PL178271B1

PL178271B1 - Zespół mieszający urządzenia do wprowadzania gazu do płynu

Info

Publication number: PL178271B1
Application number: PL95307707A
Authority: PL
Inventors: Michael E. Garrett; Godfrey B. Pickworth
Original assignee: Boc Group Plc
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 2000-03-31
Also published as: US5520856A; EP0673885B1; EP0673885A2; GB9405000D0; PL307707A1; EP0673885A3; CA2143362A1; JPH07265676A; CN1112457A; CA2143362C; CN1090526C

Abstract

1. Zespól mieszajacy urzadzenia do wprowadzania gazu do plynu, zawierajacy kanal w ksztalcie zwezki venturi, utworzony przez pierwsza sekcje, zbiezna w kierunku przeplywu plynu przez kanal i druga sekcje, rozbiezna w kierunku przeplywu plynu oraz podzespól zasilajacy, doprowadzajacy gaz do plynu w kanale, znamienny tym, ze pierwsza sekcja (22) kanalu (20) ma waski koniec wylo- towy (26) o srednicy mniejszej niz srednica wlotowego konca (28) drugiej sekcji (24), wchodzacy do wlotowego konca (28) drugiej sekcji (24) z odstepem tworzacym pierscie- niowy przeswit (30), zas podzespól zasilajacy ma komore (31), której wylot jest polaczony z przeswitem (30). FIG. 2. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół mieszający urządzenia do wprowadzania gazu do płynu, a zwłaszcza do rozpuszczania tlenu w wodzie.

Podczas obróbki ścieków często jest konieczne rozpuszczanie w tych ściekach dużych ilości tlenu tak, aby je utlenić. W tym celu jest zwykle stosowane urządzenie VITOX produkowane przez firmę BOC Group Plc, opisane w brytyjskim opisie patentowym nr 1455567. Urządzenie to zawiera zespół mieszający stanowiący kanał typu. Urządzenie to zawiera zwężki Venturi, mający wokół obwodu zwężenia wiele małych otworków do wprowadzania tlenu do płynu przechodzącego przez kanał Venturi. Tlen jest otrzymywany z podzespołu zasilającego w postaci gazowej butli, zaś ciśnienie uwolnionego gazu wynosi zwykle ponad 0,6 MPa (6 barów) (g), a przynajmniej ponad 0,18 MPa (1,8 bara) (g) ciśnienia roboczego dla zapewnienia skutecznego wprowadzania tlenu do płynu. Alternatywnie, można w ten sposób przystosować kanał Venturi, że ciśnienie robocze w zwężce Venturi jest trochę niższe niż normalne, przez co do wpuszczania tlenu do płynu będzie potrzebne mniejsze ciśnienie gazu. Tego rodzaju rozwiązanie alternatywne nie jest jednakże zalecane, ponieważ zwykle przez zespół Venturi jest odzyskiwane tylko 80% traconego ciśnienia płynu, a tym samym pompy płynowe muszą zużytkowywać dużą ilość energii dla wytworzenia dodatkowego ciśnienia.

178 271

Tak więc z powyższej publikacji jest znany zespół mieszający urządzenia do wprowadzania gazu do płynu, zawierający kanał w kształcie zwężki Venturi, utworzony przez pierwszą sekcję, zbieżnąw kierunku przepływu przez kanał i drugą sekcję, rozbieżną w kierunku przepływu płynu oraz podzespół zasilający, doprowadzający gaz do płynu w kanale.

Celem wynalazku jest opracowanie zespołu mieszającego urządzenia do wprowadzania gazu do płynu takiego jak ścieki, który będzie szczególnie dobrze przystosowany do pracy przy niskich ciśnieniach cieczy, przez co zmniejsza się straty energii i zwiększa się sprawność.

Zespół mieszający urządzenia do wprowadzania gazu do płynu, zawierający kanał w kształcie zwężki Venturi, utworzony przez pierwszą sekcję, zbieżnąw kierunku przepływu płynu przez kanał i drugą sekcję, rozbieżną w kierunku przepływu oraz podzespół zasilający, doprowadzający gaz do płynu w kanale, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pierwsza sekcja kanału ma wąski koniec wylotów o średnicy mniejszej niż średnica wlotowego końca drugiej sekcji, wchodzący do wlotowego końca drugiej sekcji z odstępem tworzącym pierścieniowy prześwit, zaś podzespół zasilający ma komorę, której wylot jest połączony z prześwitem dla ułatwienia mieszania gazu z płynem przechodzącym przez kanał.

Pierwsza sekcja ma liczne, usytuowane osiowo i rozstawione obwodowo szczeliny, przy czym każda szczelina jest otwarta do komory podzespołu zasilającego, dodatkowo ułatwiając wprowadzanie gazu do płynu przepływającego przez kanał.

Komora podzespołu zasilającego ma wlot do pobierania gazu i ściany kierujące gaz do pierścieniowego prześwitu.

Komora ma główną ścianę usytuowaną pomiędzy pierwszą sekcją i drugą sekcjią a pozostałe ściany komory stanowią zbiegające się sąsiadujące części pierwszej sekcji i drugiej sekcji.

Główna ściana komory stanowi cylindryczną rurę, przechodzącą wokół całego obwodu pierwszej sekcji i drugiej sekcji.

Druga sekcja ma liczne otwory drenowe, przechodzące przelotowo pomiędzy komorą a wnętrzem drugiej sekcji, ułatwiające wprowadzanie gazu do płynu znajdującego się w drugiej sekcji.

Pierwsza sekcja i/lub druga sekcja ma kształt stożka ściętego. Podzespół zasilający ma elementy do doprowadzania tlenu pod ciśnieniem od 0,1 do 0,15 MPa do płynu przepływającego przez kanał.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok urządzenia zawierającego zespół mieszający według wynalazku, a fig. 2 - przekrój przez zespół mieszający według wynalazku.

Jak przedstawiono na fig. 1, urządzenie 10 do wprowadzania gazu do płynu zawiera pompę 12 do odciągania danej ilości płynu 14, przykładowo ze zbiornika magazynowego 16 do zespołu mieszającego 18 według wynalazku pokazanego na fig. 2. Zespół mieszający 18 według wynalazku zawiera kanał 20, utworzony przez zasadniczo zbieżną pierwszą sekcję 22, przykładowo w postaci ściętych stożków, oraz zasadniczo rozbieżną drugą sekcję 24. Pierwsza sekcja 22 posiada wąski wylotowy koniec 26 o średnicy mniejszej niż wlotowy koniec 28 drugiej sekcji 24 i wchodzący do tego wlotowego końca 28 tak, że powstaje między nimi pierścieniowy prześwit 30. Ponadto podzespół zasilający, doprowadzający gaz do płynu w kanale 20, ma zastosowaną sprężaną komorę 31, utworzoną przez główną ścianę 32 przykładowo w postaci prostej okrągłej rury, przechodzącej pomiędzy pierwszą i drugą sekcją 22,24, oraz przez ściany stanowiące części pierwszej 22 i drugiej sekcji 24, dla odbierania gazu z jego źródła 34 (fig. 1) i dla kierowania go do tego pierścieniowego prześwitu 31 dla spowodowania przechodzenia gazu poprzez prześwit 31 w sposób opisany szczegółowo poniżej. Zespół mieszający 10 może ponadto zawierać wiele osiowych, rozstawionych obwodowo szczelin 36 w pierwszej sekcji 22 i/lub wiele otworów drenowych 38 w drugiej sekcji 24, przechodzących pomiędzy sprężaną komorą 31 a wnętrzem 24a drugiej sekcji 24 dla odprowadzania płynu z komory 31 i/lub dla wprowadzania gazu do płynu w drugiej sekcji 24.

Do zespołu mieszającego 18 jest przyłączone poprzez zawór regulacyjny 39 zmiennociśnieniowe urządzenie adsorbcyjne 34, służące do doprowadzania tlenu pod niewspomaganym ci4

178 271 śnieniem, przy czym zespół mieszający 18 jest umieszczony w pobliżu powierzchni S płynu zawartego w zbiorniku 16, minimalizując w ten sposób wpływ różnicy poziomów hydrostatycznych. Prędkość przepływu wody przez zespół mieszający 18 i stosunek zmiany powierzchni A/a są tak dobrane, aby wytworzyć ciśnienie w przewężeniu wynoszące około 0,06 MPa (0,6 bara) (g). Zakładając uniknięcie nadmiernej różnicy poziomów hydrostatycznych, ciśnienie to jest wystarczaj ące do zapewnienia odciągania tlenu bezpośrednio ze zmiennociśnieniowego urządzenia adsorbcyjnego 34, które pracuje przy typowym ciśnieniu wyjściowym pomiędzy 0,1 do 0,15 MPa (1 do 1,5 bara) (g).

Podczas pracy pompa 12 pompuje płyn 14 ze zbiornika 16 do zespołu mieszającego 18 i przepuszcza go przez ten zespół z prędkościąokoło 5 m/s pod ciśnieniem około 0,06 MPa (0,6 bara) (g). Ponieważ niewspomagane zmiennociśnieniowe urządzenie adsorbcyjne 34 dostarcza tlen pod ciśnieniem 0,1 do 0,15 MPa (1 do 1,5 bara) (g), zatem ciśnienie tlenu będzie wystarczające dla zapewnienia wymuszonego wprowadzania tlenu do obrzeża przepływu płynu a tym samym do jego zmieszania z płynem dla spowodowania rozproszenia z prądem przepływu.

Niektóre cechy zespołu mieszającego 18 według wynalazku są szczególnie dobrze przystosowane do mieszania przy niskim ciśnieniu. Pierścieniowy prześwit 30 umożliwia wprowadzanie tlenu przy obrzeżu płynu przechodzącego przez zespół mieszający i umożliwia wykorzystanie energii zawartej w płynie dla pochwycenia tlenu w sposób umożliwiający wprowadzanie gazu przy stosunku różnicy ciśnień niższym niż było to możliwe uprzednio. Ponadto, uzyskuje się dodatkowe mieszanie w wyniku rozprzestrzeniania się płynu do drugiej sekcji 24 w sposób turbulencyjny. Ze względu na występujące niższe ciśnienie może być konieczne zastosowanie dodatkowych kanałów dla tlenu. Szczególnie przydatne do tego celu są szczeliny 36, ponieważ mogą one mieć wymiary zwiększone w stosunku do typowych okrągłych otworów, występujących w znanych zespołach mieszających. Zwiększenie wymiarów jest proporcjonalne do redukcji ciśnienia roboczego w stosunku do znanych zespołów mieszających i umożliwia dłuższe „przetrzymywanie”, to jest dłuższy czas kontaktu pomiędzy płynem i tlenem. Im dłuższy jest ten czas kontaktu, tym większajest możliwość wmieszania tlenu. Otwory drenowe 38 umożliwiają odprowadzanie jakiegokolwiek płynu zgromadzonego w sprężanej komorze 31 podzespołu zasilającego i mogą również wspomagać wprowadzanie tlenu z prądem stosunkowo turbulencyjnego przepływu przez rozbieżną strefę wnętrza 24a drugiej sekcji 24, gdzie zachodzi dalsze mieszanie.

178 271

2ύ 22

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół mieszający urządzenia do wprowadzania gazu do płynu, zawierający kanał w kształcie zwężki venturi, utworzony przez pierwszą sekcję, zbieżną w kierunku przepływu płynu przez kanał i drugą sekcję, rozbieżną w kierunku przepływu płynu oraz podzespół zasilający, doprowadzający gaz do płynu w kanale, znamienny tym, że pierwsza sekcja (22) kanału (20) ma wąski koniec wylotowy (26) o średnicy mniejszej niż średnica wlotowego końca (28) drugiej sekcji (24), wchodzący do wlotowego końca - (28) drugiej sekcji (24) z odstępem tworzącym pierścieniowy prześwit (30), zaś podzespół zasilający ma komorę (31), której wylot jest połączony z prześwitem (30).
2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza sekcja (22) ma liczne, usytuowane osiowo i rozstawione obwodowo szczeliny (36), przy czym każda szczelina (36) jest otwarta do komory (31) podzespołu zasilającego, dodatkowo ułatwiając wprowadzanie gazu do płynu przepływającego przez kanał (20).
3. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że komora (31) podzespołu zasilającego ma wlot do pobierania gazu i ściany kierujące gaz do pierścieniowego prześwitu (30).
4. Zespół według zastrz. 3, znamienny tym, że komora (31) ma główną ścianę (32) usytuowaną pomiędzy pierwszą sekcją (22) i drugą sekcją (24), a pozostałe ściany komory (31) stanowią zbiegające się sąsiadujące części pierwszej sekcji (22) i drugiej sekcji (24).
5. Zespół według zastrz. 4, znamienny tym, że główna ściana (32) komory (31) stanowi cylindrycznąrurę, przechodzącąwokół całego obwodu pierwszej sekcji (22) i drugiej sekcji (24).
6. Zespół według zastrz. 1 albo 4, albo 5, znamienny tym, że druga sekcja (24) ma liczne otwory drenowe (38), przechodzące przelotowo pomiędzy komorą(31) a wnętrzem (24a) drugiej sekcji (24), ułatwiające wprowadzanie gazu do płynu znajdującego się w drugiej sekcji (24).
7. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pierwsza sekcja (22) i/lub druga sekcja (24) ma kształt stożka ściętego.
8. Zespół według zastrz. 3, znamienny tym, że podzespół zasilający ma elementy do doprowadzania tlenu pod ciśnieniem od 0,1 do 0,15 MPa do płynu przepływającego przez kanał (20).

* * *