DE2514197A1

DE2514197A1 - Bubbling of gases into liquids - in large quantities with minimal energy consumption

Info

Publication number: DE2514197A1
Application number: DE19752514197
Authority: DE
Inventors: Josef Stockner
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1975-04-01
Filing date: 1975-04-01
Publication date: 1976-10-14

Abstract

In a device for injecting gases into liquids which includes a gas distributor and a vibrator, the gas distributor has gas-outlet openings lying in one plane. The distributor is connected to a vibrator and can be moved in a direction parallel to the plane of the gas outlet openings. Large quantities of gas can be injected into the liquid in the form of fine bubbles with minimal energy consumption.

Description

Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten mit einem Gasverteiler und einer Vibrationseinrichtung. Device for gassing liquids The invention relates to a device for gassing liquids with a gas distributor and a Vibration device.

Aus der DT-AS 1 02@ 540 ist ein Vibrationsmischer zum Zumischen eines Gases in ein Mischgut bekannt, das aus zwei, an einem Schaft angeordneten, sich radial zum Umfang hin verjüngenden Profilkörpern mit gleich großer Grundfläche besteht, die voneinander durch einen schmalen Zwischenraum getrent sind und deren Schaft zwecks Ansaugung eines Gases hohl ausgebildet ist. From the DT-AS 1 02 @ 540 is a vibration mixer for adding one Gas known in a mixed material, which consists of two, arranged on a shaft consists of profile bodies tapering radially towards the circumference with an equally large base area, which are separated from each other by a narrow space and their shaft is designed to be hollow for the purpose of sucking in a gas.

Einer der Profilkörper führt dabei eine zur Richtung des Schaftes parallele Vibrationsbcwet;ung aus, so daß am Umfang der Profilkörper ein Unterdruck entsteht. Durch diesen Unterdruck wird Gas aus dem hohlen Schaft &-agesaugt und in dem, den Mischer umgebenden Mischgut verteilt. Die durch eine derartige Vibrationsbewegung pro Zeiteinheit angesaugte Gasmenge ist relativ gering und der Bereich, aus welchem das Gas austritt ist im Vergleich zur Gesamtfläche der ProfiLkörper klein. Desweiteren sind beim Einsatz dieser VorrLchtung in Flüssigkeiten erzeugte Gasblasen groß, so daß die Gasblasen schnell in der Flüssigkeit aufsteigen und ihre Verweilzeit in der Flüssigkeit zu kurz ist, um ein vollständiges Auf lösen des Gases in der Flüssigkeit; zu ermöglichen.One of the profile bodies leads one to the direction of the shaft parallel Vibrationsbcwet; ung, so that a negative pressure is created on the circumference of the profile body. Due to this negative pressure, gas is sucked out of the hollow shaft & suction and in the, The mix surrounding the mixer is distributed. The result of such a vibratory movement The amount of gas sucked in per unit of time is relatively small and the range from which the gas leakage is small compared to the total area of the profile body. Further if gas bubbles generated in liquids when this device is used are large, see above that the gas bubbles rise quickly in the liquid and their residence time in the liquid is too short to completely dissolve the gas in the liquid; to enable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die es ermöglicht, mit geringem Energieaufwand große Mengen an Gas in feinverteilter Form in eine Flüssigkeit einzutragen Die Aufgabe wird erfindungsgeiß dadurch gelöst, daß der Gasverteiler in einer Ebene liegende Gasaustrittsöffnungen aufweist, in einer zur Ebene der Gasustrttsöffnungen parallelen Richtung beweglich angeordnet und mit der Vibrationseinrichtung verbunden ist. The invention is based on the object of developing a device which makes it possible to disperse large amounts of gas in finely divided form with little energy expenditure To enter form in a liquid The object is achieved according to the invention by that the gas distributor has gas outlet openings lying in one plane, in movably arranged in a direction parallel to the plane of the gas outlet openings and is connected to the vibrating device.

Der Gasverteiler wird durch die Vibrationseinrichtung, welche zum Beispiel ein mit Netzfrequen7 betriebener elektromagnetischer oder mittels Druckgas angetriebener Vibrator sein kann, in parallel zur Ebene der Gasaust;rittsöffnungen gerichtete Schwingungen versetzt. Die Frequenz und die Amplitude der Schwingungen bestimmt die Relativgeschwindiglceit zwischen dem Gasverteiler und der angrenzenden FlUssigkeit. Je größer diese Relatlvgeschwindigkeit ist, desto gröber sind die Abscherkräfte, die auf die aus den Gasaustrittsöffnungen austretenden Gas blasen wirken und desto kleiner sind die Gasblasen die dadurch vom Gasverteiler losgerissen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtunt, ermöglicht also die Herstellung extrem kleiner Gas blasen (Mikroblasen). Da weiterhin die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht wie die bekannte Vorrichtung lediglich einen schmalen Ringspalt als Gasaustrittsöffnungen hat, sondern in einer Ebene liegende Gasaustrittsöffnungen aufweist, wird das Gas entlang einer wesentlich größeren Fläche in die Flüssigkeit eingetragen. The gas distributor is by the vibration device, which for Example an electromagnetic or pressurized gas operated with mains frequencies7 can be powered vibrator, in parallel to the plane of the gas outlet openings directed Vibrations. The frequency and the amplitude of the vibrations determines the relative speed between the gas distributor and the adjacent liquid. The greater this relative speed, the more The shearing forces that exert on the gas outlet openings are coarser Gas bubbles act and the smaller are the gas bubbles that are removed from the gas distributor be torn loose. The device according to the invention thus enables production Blow extremely small gas (microbubbles). Since the device according to the invention continues not just a narrow annular gap as gas outlet openings like the known device but has gas outlet openings lying in one plane, the gas is entered into the liquid along a much larger area.

Wenn in vorteilhafter Weise der Gasverteiler in einer annähernd parallel zur Ebene der Gasaustrittsöffnungen strömenden Flüssigkeitsströmung angeordnet ist, dann werden die vom Gasverteiler durch dessen Vibration losgerissene Gas blasen sofort vom Gasverteiler weggetragen und in der umgebenden Flüssigkeit verteilt. Dadurch wird eine Wiedervereinigung der kleinen Gasblasen nach dem Austritt aus dem Gasverteiler verhindert und die Bildung unerwünschter großer Gas blasen vermieden. Selbst eine geringe Flüssigkeitsströmung erbringt eine betrchtliche Verbesserung des Blasenabtransports und damit eine Leistungssteigerung der Begasungsvorrichtung. When in an advantageous manner the gas distributor in an approximately parallel is arranged to the level of the gas outlet openings flowing liquid flow, then the gas torn loose from the gas distributor by its vibration will blow immediately carried away by the gas distributor and distributed in the surrounding liquid. This will cause the small gas bubbles to reunite after they exit prevents the gas distributor and the formation of undesirable large gas bubbles avoided. Even a small amount of liquid flow makes a considerable improvement the removal of bubbles and thus an increase in the performance of the gas injection device.

Insbesondere bei der Anwendung der erfindllngsgemäßen Vorrichtung zur Begasung ruhender Gewässer ist es von Vorteil, wenn der Gasverteiler mit einem auf oder unter der Wasseroberfläche schwimmenden oder fahrenden Fahrzeug verbunden ist. Das Fahrzeug kann dann mit den Gasversorgungseinrichtungen, z.B. mit einem Flüssiggastank,ausgestattet sein. In particular when using the device according to the invention for fumigation of still waters, it is advantageous if the gas distributor with a vehicles floating or moving on or under the surface of the water is. The vehicle can then be connected to the gas supply equipment, e.g. Liquid gas tank.

Zur Anwendung kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Oasverteiler kommen, der als flacher, länglicher Hohlkörper ausgebildet ist, dessen Oberseite zumindest teilweise ein poröses Material aufweIst, der parallel zu seiner Längsrichtung beweglich gelagert und mit einer Gaszufuhreinrichtung verbunden ist. Dabei kann es von besonderem Vorteil sein, wenn mehrere dieser Gasverteiler in einer Ebene angeordnet sind. An oas distributor can be used for the device according to the invention come, which is designed as a flat, elongated hollow body, the top of which at least partially a porous material which is parallel to its longitudinal direction is movably mounted and connected to a gas supply device. Here can it can be of particular advantage if several of these gas distributors are in one level are arranged.

Bei dieser Anordnung können mehrere Gasverteiler mit einem Vibrator verbunden sein. Es sollte dabei jedoch beachtet werden, daß die Oasverteiler parallel zu ihrer Längsrichtung schwingen und daß zwischen den einzelnen Gasverteilern in der senkrecht zur Sehwingungarichtung weisenden Richtung ein genU-gender Abstand eingehalten wird, da sonst eine Thermosyphonwiricung entsteht. With this arrangement, several gas distributors can be used with one vibrator be connected. It should be noted, however, that the Oasverteiler parallel swing to their longitudinal direction and that between the individual gas distributors in the direction perpendicular to the visual oscillation direction has a sufficient distance is adhered to, otherwise a thermosyphon effect occurs.

Anhand zweier schematischer Zeichnungen sollen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden: Figur 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen schmalen, länglichen Gasverteiler 1, der an den inden 2, Ri auf einen Rahmen 4 federnd gelagert sst; und mit einem Vibrator 5 verbunden ist. Der Vibrator 5 wird durch Druckgas angetrieben und versetzt den Gasverteiler 1 in Schwingungen In der durch den Doppelpfezl angedeuteten Richtung. Das dem Vibrator 5 zuÇ,eführte Druckgas wIrd anschl eßend über eine Verbindung 6 in den Gasverteiler 1 eingeleitet und zur Begasung der Flüssigkeit verwendet. Auf dQe auf der porösen oberen Wand 7 des hohlen Gasverteiler 1 alstretenden Gasblasen wirken durch die sich ständig Lm Betrag und in der Richtung ändernde Relativgeschwindigkeit zwischen dem Gasverteiler 1 und der umgebenden Flüssigkeit hohe Abscherkräfte, so daß schon sehr kleine Gasblasen (Mikroblasen) von dem Gasverteiler 1 losgerissen werden. On the basis of two schematic drawings, exemplary embodiments the device according to the invention are explained: Figure 1 shows schematically a cross section through a narrow, elongated gas distributor 1, the on the indene 2, Ri sst resiliently mounted on a frame 4; and with a vibrator 5 is connected. The vibrator 5 is driven by pressurized gas and displaces the Gas distributor 1 vibrating in the direction indicated by the double arrow. The pressurized gas fed to the vibrator 5 is then fed via a connection 6 introduced into the gas distributor 1 and used for gassing the liquid. on dQe on the porous upper wall 7 of the hollow gas distributor 1 alstenden gas bubbles act due to the constant Lm amount and the relative speed changing in direction high shear forces between the gas distributor 1 and the surrounding liquid, see above that even very small gas bubbles (microbubbles) are torn from the gas distributor 1 will.

Figur 2 zeigt schematisch eine Aufsicht auf clne erfindungsgemäße Anordnung mehrerer Gasverteiler. Dabei sind mehrere Gasverteiler 8 mit einem Vibrator 9 verbunden. Eine solche Anordnung 8, 9 kann auch als Baueinheit hergestellt werden, so daß, je nach Bedarf, mehrere dieser Baueinheiten zu eIner Begasungsvorrichtung zusammengesetzt werden können. Die gesamte Begasungsvorrichtung kann z.B. mit einem auf oder unter der Wasseroberfläche schw; mrnenden oder fahrenden Fahrzeug verbunden sein. FIG. 2 schematically shows a top view of the invention Arrangement of several gas distributors. There are several gas distributors 8 with a vibrator 9 connected. Such an arrangement 8, 9 can also be produced as a structural unit, so that, depending on requirements, several of these structural units to form one gas supply device can be put together. The entire gassing device can e.g. black on or below the surface of the water; connected to driving or driving vehicle be.

Die Begasungsvorrichtung kann aber auch in einer strömenden Flüssigkeit, z.B. in einem Flußbett, fest installiert sein.The gas injection device can also be used in a flowing liquid, e.g. in a river bed, be permanently installed.

Claims

for gassing liquids with a gas distributor and a vibration device, characterized in that the gas distributor (1, 8) gas outlet openings lying in one plane has, movable in a direction parallel to the plane of the gas outlet openings is arranged and connected to the vibration device (5, 9).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the gas distributor (1, S) in a flowing approximately parallel to the plane of the gas outlet openings Liquid flow is arranged.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the gas distributor (1, 8) with a floating on or below the surface of the liquid or moving vehicle.

4. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the Gae2teiler (l, 8) is designed as a flat, elongated hollow body, whose Top at least partially has a porous material (@), which is stored parallel to its length and with a gas drawing device (@) connected is.

5. Device according to one of claims 1 @ s 4, characterized in that that several gas distributors (1,) are arranged in one plane.

L e r s e i t e