UA75340C2 - An apparatus for the treatment of process fluid, a system and a method for the treatment of process fluid - Google Patents

Description

Опис винаходу

Цей винахід стосується пристрою для обробки текучого середовища, зокрема (хоч і не виключно) - пристрою для обробки суспензій, які містять тверді частинки в рідинах.

Цей винахід пропонує удосконалений пристрій, у якому можуть здійснюватись складні процеси обробки, зокрема біологічні процеси.

Одна область техніки, де зустрічаються такі суспензії, - бактеріальна обробка органічних матеріалів, особливо так звані процеси дигерування суспензій, які застосовуються при обробці органічних відходів. 70 При бактеріальній обробці, особливо такій, що її здійснення потребує відносно тривалого періоду часу, речовина, маршрут проходження якої через технологічне устаткування є коротшим від середнього, в результаті може виявитись неправильно обробленою.

Неоднакові результати обробки є особливо неприйнятними у випадку, якщо процес обробки являє собою біологічний розклад відходів, тому що частково оброблені відходи можуть виявитися непридатними для 72 застосувань, у яких можуть бути використані повністю оброблені відходи. Наприклад, після завершення обробки органічних відходів, таких як екскременти тварин, з їхнім біологічним розкладом, дозволяє одержати залишкову тверду речовину, що не має запаху і містить багато поживних речовин, придатну для використання як добриво у садівництві або сільському господарстві. З іншого боку, неправильно оброблена речовина може виявитися такою, що матиме запах, або, навіть гірше, такою, що міститиме залишкові забруднення, патогенні речовини або насіння, перші з яких можуть бути небезпечними або принаймні шкідливими, а насіння, якщо воно ще є "живим", знижує цінність цього матеріалу як добрива.

Пристрій такого типу, як пропонується цим винаходом, описаний у нашій заявці на (патент Великобританії Мо

А-2 305 369).

Згідно з одним аспектом цього винаходу пропонується система обробки текучого середовища, яка включає в с 22 себе множину камер, послідовно сполучених одна з одною, так, що оброблюване текуче середовище може Го) проходити через них, і засіб для введення газу у принаймні деякі з зазначених камер для утворення бульбашок, які спричиняють циркуляцію оброблюваного текучого середовища у даній камері при вспливанні бульбашок в оброблюваному текучому середовищі, яка відрізняється тим, що вона також включає в себе нагрівальний засіб для вибіркового керування температурою оброблюваного текучого середовища у щонайменше одній обраній о 30 камері, так щоб стимулювати колонізування різними бактеріями різних камер даної системи, через встановлення «Її різних температурних умов у камерах.

Згідно з іншим аспектом цього винаходу пропонується спосіб обробки текучого середовища у множині камер, о послідовно сполучених одна з одною, так що оброблюване текуче середовище може проходити через них (З послідовно, який включає стадії введення газу у принаймні деякі з цих камер для утворення бульбашок, що

Зо зумовлюють циркуляцію оброблюваного текучого середовища при вспливанні бульбашок у відповідній - камері(-ах), і відведення зайвого газу, у тому числі газу, що утворився у камері при здійсненні в ній процесу, який відрізняється тим, що у принаймні деяких із згаданих камер вибірково регулюють температуру оброблюваного текучого середовища, так, щоб спонукувати різні частини складного процесу відбуватися у « різних камерах системи завдяки різним температурним умовам, встановленим у цих камерах. З 70 В одному з варіантів здійснення цього винаходу пристрій для обробки текучого середовища може бути с виконаний так, що може бути забезпечений принаймні до суттєвої міри однаковий час перебування текучого

Із» середовища усередині різних камер пристрою для до суттєвої міри всіх частин оброблюваної речовини.

Винятками будуть, зокрема, скупчення або грудки твердого матеріалу, які не можуть вийти через випускний отвір через свої розміри і які можуть лишатися у пристрої або в одній камері пристрою впродовж тривалішого часу, 45 доки вони завдяки дії процесу не будуть зменшені до таких розмірів, які дозволять їм пройти через випускний 7 отвір, або доки не будуть відокремлені засобом збирання твердих частинок, що буде описаний докладно нижче. сл Інша проблема, що постає при обробці текучого середовища, полягає у тому, що текуче середовище, що надходить на обробку, може містити також інші речовини, зокрема частинки металу, скла, каменів тощо. о Очевидно, що на такі речовини бактеріальна обробка, якій піддають текуче середовище, не подіє, і, якщо не «їз» 20 вжити заходів для їх вилучення, як наслідок у пристрої можуть накопичуватися небажані тверді частинки, так що у кращому випадку знижуватиметься пропускна спроможність системи обробки, а можливо і таке, що система в с цілому виявиться заблокованою.

В іншому варіанті здійснення цього винаходу передбачають засіб, за допомогою якого такі неорганічні тверді частинки (або навіть і органічні тверді частинки, якщо вони надто густі або агреговані у досить великі частинки, так що вони не можуть бути розкладені шляхом бактеріальної обробки за той час, впродовж якого

ГФ) відповідна речовина перебуває у пристрої для обробки) можуть бути вилучені з пристрою для обробки, для їх додаткової переробки перед окремою обробкою, утилізацією або (якщо це доцільно) повторним введенням до о пристрою для обробки.

В іншому варіанті здійснення цього винаходу пропонується пристрій для обробки, в якому камера для 60 приймання оброблюваного текучого середовища має щонайменше дві вільні внутрішні області, у кожній з яких забезпечують рух оброблюваного текучого середовища за циркуляційною траєкторією, причому камера виконана так, що траєкторії, за якими проходить оброблюване текуче середовище між впускним і випускним отворами камери, мають до суттєвої міри однакову довжину для всіх частин оброблюваного текучого середовища. бо В одному варіанті здійснення винаходу, якому віддається перевага, отвори для введення бульбашок розташовані у декілька рядів, забезпечуючи "завісу" з бульбашок. У варіанті, що стисло описаний вище, в якому камера має дві області, у яких оброблюване текуче середовище змушують циркулювати у протилежних напрямках, і де перехід оброблюваного текучого середовища з однієї області до іншої відбувається при його переміщенні у камері, бульбашки, які сприяють циркуляції, можуть утворювати "завісу" між цими двома областями, так що оброблюване текуче середовище муситиме проходити крізь цю завісу з бульбашок при переміщенні через камеру. Відносно густі частинки твердого матеріалу, захоплені оброблюваним текучим середовищем, при проходженні крізь завісу з бульбашок суттєво втрачатимуть у своїй плавучості, і тому випадатимуть в область збирання твердих частинок. 70 Варіант пристрою із двома рядами отворів для введення бульбашок може мати канал між цими двома рядами отворів для введення бульбашок, що служитиме згаданою областю збирання твердих частинок, і такий канал може мати шнек або інший засіб для пересування твердих частинок, які збираються у ньому, у напрямку до розподільника, звідки вони зможуть бути вилучені з посудини.

Для вилучення таких твердих частинок із посудини можуть застосовуватися водяні колонки, у яких тверді /5 частинки можна підіймати, наприклад, за допомогою додаткового шнека або газліфтних засобів, і які забезпечують газонепроникне закриття посудини, уможливлюючи при цьому вилучення з неї твердих частинок.

Незалежно від форми камер (окремі варіанти, яким віддається перевага, будуть описані нижче докладніше), система для обробки текучого середовища може включати в себе кілька послідовних посудин, які визначають камери, із засобами для варіювання параметрів процесу, так що у різних посудинах відбуваються різні процеси.

Додатково можуть передбачатись засоби для спрямовування оброблюваного текучого середовища від випускного отвору камери до впускного отвору тієї ж камери або до впускного отвору іншої камери вище або нижче за ходом оброблюваного текучого середовища через систему.

Крім температури, у камерах можуть регулюватись й інші параметри процесу, в тому числі швидкість потоку оброблюваного текучого середовища у камері, точний бактеріальний вміст камери (у випадку біологічних с ов процесів це може бути досягнуте шляхом введення у камеру конкретних бактерій для заселення ними речовини в камері) та/або введення або наявність інших речовин, що використовуються у даному процесі, зокрема рідин і) або газів.

Введення газу в посудину для обробки може застосовуватися просто для підтримання циркуляції оброблюваного текучого середовища у посудині, і в цьому випадку може бути вибраний такий газ,який сприяє (су зо підтриманню аеробних або анаеробних умов, залежно від вимог конкретного процесу, або ж, в альтернативному варіанті, це може бути такий газ, який бере участь в реакції, що проходить у посудині. -

Незалежно від того, чи утворена множина камер як окремі відсіки в одній посудині шляхом її розділення с перегородками, чи ж вони виконані як окремі посудини, сполучені одна з одною трубопроводами, перевага віддається тому, щоб принаймні деякі зі стінок, які визначають камери, перебували у контакті з теплообмінною о з5 рідиною, яка може рухатись у протитечії до напрямку потоку оброблюваного текучого середовища через ча систему. У такий спосіб, наприклад, ті зі згаданих камер, де відбуваються екзотермічні реакції, можуть охолоджуватися теплообмінною рідиною, а тепло може передаватися до інших камер, для підвищення температури речовини в них.

Нижче будуть докладніше описані, як приклади, різні варіанти здійснення цього винаходу з посиланнями на « креслення, де: шщ с Фіг. 1 являє собою перспективне зображення посудини, виконаної як перший варіант здійснення цього винаходу; ;» Фіг. 2 являє собою розріз варіанту здійснення, показаного на фіг. 1;

Фіг. З являє собою схематичне перспективне зображення системи посудин, яка утворює систему обробки, Виконану як варіант здійснення цього винаходу; -І Фіг. 4 являє собою горизонтальну проекцію у вигляді згори системи посудин, показаної на фіг. 3;

Фіг. 5 являє собою профільну проекцію посудини, виконаної як інший варіант здійснення цього винаходу; о Фіг. 6 являє собою схематичне перспективне зображення перегородки між двома сусідніми баками; 2) Фіг. 7 являє собою розріз по осі бака, який має перегородку з подвійною обшивкою, показану на фіг. 6;

Фіг. 8 являє собою схематичне зображення труби для нагнітання газу, яка має щілиноподібні випускні отвори; ве Фіг. 9 являє собою схематичне зображення насосної системи для відкачування газу з системи. о Варіант здійснення винаходу, показаний на фіг. 1, має одну посудину в формі видовженого бака з перерізом кардіоїдного типу, яку описано докладніше у нашій попередній згаданій вище заявці на патент Великобританії.

Посудина 11 має кінцеву стінку 12 з впускним патрубком 13 і протилежну кінцеву стінку 12 з випускним ов патрубком 14.

Форма поперечного перерізу посудини 11 (як показано чіткіше на фіг. 2) сприяє утворенню двох окремих

Ф) областей, або камер, в цілому позначених позиціями 17, 18, розділених центральною медіанною площиною ка симетрії Х-Х (фіг. 2), по обидва боки від якої розташовані довгі труби 19, 20 для подавання газу, які мають ряди отворів 21, 22, з яких, при використанні пристрою, підіймаються два ряди бульбашок 24, 25 (фіг. 2), бо утворюючи "завісу" з бульбашок. Впускний патрубок 13 на одному кінці посудини 11 відкривається у першу область, або камеру, 17, з одного боку завіси з бульбашок 24, 25, а випускний патрубок 14 виходить з іншої області, або камери, 18, так що оброблювану речовину, введену у посудину 11, змушують циркулювати спочатку в одному напрямку (проти стрілки годинника, як показано на фіг. 2 стрілками А зі штрихових ліній), коли він проходить першою областю, і змушують переходити з однієї області, або камери, 17 через "завісу" з бульбашок 65 24, 25 до іншої області, або камери, 18, де вона циркулює у протилежному напрямку (за стрілкою годинника, як показано на фіг. 2), коли проходить цією областю перед тим як вийти з посудини 11 через випускний патрубок

При проході крізь завісу з бульбашок 24, 25 важкі частинки густого матеріалу, захоплені оброблюваним текучим середовищем, завдяки бульбашкам мають значно меншу плавучість, ніж в областях 17, 18, а це призводить до того, Що ці частинки падають у збиральний канал 26, розташований між двома рядами отворів 21, 22, з ЯКИХ ВИХОДИТЬ Газ.

Оброблюване текуче середовище рухається в області 17 за спіральною траєкторією, діаметр якої поступово збільшується, із просуванням текучого середовища вздовж посудини 11; навпаки, в області 18 воно рухається за спіральною траєкторією, діаметр якої поступово зменшується, як то показане стрілками В зі штрихових ліній на 7/0 фіг. 2. Таким чином, реальний шлях, що його проходить окрема частинка в області, або камері, 17 у своєму русі за спіральною траєкторією з діаметром, який поступово збільшується, вздовж посудини 11 (і відповідному русі в області, або камері, 18) виявляється набагато довшим, ніж довжина посудини 11. Така подовженість маршруту означає, що час перебування кожної частинки в зоні обробки завжди дорівнює принаймні певному мінімальному значенню, що відповідає часові проходження однією з областей 17, 18. Фактично для кожної частинки час перебування в зоні обробки до суттєвої міри такий самий, як і у решти частинок, тому що не існує альтернативного шляху, за яким частинка могла б випадково перейти від впускного патрубку 13 до випускного патрубку 14, який був би коротшим ніж той, яким переміщуються решта частинок, так що ця частинка зазнала б меншої обробки у посудині. Наприклад, якщо частинка залишатиметься в області 17 під час проходження вздовж її всієї довжини перед тим, як перейти до області 18, вона опиниться біля випускного кінця і пройде 2о Відносно швидко у випускний патрубок 14. Інша частинка, рухаючись по круговій траєкторії може швидко опинитись у радіально-зовнішньому положенні в області 17 і пройти крізь завісу в область 18, коли вона ще знаходиться біля впускного кінця. Тепер ця частинка муситиме пройти всю довжину посудини, перед тим як досягне випускного патрубку 14, рухаючись по круговій траєкторії, яка має до суттєвої міри ту ж саму довжину, що й траєкторія, якою рухалась перша частинка. с

Збиральний канал 26 для важких частинок споряджений шнеком 27 (як схематично показано на фіг. 5), який виходить у закриту камеру 28, від якої йде догори вертикальна колонка 29, заповнена оброблюваним текучим і) середовищем. Ця колонка 29 споряджена вертикальним шнеком З0, який веде до випускного отвору 31. Таким чином, частинки, що збираються у каналі 26, спочатку переносяться до камери 28, а далі з неї, колонкою 29, підіймаються над поверхнею оброблюваного текучого середовища і виводяться Через випускний отвір 31, де о зо Вони можуть вилучатись; ті частинки, що можуть бути оброблені цим процесом (наприклад, густі грудки органічного матеріалу), можуть бути дезинтегровані і повторно введені в оброблюване текуче середовище, а ті, - які не можна обробити у такому процесі, спрямовуються для обробки в іншому місці. с

Фіг. З і фіг. 4 ілюструють систему, яка включає в себе кілька посудин (у цьому варіанті здійснення показані шість, хоча система так само може включати в себе 4, 8 або більше посудин). Кожна посудина 11 такої Щео,

Зб системи позначена відповідним індексом (від 1 до 6), щоб визначити її місце у послідовності. Як можна ї- побачити на фіг. 4, кожна посудина 11 сполучена з наступною за нею посудиною з чергуванням боків "а" і "Б", так що впускний патрубок 13 до посудини 11; входить у ліву область "а", а труба 10, яка виходить з області "р" посудини 11;, входить в область "Б" посудини 115.

Циркуляційний потік у кожній боковій області кожної посудини призводить, як описано вище, до того, що « 70 траєкторія частинок у потоці включає в себе гвинтову спіраль, яка представлена викривленою стрілкою у кожній у с посудині, показаній на фіг. 4, причому слід розуміти, що кожна траєкторія представлена лише схематично і що насправді жодна частинка не переміщується за цими стрілками, а рухається за більш закрученим довгим ;» шляхом, описаним при розгляді фіг. 1 і фіг. 2.

Усі посудини 11 розміщені у ванні або басейні (показаний схематично), який заповнений рідиною до того ж рівня, що й рівень оброблюваного текучого середовища в баках, щоб вирівняти тиск на стінки бака з двох боків -І і уможливити застосування відносно тонкого листового матеріалу, як правило пластмаси, для утримування оброблюваного текучого середовища без потреби у надзвичайно високій механічній міцності. Для цих цілей о басейн може являти собою яму. 2) Під западиною кожної посудини 11, тобто центральною частиною, де перетинаються дві гілки кардіоїди,

Знаходиться теплообмінник 37, який живиться теплообмінною рідиною, як буде детально описано нижче. пи Підведення тепла до цієї частини посудини сприяє утворенню конвективних потоків, які підсилюють, а можуть о навіть заміняти примусову циркуляцію, спричинену введенням газових бульбашок у цю западину.

При використанні пристрою, описаного при розгляді фіг. З і фіг. 4, зокрема, для обробки текучого середовища, що містить суспензію органічних відходів, відбувається аеробний або анаеробний розклад органічних тваринних та/або рослинних матеріалів з утворенням простих речовин. Останні можуть включати велику кількість газоподібних або розчинних продуктів. Газоподібні продукти, які, зокрема, можуть включати

Ф) метан, відводять через колектор 38 (дивись фіг. 1 і фіг. 2), влаштований наверху кожної посудини 11, або ка просто з верхньої частини кожної з посудин 11, в яких утворюються газоподібні продукти.

Зрозуміло, газоподібні продукти не обов'язково утворюються негайно, оскільки процес, який відбувається у во першій посудині або камері після введення, може включати в себе лише попередню аерацію, коли повітря вводять бульбашками для спричинення циркуляції. З першого колектора відводять тільки надлишковий газ від цього процесу. Після цього може йти процес анаеробного дигерування, який включає розщеплення позаклітинними ферментами полісахаридів, ліпідів та протеїнів, що розкладаються, утворюючи цукри, жирні кислоти та гліцерин. Ця початкова частина процесу розкладу, яка відбувається, наприклад, у посудині 11 5, теж 65 не дає негайного утворювання газоподібних продуктів. Після цього попередньо оброблене текуче середовище проходить у посудину 113, і, як продовження процесу, починається ферментація різними мікроорганізмами, яка дає продукти, до складу яких можуть входити ацетат, бутират, етанол, лактат, пропіонат і сукцинат разом із монооксидом вуглецю та воднем. Ці процеси дуже складні, і цей загальний опис є лише вказівкою на деякі із процесів, що здійснюються. Деякі присутні бактерії у процесі свого метаболізму приєднують монооксид вуглецю таводень до ацетатів, тоді як інші бактерії можуть перетворювати монооксид вуглецю та водень у метан.

Інші посудини 11/54, 115 тощо можуть бути заселені колоніями різних бактерій завдяки різним умовам, які існують або створені у цих посудинах, таким як температура, тиск, швидкість потоку тощо. Ці бактерії можуть, наприклад, в процесі свого метаболізму засвоювати етанол, лактат та інші продукти початкової ферментації, даючи в результаті ацетат та водень. 70 Температури, при яких відбуваються різні бактеріологічні та/"або інші процеси, можуть регулюватись із застосуванням відповідних засобів (не показані), в тому числі шляхом керування теплообмінником 37.

Швидкість, з якою вводять гази у труби для нагнітання газу 19, 20, разом з конвективними потоками, спричиненими теплообмінниками 37, визначає швидкість циркуляції оброблюваного текучого середовища усередині посудин і може регулюватись незалежно (засобами, які не показані). Час перебування оброблюваного /5 текучого середовища у різних посудинах також може регулюватись такими засобами (не показані), як перепускні клапани, шунтувальні клапани, допоміжні буферні посудини, запірні клапани, трубопроводи зворотного зв'язку або рециркуляційні трубопроводи тощо. Газ, який вводять через трубопроводи 19, 20 для створення циркуляції, може бути повітрям, наприклад, у першій та останній посудинах 11, і 116, тоді як до проміжних посудин 115, 115 може бути підведений метан, а до посудин 113, 114 - інертний газ. Зрозуміло, метан може бути генерований у 2о самому процесі дигерування. Він може рециркулюватись безпосередньо, або може забиратися із проміжних умістищ.

Одержана в результаті дигерована суспензія, яка виходить з останньої у послідовності посудини 116, може далі бути подана до сепаратора, де тверді частинки відділяють від рідини, з одержанням багатого поживними речовинами добрива, яке не має запаху, і рідини, яка також може бути використана як добриво (залежно від с г того, яке текуче середовище обробляється і який саме процес обробки застосовано), або може бути скинута у відходи, можливо після додаткової очищувальної обробки. (8)

В альтернативному варіанті здійснення винаходу (не показаний) екстракція небажаних твердих частинок із посудин, описана при розгляді фіг. 5, може передбачати застосування насоса замість шнека 30 у колонці 29, перекачування водяної "пробки" вздовж трубопроводів до випускного отвору 31, або ж може бути застосована о зо газліфтова система, особливо така, що використовує повітря.

На фіг. 6 показана подвійна перегородка, яка може розділяти сусідні баки в системі з кількома баками, « такій, як показана на фіг. 3. Периферійна обмежувальна стінка 35 розділяє дві плоскі кінцеві стінки 34, 33, с утворюючи внутрішню камеру. Це дозволяє одній із двох кінцевих стінок 34, 33 являти собою або включати в себе напівпроникну мембрану, щоб уможливити вилучення з оброблювального текучого середовища таких о

Зв складових, як сіль, важкі метали або інші сполуки. Розташування випускного вікна 32, або ж передавального ї- патрубку з однієї камери до іншої у центральному пункті, як показано на фіг. б, відіграє свою роль у забезпеченні того, що напівпроникна мембрана лишається чистою, завдяки певній очищувальній дії оброблюваного текучого середовища, що циркулює, коли воно контактує з напівпроникною мембраною, проходячи крізь перегородку З6 з однієї камери до іншої. «

Це вікно 32, як показано на фіг. 6, може бути регульоване за розміром, наприклад, влаштуванням пластини з с 39 для закривання вікна, з'єднаної тросом з керувальною рукояткою 41 у верхній частині перегородки, яка виступає над верхом бака. Діючи на рукоятку 41, витягають трос 40 вздовж його довжини в один бік або інший, ;» щоб змінювати позицію пластини 39 для закривання вікна і тим самим прохідний переріз вікна 32.

Між цими двома кінцевими стінками також розташовано ряд датчиків, в тому числі мікрофон, застосований, як описано вище, для визначення швидкості циркуляційного потоку за створюваним ним шумом. Запобіжний -І клапан тиску 42 також розташований у цих кінцевих стінках; він виконаний у формі кулі 43 у гнізді 44, яке являє собою отвір відповідної форми; куля може бути введена у гніздо прикладенням тягнучого зусилля до троса о 45, який виходить на верх бака поруч із рукояткою 41 для відкривання клапана. Якщо із двох боків перегородки 2) 36 виникає більша різниця тисків, ніж заздалегідь встановлене порогове значення, куля 43 виштовхується із бор гнізда 44 і дозволяє текучому середовищу протікати з одної сусідньої камери в іншу і вирівнювати тиск у них, ве або хоча б зменшувати різницю тисків. Кулю 43 можна повернути на місце, просто потягнувши за трос 45, щоб о примусити кулю втягнутися назад у гніздо 44. Подібний же запобіжний клапан, але з ламкою зовнішньою пластиною (не показаний), встановлено на кінцевих стінках ряду баків - він сполучається з басейном.

Фіг. 7 і фіг. 8 ілюструють форму труби для нагнітання газу, такої як 19, 20, для використання у такому варіанті здійснення винаходу, як показаний, де сусідні баки розділені перегородкою з подвійною обшивкою, як показано на фіг. 7. Тут показана нагнітальна труба 19. Вона має в цілому І-подібну конфігурацію, щоб

Ф) дозволити її виймання крізь верхній отвір 46 наверху бака. Горизонтальна частина 19п труби має множину ка щілиноподібних отворів 47 на своїй периферії. Матеріал цієї труби трохи еластичний, так що щілини 47 відкриваються при незначному розширенні труби, коли до неї нагнітають газ під невеликим тиском. Таким чином, бо отвори 47 діють як клапани, які перешкоджають зворотному протіканню газу або рідини досередини труби для нагнітання газу, навіть коли до неї не нагнітають газ.

Фіг. 9 являє собою схему, яка ілюструє насосну систему для стиснення газу, утвореного у камерах, до яких приєднана труба 60. Насосна система включає в себе декілька (у цьому випадку 4) вертикальних пустотілих колонок 61, 62, 63, 64, кожна з яких частково заповнена водою і які з'єднані попарно насосами 65, 66 на своїх 65 нижніх кінцях. На своїх верхніх кінцях пустотілі колонки 61-64 приєднані через клапани 67, 68, 69, 70 до труби 60, а клапан 70 з'єднаний з нагнітальною трубою 71, яка веде до газозбірної посудини 72, з якої трубопровід 73 для випускання стиснутого газу веде до газосховища (не показане).

Газозбірна посудина 72 має форму перевернутого "газометра", край якого входить у рідинну ванну 75 відкритого догори резервуара 74.

При роботі клапанами 67-70 керує керувальна система (не показана), відкриваючи і закриваючи їх вибірково, дозволяючи тим самим газу входити з труби 60 до однієї або декількох пустотілих колонок 61-64. Коли якась колонка повна, відповідний клапан закритий, і вода викачується насосом 65 або 66 зі з'єднувальної труби у газозбірну трубу, тим самим стискаючи газ у ній. Далі клапани 67-70 будуть відкриті та/або закриті, залежно від того, як треба, щоб утворити канал для стиснутого газу до газозбірної посудини 72, звідки він може бути 7/о Відведений через випускний трубопровід 73, коли це потрібно для дальшої обробки.

Claims (30)

Формула винаходу

1. Пристрій для обробки текучого середовища, який включає в себе камеру і засіб для введення газу у згадану камеру для утворення бульбашок, які спричиняють циркуляцію текучого середовища у згаданій камері при спливанні бульбашок у текучому середовищі, який відрізняється тим, що він обладнаний нагрівальним засобом, який, коли працює, утворює конвективні потоки у текучому середовищі, так щоб підсилювати циркуляцію текучого середовища, спричинену згаданими бульбашками.

2. Пристрій за п. 1, який включає в себе засоби для варіювання параметрів процесів, що відбуваються у згаданій камері, в тому числі температури, тиску, швидкості циркуляції, часу перебування текучого середовища у камері та складу атмосфери у камері.

З. Пристрій за п. 1 або 2, який включає в себе засіб для вибіркового керування нагрівальним засобом задля варіювання температури текучого середовища у камері. сч

4. Пристрій за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що нагрівальний засіб включає в себе теплообмінник, який знаходиться у тепловому контакті з теплообмінною рідиною. о

5. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що камера має засіб для вилучення з неї густих частинок без порушення газонепроникного закриття камери.

6. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що камера має поперечний переріз в о зо Чілому кардіоїдного типу.

7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що нагрівальний засіб виконаний з можливістю підведення тепла « до стінки камери у западині під точкою перетину двох гілок кардіоїди або поблизу цієї западини. со

8. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що камера має випускне вікно, прохідний переріз якого є змінним, так що уможливлюється варіювання загальної швидкості потоку іс) оброблюваного текучого середовища, що проходить через камеру. їч-

9. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що форма камери є такою, що текуче середовище рухається вздовж довжини камери від одного кінця камери до іншого, від впускного патрубка до випускного патрубка, і циркуляційна траєкторія текучого середовища є поперечною до довжини камери, а випускний патрубок камери розташований на кінцевій стінці камери приблизно по центру відносно циркуляційної « 20 траєкторії текучого середовища у тій частині камери, так що відносно більші або густіші частинки матеріалу, з с що їх несе з собою текуче середовище, відфільтровуються з текучого середовища, що виходить із камери, завдяки вихорам, утвореним прискоренням текучого середовища, коли воно наближається до розташованого по :з» центру випускного патрубка.

10. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що засіб для введення газу до Камери включає в себе видовжену трубу для нагнітання газу із множиною простягнених в осьовому напрямку -І щілин, причому завдяки еластичності цієї труби щілини можуть діяти як окремі зворотні клапани, уможливлюючи вихід газу із труби, але не у зворотному напрямі, навіть за різниці тиску усередині та ззовні труби. о

11. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що містить насосну систему труб с (61, 62, 63, 64), через яку газ, утворений у камері, проходить до цієї системи труб, у якій тиск газу в трубі змінюється шляхом варіювання рівня рідини у ній, і випускний отвір із труби ущільнюється цією рідиною. -

12. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що нагрівальний засіб контактує із оз зовнішньою стінкою камери.

13. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що нагрівальний засіб виконаний з можливістю підведення тепла до зовнішньої стінки камери.

14. Система обробки текучого середовища, яка включає в себе множину камер (1114, 112, 115, 114, 115, 1156), послідовно сполучених одна з одною, так що оброблюване текуче середовище може проходити через них, і засіб (Ф) (19, 20) для введення газу у щонайменше одну із згаданих камер для утворення бульбашок (24, 25), які ГІ спричиняють циркуляцію оброблюваного текучого середовища у згаданій камері при спливанні бульбашок (24, 25) в оброблюваному текучому середовищі, яка відрізняється тим, що щонайменше одна камера, що має засіб бо для введення газу для утворення бульбашок, обладнана нагрівальним засобом (37), який, коли працює, утворює конвективні потоки в оброблюваному текучому середовищі, що знаходиться у згаданій щонайменше одній камері, так щоб підсилювати циркуляцію оброблюваного текучого середовища, спричинену введенням газових бульбашок у дану камеру за допомогою згаданого засобу для введення газу.

15. Система за п. 14, яка включає в себе засоби для варіювання параметрів процесів, що відбуваються у бе певних вибраних камерах (11, 115, 113, 115, 115, 1165), в тому числі температури, тиску, швидкості циркуляції, часу перебування текучого середовища у певній камері та складу атмосфери у певній камері.

16. Система за п. 14 або п. 15, яка включає в себе засіб для вибіркового керування нагрівальним засобом задля варіювання температури оброблюваного текучого середовища у щонайменше одній вибраній камері, причому нагрівальний засіб включає в себе теплообмінник (37), який знаходиться у тепловому контакті з теплообмінною рідиною.

17. Система за будь-яким з пп. 14-16, яка включає в себе засіб (38) для спрямовування газу, утвореного в одній камері як наслідок процесів, які відбувалися в ній, вибірково до тієї ж самої та/або іншої камери для спричинення циркуляції у тій же або згаданій іншій камері.

18. Система за будь-яким з пп. 14-17, яка включає в себе засіб для введення повітря у першу та/або 7/0 останню зі згаданих послідовно сполучених камер, для здійснення аерації оброблюваного текучого середовища.

19. Система за будь-яким з пп. 14-18, яка включає в себе камери або посудини тимчасового зберігання між кожними згаданими камерами даної системи і засіб для вибіркового спрямовування оброблюваного текучого середовища з кожної камери до відповідної камери або посудини тимчасового зберігання, так щоб варіювати час перебування оброблюваного текучого середовища у певній вибраній камері без переривання безперервного /5 подавання оброблюваного текучого середовища до першої (11.4) з послідовно сполучених камер.

20. Система за будь-яким з пп. 14-19, яка відрізняється тим, що камери (113, 115, 113, 114, 115, 115) виконані як посудини, послідовно сполучені одна з одною і розташовані у два ряди із застосуванням сполучного трубопроводу на одному кінці кожного ряду і з впускним патрубком (13) та випускним патрубком (14) на інших кінцях відповідних рядів.

21. Система за будь-яким з пп. 14-20, яка відрізняється тим, що кожна камера (11.4, 115, 113, 115, 115, 1165) має власний засіб (27, 28, 29, 30, 31) для вилучення з неї густих частинок без порушення газонепроникного закриття камери.

22. Система за будь-яким з пп. 14-21, яка відрізняється тим, що кожна з камер (11.4, 115, 113, 114, 115, 116) має поперечний переріз в цілому кардіоїдного типу, а нагрівальний засіб виконаний з можливістю підведення сч об Тепла до стінки камери у западині під точкою перетину двох гілок кардіоїди або поблизу цієї западини.

23. Система за будь-яким з пп. 14-22, яка відрізняється тим, що щонайменше одна камера має випускне вікно і) (32), прохідний переріз якого є змінним, так що уможливлюється варіювання загальної швидкості потоку оброблюваного текучого середовища, що проходить через цю камеру.

24. Система за будь-яким з пп. 14-23, яка відрізняється тим, що кожна камера включає в себе посудину, по о зо буті повністю занурену у ванну або басейн із рідиною, так щоб тиск усередині посудини, заповненої оброблюваним текучим середовищем, був по суті урівноважений тиском на посудину ззовні. -

25. Система за будь-яким з пп. 14-24, яка відрізняється тим, що форма камер (114, 115, 1153, 115, 115, 116) є с такою, що оброблюване текуче середовище рухається вздовж довжини камери від одного кінця камери до іншого, від впускного патрубка (13) до випускного патрубка (14), і циркуляційна траєкторія оброблюваного о з5 текучого середовища є поперечною до довжини камери, а також тим, що випускний патрубок (14) щонайменше ча однієї з камер розташований на кінцевій стінці (12) камери приблизно по центру відносно циркуляційної траєкторії оброблюваного текучого середовища у тій частині камери, так що відносно більші або густіші частинки твердого матеріалу, що їх несе з собою оброблюване текуче середовище, відфільтровуються з текучого середовища, що виходить із камери, завдяки вихорам, утвореним прискоренням оброблюваного « текучого середовища, коли воно наближається до розташованого по центру випускного патрубка (14). в с

26. Система за будь-яким з пп. 14-25, яка відрізняється тим, що засіб для введення газу до камери включає . в себе видовжену трубу (19) для нагнітання газу із множиною простягнених в осьовому напрямку щілин (47), и?» причому завдяки еластичності цієї труби щілини (47) можуть діяти як окремі зворотні клапани, уможливлюючи вихід газу із труби (19), але не у зворотному напрямі, навіть за різниці тиску усередині та ззовні труби (19).

27. Система за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що містить насосну систему труб (61, -І 62, 63, 64), через яку газ, утворений у камері, проходить до цієї системи труб, у якій тиск газу в трубі змінюється шляхом варіювання рівня рідини у ній, і випускний отвір із труби ущільнюється цією рідиною. 1

28. Спосіб обробки текучого середовища у множині камер (115, 115, 115, 115, 115, 1165), послідовно оо сполучених одна з одною, так що оброблюване текуче середовище може послідовно проходити через них, який 5р Включає такі стадії введення газу у щонайменше одну зі згаданих камер для утворення бульбашок (24, 25), які ве спричиняють циркуляцію оброблюваного текучого середовища при спливанні бульбашок (24, 25) у відповідній о камері, і відведення зайвого газу, у тому числі газу, утвореного у камері як наслідок здійснення у камері відповідного процесу, який відбувається в ній, який відрізняється тим, що температуру оброблюваного текучого середовища у щонайменше одній зі згаданих камер регулюють за допомогою нагрівального засобу (37), який ов сприяє утворенню конвективних потоків у камері, що підсилюють циркуляцію оброблюваного текучого середовища, спричинену газовими бульбашками. Ф)

29. Спосіб за п. 28, який відрізняється тим, що варіюють один або декілька параметрів процесів, що ка відбуваються в одній або декількох зі згаданих камер, в тому числі температуру, тиск у камері або камерах, що контролюються, час перебування текучого середовища у камері або камерах, що контролюються, швидкість бо циркуляції оброблюваного текучого середовища, склад атмосфери у камері або камерах, що контролюються, та/або заселення оброблюваного текучого середовища у камері або камерах, що контролюються, бактеріями або іншими агентами, що впливають на обробку текучого середовища, та/або вибіркове вилучення компонентів оброблюваного текучого середовища з камери або камер, що контролюються.

30. Спосіб за п. 29, який відрізняється тим, що регулювання температури здійснюють за допомогою 65 теплообмінної рідини у теплообміннику, так що температура теплообмінної рідини залишається практично незмінною, а швидкість її потоку варіюється.