PL161368B1 - Urzadzenie do nasycania cieczy gazem, zwlaszcza wody ozonem PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do nasycania cieczy gazem, zwlaszcza wody ozonem , stanowiace wielokomo- rowy absorber o kom orach rozdzielonych podw ój- nymi przegrodam i, z których jedne górnym i k ra- wedziami sa szczelnie polaczone z pokryw a urza- dzenia, a kraw edziam i dolnym i z dnem kom ór tw orza szczeline, natom iast drugie dolnymi krawe- dziam i sa szczelnie polaczone z dnem kom ór, a górnym i ustalaja poziom wody w kom orach i tw o- rza szczeline z pokryw a, zawierajace w dolnych czesciach kom ór rozdzielacze gazu absorbow anego w cieczy, znamienne tym, ze w kom orze (I) pier- wszej, liczac w kierunku przeplywu cieczy przez urzadzenie zaw arty jest przyrzad inzektorowy (25) w kom orach (II, III, IV, V) pozostalych, z wyjat- kiem ostatniej (VII), dystrybutory (17) gazu, prze- wód (16) inzektora ssacy gaz do nasycania cieczy w pierwszej kom orze jest w yprowadzony do prze- strzeni nad lustrem cieczy w innej komorze nasyca- nia w przegrodach (4 , 5, 7) polaczonych szczelnie z pokryw a, oprócz przegrody pierwszej i przedostat- niej znajduja sie nad lustrem cieczy otw ory przelo- towe (1 8 , 19) dla gazu, a w przegrodach (8 , 9 , 1 0 , 11) szczelnie polaczonych z dnem znajduja sie otwory (28) dla cieczy. fig 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do nasycania cieczy gazem, zwłaszcza wody ozonem. Urządzenie stosuje się szczególnie w przypadku uzdatniania wody w obiegach basenowych. Urządzenie może być także stosowane do napowietrzania albo chlorowania wody lub ścieków lub do innych procesów wymagających absorpcji gazów w cieczach pod normalnym ciśnieniem. Urządzenie stanowi kontaktor wielokomorowy.

Znane jest urządzenie do nasycania cieczy gazem, stanowiące wielokomorowy absorber o komorach rozdzielonych podwójnymi przegrodami. Jedne z każdej pary przegród są górnymi krawędziami szczelnie połączone z pokrywą urządzenia, a krawędziami dolnymi z dnem komór tworzą szczelinę. Drugie z każdej pary przegród dolnymi krawędziami są szczelnie połączone z dnem komór, a górnymi ustalają poziom wody w komorach, z których woda wypływa, tworząc przy tym szczelinę z pokrywą komór. Znane urządzenie zawiera w dolnych częściach komór rozdzielacze gazu, który jest absorbowany w cieczy.

W przypadku nasycania ozonem wód basenowych, dla osiągnięcia pełnej dezynfekcji wody wymagane jest osiągnięcie stężenia ozonu w fazie ciekłej wyższego od 0,4 g/m³ i czasu kontaktu masy wody z zawartym w niej ozonem dłuższym niż 4 minuty. Ozon ulega jednak dosyć szybkiemu rozkładowi, gdy znajduje się w większych stężeniach. Natomiast przy niskich stężeniach O3 rozkład przebiega wolnej.

161 368

Znane urządzenia do uzdatniania wód basenowych zasadniczo nie mogą pracować włączone w sposób ciągły w obieg z basenami, gdyż nie można do basenów wprowadzać wody zawierającej ozon. Woda po opuszczeniu znanego urządzenia uzdatniającego powinna być magazynowana w zbiornikach otwartych do czasu całkowitego odgazowania i rozkładu ozonu.

Praktycznie jest to niemożliwe, gdyż wymaga budowy dodatkowego basenu. W tym dodatkowym zbiorniku, w dobrze natlenionej wodzie stojącej bardzo szybko rozwijają się na ścianach trudne do usunięcia glony.

Urządzenie do ozonowania wody basenowej połączone w obieg-z basenami, pracują więc praktycznie jako aparaty periodyczne, w których nie jest możliwa realizacja intensywnych sposobów uzdatniania. Po procesie uzdatniania należy na znaczny czas przerwać nasycanie dla umożliwienia desorpcji i rozkładu ozonu. Pomimo tego pewna ilość ozonu pozostaje, przepływając wraz z uzdatnioną wodą do basenu.

Urządzenie do nasycania cieczy gazem, zwłaszcza wody ozonem, stanowiące wielokomorowy absorber o komorach rozdzielonych podwójnymi przegrodami, z których jedne są górnymi krawędziami szczelnie połączone z pokrywą urządzenia, a krawędziami dolnymi z dnem komór tworzą szczelinę, natomiast drugie dolnymi krawędziami są szczelnie połączone z dnem komór, a górnymi ustalają poziom wody w komorach i tworzą szczelinę z pokrywą, zawierające w dolnych częściach komór rozdzielacze gazu absorbowanego w cieczy, według istoty wynalazku charakteryzuje się tym, że w komorze pierwszej, licząc w kierunku przepływu cieczy przez urządzenie, zawarty jest przyrząd inżektorowy, w komorach pozostałych z wyjątkiem ostatniej dystrybutory gazu, przewód inżektora ssący gaz do nasycania cieczy w pierwszej komorze jest wyprowadzony do przestrzeni nad lustrem cieczy w innej komorze nasycania, w przegrodach połączonych szczelnie z pokrywą, oprócz przegrody pierwszej i przedostatniej znajduje się nad lustrem cieczy otwory przelotowe dla gazu, a w przegrodach szczelnie połączonych z dnem znajdują się otwory dla cieczy.

Wskazane jest gdy w komorze (VI) ostatniej jest zawarta kolumna z wypełnieniem.

Korzystnie jest gdy objętość komory pierwszej jest większa od objętości komory drugiej, a objętość każdej z następnych komór jest większa od objętości komory ostatniej.

Przegrody i komory są liczone w kierunku przepływu cieczy. Pierwszą (I) komorą jest ta, do której jest wprowadzana ciecz czysta, a ostatnią ta, z której jest odprowadzana ciecz nasycona zaabsorbowanym gazem. Piersza przegroda jest między komorą I i II, a ostatnia - pomiędzy przedostatnią i ostatnią.

Według wynalazku łączny przekrój otworów przelotowych dla cieczy w przegrodach sięgających dna obudowy jest mniejszy od przekroju króćca odlotowego wody uzdatnionej z komory ostatniej.

Wskazane jest aby przekrój przelotu króćca w pokrywie komory ostatniej był mniejszy od przekroju przelotu każdego z trzech króćców w pokrywie komory pierwszej.

Korzystnie jest gdy kolumna absorpcyjna w komorze ostatniej zajmuje całą powierzchnię poziomego przekroju tej komory i ponad 60% jej objętości.

Wskazane jest zgodnie z wynalazkiem aby w komorze ostatniej powyżej poziomu krawędzi przegrody znajdowały się rowki kierujące.

W wyniku opracowania konstrukcji według wynalazku udało się zrealizować kontaktowy aparat absorpcyjno-desorpcyjny umożliwiający włączenie wody basenowej w ciągły obieg poprzez urządzenie do uzdatniania wody, przy czym woda wprowadzana do basenu nie zawiera ozonu pomimo tego, że urządzenie charakteryzuje się intensywnym przeciwprądowym sposobem nasycania z jednoczesnym wykorzystaniem ponad 95% ozonu „resztkowego opuszczającego komory absorpcyjne.

Wydajność urządzenia według wynalazku wzrosła 2,7-krotnie w porównaniu do najlepszych urządzeń znanych.

Zużycie ozonu potrzebnego do nasycania tej samej ilości wody zmalała o około 68%.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje sześciokomorowe urządzenie do ozonowania wody w przekroju osiowym wzdłużnym, fig. 2 - przyrząd inżektorowy 25 z komory I również w przekroju osiowym wzdłużnym i fig. 3 - otwór 28 w każdej z przegród 8, 9, 10, 11 przymocowanych do dna 30 obudowy urządzenia z ukazanym dystrybutorem 17 gazu i ścianą wzdłużną 29 obudowy 1 niewidoczną na fig. 1.

161 368

Urządzenie składa się z sześciu zakrytych komór oznaczonych od I - pierwszej, do której wprowadza się wodę przeznaczoną do obróbki - do VI - szóstej, z której woda jest odprowadzana do basenu lub innego miejsca przeznaczenia dla wody ozonowej.

Sześć komór poprzedzielane jest między sobą pięcioma parami przegród kierujących, z których przegrody 3,4,5,6,7 pierwsza (licząc zgodnie z kierunkiem przepływu wody) z każdej pary sięgają górnej pokrywy komory i są z nią trwale i szczelnie połączone lecz przy dnie tworzą znczny prześwit, natomiast przegrody 8, 9, 10, 11, 12, drugie z każdej pary są trwale połączone z dnem, a znaczny prześwit tworzą z górną pokrywą. W górnej pokrywie komory I znajdują się króćce 13 i 16 powietrza odpadowego i króciec 14, przez który wprowadzony jest do komory I przewód 15 inżektora doprowadzający wodę pod ciśnieniem. Wlot wody pod ciśnieniem do inżektora 25 jest wprowadzony w środkowej części pokrywy komory I. Inżektor 25 zawiera przewód ssący 26 wyprowadzony znad lustra wody w komorze II drugiej, przez otwór w przegrodzie 3. Rura tłocząca 27 inżektora sięga do dolnej części komory I. W górnej części przegród 4,5 i 7 na wysokości powyżej lustra wody znajdują się otwory 18, 19 umożliwiające swobodny przepływ gazu pomiędzy komorami II, III i IV (przez otwory 18) i pomiędzy komorami V i VI przez otwór 19 w przegrodzie 7.

W miejscu zetknięcia się z dnem czterech przegród 8,9,10 i 11 sięgających dna, w przegrodach znajdują się otwory 28 o prześwicie wynoszącym 7,5% pola przekroju króćca wylotowego 24 dla wody z komory VI ostatniej. W pokrywie komory VI ostatniej znajduje się króciec 23 do odprowadzania gazu odpadowego z komory V i VI, przedostatniej i ostatniej. Komora VI ostatnia, od poziomu górnej krawędzi komory 12 w kierunku dna, zawiera kolumnę 21 z wypełnieniem, które stanowią kształtki spiralne. Wypełnienie zajmuje 65% objętości komory (jej części od krawędzi w dół) a pod kolumną 21 znajduje się 35% nie wypełnionej objętości komory VI, a w dolnej części komory VI jest króciec wylotowy 24 wody po ozonowaniu.

Największą objętość ma komora I. Objętość komory II jest o 30% mniejsza niż komory I, komory III o 40% mniejsza, a objętość komory VI ostatniej wynosi 40% objętości komory I pierwszej. Komora trzecia, czwarta i piąta mają równe objętości.

Przez boczne ściany czterech komór, od drugiej do piątej wprowadzone są prostopadłe do tych ścian i równolegle do przegród przewody doprowadzające dystrybutorów 17 powietrza z ozonem. W komorach II, III i IV znajdują się one na wysokości 12 cm nad dnem urządzenia w komorze V przedostatniej na wysokości 25 cm nad dnem.

Pole przekroju wylotu 23 gazu z komory ostatniej VI wynosi 60% pola przekroju króćca wylotowego 13 lub 16 z komory pierwszej, które mają jednakowy przekrój. W komorze ostatniej VI ponad krawędzią przegrody 12 znajdują się rowki kierujące ciecz ponad wypełnieniem.

Działanie urządzenia według wynalazku jest następujące. Przez dystrybutory 17 do czterech komór od II do V jest wprowadzana mieszanina powietrza z ozonem, nasycając w tych komorach wodę w przepływie przeciwprądowym strumienia gazu w stosunku do strumienia cieczy.

Przez wlot 15 wtłaczanajest pod ciśnieniem woda do inżektora 25. W komorze 31 inżektora wytwarza się podciśnienie, w wyniku którego przewodem ssącym 26 wyprowadzonym przez przegrodę 3 pomiędzy komorami I i II, znad lustra wody w komorze II jest zasysane powietrze z resztką pozostałego ozonu. Powietrze z ozonem resztkowym jest również pobierane znad lustra wody komór III i IV poprzez otwory w przegrodach 4 i 5 pomiędzy komorami II-III i III-IV. Mieszanina wody z powietrzem i ozonem znad lustra wody w komorach II, III i IV jest podawana przewodem tłocznym 27 inżektora do dolnej części masy wody zawartej w komorze I. Ozon znad lustra wody w komorach II, III i IV ponownie nasyca wodę w komorze I dalszych, przedostając się wraz z przepływającą wodą do komory II i następnych. Woda uzdatniona ozonem przepływa w kolumnie VI z góry na dół przez wypełnienie 21 i jest odprowadzana z urządzenia króćcem 24. Powietrze z resztkami nie pochłoniętego, a także desorbowanego ozonu znad lustra wody w dwóch ostatnich komorach V i VI jest odprowadzane przez przewód 23. Natomaist powietrze z resztkowym ozonem znad lustra wody w komorach II, III i IV jest zasysane przez inżektor 25.

fig 3

fig 2

τ

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do nasycania cieczy gazem, zwłaszcza wody ozonem, stanowiące wielokomorowy absorber o komorach rozdzielonych podwójnymi przegrodami, z których jedne górnymi krawędziami są szczelnie połączone z pokrywą urządzenia a krawędziami dolnymi z dnem komór tworzą szczelinę, natomiast drugie dolnymi krawędziami są szczelnie połączone z dnem komór, a górnymi ustalają poziom wody w komorach i tworzą szczelinę z pokrywą, zawierające w dolnych częściach komór rozdzielacze gazu absorbowanego w cieczy, znamienny tym, że w komorze (I) pierwszej, licząc w kierunku przepływu cieczy przez urządzenie zawarty jest przyrząd inżektorowy (25) w komorach (II, III, IV, V) pozostałych z wyjątkiem ostatniej VII dystrybutory (17) gazu, przewód (16) inżektora ssący gaz do nasycania cieczy w pierwszej komorze jest wyprowadzony do przestrzeni nad lustrem cieczy w innej komorze nasycania w przegrodach (4, 5, 7) połączonych szczelnie z pokrywą, oprócz przegrody pierwszej i przedostatniej znajdują się nad lustrem cieczy otwory przelotowe (18,19) dla gazu, a w przegrodach (8, 9,10,11) szczelnie połączonych z dnem znajdują się otwory (28) dla cieczy.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w komorze (VI) ostatniej jest zawarta kolumna (21) z wypełnieniem.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienna tym, że objętość komory (I) pierwszej jest większa od objętości komory (II) drugiej, a objętość każdej z następnych komór jest większa od objętości komory (VI) ostatniej.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ze łączny przekrój otworów przelotowych (28) dla cieczy w przegrodach sięgających dna obudowy jest mniejszy od przekroju króćca (24) odlotowego wody uzdatnionej z komory (VI) ostatniej.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przekrój przelotu króćca (23) w pokrywie komory (VI) ostatniej jest mniejszy od przekroju przelotu każdego z króćców (13, 15, 16) w pokrywie komory (I) pierwszej.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kolumna absorpcyjna w komorze (VI) ostatniej zajmuje całą powierzchnię poziomego przekroju tej komory i ponad 60% jej objętości.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w komorze (VI) ostatniej powyżej poziomu krawędzi przegrody (12) znajdują się rowki kierujące.