DE2415940C3

DE2415940C3 - Kanal für einen Behälter zur Begasung einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2415940C3
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: 1980-11-20
Also published as: DE2415940B2; FR2225198B1; AT319864B; FR2225198A1; IT1006422B; DE2415940A1; CH588418A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Kanal für einen Behälter zur Begasung einer Flüssigkeit oder Trübe, insbesondere Trübe mit suspendierten Feststoffen, für biologische oder chemische Prozesse mit einem Fluid, wie /. 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 erweiternden Siröinungsqucrschniit und im Übergang vom engsten zum erweiterten Strömungsqucrsehnilt in der Kanalwand Gaseintriusöffnungen aufweist und dessen Ströinungsaustriusöffnung in Bodennähe des Behälters endet.

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

Eine andere bekann.c Vorrichtung(DF -AS 19 57 IbO) zeigt einen sich erweiternden, von Flüssigkeit durchströmten Fallkanul. der in seiner Erweiterung unten offene Taschen aufweist, die gegebenenfalls über eine Drossclcinrichtung mit der freien Atmosphäre verbunden sind. Die entsprechenden Taschen gestatten aber nur den F.intrag relativ voluminöser Gasblascn uneinheitlicher Größe, deren Slciggesehwindigkcilcn im Fallkanal unterschiedlich sind, so daß die Stoffausniiizung des Fluidcs relativ /iir Umwill/Icisiiing unbefriedi

gend ist.

Ferner ist ein heberförmiges Begasungsgcrät für fließende Gewässer bekanntgeworden, das an einer Gefällesiufe, 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.

ι⁵ 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 Vorteil, daß die einzusaugende Gasmenge nicht nur durch Drehzahlveränderung der Förderpumpe erreicht werden kann, sondern daß diese durch einfache mechanische Veränderung der engsten Stelle des Katialquerschnittes variiert werden kann. Dies kann man einmal nur durch die mechanische Veränderung erreichen und zum anderen auch in Kombination mit der Drchzahlveränderungdcr Pumpe.

An Ausführungsbeispielcn ist die Erfindung näher

JO erläutert, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Aufriß,
F i g. 2 einen Seitenriß,

F i g. 3 einen Grundriß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

J5 F i g. 4 im 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. 1 bis 3 ist ein etwa zu 80% seines Volumens mit zu begasender Flüssigkeil gefüllter, oben geschlossener zylindrischer Behälter 12 mil lotrechter Achse 13 dargestellt. Im Behälter 12 befindet sich ein lotrechter Kanal 1 von schlankem, rechlcekähnliehem Querschnitt, der den oberen Abschlußdcckel 14 dos Behälters 12 durchdringt, und der über den Behälterboden 15 mit einer sich crwcilcrnden Öffnung 16 cndei. An seinem oberen Ende besitzt der K.inal I eine cngsic Stelle 2. an der in den längeren Rechleckseiicn Gaseintriilsöffnungen 4 angeordnet sind. In Slrömungv richtung nach der engsten Stelle 2 crwcilcrl sich der Kanal I nach unten diffusorartig auf seinen endgültigen Querschnitt. Dem Kanal I wird über ein Steigrohr 17 durch eine Pumpe 18 Flüssigkeil zugeführt, die dem Behälter 12 entweder in Bodennähe über den Ringkanal 19 oder aber unterhalb des Ilüssigkeilsspiegels über den strichlierl eingezeichneten Ringkanal 20 entnommen wird.

Der an etwa der höchsten bzw. engsten Stelle 2 des

bo Kanals I durch Heberwirkung und im Zusammenhang mil 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

b5 Gascintritlsöffnungen 4 in die durch den Kanal 1 abwärts strömende Umwiilzflüssigkcit eingesaugt. Die diffusorarlige Erweiterung ties Kanals I auf einen entsprechend größeren Strömungsquersclimll gcstatlcl

im Zusammenhang mil der durch die Lochgröße oder die Einstellung des engsten Kanalquerschniltes 2 wählbaren Blasengröße eine extreme Verlängerung der Konlaktzeit zwischen Gasblasen und Flüssigkeit während der Abwärtsströmung, wobei die relativ zur Flüssigkeit aufsteigenden Gasblasen von großen Flüssigkeilsmengen überholt werden, »vodurch ein Sinkschwebebett entsteht.

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

1.) 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 clas^he Formgebung der Enden des engsten Querschnittes, sowie durch Abstandsverringerung zweier Kanalwände (F i g. 4a und 4b).

In den Fig.4 bis 6 ist ein oben offener, zylindrischer

25 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 Uniwälzflüssigkeit 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 angeordnet. Von der Pumpe 18 gelangt die Umwälzflüssigkeit durch das Steigrohr 17 in den Ringkanal 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 Wandmaterial hergestellten zylindrischen und gegebenenfalls sich nach unten erweiternden Rohres dar, welches an seinem oberen Eintriusende durch Zusammendrücken nach Art eines Quetschhahncs durch Spannschrauben 28 seine in der Spaltweile stufenlos einstellbare Einschnürung erhält.

Hierzu J. 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 Stromungsrichtung sich anschließend erweiternden Strömungsquerschnitt und im Übergang vom engsten zum erweiterten Strömungsquerschnitt in der Kanalwand Gaseintriatsöffnungen aufweist und dessen Strömungsaustriitsöffnung in Bodennähe des Behälters endet, dadurch gekennzeichnet, daß die engste Stelle (2) des Kanals (1) schlitzförmig und im Querschnitt verstellbar ausgebildet ist und die Gaseinlritlsöffnungen (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 Spaltquerschniit nach Art eines Queischhahncs verstellbar ist.

3. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Gascinirittsöffnungcn (4) vci schließbar ist.