DK154474B - Apparat til frembringelse af partikelvaekst ud fra partikler, der er suspenderet i stroemmende vaeske - Google Patents

Description

i

DK 154474 B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til frembringelse af · partikelvækst ud fra partikler, der er suspenderet i en strømmende væske, hvilket apparat er eller er beregnet til at blive tilsluttet en tilførselsledning for væsken og en afgangsledning, der er tilsluttet et 5 separationsapparat til udskillelse af de suspenderede partikler, og har en flerhed af lige og i alt væsentligt parallelle kanaler, der er anbragt ved siden af hinanden og er forbundet i serie med forbindelseselementer, hvorhos tværsnittet af kanalerne er valgt siledes, at ved den nominelle belastning af separationsapparatet er væskens strømningshas-10 tighed tilstrækkelig til at undgå udskillelse af de suspenderede partikler i kanalerne, og at der ved væskens friktion med kanalvæggen frembringes en hastighedsgradient i den strømmende væske, som forårsager partikelvækst.

Et sådant apparat kendes fra beskrivelserne til DK patentansøg-15 ningerne nr. 2334/73 og nr. 6007/74, i hvilket apparat kanalerne er rettet i alt væsentligt lodret.

Ved væskestrømning i kanalerne frembringer friktion ved væggen en transversal hastighedsgradient, således at i kanalerne indre strømmende dele vil overhale ydre strømmende dele, hvorved sandsyn-20 ligheden for kollision og sammensmeltning af partikler øges. Ved en tilstrækkelig opholdstid i kanalerne vil der indtræffe en væsentlig parti kel vækst, hvilket vil fremme udskillelsen i det efterfølgende separationsapparat. Adskillelse af partikler i parti kel vækstapparatet må undgås for at undgå modarbejdelse af apparatets virkning. Strømnings-25 hastigheden bør derfor være så høj, at i alt væsentligt alle partikler medrives af væsken, men ikke så høj, at sammenvoksede partikler igen vil blive revet fra hinanden som følge af forskydning s kræfter mellem dele, der strømmer med forskellig hastighed.

Dette kendte apparat er igen en forbedring af det apparat, der 30 kendes fra US patentskrift nr. 2.413.375 (1943), i hvilket apparat gradienterne frembringes af modsat bevægede vægge, som afgrænser lodrette kanaler.

Anvendelsen af vertikale kanaler var baseret på den generelle opfattelse, at kun herved kunne udskillelse i kanalerne undgås.

35 Ulemperne ved det kendte apparat er for det første, at ved til slutning til et separationsapparat vil den til rådighed værende højde i praksis være begrænset, hvad der ved en given, længere samlet rørlængde kræver et større ental rørlængder med forbindende bøjningselementer, hvilket fordrer dyre materialer og en bekostelig montering 2

DK 154474B

samt resulterer I talrige potentielle forstyrrende steder for strømningen, og for det andet giver ændringen af væskestrømningen i bøjningerne anledning til udskillelse, nemlig af tunge partikler i de nedre bøjninger og af lette "partikler" (oliedriber) og luft i de øvre bøjninger, hvilket 5 nedsætter strømningshastigheden og medfører til sidst tilstopning, således at udskilt materiale må aftappes med regelmæssige mellemrum.

Anvendelse af horisontale rør blev imidlertid anset for umulig pi grund af, at i i alt væsentligt horisontale rør er udskillelsesvejlængden for partikler til en nærliggende rørvæg i tyngdekraftens retning ret 10 lille, hvorfor det blev anset for sandsynligt, at der under væskens passage gennem horisontale rør ville forekomme en vis afsætning af partikler på rørvæggen med det resultat, at der ville indtræde en uønsket, gradvis forsnævring af rørets lumen under brug og dermed en opstemning og til sidst standsning af væskestrømmen.

15 Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et apparat af den indledningsvis angivne art til frembringelse af partikelvækst ud fra partikler, der er suspenderet i en strømmende væske, hvilket apparat er således forbedret, at der opnås en enkel og let opsættelig konstruktionsform, som sikrer kontinuerlig drift samt ved-20 varende god partikelvækst under driften.

Dette opnås med apparatet med de inledningsvis angivne karakteristika, når det ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at kanalerne er eller er beregnet til at blive anbragt i alt væsentligt horisontalt i nærheden af separationsapparatet.

25 Det har således ifølge opfindelsen overraskende vist sig, at med et passende valg af kanaldiameter (rørdiameter) og strømningshastighed i forhold til den gennemstrømmende væskes og partiklernes karakteristika kan udskillelse under gennemstrømning i de horisontale kanaler i alt væsentligt undgås.

30 Det skal endelig bemærkes, at i en artikel benævnt "High Rate

Sedimentation in Water Treatment Works" af G. Culp, S. Hansen og S. Richardson i J. Am. Water Works Ass. (1968 , 07), ss 681-698, på side 688/9, fig. 6 og 7 er der vist et rør med variabel hældning beregnet til forsøg til bestemmelse af relationen mellem hældning og udskillelse, og 35 det fremgår, at ved vinkler, ved hvilke udskilte bestanddele begynder at glide nedad, indtræffer der en yderligere flokkulering ved gensidig påvirkning mellem udskilte partikler indbyrdes og mellem mindre partikler i strømmen. Strømningshastigheden vælges imidlertid således, at der indtræder udskillelse, og ikke således, at der frembringes 3

DK 154474 B

hastighedsgradienter pi tværs af strømmen til frembringelse af parti kel vækst i selve strømmen.

Opfindelsen vil blive beskrevet i det følgende under henvisning til tegningen, hvor: 5 fig. 1 er en skematisk gengivelse af et apparat ifølge nærvæ rende opfindelse, fig. 2 er et delbillede af en modificeret udførelsesform for dette apparat, og fig. 3 viser forenklede gengivelser af forskellige anbringelses-10 måder for apparatet ifølge fig. 2.

Fig. 1 viser et snit i et yderst forenklet apparat ifølge opfindelsen. Dette apparat omfatter en beholder 1 med sidevægge 2 og endevægge 3, i hvilken beholder der er tilvejebragt skillevægge 4, som 15 er rettet parallelt med endevæggene 3 og er forbundet skiftevis med den ene og den anden sidevæg 2. På denne måde af grænses der kamre eller kanaler 5, som ved mellemrummet 6 mellem kanten af den pågældende skillevæg 5 og den tilstødende sidevæg 2 er forbundet med hinanden.

20 På denne måde er der tilvejebragt en kontinuerlig kanal med skiftende strømningsretning, hvilken kanal pi den ene side står i forbindelse med et tilførselsrør 7 og på den anden side med et afgangsrør 8. Dette sidste rør 8 forbindes med et separationssapparat.

Det foreliggende apparat kan være konstrueret på en sådan måde, 25 at de enkelte kanaler 5 ligger over hinanden, men det er også muligt at sammenstille kanalerne i en anden retning.

Som følge af gnidning mod skillevæggene 4 vil væskestrømmen blive hæmmet, således at der vil dannes en tværgående hastighedsgradient. Partiklerne i en hurtigere strømmende del af væsken vil overhale 30 partikler i en tilgrænsende del, der strømmer en smule langsommere, og endvidere vil små turbulensforekomster forøge sandsynligheden for partikelsammenstød, hvilket vil føre til sammensmeltning af partiklerne og dermed til en betydelig parti kelvækst. Det er imidlertid muligt, at de således tilvejebragte større partikler igen vil blive revet fra hinanden 35 som følge af forskydningskræfter mellem tilgrænsende strømningslag med forskellig hastighed, og det er derfor undertiden tilrådeligt at mindske hastighedsgradienten i strømmens retning. Dette kan som vist gøres ved at forøge afstanden mellem skillevæggene 4 i strømmens retning, således at den lineære hastighed og dermed hastighedsgradienten ved samme

DK 154474B

4 strømningsmængde vil blive reduceret, og den øgede afstand mellem skillevæggene vil også medføre en reduktion af hastighedsgradienten.

Fig. 2 viser en modificeret udførelsesform, hvori strømningen, som beskrevet i beskrivelsen til DK pat.ans.nr. 6007/74, ikke føres gennem 5 en beholder 1 med skillevægge 4 men i stedet gennem rør 9, som er forbundet ved hjælp af bøjningselementer 10. Disse rør 9 er rettet stort set vandret og kan anbringes oven pi eller ved siden af hinanden. De efter hinanden følgende rør kan set i strømningsretningen have et stigende tværsnit, idet bøjningerne tjener som overgangsstykker.

10 Hvis det er fordelagtigt for at udnytte den plads, der er til rådighed, økonomisk, kan kanalerne 5 eller rørene 9 også anbringes forløbende skråt oven på hinanden eller således, at de danner en vinkel med vandret plan.

Fig. 3 viser skematisk forskellige muligheder, idet rør, der er 15 anbragt i vandret plan, er vist ved A, i lodret plan ved B og i et skrånende plan ved C og D. Tilsvarende muligheder eksisterer for den i fig. 1 viste udførelsesform.

Det er klart, at antallet af efter hinanden følgende kamre 5 eller rørdele 9 ikke er begrænset til det i figurerne viste.

20 25 30 35

Claims (1)

1. DK 154474 B Patentkrav. Apparat til frembringelse af partikelvækst ud fra partikler, der er suspenderet i en strømmende væske, hvilket apparat er eller er 5 beregnet til at blive tilsluttet en tilførselsledning (7) for væsken og en afgangsledning (8), der er tilsluttet et separationsapparat til udskillelse af de suspenderede partikler, og har en flerhed af lige og i alt væsentligt parallelle kanaler (5,9), der er anbragt ved siden af hinanden og er forbundet i serie med forbindelseselementer (6,10), 10 hvorhos tværsnittet af kanalerne (5,9) er valgt således, at ved den nominelle belastning af separationsapparatet er væskens strømningshastighed tilstrækkelig til at undgå udskillelse af de suspenderede partikler i kanalerne (5,9), og at der ved væskens friktion med kanalvæggen frembringes en hastighedsgradient i den strømmende væske, som 15 forårsager parti kel vækst, kendetegnet ved, at kanalerne (5,9) er eller er beregnet til at blive anbragt i alt væsentligt horisontalt i nærheden af separationsapparatet. 20 25 30 35