DE3204415C2

DE3204415C2 - Vorrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit oder eines Flüssigkeit-Feststoff-Gemisches

Info

Publication number: DE3204415C2
Application number: DE3204415A
Authority: DE
Inventors: Albert Prof. Dr.-Ing. 3392 Clausthal-Zellerfeld Bahr; Karl Ing.(grad.) 4352 Herten Legner; Hans Dr.-Ing. 4300 Essen Lüdke; Friedrich Wilhelm Dipl.-Ing. 4390 Gladbeck Merhoff
Original assignee: Ruhrkohle AG; Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH; RAG AG
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1986-06-26
Also published as: AU8076082A; JPS57184423A; ZA815977B; GB2095123B; SE8104198L; GB2095123A; DE3204415A1; AU551652B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit oder Trübe im Hinblick auf eine chemische oder physikalische Reaktion, insbesondere zur Begasung in Flota tionsanlagen mittels Bläschenerzeuger und parallel zur Trübeströmung verlaufenden Begasungsflächen. Zur Verhinderung von Betriebsstörungen verursachenden Sedimentationen und Verschleiß sind Bläschenerzeuger aus elastischem und gleichzeitig porösem Kunststoff, beispielsweise Niederdruck-Polyäthylen mit einer Porengrößenverteilung zwischen 2 und 50 μm vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit oder Trübe, insbesondere zur Begasung einer Trübe in Flotationsanlagen, mit aus einem elastischen und zugleich porösen Material auf Basis von Kunststoff bestehenden Bläschenerzeugern, die mit Zuleitungen für das Gas in Verbindung stehen.

Die in der DE-PS 24 20 482 ais Bläschenerzeuger in Verbindung mit einer Flotationsanlage eingesetzten Fritten aus keramischem Material bzw. aus Metall sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie bereits während des Betriebes und insbesondere durch Sedimentation bei Betriebsstörungen durch Kleinstpartikel in der Trübe verstopfen. Die für eine chemische oder physikalische Reaktion erforderliche vollständige homogene Begasung, die für den nachgeschalteten "Trennvorgang unbedingt erforderlich ist, kann auf diese Weise nicht gewährleistet werden.

Nach der DE-AS 10 52 364 ist darüber hinaus eine Vorrichtung zur Feinverteilung von Luft oder anderen Gasen in einer Flüssigkeit bekannt, die aus Diffusoren aus mit einem starren massiven länglichen Unterteil mit einer Luftzuführungsleitung und aus einem auf Druckänderungen durch Aufblähen bzw. Zusammenfallen reagierenden porösen Oberteil besteht. Diese Vorrichtung soll vornehmlich bei der Abwässerbehandlung zur Anwendung kommen. Die auch als Bläschenerzeuger zu bezeichnenden Diffusoren weisen bezüglich der Begasungsfläche ein Oberteil aus einem bestimmten Gewebe oder synthetischem Kunststoff auf. Der wesentliche Nachteil einer derartigen Vorrichtung besteht darin, daß auf Grund von zur Reinigung erforderlicher Betriebsunterbrechungen ein kontinuierlicher Betrieb nicht möglich ist. Des weiteren ist auf Grund der beschriebenen Ausbildung eine gleichmäßige Begasung über den Querschnitt der Diffusoren nicht möglich.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit oder Trübe zu schaffen, die auf wirtschaftliche Weise eine wartungsfreie, vollständige und homogene Begasung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Bläschanerzeuger Kunststoff-Schläuche, vorzugsweise Niederdruckpolyäthylenschläuche, mit einer Porengrößenverteilung zwischen 2 und 50 μπι vorgesehen sind, die quer oder parallel zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit oder Trübe angeordnet sind.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch.

Die Bläschenerzeuger nach einem Ausführungsbeispiel können als Gasleitungen ausgebildet sein und die Begasungszone der durch die Trübe umspülten Bläschenerzeuger außerhalb der Bläscher.erzeuger vorgesehen sein.

Sie können aber auch sls Trübetransportleitungen ausgebildet sein, wobei die Begasungszonen t'.er von

ίο außen mit Gas umspülten Bläschenerzeuger innerhalb der Bläschenerzeuger vorgesehen sind.

Die elastische Ausbildung gestattet den Bläschenerzeugern eine strömungs- und verwirbelungsbedingte axiale und radiale Bewegung, wodurch eine durch Beiriebsunterbrechungen bedingte Sedimentation oder andere Verstopfungen an der Oberfläche der Bläschenerzeuger vermieden und somit eine vollständige homogene Begasung ohne Betriebsstörungen ermöglicht wird, wobei es unerheblich ist, ob die Begasungszonen innerhalb oder außerhalb der Bläschenerzeuger vorgesehen sind.

Die radiale Bewegung verursacht ein zeitweises Verändern der Porenweite, wodurch eingedrungene Fremdkörper selbsttätig nach innen oder außen entfemt werden. Die axiale Bewegung der Bläschenerzeuger unterstützt diesen Vorgang und vermindert gleichzeitig größeren Verschleiß.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen beschrieben und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Begasungseinrichtung, bei welchem die Bläschenerzeuger als Gastransportleitungen ausgelegt sind, und

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel einer Begasungseinrichtung, bei welchem die Bläschenerzeuger als Trübetransportleitungen ausgebildet sind.

Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel gibt im Prinzip eine Begasungseinrichtung 5 wieder, die im wesentlichen aus einer kastenförmig geschlossenen Konstruktion besteht, in welcher als Bläschenerzeuger 10 Schläuche aus Niederdruckpolyäihylen quer zu der durch die Pfeile angedeuteten Strömungsrichtung der Trübe angeordnet sind. Oberhalb der Begasungseinrichtung 5 ist ebenfalls ein mit einem Flansch 4 versehener Anschlußstutzen 3 vorgesehen, der beispielsweise im Rahmen einer Flotationsanlage mit einer zu der erforderlichen Trenneinrichtung führenden Leitung verbunden ist.

Nach dem in F i g. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel wird innerhalb der Begasungseinrichtung 5 über die mit 6 und 7 bezeichneten Gaszufuhren Luft oder ein anderes Gas zur Beaufschlagung der Kunststoffschläuche 10 eingeleitet. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Niederdruckpolyäthylenschläuche quer zur Trübeströmungsrichtung angeordnet. Vor dem Eintritt des Gases in die Schläuche 10 sind seitlich Luftkammern 8,9 eingeschaltet, um Druckstößc bei der Gaszuführung zu vermeiden und um gleichzeitig auch einen ausreichenden Gasvolumenstrom zu gewährleisten.

Durch die Anordnung der Schläuche 10, die in mehreren Reihen hintereinander und untereinander vorstellbar ist, erfolgt die Begasung quer zur Trübeströmung. Die Anzahl der untereinander und in Reihe nebeneinander angeordneten Schläuche 10 richtet sich nach der durchzusetzenden Trübe bzw. Luftmenge. Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Schläuche 10 in Form von Bündeln parallel zur Strömung angeordnet sind.
Die in dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbei-

spiel vorgesehenen Schläuche 10 weisen einen Innendurchmesser von mindesten 3 mm und eine Porengrößenverteilung um einen Mittelwert zwischen 2 und 50 μηι auf. Bei diesen Abmessungen und einer Strömungsgeschwindigkeit der Trübe von mindestens 0,5 m/ Sek. sowie einer entsprechenden Gasgeschwindigkeit sollte die von der Begasungsgrenzfläche zu begasende Schichtdicke mindestens 4 und maximal 20 mm betragen.

Das in Fig. 2 wiedergegebene Ausführungsbeispiel zeigt eine vom äußerlichen her sich vom erstgenannten Ausführungsbeispiel wenig unterscheidende geschlossene Konstruktion, bei welcher im Gegensatz zum erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel die Begasungszonen innerhalb der Kunststoffschlauch^ 10 verlaufen. Zu diesem Zweck sind die Kunststoffschläuche 10 in senkrechter Anordnung zwischen zwei Platten 13, 14, die durch einen Schlauchhalter 12 getragen werden, in einer beliebigen Anzahl vorgesehen. Die Begasungszonen liegen innerhalb der Schläuche 10. Der Trübeverlauf, der durch die Pfeile angedeutet ist, führt durch die Schläuche 10, die als Trübetransportleitungen ausgebildet sind.

Über die Gaszufuhren 6, 7 wird die Luft oder ein anderes Gas über einen Gaskammerring 11 der Begasungseinrichtung 5 derart zugeführt, daß die als Trübetransportleitungen ausgebildeten Schläuche 10 gleichmäßig begast werden. Die angereicherte Trübe wird über den unteren Anschlußstutzen 3 und eine nicht dargestellte Leitung, beispielsweise der nachgeschalteten Trenneinrichtung, zugeführt.

Das Ausführungsbeispiel, bei welchem die Begasungszonen innerhalb der Bläschenerzeuger 10 vorgesehen sind, weist den Vorteil auf, daß der benötigte Gasdruck kleiner ist als bei dem in F i g. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Der Gasdruck muß nur größer sein als die durch die Poren der Bläschenerzeuger 10 bedingte Druckdifferenz. Der Gasdruck ist von dem hydrostatischen Druck der Trübe unabhängig, denn dieser wird von der Wandung der Schläuche 10 aufgenommen. Er ist jedoch abhängig von der Trübegeschwindigkeit in der Begasungszone und zwar um so geringer je größer diese ist. Auf diese Weise lassen sich wesentliche Einsparungen an Energiekosten erzielen.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ebenso für die Abwassertechnik zum Herauflotieren feiner Feststoffteilchen, wie iür die flotative Reinigung von Prozeß- bzw. Abwässern oder die Flotation von Ölemulsionen, wie bei der Erdölgewinnung, und auch für den Stoffaustausch (Gas/Flüssigkeit) bei chemischen Prozessen möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit oder einer Trübe, insbesondere zur Begasung einer Trübe in Flotationsanlagen, mit aus einem elastischen und zugleich porösen Material auf Basis von Kunststoff bestehenden Bläschenerzeugern, die mit Zuleitungen für das Gas in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß als Bläschenerzeuger (tO) Kunststoff-Schläuche, vorzugsweise Niederdruckpolyäthylenschläuche, mit einer Porengrößenverteilung zwischen 2 und 50 μηι vorgesehen sind, die quer oder parallel zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit oder Trübe angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschläuche einen Innendurchmesser von mindestens 3 mm aufweisen.