DE2415940B2

DE2415940B2 - Kanal für einen Behälter zur Begasung einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2415940B2
Application number: DE2415940A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr. Wien Muellner
Original assignee: WAAGNER-BIRO AG WIEN
Current assignee: WAAGNER-BIRO AG WIEN
Priority date: 1973-04-11
Filing date: 1974-04-02
Publication date: 1980-04-03
Also published as: AT319864B; IT1006422B; FR2225198A1; FR2225198B1; DE2415940C3; CH588418A5; DE2415940A1

Description

im Zusammenhang mit der durch die LochgröBe oder die Einstellung des engsten Kanalquerschnittes 2 wählbaren Blasengröße eine extreme Verlängerung der Kontaktzeit zwischen Gasblasen und Flüssigkeit während der Abwärtsströmung, wobei die relativ zur Flüssigkeit aufsteigenden Gasblasen von großen Flüssigkeitsmengen überholt werden, wodurch ein Sinkschwebebett entsteht.

Die Vorrichtung gestattet durch folgende einfache Maßnahmen, die Menge des in die Flüssigkeit eingesaugten Gases bzw. dessen Blasengröße einzustellen:

I.) Drosselung der Umwälzmenge oder deren Einstellung durch Drehzahlverstellung der Pumpe.

2.) Verstellung der Zahl und/oder der Querschnitte der Gaseinsaugöffnungen am engsten Querschnitt 2 des Kanals 1 oder Drosselung in den Gasansaugkanälen.

3.) Verstellung des engsten Querschnittes des Kanals durch nachgiebige Ausbildung der schmalen Begrenzungsseiten 11, wie z. B. durch halbkreisförmige und elastische Formgebung der Enden des engsten Querschnittes, sowie durch Abstandsverringerung zweier Kanalwände (F i g. 4a und4b).

In den Fig.4 bis 6 ist ein oben offener, zylindrischer Behälter 12 dargestellt, der zum Teil mit Flüssigkeit gefüllt ist. Der langgestreckte Kanal wird durch zwei konzentrische Zylinder, und zwar durch den Mantel des Behälters 12 und durch einen unten offenen Innenzylinder 27 gebildet Die Beschickung des Kanals mit Umwälzflüssigkeit bewirkt eine Pumpe 18, die als Unterwasserumwälzpumpe ausgebildet ist, welche aus der Behältermitte Flüssigkeit abzieht. In der Zeichnung ist die Pumpe 18 in der Nähe des Behälterbodens 15

ίο angeordnet Von der Pumpe 18 gelangt die Umwälzflüssigkeit durch das Steigrohr 17 in den Ringkamil 25 und aus diesem in die gleichmäßig verteilten, langgestreckten Einzelkanäle 26, die in den F i g. 4a und 4b im Detail dargestellt sind, deren jeder mit einer engsten Stelle 2 unmittelbar nach dem Ringkanal 25 beginnt und sich in einer diffusorartigen Erweiterung nach unten fortsetzt, um dann in den gemeinsamen ringförmigen Kanal 1 einzumünden. Eine besonders günstige Lösung stellt die Verwendung eines aus elastischem oder zumindest teilweise elastischem WandmaterL· hergestellten zylindrischen und gegebenenfalls sich nach unten erweiternden Rohres dar, welches an seinem oberen Eintrittsende durch Zusammendrücken nach Art eines Quetschhahnes durch Spannschrauben 28 seine in der Spaltwcite stufenlos einstellbare Einschnürung erhäl!.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Kanal für einen Behälter zur Begasung einer Flüssigkeit oder Trübe, insbesondere Trübe mit suspendierten Feststoffen, für biologische oder chemische Prozesse mit einem Fluid, wie z. B. Gas, Flüssigkeit oder Schaum, bei dem die Flüssigkeit oder Trübe durch eine Pumpe aus dem Behälter angesaugt und durch den Kanal gefördert wird, der einen sich verengenden und in Strömungsrichtung sich anschließend erveiternden Strömungsquerschnitt und im Obergang vom engsten zum erweiterten Strömungsquerschnitt in der Kanalwand Gaseintrittsöffnungen aufweist und dessen Strömungsaustrittsöffnung in Bodennähe des Behälters endet, dadurch gekennzeichnet, daß die engste Stelle (2) des Kanals (1) schlitzförmig und im Querschnitt verstellbar ausgebildet ist und die Gaseintn>\söffnungen (4) in der Längswand des schlitzförmig verengten Bereiches des Kanals angeordnet sind

2. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die engste Stelle (2) des Kanals (1) elastisch ausgebildet ist und der Spaltquerschnitt nach Art eines Quetschhahnes verstellbar isL

3. Kanal nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Gaseintrittsöffnungen (4) verschließbar ist.

Die Erfindung betrifft einen Kanl für einen Behälter zur Begasung einer Flüssigkeit oder Trübe, insbesondere Trübe mit suspendierten Feststoffen, für biologische oder chemische Prozesse mit einem Fluid, wie ζ. Β Gas, Flüssigkeit oder Schaum, bei dem die Flüssigkeit oder Trübe durch eine Pumpe aus dem Behälter angesaugt und durch den Kanal gefördert wird, der einen sich verengenden und in Strömungsrichtung sich anschließend erweiternden Strömtingsquerschnili und im Übergang vom engsten zum erweiterten Strömungsquerschnitt in der Kanalwand Gaseintrittsöffnungen aufweist und dessen Strömungsaustrittsöffnung in Bodennähe des Behälters endet.

In einer bekannten Vorrichtung (DE-OS 16 58 148) ist in einem Behälter eine Umwälzrohrlcitung angeordnet, in dem ein mit Lufteinsaugöffnungen ausgerüstetes Venturirohr angeordnet ist. Die Welle eines außen liegenden Motors reicht mit ihrem freien Ende in ein Pumpenrohr das hier mit einem Förderrad versehen ist, welches die Flüssigkeit umwälzt. Die Begasung erfolgt nur durch die Randzonc der durch das Venturirohr strömenden Flüssigkeit. Infolge des Auftriebes tritt eine Entgasung der tiefer liegenden Flüssigkcitsleilchcn und damit eine Vergrößerung der Luftblasen auf, so daß hier keine optimale (^-Ausnutzung erfolgen kann.

Eine andere bekannte Vorrichtung (DE-AS 19 57 160) zeigt einen sich erweiternden, von Flüssigkeit durchströmten Fallkanal, der in seiner Erweiterung unten offene Taschen aufweist, die gegebenenfalls über eine Drosseleinrichtung mit der freien Atmosphäre verbunden sind. Die entsprechenden Taschen gestatten aber nur den Eintrag relativ voluminöser Gasblascn uneinheitlicher Größe, deren Steiggeschwindigkeiten im Fallkanal unterschiedlich sind, so daß die Stoffausnülzungdes Muides relativ zur Umwälzleistung unbefriedi-

gend ist

Ferner ist ein heberförmiges Begasungsgerät für fließende Gewässer bekanntgeworden, das an einer Gefällesture, wie z.B. Wehr, angeordnet wird. Hier ergeben sich bereits gattungsmäßig beträchtliche Unterschiede zum eingangs definierten Gegenstand. Auch hier wird der mittlere Strömungsfaden nicht belüftet, wodurch die Wirtschaftlichkeit im Hinblick auf den Energieaufwand vermindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Blasengröße und die Menge des eingesaugten Gases einfach variiert werden kann und daß die eingebrachte Blasengröße weitgehendst einheitlich ist

Gelöst wird die gestellte Aufgabe dadurch, daß die engste Stelle des Kanals schlitzförmig und im Querschnitt verstellbar ausgebildet ist und die Gaseintrittsöffnungen in der Längswand des schlitzförmig verengten Bereiches des Kanals angeordnet sind.

Gegenüber dem Stand der Technik ergibt sich somit der V'oneii, daß die einzusaugende Gasmenge nicht nur durch Drehzahlveränderung der Förderpumpe erreicht werden kann, sondern daß diese durch einfache mechanische Veränderung der engsten Stelle des Kanalquerschnittes variiert werden kann. Dies kann man einmal nur durch die mechanische Veränderung erreichen und zum anderen auch in Kombination mit der Drehzahlveränderung der Pumpe.

An Ausführungsbeispieicn ist die Erfindung näher erläutert und zwar zeigt: Fig. I einen Aufriß, F i g. 2 einen Seitenriß,

Fig.3 einen Grundriß einer crfindungsgcmäßen Vorrichtung,
Fig.4im Aufriß,
F i g. 5 in Draufsicht und

Fig.6 im Schnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei in den Fig.4a. 4b Details dargestellt sind.

In den Fig. I bis 3 ist ein etwa zu 80% seines Volumens mit zu begasender Flüssigkeit gefüllter, oben geschlossener zylindrischer Behälter 12 mit lotrechter Achse 13 dargestellt. Im Behälter 12 befindet sich ein lotrechter Kanal 1 von schlankem, rechteckähnlichem Querschnitt, der den oberen Absdilußdcckel 14 des Behälters 12 durchdringt, und der über den Behälterboden 15 mit einer sich erweiternden Öffnung 16 endet. An seinem oberen Ende besitzt der Kanal 1 eine engste Stelle 2, an der in den längeren Rcchtecksciten Gascintrittsöffnungcn 4 angeordnet sind. In Slrömungsrichtung nach der engsten Stelle 2 erweitert sich der Kanal I nach unten diffusorartig auf seinen endgültigen Querschnitt. Dem Kanal 1 wird über ein Steigrohr 17 durch eine Pumpe 18 Flüssigkeit zugeführt, die dem Behälter 12 ent weder in Bodennähe über den Ringkanal 19 oder aber unterhalb des Flüssigkeitsspiegel über den strichliert eingezeichneten Ringkanal 20 entnommen wird.

Der an etwa der höchsten bzw. engsten Stelle 2 des Kanals I durch Heberwirkung und im Zusammenhang mit der hohen Strömungsgeschwindigkeit auftretende Unterrohrdruck bewirkt ein Ansaugen des zugeführten Gases bzw. der umgebenden Luft. Das Gas wird in Form von kleinen Blasen einheitlicher Größe durch die Gaseintrittsöffnungen 4 in die durch den Kanal 1 abwärts strömende'Umwälzflüssigkeit eingesaugt Die diffusorartige Erweiterung des Kanals 1 auf einen entsprechend größeren Strömungsquerschniti gestaltet