有一个共同点：气体以气泡的形式分散在液体中，从反应器的底部迅速上升至反应器的顶部，然后通过气泡的表面和液体表面（气/液界面）的交换来完成溶解过程。尽管形成的气泡已经相对较小（一般直径几毫米），但它们在液体中的上升速度还是相对较快。这限制了气液交换的持续时间，大大影响了溶解效率。

另外，由于表面张力现象，气泡有自然快速聚结形成更大气泡的趋势，这也限制了气液表面交换效率。

所以，为了达到所需的溶解效果，这种类型的设备通常需要很大的体积，而且气体通常需要反复几次被喷头喷散至液体中进行接触反应。因此导致运行费用高昂。

另一种解决方案是引入过量的气体，即引入比实际能够溶解在液体中的气体更多量的气体以增加表面交换率。但这样的方式会导致气体损失，因为过量的未溶解的气体必须及时被排出以避免最终被过多的气体充满反应器。

一般来说，在现有技术的装置中，气/液表面交换能力是有限的，因为通常大量的液体中只能溶解少量的气体，导致最终也只有少量的气泡在液体中循环。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种溶气设备，有效增大气液接触面积。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种溶气设备，其特征在于，它包括反应器，所述反应器一侧的外壁设有液体入口管，所述反应器还设有气体入口管和气体排放管，所述气体排放管的始端位于反应器内，所述气体排放管的末端位于反应器外，所述气体排放管的末端设有排放阀，所述反应器的内壁上设有小棒，所述小棒朝向反应器的中轴线延伸布置，所述反应器的底部设有液体出口管，所述液体出口管设有调节阀。

进一步地，所述反应器包括反应器主体、上封头和下封头，所述反应器主体的形状为圆柱形或圆台形，所述反应器主体的内部空心且上下两端敞口，所述上封头和下封头分别与反应器主体的上下两端固定连接。

在一个实施例中，所述反应器主体的形状为圆柱形，所述气体入口管与上封头连接，所述液体入口管沿反应器的外壁切线方向与反应器的外壁连接，所述气体排放管贯穿上封头向下延伸设置，所述气体排放管沿反应器中轴线的方向向下延伸至反应器的中部，所述小棒与反应器一侧的内壁连接，所述小棒位于反应器的上部。

进一步地，所述反应器主体的形状为圆柱形或圆台形。

进一步地，所述小棒呈平行的多列状分布，相邻的两列小棒沿反应器周向的夹角相等，最底端小棒的位置高于气体排放管始端的位置。

在一个实施例中，所述反应器主体的形状为圆柱形，所述气体入口管与上封头连接，所述液体入口管的始端沿径向贯穿反应器的外壁并向反应器的中轴线延伸，所述液体入口管的中部弯折至与反应器中轴线重合的方向再向上封头延伸，所述液体入口管的末端靠近上封头的内侧设置，所述小棒与上封头的内侧连接，所述小棒呈辐射状布置，小棒从上封头内侧朝向反应器的中轴线方向布置。

进一步地，所述反应器顶部的封头形状为椭球状。

在上述各实施例中，所述气体排放管呈倒置的U形。

本实用新型的优点在于：反应器内设置小棒，小棒对于在反应器内壁上按螺旋形路线流动的液体起到障碍物的作用，由于液体在反应器的上部形成薄层，进而被小棒精细地分散开，大量的液体在反应器中被分散为小水滴，使得更小体积的液体中可以溶入更大体积的气体，有效增加液体和气体之间的交换表面积，提高溶解效率。

附图说明

图1是本实用新型反应器的俯视截面示意图。

图2是图1所示的反应器的正面结构示意图。

图3是本实用新型反应器的另一种设计方式示例的俯视截面图。

图4是图3所示的反应器的正面结构示意图。

附图标记：

1反应器

101反应器主体

102上封头

103下封头

2气体入口管

3气体排放管

4液体入口管

5液体出口管

6小棒

7排放阀

8调节阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种溶气设备，其特征在于，如图1和图2所示，它包括反应器1，所述反应器1一侧的外壁设有液体入口管4，所述液体入口管4的尺寸根据液体进入反应器1的流速确定，所述反应器1设有气体入口管2和气体排放管3，所述气体排放管3的始端置于反应器1内，所述气体排放管3的末端设有排放阀7，所述排放阀7位于反应器1外，所述反应器1的内壁上设有小棒6，所述小棒6朝向反应器1的中轴线延伸布置，小棒6起到使液体在所述反应器1内壁上按螺旋形路线流动的障碍物的作用，所述反应器1的底部设有液体出口管5，所述液体出口管5设有调节阀8，调节阀8和排放阀7用于保证反应器1内处于一定压力下，分别调节通过反应器1的液体的流量和气体的排放量，能使反应器1中的液面位置始终维持在排放管末端的管孔处。

如图2所示，所述反应器1包括反应器主体101、上封头102和下封头103，所述反应器主体101的形状为圆柱形或圆台形，所述反应器主体101的内部空心且上下两端敞口，所述上封头102和下封头103分别与反应器主体101的上下两端固定连接。

实施例1

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，所述反应器主体101的形状为圆柱形，所述气体入口管2优选与上封头102连接，气体入口管2还可以设在位于反应器1中的其它任何地方，优选在液位的上方或下方；如果需要可在反应器1的上游就将气体引入液体中，即在液体入口管4中提前引入，此时装置没有气体入口管2。所述液体入口管4沿反应器1的外壁切线方向与反应器1的外壁连接，液体沿着反应器1罐体内壁在离心力的作用下，切向进入反应器1，进而围绕反应器1的中轴线旋转运动。

液体由反应器1上端的液体入口管4进入反应器1，在离心力的作用下，液体以一定的速度沿内壁流入反应器1，形成液体薄层，待溶解的气体由气体入口管2被引入到反应器1中。该气体在反应器1的上部形成一个气囊，该气囊的下部位置由气体排放管3的末端来确定。

如图2所示，所述气体排放管3沿反应器1中轴线的方向贯穿反应器1顶部的壁面向下延伸设置，所述小棒6与反应器1一侧的内壁连接，所述小棒6位于反应器1的上部，所述小棒6呈平行的多列状分布，如图2所示，所述小棒6优选以一定倾角或垂直于液体流动路线布置，相邻的两列小棒6沿反应器1周向的夹角相等，液体通过在反应器1的侧面内壁上旋转流动，在气囊中被分布着的小棒6打散开，大量液体在反应器1中被分散为小水滴，增大气液接触面积。

小棒6可以固定在有液体分散的罐体内壁上，也可以固定在独立于罐体内壁的另一个支撑件上。例如小棒6可以设置在沿反应器1中轴线定位的竖直支撑件上，小棒6从中轴线向外部的方向延伸，即向反应器1内壁方向延伸。或者，小棒6可固定在多个垂直安装于反应器1上端的支撑件上。

小棒6可由板、栅条或其它机械阻挡装置来代替，从而形成能够引导液体按照一定路径流动并将其分散在反应器1上部的气体环境中。

液体可以沿反应器1的内壁上分散开，也可以散布在除反应器1内壁外的另一种独立表面上。该表面可以是圆柱形，圆锥形或螺旋形的形状并且相对于反应器1的中轴线同心或偏心布置安装，这样液体沿着该表面的轨迹自然向下流动。反之也可以向上引导液体再使其自然回落，从而保证液体到达较为理想的分散效果。

实施例2

在本实用新型的另一个实施例中，如图3和图4所示，所述反应器主体101的形状为圆柱形，所述液体入口管4的始端沿径向贯穿反应器1的外壁并向反应器1的中轴线延伸，所述液体入口管4的中部弯折至与反应器1的中轴线重合并向反应器1的顶部延伸，所述液体入口管4的末端靠近反应器1的顶部设置，所述小棒6与反应器1顶部的内壁连接，所述小棒6呈辐射状布置，小棒6从上封头102内侧呈辐射状分布朝向反应器1内部的中轴线方向。

液体进入反应器1后被投射到反应器1顶部的上封头102处，以一定速度在离心力的作用下在上封头102扩散成液体薄层。反应器1中的液面水平可以通过其它装置维持在期望的水平位置上，而不是通过排出多余气体。

该装置可以由可调节式浮子气体流量计构成，其在液位下降时减少气体进入量，反之增大气体进入量。或者，手动阀可以由隔膜或根据反应器1中的液位周期性运作的自动阀门来代替。

在上述两个实施例中，所述气体排放管3呈倒置的U形，有效利用反应器1本身的高度，起到节省空间的作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种溶气设备，其特征在于，它包括反应器，所述反应器一侧的外壁设有液体入口管，所述反应器还设有气体入口管和气体排放管，所述气体排放管的始端位于反应器内，所述气体排放管的末端位于反应器外，所述气体排放管的末端设有排放阀，所述反应器的内壁上设有小棒，所述小棒朝向反应器的中轴线延伸布置，所述反应器的底部设有液体出口管，所述液体出口管设有调节阀。

2.根据权利要求1所述的一种溶气设备，其特征在于，所述反应器包括反应器主体、上封头和下封头，所述反应器主体的形状为圆柱形或圆台形，所述反应器主体的内部空心且上下两端敞口，所述上封头和下封头分别与反应器主体的上下两端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种溶气设备，其特征在于，所述反应器主体的形状为圆柱形，所述气体入口管与上封头连接，所述液体入口管沿反应器的外壁切线方向与反应器的外壁连接，所述气体排放管贯穿上封头向下延伸设置，所述气体排放管沿反应器中轴线的方向向下延伸至反应器的中部，所述小棒与反应器一侧的内壁连接，所述小棒位于反应器的上部。

4.根据权利要求3所述的一种溶气设备，其特征在于，所述小棒呈平行的多列状分布，相邻的两列小棒沿反应器周向的夹角相等，最底端小棒的位置高于气体排放管始端的位置。

5.根据权利要求2所述的一种溶气设备，其特征在于，所述气体入口管与上封头连接，所述液体入口管的始端沿径向贯穿反应器的外壁并向反应器的中轴线延伸，所述液体入口管的中部弯折至与反应器中轴线重合的方向再向上封头延伸，所述液体入口管的末端靠近上封头的内侧设置，所述小棒与上封头的内侧连接，所述小棒呈辐射状布置，小棒从上封头内侧朝向反应器的中轴线方向布置。

6.根据权利要求5所述的一种溶气设备，其特征在于，所述反应器顶部的封头形状为椭球状。

7.根据权利要求3或5中任意一项所述的一种溶气设备，其特征在于，所述气体排放管呈倒置的U形。