RU2008277C1 - Способ аэрации жидкости - Google Patents
Способ аэрации жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2008277C1 RU2008277C1 SU914929105A SU4929105A RU2008277C1 RU 2008277 C1 RU2008277 C1 RU 2008277C1 SU 914929105 A SU914929105 A SU 914929105A SU 4929105 A SU4929105 A SU 4929105A RU 2008277 C1 RU2008277 C1 RU 2008277C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- vertical pipe
- pipe
- gas
- tank
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Использование: в нефтяной, химической, пищевой и др. отраслях промышленности. Сущность изобретения: исходная жидкость под избыточным давлением поступает в сопло 7. Благодаря насадку 8 с конусом 9 она равномерно выбрасывается на стенку вертикальной трубы 6, нижний конец которой размещен ниже уровня жидкости в резервуаре 1. При падении жидкость увлекает в совместное нисходящее движение газ, поступающий сверху под падающую струю. Скорость потока в затопленном участке вертикалоной трубы 6 поддерживают выше максимальной скорости всплывания газовых пузырьков. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике обработки жидкости газом и может использоваться в нефтяной, химической, химикофармацевтической, пищевой, микробиологической и металлургической промышленности.
Известен способ аэрации жидкости в резервуаре, включающий подачу в нее струи жидкости, падающей наклонно [1] .
По указанному способу струя бьет по поверхности обрабатываемой жидкости, что вызывает появление сильных конвективных токов в поверхностном слое и интенсивное перемешивание пены с нижним слоем жидкости в резервуаре. Этот недостаток обуславливает узкую область использования известного способа.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ аэрации жидкости, включающий подачу в нее струи жидкости, падающей в вертикальной трубе, нижний конец которой размещен ниже уровня жидкости в резервуаре [2] .
В указанном способе струя бьет по поверхности жидкости, находящейся в вертикальной трубе, что исключает появление сильных конвективных токов в поверхностном слое и жидкости, находящейся в резервуаре снаружи трубы.
Общим недостатком известных способов является низкая эффективность, обусловленная слабой инжектирующей способностью струи и малой глубиной погружения газовых пузырьков при вталкивании их падающей струей в жидкость.
Цель изобретения - повышение эффективности путем повышения инжектирующей способности струи и принудительного транспорта газа на большую глубину.
Предлагаемый способ реализован в устройстве для аэрации жидкости, изображенном на чертеже.
Устройство содержит резервуар 1 со штуцерами 2 - 5 вывода соответственно осадка, жидкости, пенного продукта и газа, вертикальную трубу 6 и сопло 7 с насадком 8 на нижнем конце, выполненным в виде конуса, обращенного вершиной вверх. Под насадком установлен соосно расположенный трубе 6 конус 9, обращенный вершиной вверх, а под трубой установлена с зазором горизонтальная тарелка 10.
Исходная жидкость под избыточным давлением поступает в сопло 7, из которого выбрасывается на стенку трубы 6. Насадок 8 с конусом 9 придают вытекающей из сопла 7 струе форму полого конуса, перекрывающего все живое сечение трубы 6. При ударе струи о стенку трубы 6 в непосредственной близости от места удара сверху возникают вихри, способствующие захвату больших порций газа их пространства над падающей струей и проталкиванию их вниз под падающую струю. Обратный выход газа вверх из-под падающей струи исключен, так как падающая струя перекрывает все живое сечение трубы.
Удар струи о стенку трубы 6 сопровождается интенсивным разрушением бронирующих оболочек на каплях жидких примесей, присутствующих в исходной жидкости.
Отраженный от стенки трубы 6 поток жидкости увлекает в совместное нисходящее движение газ, поступающий сверху под падающую струю. Скорость потока в трубе 6 выше максимальной скорости всплывания газовых пузырьков, что обеспечивает принудительный транспоpт газа в затопленном участке трубы на большую глубину.
Уровень жидкости в трубе 6 выше уровня жидкости в резервуаре 1 из-за наличия гидравлического сопротивления, оказываемого потоку трубой и тарелкой 10.
При ударе о тарелку 10 поток изменяет направление на радиальное, вытекая из зазора между трубой 6 и тарелкой в резервуар 1 в виде равномерно распределенной струи. Скорость истечения этой струи выше скорости потока в трубе 6, что обеспечивает интенсивное дробление газовых пузырьков, выбрасываемых струей в резервуар 1. Пузырьки газа распределяются в объеме очищаемой жидкости равномерно и под действием архимедовой силы всплывают вверх, захватывая жидкие и мелкие твердые примеси и создавая на поверхности раздела фаз пену. Из резервуара 1 пена уходит через штуцер 4, очищенная от примесей жидкость - через штуцер 3, а крупные твердые примеси, осевшие на дно резервуара, удаляются через штуцер 2. Газ выходит из резервуара 1 через штуцер 5.
Скорость потока жидкости в затопленном участке трубы 6, достаточная для транспортирования газа в нижнюю часть резервуара 1, определяется следующим образом.
На пузырек газа, находящийся в жидкости, действует архимедова (подъемная) сила, определяемая по формуле
Sа= · g(ρж-ρг), (1)
где dn - диаметр газового пузырька;
g - ускорение силы тяжести;
ρж - плотность жидкости;
ρг - плотность газа.
Sа= · g(ρж-ρг), (1)
где dn - диаметр газового пузырька;
g - ускорение силы тяжести;
ρж - плотность жидкости;
ρг - плотность газа.
В неподвижной жидкости условие всплывания газового пузырька имеет вид
Sa > Rж (2)
где Rж - сила сопротивления, оказываемая жидкостью всплыванию пузырька, причем Rж определяется по формуле
Rж= ζ · · , (3)
где ζ - коэффициент сопротивления;
Wв - скорость всплывания газового пузырька.
Sa > Rж (2)
где Rж - сила сопротивления, оказываемая жидкостью всплыванию пузырька, причем Rж определяется по формуле
Rж= ζ · · , (3)
где ζ - коэффициент сопротивления;
Wв - скорость всплывания газового пузырька.
С учетом (1) и (2) неравенство (2) примет вид
· g(ρж-ρг)> · . (4)
Из (4) скорость Wв равна
Wв= . (5)
Транспорт газовых пузырьков потоком жидкости по вертикальной трубе 6 в нижнюю часть резервуара 1 имеет место только в том случае, когда удовлетворено неравенство
Wж >Wв, (6)
где Wж - скорость потока жидкости в затопленном участке трубы 6.
· g(ρж-ρг)> · . (4)
Из (4) скорость Wв равна
Wв= . (5)
Транспорт газовых пузырьков потоком жидкости по вертикальной трубе 6 в нижнюю часть резервуара 1 имеет место только в том случае, когда удовлетворено неравенство
Wж >Wв, (6)
где Wж - скорость потока жидкости в затопленном участке трубы 6.
Скорость Wж определяется расходом жидкости через сопло, связанным со скоростью Wж уравнением
Wж= 0.0003538 , (7) где Vж - объемный расход жидкости через сопло, равный объемному ее расходу через вертикальную трубу;
dв - внутренний диаметр вертикальной трубы.
Wж= 0.0003538 , (7) где Vж - объемный расход жидкости через сопло, равный объемному ее расходу через вертикальную трубу;
dв - внутренний диаметр вертикальной трубы.
Согласно (6) имеем
Wж> (8)
или
Wж> . (9)
Перепад уровней жидкости в вертикальной трубе 6 и резервуаре 1, обеспечивающий потоку жидкости в затопленном участке трубы скорость Wж, превышающую Wв, равен
ΔP= (P-P0)/ρжg (10)
где Δ hck - скоростной напор;
Ро - гидростатическое давление на поверхности столба жидкости в вертикальной трубе;
Р - гидростатическое давление у нижнего торца трубы 6.
Wж> (8)
или
Wж> . (9)
Перепад уровней жидкости в вертикальной трубе 6 и резервуаре 1, обеспечивающий потоку жидкости в затопленном участке трубы скорость Wж, превышающую Wв, равен
ΔP= (P-P0)/ρжg (10)
где Δ hck - скоростной напор;
Ро - гидростатическое давление на поверхности столба жидкости в вертикальной трубе;
Р - гидростатическое давление у нижнего торца трубы 6.
Перепад давления на создание скоростного напора;
Pск= P-P0= W ·ρж/2 (11)
После подстановки правой части (11) для разности Р-Ро в (10) получим
Δhск= W /2g (12)
или с учетом (7)
Δhск≃ 0.62·10. (13)
Сброс жидкости на стенку трубы 6 обеспечивает интенсивное разрушение бронирующих оболочек на каплях жидкости при ударе их о стенку, что ускоряет коалесценцию этих капель в резервуаре 1. Возникновение вихрей при ударе струи о стенку трубы 6 способствует повышению инжектирующей способности струи. Перекрывание всего живого сечения трубы 6 падающей струей исключает обратный выход газа вверх из пространства трубы под падающей струей. Превышение скорости нисходящего потока жидкости в трубе 6 максимальной скорости всплывания газовых пузырьков обеспечивает принудительный транспоpт этих пузырьков на большую глубину очищаемого объема жидкости. Равномерное распределение пузырьков в очищаемом объеме жидкости и их тонкое дробление в зазоре между трубой 6 и тарелкой 10 повышает эффективность очистки жидкости.
Pск= P-P0= W
После подстановки правой части (11) для разности Р-Ро в (10) получим
Δhск= W
или с учетом (7)
Δhск≃ 0.62·10. (13)
Сброс жидкости на стенку трубы 6 обеспечивает интенсивное разрушение бронирующих оболочек на каплях жидкости при ударе их о стенку, что ускоряет коалесценцию этих капель в резервуаре 1. Возникновение вихрей при ударе струи о стенку трубы 6 способствует повышению инжектирующей способности струи. Перекрывание всего живого сечения трубы 6 падающей струей исключает обратный выход газа вверх из пространства трубы под падающей струей. Превышение скорости нисходящего потока жидкости в трубе 6 максимальной скорости всплывания газовых пузырьков обеспечивает принудительный транспоpт этих пузырьков на большую глубину очищаемого объема жидкости. Равномерное распределение пузырьков в очищаемом объеме жидкости и их тонкое дробление в зазоре между трубой 6 и тарелкой 10 повышает эффективность очистки жидкости.
П р и м е р. Воду с содержанием в ней трансформаторного масла 250-280 мг/л обрабатывают в резервуаре пузырьками воздуха.
Воздух инжектируется водяной струей, падающей наклонно на внутреннюю стенку вертикальной трубы диаметром 0,022 м, нижний конец которой утоплен в очищаемую воду на глубину 0,65 м.
Высота уровня воды в резервуаре составляет 0,925 м. Струю равномерно распределяют по живому сечению трубы. Скорость потока в затопленном участке трубы поддерживают равной 0,723 м/с. Расчетная скорость всплывания газовых пузырьков диаметром 0,005 м составляет 0,385 м/с.
Содержание масла в воде после обработки ее пузырьками газа в течение 15 мин с последующим отстоем в течение 20 мин не превышает 40 мг/л.
При гравитационном отстое без обработки воды пузырьками газа содержание масла в очищенной воде, равное 40 мг/л, достигнуто за 72 ч.
Экономический эффект достигнут за счет повышения эффективности очистки в условиях глубинной аэрации жидкости.
(56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1139713, кл. С 02 F 3/20, 1982.
2. Заявка Великобритании N 2107612 А, кл. В 03 D 1/14, 1987.
Claims (3)
1. СПОСОБ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ, включающий подачу в нее струи жидкости, падающей в вертикальной трубе, нижний конец которой размещен ниже уровня жидкости в резервуаре, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем повышения инжектирующей способности струи и принудительного транспорта газа на большую глубину, падающую струю направляют наклонно на стенку вертикальной трубы, распределяя равномерно, а скорость потока в затопленном участке вертикальной трубы поддерживают выше максимальной скорости всплывания газовых пузырьков.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что направление потока на выходе из вертикальной трубы изменяют на радиальное.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что скорость истечения потока из вертикальной трубы в резервуаре поддерживают выше скорости потока в вертикальной трубе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914929105A RU2008277C1 (ru) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | Способ аэрации жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914929105A RU2008277C1 (ru) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | Способ аэрации жидкости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008277C1 true RU2008277C1 (ru) | 1994-02-28 |
Family
ID=21570648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914929105A RU2008277C1 (ru) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | Способ аэрации жидкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2008277C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105585071A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-05-18 | 安徽天健环保股份有限公司 | 油桶自动灌装且无异味的餐厨废弃物分离设备 |
CN105692782A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-06-22 | 安徽天健环保股份有限公司 | 油脂自动灌装的餐厨废弃物分离设备 |
-
1991
- 1991-04-17 RU SU914929105A patent/RU2008277C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105585071A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-05-18 | 安徽天健环保股份有限公司 | 油桶自动灌装且无异味的餐厨废弃物分离设备 |
CN105692782A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-06-22 | 安徽天健环保股份有限公司 | 油脂自动灌装的餐厨废弃物分离设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20040256325A1 (en) | Vertical gas induced flotation cell | |
JPS60255122A (ja) | 分離装置 | |
JPH10511893A (ja) | 液体、気体及び粒子材料を含む液体のための沈降装置、並びに、それを備えた洗浄装置及び排水を洗浄するための方法 | |
US8298418B2 (en) | Method and installation for bringing ozone into contact with a flow of liquid, in particular a flow of drinking water or wastewater | |
CA2090619A1 (en) | Aeration of liquids | |
JPH06506148A (ja) | 2重に作用する抽出系を有するサイクロン | |
US11898316B2 (en) | Separating arrangement for a device for collecting waste from water and a device | |
US5527461A (en) | Airlift oil scavenger | |
RU2008277C1 (ru) | Способ аэрации жидкости | |
US5385665A (en) | Apparatus for the foaming of organic components in water | |
WO2020099713A1 (en) | A device for collecting waste from water | |
JPS6054120B2 (ja) | 水処理装置 | |
JPS6216157B2 (ru) | ||
RU2142433C1 (ru) | Импульсный аэратор | |
US7121534B2 (en) | Method and apparatus for gasifying a liquid | |
CA2072278C (en) | Centrifugal flotation separator | |
EP0516744A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR RETURNING LIQUIDS. | |
RU2356847C1 (ru) | Устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод | |
SU1719052A1 (ru) | Способ подачи газа и устройство дл его осуществлени | |
NL193056C (nl) | Werkwijze en inrichting voor het scheiden en (bio)chemisch behandelen van vaste stoffen. | |
SU1450840A1 (ru) | Устройство дл разделени нефти, воды и газа | |
US515898A (en) | Fountain | |
SU729131A1 (ru) | Установка дл биологической очистки нефтесодержащих вод на судах | |
RU2181343C2 (ru) | Устройство для аэрации жидкости | |
RU6788U1 (ru) | Флотатор |