DE8524206U1

DE8524206U1 - Vorrichtung zur Gasinjektion in Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE8524206U1
Application number: DE8524206U
Authority: DE
Original assignee: Goemmer 6305 Buseck De GmbH
Current assignee: Goemmer 6305 Buseck De GmbH
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1986-02-13

Description

Vorrichtung zur Gasinjektion in Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Anreicherung von Flüssigkeiten mit Gasen, insbesondere für gaseentwickelnde Flüssigkeiten wie Faul- und Klärschlämme.

Bekannt ist es, zur Intensivierung des Verfahrensprozesses sowie zur Verbesserung der Gasausbeute und zur Verhinderung von Schwimmdecken sowie Ablagerungen, den Behälterinhalt durch Pumpen oder Rührwerke umzuwälzen. Diese Methode wird insbesondere bei Faulbehältern und in Biogasanlagen angewendet, üine zusätzliche Optimierung des Verfahrensablaufs kann durch die Rückführung des erzeugten Gases in die Behälterflüssigkeit, z.B. den Klärschlamm, mittels Gaseinpressung erzielt werden. Hierbei wird das Prozeßgas, z.B. Klärgas, Biogas, oberhalb des Flüssigkeitsspiegels entnommen und über

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ein Gasrohrsystem einem Gasspeicher zugeführt. Von hier aus wird es mitteis einer Kompressoranläge auf ca. 2 bis 4 bär verdichtet. Dieses verdichtete Gas wird dann über ein Gashochdrucknetz in die im Behälter befindliche Flüssigkeit an einer oder mehreren Stellen eingepreßt. Hierbei tritt das Gas in großvolumigen Blasen in die Flüssigkeit ein, durchströmt diese vertikal und sammelt sich wieder oberhalb des Fiüssigkeitsspiegels im Behälter. Dieser Verfahrensweise bedingt zum einen hohe Anlagen-, Wartungs- und Betriebskosten und zum anderen wird bei dieser Verfahrensweise das Gas nur unvollkommen in der Flüssigkeit verteilt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese einfach im Aufbau und damit kostengünstig im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen in der Herstellung ist und gleichzeitig eine wesentlich bessere Durchmischung der Flüssigkeit mit dem zugeführten Gas gestattet.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird somit die Behälterflüssigkeit über eine Ansaugleitung mittels einer oder mehrerer Pumpen angesaugt, denen eine Injektordüse nachgeschaltet ist, in die die Gasleitung mündet. Aufgrund der Injektorwirkung der strömenden Flüssigkeit wird das Gas fein verteilt in die Flüssigkeit aufgenommen und mit der Rückführleitung in die im Behälter befindliche Flüssigkeit eingepreßt. Durch die hohe Einströmgeschwindigkeit der Flüssigkeit in den Behälter wird zum einen eine intensive Durchmischung der rückgeführ-

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ten Und mit Gas angereicherten Flüssigkeit mit der übrigen Flüssigkeit erhalten und darüberhihaus bewirkt die zurückgeführte Flüssigkeit eine Strömung innerhalb des Behälters, die zu einer Durchmischung des gesamten Behälterinhalts führt Und gleichermaßen verhindert, daß sich Schwimmdecken bilden können oder Ablagerungen im Behälter. Durch entsprechende Anordnung der Austrittsöffnungen der Rücki'ührleitum-/■*£&** I* =* »■% λ Ae*-** n/iKäl-)-ai*{nVialf 4« önrtö rn-t- ΐ aranria HäLiuminn

versetzt werden oder aber in einem gewünschten Sinn durchmischt werden. Hierbei können die Austrittsöffnungen der Rückführleitungen verschiebbar im Behälterinneren angeordnet sein, so daß die gewünschte Bewegung der im Behälter befindlichen Flüssigkeit erhalten wird. Des weiteren können auch die Ansaugöffnungen verschiebbar im Behälterinneren angeordnet sein, so daß auch hierdurch bereits eine gezielte Ansaugung des Behälterinhalts erreicht wird.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist im Behälter ein Rohrabschnitt angeordnet, das zu beiden Seiten offen ist und in das die Rückführleitung mündet. Vorteilhaft ist dieses Rohr vertikal angeordnet, so daß hierdurch eile intensive Umwälzung des Behälterinhalts in lotrechter Richtung erhalten wird. Es ist hier auch denkbar, mehrere Rohrabschnitte im Behälter anzuordnen, die in unterschiedlichen Richtungen angeordnet sind.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt den Vorteil, daß diese ohne große bauliche Veränderungen in bestehende Anlagen, z.B. in Faulräume in Kläranlagen, Biogasanlagen, Reaktionsbehälter und dergleichen nachträglich installiert werden kann.

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Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen den Unteransprüchen in Verbindung mit Zeichnung und Beschreibung hervor.

Hehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines geschlossenen Reaktionsbehälters gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen gleichen Reaktionsbehälter wie Fig.l, jedochmit einem lotrecht im Behälter angeordneten Rohr zur Flüssigkeitsverteilung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Ausführungsbeispiels nach Fig.l und

Fig. 4 einen Reaktionsbehälter, bei dein zusätzlich in die Ansaugleitung ein Versorgungsrohr angeschlossen ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in einem Behälter 1 eine Flüssigkeit 2 eingefüllt, deren Oberfläche mit 3 bezeichnet ist. Der Behälter 1 ist mittels eines Deckels 4 druckdicht verschlossen.

In den Behälter 1 ist eine Ansaugleitung 5 eingesetzt, die an eine Pumpe 6 angeschlossen ist. Der Pumpe nachgeschaltet ist eine Injektordüse 7, an der gleichfalls eine Gasansaug-

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leitung 8 angeschlossen ist. An die Injektordüse ist ferner die Rückführleitung 9 angeschlossen, die sich im Ausführungsbeispiel in zwei in den Behälter eintauchende Leitungen 10, 11 verzweigt. In die Leitungen 10, 11 sind Drosselventile 12, 13 eingeschaltet, mit denen die Aufteilung des rückgeführten Mediums eingestellt werden kann.

Die Gasversorgungsleitung 8 mündet im Raum 14 oberhalb des Flüssigkeitsspiegel 3, d.h. in dem Raum, in dem sich die entwickelten Gase sammeln.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgende. Mittels der Pumpe 6 wird die Flüssigkeit 2 angesaugt und mit hoher Geschwindigkeit durch die Injektordüse 7 durchgeleitet und über die Rückführleitung 9 in den Behälter 1 zurückgeführt. In der Injektordüse 7 wird über die Gasversorgungsleitung 8 das sich oberhalb der Flüssigkeit ansammelnde Gas angesaugt und bei der Einführung in die Flüssigkeit fein verteilt in diese aufgenommen. Die über die Leitungen 10 und 11 in den Behälter 2 zurückgeführte Flüssigkeit hat eine hohe Austrittsgeschwindigkeit und wird je nach Konsistenz der Flüssigkeit bis zu mehreren Metern in den Behälter eingetragen. Darüberhinaus bewirkt die mit hoher Geschwindigkeit in den Behälter zurückgeführte Flüssigkeit ein Umwälzen und Umrühren der Behälterflüssigkeit, so daß sich im Behälter keine Ablagerungen ansetzen können oder aber sich eine Schwimmdekke ausbilden kann. Darüberhinaus wird durch die in der Rückführleitung aufgenommenen Gase, die fein verteilt in der Flüssigkeit enthalten sind, eine sehr gute Durchmischung der gesamten Flüssigkeit mit den Gasen erhalten, wodurch der Verfahrensprozeß optimiert wir ... )iese Vorrichtung sur An-

saugung, Verteilung und Rückführung der Gase, wobei gleichzeitig eine Umrührung der Behälterflüssigkeit erhalten wird, kommt mit wenigen Einzelteilen aus und ist somit kostengünstig in der Herstellung und eignet sich auch, vorhandene Behälter nachzurüsten.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird wiederum die Flüssigkeit 2 über die Ansaugleitung von der Pumpe 6 angesaugt, wobei über die Gasversorgungsleitung 8 der Flüssigkeit in der Injektordüse 7 das Gas zugesetzt wird. Die mit Gas angereicherte Flüssigkeit wird über die Rückführleitung 9 in die Flüssigkeit 2 zurückgeführt, wobei die Rückführleitung 9 in einem lotrecht im Behälter 1 angeordneten Rohr 15 » mündet, das oben und unten offen ist. Hierdurch erhält man ein System ähnlich einer Mammutpumpe, die eine intensive Umrührung der Behälterflüssigkeit in lotrechter Richtung | bewirkt, wie dies mit den Pfeilen angedeutet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das Ansaugrohr 5 auf einen kurzen Rohrstutzen verringert, der unmittelbar an der Pumpe 6 angeschlossen ist. An der Pumpe ist wiederum die Injektordüse 7 angeschlossen und die Gasversorgungsleitung 8. Die Pumpe, die Gasversorgungsleitung 8 und die Injektordüse 7 sind im Innern des Behälters 1 und unterhalb des Flüssigkeitsniveaus 3 angeordnet. Die Pumpe ist län^s einer Führung 16 in der Lotrechten im Behälter verschiebbar ange- " ordnet. Des weiteren ist die RückfühEleitung 9 auf einen kurzen Rohrstutzen verkürzt. Damit die Pumpe 6 in einem großen Bereich innerhalb des Behälters verfahren werden kann, ist die Gasversorgungsleitung 8 aus einem flexiblen Material ausgebildet.Diese Ausführungsform hat den Vorteil, «,

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daß durch Variation der Ansaughöhe der Flüssigkeit im Behälter 1 und Veränderung der Öffnung der Rückführleitung 9 der Behälter in unterschiedlichen Höhen umgewälzt und mit Gas angereichert werden kann. Hierbei ist es denkbar, die Pumpe ständig zwischen dem Boden des Behälters 1 und dem Flüssigkeitsspiegel 3 pendeln zu lassen oder aber die Stellung der

jf Pumpe nur zeitweilig zu verändern.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, das im wesentlichen dem von Fig. 1 gleicht, sind die Pumpe 6 und die Injektordüse 7 außerhalb des Behälters angeordnet. Die Ansaugleitung 5 mündet im unteren Bereich des Behälters 1. An diese Ansaugleitung 5 ist eine Zusatzleitung 17 angeschlossen, die mit zwei Ventilen 19 und 20 versehen ist, über die weitere Zusai zstoffe in die von der Pumpe 6 angesaugte Flüssigkeit zugegeben werden können. Die Rückführleitung 9 mündet in bestimmter Stel'ang im Behälter 1, wobei vorteilhaft eine tangentiale Einleitung der rückgeführten Flüssigkeit angestrebt wird, da hierdurch die Behälterflüssigkeit in Rotation versetzt werden kann.

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Claims

Ansprüche:

1. Vorrichtung für die Anreicherung von Flüssigkeiten mit Gasen, insbesondere für Gase entwickelnde Flüssigkeiten, wie

■j Faul- und Klärschlamme, gekennzeichnet durch eine oder mehrere in die Flüssigkeit (2) eintauchende Ansaugleitungen (5), durch eine oder mehrere in die Ansaugleitung eingeschaltete Pumpen (6), durch eine oder mehrere der Pampe nachgeschaltete Injektordüsen (7), an denen je eine Gasansaugleitung (8) angeschlossen ist und durch eine oder meh-S rere an die Injektordüsen angeschlossene und die mit Gas

angereicherte Flüssigkeit führende und in die Flüssigkeit eintauchende Kückführleitungen (9).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen jeder Ansaugleitung (5) in der Flüssigkeit (2) verschiebbar angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen der Rückführleitungen (9) in der Flüssigkeit (2) verschiebbar angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitungen (9) in einem in der Flüssigkeit (2) eintauchenden Rohrabschnitt (15) münden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (15) lotrecht innerhalb der Flüssigkeit (2) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (9) tangential zur Behälterwandung der Flüssigkeit (2) mündet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe bzw. die Pumpen (6) unmittelbar in der Flüssigkeit (2) angeordnet sind und längs einer Führung verschiebbar sind, daß die Ansaugleitungen (5) in Form kurzer Ansaugstutzen ausgebildet sind, daß die Injektordüsen (7) unmittelbar starr mit der Pumpe (6^ verbunden sind und daß die Ga^ancaugleitungen (8) flexibel ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ansaugleitung (5) eine vor der Pumpe (6) mündende Zusatzleitung (17) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem geschlossenen Behälter für die Flüssigkeit und mit einem oberhalb der Flüssigkeit ausgebildeten Gassammeiraum, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Injektordüse (7) angeschlossene Gassammelleitung im oberen Bereich des Gassamme 1 räume s mündet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gasansaugleitung (8) druckmittelerhöhende Pumpen eingeschaltet sind.

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