DE3325969A1 - Vorrichtung zur begasung von fluessigkeiten, insbesondere einer mit flotationsreagenzien versetzten fluessigkeits-feststoff-suspension - Google Patents
Vorrichtung zur begasung von fluessigkeiten, insbesondere einer mit flotationsreagenzien versetzten fluessigkeits-feststoff-suspensionInfo
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Description
- Anlage zum Patentgesuch der
- Klbckner- Hu mboldt-Deutz Aktiengesellschaft vom 15. Juli 1983 Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten, insbesonoere einer mit Flotationsreagenzien versetzten Flüssigkeits-Feststoff-Suspension Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten, insbesondere einer mit Flotationsreagenzien versetzten Flüssigkeits-Feststoff-Suspension, die über ein Zuführungsrohr in eine Flotationszelle eingeleitet wird, und wobei in der Rohrwandung des Zuführungsrohres Öffnungen für die Zufuhr der Begasungsmedien vorgesehen sind.
- Bei der Flotation von Flüssigkeits-Feststoff-Suspensionen kann die Begasung bereits in den Suspensionszuführungsleitungen vor deren Einleitung in das eigentliche Trennyefäb erfolgen, wobei die Begasungsmedien üblicherweise durch Überdruck mittels Injektoren oder gasdurchlässigen Körpern, z.B. poröse Fritten, in die Suspension eingebracht werden.
- Aus der DE-AS 24 20 482 ist eine Begasungseinrichtung für Flotationsanlagen bekannt, bei der zur Erzeugung feiner Gasbläschen Frittenkörper aus porösem Kunststoff, Keramik oder Metall, zum Beispiel auf Bronzebasis, oder auch Siebe mit sehr kleinen Lochweiten verwendet werden.
- Es hat sich jedoch gezeigt, daß Siebe zur Begasung von Suspensionen nicht geeignet sind, da sie starkem Verschleiß unterliegen.
- Poröse Frittenkörper haben den Nachteil, daß sich die Poren im Frittenkörer mit Partikeln zusetzen und daher ihre Gasdurchlässigkeit mehr oder minder schnell abnimmt. Die Poren können sich deswegen leicht zusetzen, weil ihr Porenverteilungsspektrum relativ breit ist und verschieden große Poren an der Begasungsoberfläche verschieden stark mit Gas durch den Frittenkörper versorgt werden und dadurch ungleiche Druckverhältnisse in den einzelnen Poren an der Begasungsphasengrenze vorliegen.
- Kunststofffritten aus hochmolekularem Sinter-Polyäthylen haben jedoch den Nachteil, daß sie gegen Adsorptionserscheinungen von bestimmten organischen Reagenzien nicht gefeit sind, die sich in den zu begasenden Suspensionen befinden können, und die gleichfalls zu Verstopfungen der Poren im Frittenkörper führen können.
- Injektoren aus Metall, Keramik oder Kunststoff haben den Nachteil, daß sie keine ausreichend großen spezifischen Lufteinträge bei gewünschter feiner Dispersität der Luftblasen in die Suspension ermöglichen.
- Alle diese bekannten Begasungsvorrichtungen weisen besonders in Bezug auf die Qualität gleicher Gasdurchlässigkeit eine schlechte Reproduzierbarkeit auf und neigen trübeseitig zu Verstopfungen insbesondere der feinen Porengänge ourch Ablagerungen von Reagenzien, Salzen oder Feststoffteilchen, die sich in den Flüssigkeiten befinden. Derartige Begasungsvorrichtungen müssen daher häufig nachgeregelt und gereinigt werden.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Begasungsvorrichtung zu schaffen, die unter Vermeidung der oben angeführten Nachteile eine zuverlässige und optimale Begasung von Flüssigkeiten, insbesondere einer mit Flotationsreagenzien versetzten Flüssigkeit-Feststoff-Suspension ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnungen in der Rohrwandung für die Zufuhr der Begasungsmedien aus einzelnen mit Abstand voneinander angeordneten, hintereinander gereihten Lamellen gebildet werden.
- Hierdurch wird sehr vorteilhaft erreicht, daß an allen Öffnungen der Begasungsvorrichtung am Phasenübergang Begasungsmedium/Suspension gleiche Druckverhältnisse vorliegen, so daß ein dauerhafter, konstant bleibender Eintrag von gleich grossen beziehungsweise gleich feinen Gasbläschen in die Suspension gewährleistet ist. Auf diese Weise wird eine optimale Begasung der jeweils vorliegenden Flüssigkeits-Feststoff-Suspension erreicht. Auch zeichnet sich aie Begasungsvorrichtung gemäß der Erfindung durch ihren kostengünstigen Aufbau und hohe Verschleiß- und Korrosionsbeständiykeit aus. Daraus ergibt sich wiederum der Vorteil hoher Standzeiten ohne Zwischenreinigung der Begasugungsvorrichtungen.
- Gute Begasungsergebnisse mit besseren aufbereiterischen Endergebnissen werden gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß die Lamellen in der Rohrwandung mit schmalen gleichbreit dimensionierten Abständen voneinander angeordnet sind. Hierdurch wird sehr vorteilhaft die Erzeugung und Einbringung von gleich großen Gasbläschen in die Flüssigkeits-Feststoff-Suspension ermöglicht, wobei der Ubergang des Begasungsmediums in die Flüssigkeits-Feststoff Suspension zu jeder Stelle unter gleichem Druckabfall erfolgt.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstände zwischen den Lamellen eine Breite von etwa 10 bis 500 im, insbesondere 20 bis 40 im aufweisen. Je nach Erfordernis der zu flotierenden Suspension können Begasung vorrichtungen mit unterschiedlichen Aostänoen der Lamellen zum Einbringen verschieden großer Mengen der Begasungsmedien eingesetzt werden. Beste Trennergebnisse werden zum Beispiel bei der Kohleflotation mit Lamellenabständen von 20 bis 40 ;jm erzielt.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rohrwandung im Bereich der Zuführung oer Begasungsmedien im Querschnitt rechteckig ausgebildet ist. Dadurch können die Begasungskörper sehr einfach und vorteilhaft aus streifenartigen Lamellen aufgebaut sein, die über entsprechende dazwischen befindliche Abstandshalter zwischenliegende schlitzartige Öffnungen bilden. Die Fixierung der Lamellen kann durch Kleben, Schweißen, Löten, Verschrauben, Verstiften, durch Formschlüssigkeit oder andere Befestigungsarten innerhalb eines Gehäuses erfolgen. Die Lamellen können lösbar miteinander verbunden sein. Dadurch können die Öffnungen durchgeblasen beziehungsweise freigeblasen werden. Durch verschieden hohen Spanndruck auf die Lamellen ist deren Abstand voneinander einstellbar. Sehr vorteilhaft werden die Lamellen aus metallischem oder keramischem Werkstoff mit hoher Verschleiß-und/oder Korrosionsbeständigkeit hergestellt. Hierbei sind Edelstähle, Sinterhartmetalle, Porzellan oder ähnliches Material denkbar. Die Lamellen einer Begasungsvorrichtung sind jeweils von einem Gehäuse umschlossen, das einen Anschluß an die Druckleitung des Begasungsmediums aufweist.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem Zuführungsrohr im Bereich mit rechteckigem Querschnitt nur die einander am nächsten gegenüberliegenden Wandungen mit Öffnungen versehen sind.
- Auf diese Weise können einfache und kostengünstige Begasung vorrichtungen hergestellt werden, die ein ausreichendes Einbringen des Begasungsmediums in die durchströmenoe Suspension gewährleisten. In diesen Begasungsvorrichtungen brauchen die quer zur Suspensionsströmungsrichtung geführten Gasblasen nur sehr kurze Wege zurückzulegen, um jedes zu flotierende Feststoff-Partikel in der Suspension zu erreichen.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Begasungsvorrichtung ist vorgesehen, daß der Querschnitt des Zuführungsrohres im Bereich der Zuführung der Begasungsmedien trichterförmig erweitert ausgebildet ist. Hierbei kommen Öffnungswinkel von û° bis 200 zwischen der Hauptströmungsridhtung der Suspension und der Rohrwandung des Zuführungsrohres in Betracht. Das Einleiten eines Begasungsmediums in die Flüssigkeits-Feststoff-Suspension bewirkt normalerweise eine Volumenvergrößerung beziehunyswelse ßeschieunigung der begasten Suspension. Durch die trichterförmige Erweiterung des Zuführungsrohres wird jedoch ein gleichbleibendes, homogenes Geschwindigkeitsprofil über den Querschnitt innerhalb der Suspensionsströmung erreicht, so daß erstens ein gleichbleibender Druck an jeder Öffnung gewährleistet wird und zweitens keine Beschleunigung der Suspension erfolgt und daher auch keine Scherkräfte auf die Gasbläschen wirken. Ein Abreißen der auszuflotierenden Partikel von den sie tragenden Gasbläschen wird auf diese Weise vermieden und dadurch die Trennleistung nicht beeinträchtigt.
- Da die erfindungsgemäße Begasungsvorrichtung im Gegensatz zu herkömmlichen Begasungsvorrichtungen auf eine gleiche, konstant bleibende Durchsatzleistung für Suspension und Begasungsmedium eingestellt werden kann und reproduzierbare Durchsatzleistungen liefert, braucht nicht jedes einzelne, mit der erfindungsgemäMen Begasungsvorrichtung versehene Zuführungsrohr eine eigene Meß- und Regelvorrichtung, sondern es genügt auch für mehrere Zuführungsrohre, die eine oder mehrere gleichartige Flotationszellen speisen, ein einziger Regelkreis, so daß eine Flotationsanlage mit Vorteil parallel versorgt und sehr kostengünstig betrieben werden kann. Bei Verwendung von trichterförmig erweiterten Begasungsvorrichtungen kann eine Flotationsanlage insgesamt mit geringerem Gasdruck als normalerweise erforderlich ist betrieben w&rden, wodurch eine bessere Wirtschaftlichkeit erzielt wira.
- Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele.
- Es zeigen: Fig. 1 eine Begasungsvorrichtung im Längsschnitt gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Begasungsvorrichtung gemäß Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausbildungsform einer Begasungsvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine trichterförmig ausgebildete Begasungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
- Für einander entsprechende Teile werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet.
- In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Begasungsvorrichtung 1 dargestellt. Dieser Begasungsvorrichtung 1 strömt im Bereich 2 eines Zuführungsrohres 3 unbegaste Flüssigkeits-Feststoff-Suspension zu. Im Bereich 4 erfolgt die Begasung der Suspension. Hier ist die Rohrwandung des Zuführungsrohres 3 abwechselnd aus vielen einzelnen Lamellen 5 und dazwischenliegenden schlitzartigen Öffnungen 6 aufgebaut.
- Die Öffnungen 6 werden durch kurze linienförmige oder punktförmige Abstandshalter 7 gebiloet, die sich zwischen den Lamellen befinden. Die einzelnen Lamellen 5 werden, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, durch in Längsrichtiny des Zuführungsrohres 3 verlaufende Haltestifte 14 gehalten und durch Spannvorrichtungen 8 aneinander gepreßt. Nach außen sind die Lamellen 6 von einem Gehäuse 9 mit Deckel 10 umyeben, welches an eine Druckleitung 11 aer Begasungsmedienzufuhrung angeschlossen ist. Das Begasungsmedium gelangt über einen Ringraum 15 durch die Öffnungen 6 in die Suspension.
- Nach Durchströmen des Bereiches 4 der Begasungsvorrichtung 1 wird die gleichmäßig begaste Flüssigkeits-Feststoff-Suspension aus dem Bereich 13 auf kürzestem Wege dem eigentlichen Trenngefäß, der Flotationszelle zugeführt. In der Regel enthalt jede Flotationszelle mehrere Zuführunysrohre mit jeweils einer Begasungsvorrichtung für die zu begasende Suspension, wobei die Einströmungsrichtungen der Zuführungsrohre im wesentlichen tangential mit radialer und/oder horizontaler Richtungskomponente in die Flotationszelle ausgerichtet sein können.
- Jede einzelne Begasungsvorrichtung 1 ist beidseitig mit Absperrventilen 12 ausgerüstet, so daß ein Austauschen beziehungsweise Auswechseln einer Begasungsvorrichtung währeno des Betriebes der Flotationsanlage vorgenommen werden kann. Auch kann mit Hilfe dieser Absperrventile 12 sehr vorteilhaft beim Abschalten der Anlage ein Zurückströmen der Suspension verhindert wird.
- Wie Fig. 2 zeigt, ist die Begasungsvorrichtung 1 ringförmig ausgebildet. Durch die auf den ringscheibenartigen Lamellen 5 punktförmigen Abstandshalter 7 werden zwischen den Lamellen 5 schlitzartige Öffnungen freigehalten. Die Abstandshalter können, wie bereits erwähnt, auch linienförmig ausgebildet sein, durch Punktschweißung oder Einstanzen in die Lamellen oder durch Aufbringen von dünnem elastischem oder festem Material auf die Lamellen erzeugt werden.
- Eine andere Ausbildungsform einer Begasungsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung zeigt im Querschnitt die Fig. 3. Hierbei ist das Gehäuse 9 im Profil rechteckig ausgebildet. Dieses Profil gehäuse kann zum Beispiel durch Strangguß aus Leichtmetall, Kunststoff oder ähnlichem Material hergestellt werden.
- Die Lamellen 5 sind hierbei streifenförmig ausgebildet und mit linienförmigen Abstandshaltern 7 versehen. Die dadurch gebildeten Öffnungen 6 befinden sich jeweils nur in den zwei sich am nächsten gegenüberliegenden Wandungen oes rechteckigen Querschnittes im Bereich 4 der Begasungsvorrichtung 1.
- Die Hohlräume 15' hinter den Lamellen 5 sind mit der gemeinsamen Druckleitung 11 der Begasungsmittelzuführung verbunden.
- Gemäß Fig. 4 ist der Bereich 4 der Begasungsvorrichtung 1 trichterförmig erweitert ausgebildet. Der Querschnitt der Begasungsvorrichtung 1 im Bereich 4 kann dabei beliebig, zum Beispiel rund oder recht eckig ausgebildet sein. Die Lamellen 5 beziehungsweise die dazwischenliegenden Öffnungen 6 sind hierbei rechtwinklig und quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeits-Feststoff-Suspension angeordnet. Sie können jedoch auch schräg oder parallel zur Suspensionsströmungsrichtung orientiert sein. Für diese besondere Ausführung der trichterförmigen Begasungsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung ist der Querschnitt im Bereich 13' des Zuführungsrohres 3' größer als der des Zufühwrungsrohres 3 für die unbegaste Flüssigkeits-Feststoff-Suspension.
- Als weitere Variante der Begasungsvorrichtung 1 kann der Bereich 4, in welchem die Suspension begast wird, als doppelwandiger Zylinderraum mit innerer Begasungsmediumzuführung ausgebildet sein. Dieser ringförmige doppelwandige Begasungsraum ist ebenfalls wiederum auch mit rechteckigem Querschnitt denkbar, wobei die Innenwana oder/und die AuEenwand mit Öffnungen für die Begasung der durchströmenoen Suspension versehen ist/sind.
- Die erfindungsgemäße Begasungsvorrichtung eignet sich auch sehr vorteilhaft für andere Bereiche der Flüssigkeitsbegasung, wie zum Beispiel bei der Luft- beziehungsweise Sauerstoffeinbringung in Fischzuchtteiche oder in biologische Abwasser-Klärbecken.
Claims (6)
- Patentansprüche Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten, insbesondere einer mit Flotationsreagenzien versetzten Flüssigkeits-Feststoff-Suspension, die über ein Zuführungsrohr in eine Flotationszelle eingeleitet wird, und wobei in aer Rohrwandung des Zuführungsrohres Öffnungen für aie Zufuhr aer Beyasungsmesien vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, aaß die Öffnungen (6) in der Rohrwandung für die Zufuhr oer Beyasungsmedien aus einzelnen mit Abstand voneinander angeordneten, hintereinander gereihten Lamellen (5) gebildet werben.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (5) in der Rohrwandung mit schmalen gleichbreit dimensionierten Abständen voneinander angeordnet sind.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Lamellen (5) eine Breite von etwa 10 bis 500 ym, insbesondere 20 bis 40 um, aufweisen.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwandung im Bereich (4) der Zuführung der Begasungsmedien im Querschnitt rechteckig ausgebildet ist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zuführungsrohr im Bereich (4) mit rechteckigem Querschnitt nur die einander am nächsten gegenüberliegenden Wandungen mit Öffnungen (6) versehen sind.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Zuführungsrohres (3, 3') im Bereich (4) der Zuführung der Begasungsmedien trichterförmig erweitert ausgebildet ist.
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