RU2178728C1

RU2178728C1 - Device for saturation of liquids with gases

Info

Publication number: RU2178728C1
Application number: RU2000119586A
Authority: RU
Inventors: Ф.М. Хуснетдинов
Original assignee: Хуснетдинов Фарит Мустафаевич
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2002-01-27

Abstract

FIELD: devices for saturation of liquids with gases. SUBSTANCE: device has body accommodating a unit installed coaxially to form sealed chamber. The unit consists of porous plate-like bodies with longitudinal channels or porous tubes whose cavities are communicated with means for supply of liquids to them and for discharge of mixture of liquid and gas from them. Gas enters cavities of channels or tubes through porous walls of sealed chamber communicated with branch pipe for gas supply. Branch pipe is connected with body surface. Invention is applicable for supplying of drinkable liquids with gas, aeration of sewage waters, and for treatment of process fluids with gases in various industries. Device provides for production of gas bubbles in mixture from 0.2 mcm in diameter. EFFECT: highly efficient and small in sizes device. 4 cl, 2 dwg

Description

Устройство относится к области очистки сточных вод путем их аэрации, газирования питьевой воды, фруктовых соков и т. п. , в металлургии и химической промышленности может быть использовано для обработки технологических жидкостей газами. The device relates to the field of wastewater treatment by aeration, carbonation of drinking water, fruit juices, etc., in metallurgy and the chemical industry can be used to process process liquids with gases.

Решение экологических проблем в значительной степени зависит от рационального использования технических средств, способствующих очищению окружающей среды, и в первую очередь от функциональных возможностей упомянутых технических средств. The solution of environmental problems to a large extent depends on the rational use of technical tools that contribute to the purification of the environment, and primarily on the functionality of the mentioned technical means.

Наиболее совершенные известные устройства для аэрации сточных вод используют, как правило, явление турбулизации для получения мелкодиспергированной смеси воды и воздуха. Чем меньше размер пузырьков в смеси, тем эффективнее аэрация. The most advanced known devices for aeration of wastewater use, as a rule, the phenomenon of turbulization to obtain a finely dispersed mixture of water and air. The smaller the size of the bubbles in the mixture, the more efficient aeration.

Известно устройство для насыщения воды воздухом, содержащее воздуховод и присоединенный к нему диспергатор воздуха, выполненный в виде концентрично установленных пористого и перфорированного цилиндров, между которыми расположены шарики (см. патент РФ 2088278, кл. С 02 F 3/20, 1994). A device is known for saturating water with air, containing an air duct and an air dispersant attached thereto, made in the form of concentrically mounted porous and perforated cylinders between which balls are located (see RF patent 2088278, class 02 F 3/20, 1994).

Устройство обеспечивает подачу мелких пузырьков воздуха в окружающую диспергатор воду, однако размер пузырьков недостаточно мал и процесс образования пузырьков не управляем. В целом эффективность аэрации недостаточна. К тому же конструкция устройства сложна. The device provides the supply of small air bubbles in the water surrounding the dispersant, however, the size of the bubbles is not small enough and the process of bubble formation is not controlled. In general, aeration efficiency is insufficient. In addition, the design of the device is complicated.

Наиболее близким устройством для насыщения жидкостей газами является аэратор, содержащий цилиндрический корпус, в стенках которого выполнены отверстия для всасывания воздуха и к торцевым частям которого присоединены средства для подачи воды и отвода смеси воды и воздуха (см. патент РФ 2047572, кл. С 02 F 3/20,1995). The closest device for saturating liquids with gases is an aerator containing a cylindrical body, in the walls of which there are openings for air intake and to the end parts of which are connected means for supplying water and discharging a mixture of water and air (see RF patent 2047572, class C 02 F 3/20/1995).

Недостатком устройства является невысокая эффективность аэрации, устройство громоздко, процесс образования пузырьков не управляем. The disadvantage of this device is the low efficiency of aeration, the device is bulky, the process of formation of bubbles is not controlled.

Задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков. The objective of the invention is to remedy these shortcomings.

Поставленная задача решается тем, что устройство для насыщения жидкостей газами, содержащее продолговатый корпус, средства для подачи жидкости и отвода смеси и средство для подачи газа, снабжено установленным в корпусе на расстоянии от его стенок, для образования герметичной камеры, блоком пористых трубок или пористых пластинчатых тел, в которых выполнены продольные каналы, полости которых сообщены со средствами для подачи жидкости и отвода смеси, а средство для подачи газа сообщено с герметичной камерой. The problem is solved in that the device for saturating liquids with gases, containing an elongated body, means for supplying liquid and discharging the mixture, and means for supplying gas, is provided with a block of porous tubes or porous plate mounted in the housing at a distance from its walls bodies in which longitudinal channels are made, the cavities of which are in communication with means for supplying liquid and discharging the mixture, and means for supplying gas are communicated with an airtight chamber.

Средства для подачи жидкости и отвода смеси могут быть выполнены в виде патрубков, присоединенных к торцевым частям корпуса, при этом по торцам корпуса установлены прокладки для изоляции герметичной камеры и полостей трубок или каналов, или эти средства могут иметь вид герметизирующих коллекторов, объединяющих полости трубок или каналов, к которым присоединены патрубки, загерметизированные в отверстиях, выполненных в торцевых частях корпуса. Средство для подачи газа может быть выполнено в виде патрубка, присоединенного к поверхности корпуса. Means for supplying liquid and discharging the mixture can be made in the form of nozzles attached to the end parts of the housing, while on the ends of the housing there are gaskets for isolating the sealed chamber and the cavities of the tubes or channels, or these means may be in the form of sealing manifolds uniting the hollows of the tubes or channels to which the nozzles are connected, sealed in holes made in the end parts of the housing. Means for supplying gas can be made in the form of a pipe attached to the surface of the housing.

На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства с блоком пористых пластинчатых тел; на фиг. 2 - то же с блоком пористых трубок. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a device with a block of porous plate bodies; in FIG. 2 - the same with a block of porous tubes.

Устройство содержит, например, корпус 1, в котором по его оси размещен блок пористых пластинчатых тел 2, в которых выполнены продольные каналы 3 или блок пористых трубок 4. Устройство может, в случае, если нужна небольшая производительность, содержать одно пористое пластинчатое тело или одну пористую трубку. The device comprises, for example, a housing 1 in which a block of porous plate bodies 2 is placed along its axis, in which longitudinal channels 3 or a block of porous tubes 4 are formed. The device may, in case a small capacity is needed, contain one porous plate body or one porous tube.

Полости каналов или трубок сообщены со средствами для подачи жидкости и отвода смеси жидкости с газом. Эти средства могут быть выполнены, например, в виде патрубков соответственно 5 и 6, присоединенных непосредственно к противоположным торцевым частям блока пористых тел или к торцевым частям корпуса, герметизируя в первом варианте прокладками 7 камеру 8, а герметизирующим коллектором 9 полости каналов или трубок; а во втором варианте по торцам корпуса установлены прокладки 10, изолирующие как камеру 8, так и полости каналов или трубок. К боковой поверхности корпуса присоединен патрубок 11 для подачи газа в герметичную камеру 8, образованную внутренними стенками корпуса и внешней поверхностью блока пористых тел. The cavities of the channels or tubes are in communication with means for supplying liquid and for discharging a mixture of liquid with gas. These means can be made, for example, in the form of nozzles 5 and 6, respectively, attached directly to opposite end parts of the block of porous bodies or to end parts of the body, sealing chamber 8 in the first embodiment with gaskets 7, and channels or tubes cavities sealing with the manifold 9; and in the second embodiment, gaskets 10 are installed at the ends of the body, insulating both the chamber 8 and the cavity of the channels or tubes. A pipe 11 is connected to the side surface of the housing for supplying gas to the sealed chamber 8 formed by the inner walls of the housing and the outer surface of the block of porous bodies.

Устройство работает следующим образом. Исходная жидкость поступает через патрубок 5 в полость каналов 3 пористых пластинчатых тел 2 или трубок 4. Одновременно через патрубок 11 в герметичную камеру 8 подается газ, который, проникая через поры пористых тел, смешивается с протекаемой по каналам 3 или трубкам 4 жидкостью. Смесь отводится через патрубок 6 на следующий технологический этап обработки жидкости. The device operates as follows. The initial liquid enters through the pipe 5 into the cavity of the channels 3 of the porous plate bodies 2 or tubes 4. At the same time, gas is supplied through the pipe 11 to the sealed chamber 8, which, penetrating through the pores of the porous bodies, is mixed with the fluid flowing through the channels 3 or tubes 4. The mixture is discharged through the pipe 6 to the next technological stage of processing the liquid.

Устройство позволяет гибко управлять процессом аэрации. Меняя давление газа в герметичной камере при постоянном давлении жидкости в каналах пористых тел, можно менять концентрацию газа в смеси. Точно такого же эффекта можно достичь, меняя давление жидкости в каналах при постоянном давлении газа в камере. Можно одновременно менять оба параметра. Устанавливая пористые тела с различными размерами пор, можно менять размер газовых пузырьков в смеси. Все в целом позволяет менять эффективность аэрации и добиться ее максимального эффекта, не прибегая к турбулизации смеси. The device allows flexible control of the aeration process. By changing the gas pressure in the sealed chamber at a constant liquid pressure in the channels of the porous bodies, it is possible to change the gas concentration in the mixture. Exactly the same effect can be achieved by changing the pressure of the liquid in the channels at a constant gas pressure in the chamber. You can change both parameters at the same time. By installing porous bodies with different pore sizes, it is possible to change the size of gas bubbles in the mixture. Everything as a whole allows you to change the effectiveness of aeration and achieve its maximum effect without resorting to turbulization of the mixture.

Хорошие результаты показало использование в качестве пористых пластинчатых тел керамического фильтра по патенту РФ того же автора, имеющего вид блока из пористого оксидного материала с продольными каналами, на стенках которых выполнен мембранный слой из исходного оксидного материала. Минимальный размер пор в таком мембранном слое, по исследованиям автора, составляет 0,2 микрона, что позволяет получать пузырьки воздуха в смеси, в зависимости от скорости потока жидкости в каналах, от 0,2 микрона и выше. Good results were shown by the use of a ceramic filter according to the patent of the Russian Federation by the same author as a porous plate-like body, having the form of a block of a porous oxide material with longitudinal channels, on the walls of which a membrane layer of the original oxide material is made. The minimum pore size in such a membrane layer, according to the author, is 0.2 microns, which allows air bubbles in the mixture to be obtained, depending on the fluid flow rate in the channels, from 0.2 microns and above.

Кроме того, было установлено, что значительно уменьшаются габариты устройства для газификации жидкостей. Устройство становится малогабаритным и компактным. Например, устройство, площадь которого не превышает 2 м², позволяет аэрировать стоки объемом до 200 м³/час.In addition, it was found that the dimensions of the device for gasification of liquids are significantly reduced. The device becomes small and compact. For example, a device with an area not exceeding 2 m ² allows aeration of effluents up to 200 m ³ / h.

Claims

1. A device for saturating liquids with gases, comprising an elongated body, means for supplying liquid and discharging the mixture, and means for supplying gas, characterized in that it is provided with a block of porous tubes or porous plate bodies installed in the body at a distance from its walls in which longitudinal channels are made, the cavities of which are in communication with the means for supplying liquid and discharging the mixture, and the means for supplying gas is communicated with the cavity of the sealed chamber.

2. The device according to p. 1, characterized in that the means for supplying liquid and discharging the mixture are made in the form of nozzles attached to the end parts of the housing, while gaskets are installed at the ends of the housing to isolate the sealed chamber and the cavities of the tubes or channels.

3. The device according to claim 1, characterized in that the means for supplying liquid and discharging the mixture are made in the form of sealing manifolds attached to opposite ends of the blocks with nozzles sealed in openings made in the end parts of the housing.

4. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the means for supplying gas is made in the form of a pipe attached to the surface of the housing.