CH361785A

CH361785A - Verfahren und Vorrichtung zum Lösen von Gasen in Flüssigkeiten

Info

Publication number: CH361785A
Authority: CH
Inventors: Meyer Fritz
Original assignee: Ingf Fliesberg Aktiebolag; Meyer Fritz
Priority date: 1957-03-06
Filing date: 1958-03-05
Publication date: 1962-05-15
Also published as: BE565426A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Lösen von Gasen in Flüssigkeiten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um mit geringem Kraftaufwand schnell und wirksam Gase in Flüssigkeiten kontinuierlich zu lösen, und zwar angenähert bis zur Sättigung.

Das Verfahren ist dank der wenig umfangreichen Apparate für die kontinuierliche Behandlung besonders von grossen Flüssigkeitsmengen pro Zeiteinheit sehr geeignet. Dank der einfachen Konstruktion der Apparate, meist ohne bewegliche Teile, sind diese gegen Verunreinigungen nicht empfindlich, so dass Flüssigkeiten, die in erheblichem Masse feste Fremdstoffe enthalten, wie Schlamm, Fasern usw., ohne Nachteil behandelt werden können. Durch die Einfachheit des Apparates wird es leicht, diesen sauber und sogar steril zu halten.

Das Verfahren nach der Erfindung kann mit gutem Erfolg bei der Behandlung von grösseren oder kleineren Flüssigkeitsmengen pro Zeiteinheit verwendet werden. Wird als Beispiel die Lösung von Luft und Sauerstoff in Wasser in Betracht gezogen, so kann die Erfindung mit Vorteil bei der Faserrück- gewinnung aus faserstoffhaltigem Wasser in Papierfabriken, in Oxydationsbassins, Lüftungsbassins für lebendigen Schlamm oder dergleichen oder für die Herstellung von Penicillin und Hefe verwendet werden.

Bei der erstgenannten Anwendung ist eine Lösung von Luft fibeablsichtigt, um die gelöste Luft danach in für die Flotation erforderliche kleine Blasen aufzulösen, während bei den letztgenannten Anwendungen eine bestimmte Flüssigkeitsmenge oder ein annähernd konstanter Fluss der Flüssigkeit behandelt wird, wobei diese eine gewisse Menge Sauerstoff aufnimmt.

Das Verfahren nach der Erfindung kann mit demselben Vorteil unter atmosphärischen Druokverhält- nissen oder unter Überdruck durchgeführt werden, je nach den für den Prozess erwünschten Bedingungen.

Die Lösung von Gas in einer Flüssigkeit wird von den folgenden Faktoren beeinflusst: Temperatur, Druck, Zeit, relative Oberfläche zwischen Gas und Plüssigkeit und schliesslich von der Diffusion. Bei der Behandlung grösserer Flüssigkeitsmengen ist aus ökonomischen Gründen eine Temperaturveränderung ausgeschlossen. Sehr viel weniger Energie erfordert eine Druckerhöhung, die deshalb in Frage kommt.

Erlaubt man für den Prozess eine längere Zeit, wird die Apparatur entsprechend grösser, und damit steigen die Herstellungskosten. Die relative Berührungsfläche zwischen Gas und Flüssigkeit kann auf verschiedene Weise vergrössert werden. Die Sättigung der Flüssigkeit mit Gas erfolgt von der Berührungsfläche bis zu einer Tiefe von einigen Molekülen äusserst schnell.

Von da an, aber ist die Diffusion ausschlaggebend ein sehr langsamer Vorgang. Besondere Massnahmen müssen daher getroffen werden, um den Lösungsvorgang von der Diffusion unabhängig zu machen.

Apparate für die Lösung von Gasen in Russiigkei- ten sind bekannt; diese weisen aber verschiedene Mängel auf, die ihren Anwendungsbereich beschränken. Man hat schon Idas Gas in Form von Blasen am Boden eines Behälters oder dergleichen eingeführt und ferner eine Rotation der Flüssigkeitsmenge auf mechanischem Wege mittels sieh drehender Mittel bewirkt.

Dieses Verfahren ist aber bezüglich der IGas- lösung wenig wirksam, da die Berührungsfiäehe zwischen Gas und Flüssigkeit immer noch zu klein ist und da von den verhältnismässig stabilen Blasen sich nur ein geringer Teil in den dünnen Flüssigkeitsschichten an der Berührungsfiäche zwischen Gas und Flüs sigkeit löst.

Es ist auch bekannt, an der Oberfläche der Flüssigkeit rotierende Bürsten anzuordnen, die die Flüssigkeit schlagen. Dieses Verfahren ist z. B. für Abwasser ausprobiert worden. Die Vorrichtung ist aber schwer sauber zu halten und kann nicht in Betracht kommen, wenn die Geräte sterilisiert werden müssen.

Die oben erwähnten Verfahren sind auch nicht für kontinuierlichen Betrieb geeignet.

Für kontinuierlichen Betrieb ist die Verwendung eines mehrmals zerstäubten Flüssigkeitsstrahles bekannt, der die freie Flüssigkeitsoberfläche in einem nach oben offenen, schmalen Rohr und im wesentlichen senkrecht zu dieser Oberfläche trifft. Hierbei werden Gasteilehen von der den Strahl umgebenden Atmosphäre lbis unter die Flüssigkeitsoberfläche in Form von Blasen mitgerissen. Diese Apparate sind aber nur für verhältnismässig kleine Flüssigkeitsmen- gen pro Zeiteinheit und für spezielle Verwendungszwecke zur Anwendung gekommen.

Der Grundgedan, ke der vorliegenden Erfindung liegt in der Erzeugung einer möglichst grossen Berüh rungsfläche zwischen Gas und Flüssigkeit und darin, diese Berührungsfiäche unaufhörlich zu zerschlagen und zu erneuern, und die dünnen, schnell mit Gas sättigbaren Schichten der Flüssigkeit immer wieder in Berührung mit dem Gas zu bringen.

Das Verfahren nach der Erfindung ichnet isich dadurch aus, dass die Flüssigkeit kontinuierlich in ein achssymmetrisches Lösungsgefäss eingeführt wird, und zwar unter einem flachen Winkel gegen eine senkrecht zur Achse des Gefässes gelegene Ebene und im Abstand von dieser Achse, so dass die eintretende Flüssigkeit nebst dem von derselben mitgeführten Gas, das durch unmittelbare Berührung mit der Flüssigkeit aus dem umgebenden Gas raum mitgezogen wird undloder der eintretenden Flüssigkeit früher zugeführt worden ist, zerschlagen wird und ein oberer Teil der Flüssigkeit im Lösungsgefäss zu Schaum geschlagen und die Flüssigkeit in Drehung um die Achse des Gefässes gebracht wird,

wobei eine der eintretenden Flüssigkeitsmenge entsprechende Menge gelöstes Gas enthaltende Flüssigkeit im unteren Teil des Gefässes ablgelführt wird, so dass Idie Flüssigkeitsteilchen der eintretenden Flüssigkeit sich schraubenlinienförmig im Lösungsgefäss abwärts bewegen und im genannten oberen Teil während ihrer Bewegung mehrmalig der peitschenden Wirkung der eintretenden Flüssigkeit ausgesetzt werden, wodurch grosse Berührungsflächen zwischen Gas und Flüssigkeit im genannten oberen Teil erzeugt werden, welche Flächen unaufhörlich zerschlagen und erneuert werden.

Hierdurch werden unaufhörlich grosse Berüh rungsflächen zwischen Gas und Flüssigkeit gebildet, in welchen Flächen die Lösung mit grosser Geschwin digkeit erfolgt lund die nahegelegenen Flüssigkeíts- schichten mit Gas gesättigt werden. Diese Flüssigkeitsschichten werden wieder kurz nach ihrer Bildung zerschlagen, wodurch neue Flüssigkeitsschichten zwi schen Gasbiasen und Flüssigkeit, gebildet werden.

Der sich im Lösungsgefäss befindlichen Flüssigkeit wird ausserdem eine Drehbewelgung gegeben, so dass ein Potentialwirbel entsteht, wobei Gasblasen in der Flüs sigkeit gegen die Rotationsachse hinwandem, wo sie zusammenfliessen und gegen die mehr oder weniger ausgeprägte Oberfläche aufsteigen. Dies ist wesentlich, um zu verhindern, dass ungelöstes Gas das Lösungsgefäss zusammen mit der austretenden Flüssigkeit verlässt.

Die Flüssigkeit tritt vorzugsweise in Form von Strahlen aus einer Verteilvorrichtung in das Lösungsgefäss ein, so dass die Strahlen selbst und auch die genannte oberste Schicht der Flüssigkeit zu einem grdben Schaum geschlagen werden, der jedesmal, wenn er unter einem Mundstück der Verteilvorrichtung vorbeikommt, immer wieder zerschlagen wird und neuen Schaum bildet. Die Flüssigkeitsstrahlen sollen so tief in die Flüssigkeit hineindringen, dass auch die nächstliegende Schicht der sich schraubenlinienförmig abwärts bewegenden Flüssigkeit beeinflusst wind, und dass weiteres Gas zugeführt wird.

Dabei haben sich flache Strahlen als besonders geeignet erwiesen.

Unter Umständen ist es vorteilhaft, dass die Strahlen verhältnismässig nahe bei der Rotationsachse die Flüssigkeitsoberfläche treffen, vorzugsweise innerhalb eines Gebietes von zwei Dritteln des Durchmessers des Gefässes und zweckmässig bei etwa ein Drittel des Durchmessers des Gefässes.

Obgleich übliche selbsttätige Relguliervorrichtun- gen für die zugeführte Flüssigkeit undloder für das Einlassen oder Auslassen von Gas verwendet werden können, hat es sich als möglich erwiesen, bei dem erfindungsgemässen Verfahren in einem geschlossenen Lösungsgefäss eine im wesentlichen selbsttätige Regulierung zu erhalten. Wenn nämlich die mehr oder weniger ausgeprägte Flüssigkeitsoberfläche sich etwa im Niveau mit den von der Verteilvorrichtung ausgehenden Strahlen befindet, wird ein Höchstwert des Lösungsvermögens erreicht, welcher darüber und darunter abnimmt.

Wenn man von einem normalen Lösungsvermögen ausgeht und die Gaszuführung ken- stant derart einstellt, dass die schaumartige Schicht sich zwischen den eintretenden Flüssigkeitsstrahlen und dem Deckel des Lösungsgefässes befindet, so steigt bei Zunahme des Gaslösungsvermögens die Schicht, wodurch das Gaslösungsvermögen allmählich sinkt, bis ein Gleichgewicht erreicht ist. Bei Ab- nahme des G slösungsvermögens sinkt dagegen die Schicht in die Nähe der eintretenden Strahlen und das Gaslösungsvermögen nimmt zu, bis wieder ein Gleichgewicht erreicht ist.

Auf diese Weise ist es somit innerhalb gewisser Grenzen der Veränderung des Gaslösungszu standes und der Strömungsgeschwindigkeit möglich, eine gewünschte Gaslösungsgeschwindigkeit automatisch aufrechtzuerhalten ohne Gefahr, dass die Flüssigkeitsfüllung des Lösungsgefässes zu klein wird oder das Gefäss entleert und ungelöstes
Gas durch den Auslass geführt wird.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Aus fiihrungsform eines geschlossenen Lösungsgefässes im Axialschnitt.

Fig. 2 ist dieselbe Vorrichtung im Querschnitt.

Fig. 3 und 4 sind schematische Darstellungen einer etwas abgeänderten Ausführungsform im Axialund Querschnitt.

Fig. 5 bis 8 sind schematische Darstellungen einer in einem Kreislaufsystem angeordneten Lösungsvorrichtung; dabei zeigt Fig. 5 ein in einem grossen, offenen Behälter angeordnetes offenes Lösungsgefäss, Fig. 6 ein in einem geschlossenen Behälter angeordnetes, offenes Lös'ungsgefäss, Fig. 7 ein mit einem seitlich gelegenen Behälter verbundenes, geschlossenes Lösungsgefäss und Fig. 8 ein schwimmendes Lösungsgefäss für grosse Oxydationsbassins oder dergleichen.

Fig. 9 ist eine perspektivische Darstellung einer Flüssigkeitszufuhrvorrichtung, und
Fig. 10 ist schliesslich eine Seitenansicht einer anideren Verteilvorrichtung mit paarweise auf verschiedenen Höhen angeordneten Mundstücken.

Fig. 1 bis 4 zeigen ein geschlossenes Gefäss 1, das mit zwei Böden 2 und 3 versehen ist. Das Gefäss wird von Füssen 4 getragen.

Tangential zu einem Kreis mit einem Halbmesser von etwa ein Drittel des Halbmessers des Gefässes sind zwei Einlassstutzen 5 mit Mundstücken 6 angeordnet. Die Mundstücke 6 sind piattgedrückt, um fiache Strahlen von verhältnismässig kleiner Dicke zu erzeugen, so dass ein verhältnismässig grosser Teil der Flüssigkeitsoberfläohe von den Strahlen getroffen wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind die Mundstücke 6 etwas nach unten geneigt, so dass der aus dem Mundstück austretende Flüssigkeitsstrahl angenähert parallel zu der gegen das Zentrum abwärts gekrümmten Oberfläche 7 der sich drehenden Flüssigkeitsìmenge verläuft.

Es ist zu bemerken, dass die Flüssigkeitsoberfläche in Fig. 1 und 3 nur zur Vereinfachung der Beschreibung scharf begrenzt dargestellt ist. In Wirklichkeit ist diese Fläche nicht scharf begrenzt, und der ganze Raum über der Fläche oder ein grösserer Teil dieses Raumes ist mit grobem Schaum gefüllt. Bei dem Aufschlagen des Strahles auf der Flüssigkeit wird eine verhältnismässig dicke Flächen schicht zerschlagen und dadurch eine gleichförmige Dispersion erzeugt. Durch Idie Druckverhältnisse im Flüssigkeitswirbel werden die Gasblasen während der Abwärtsbelwvgung der Dispersion nach der Wirbelmitte befördert, so Idass die Umfangsschichten sukzessiv von Gasblasen befreit werden.

Am unteren Rande des Gefässes ist eine Auslassöffnung 9 tangential angeordnet. Man kann in vielen Fällen ohne Nachteil auch einen zentralen Auslass 9'anordnen.

Um die Bildung einer tiefen, mit Gas gefüllten Wirbelspitze zu verhindern, kann sich eine Säule 10 ganz oder teilweise über dem mit Flüssigkeit gefüllten Teil des Gefässes erstrecken. Die Säule 10 kann sich z. B. bis zum Niveau der Flüssigkeit, wenn sie sich in Ruhe befindet, erstrecken.

Fig. 3 und 4 zeigen eine etwas abgeänderte Aus führungsform mit einem zentralen Einlassrohr 11 und von dort ausgehenden, rohrförmigen Armen 12, die dieselbe Funktion wie die Mundstücke 6 haben.

Das Gas wird vorzugsweise zusammen mit der eintretenden Flüssigkeit in den oberen Teil des Lösungsgefässes eingeführt, es kann aber auch auf andere Weise eingeführt werden. Die Art, wie das Gas eingeführt wird, hat keine ausschlaggebende Bie- deutung für die Lösung. Die überraschend schnelle Lösung des Gases in der Flüssigkeit, praktisch bis zur Sättigung, scheint vor allem durch die intensive Zer peitschung der Flüssigkeftsfiäche bedingt zu sein.

Es sei ferner bemerkt, dass die Anzahl der Mundstücke variieren oder auch nur ein einziges Mundstück verwendet werden kann.

Die Form des Flüssisgkeitsstrahles hat eine wesentliche Bedeutung. Der Strahl soll stark ausgebreitet und möglichst dünn sein, so dass er sich leicht in ein- zelne Tropfen teilt.

Um m ein bestianmtes Niveau im Gefäss 1 zu ge- währleisten, können, wie oben erwähnt ist, an sich wohlblekannte Niveauregler verwendet werden, die die Zufuhr bzw. den Abfluss Ider Flüssigkeit regulieren.

Fig. 3 zeigt eine einfache Einrichtung mit einer sehr kleinen Abflussöffnung 16 auf dem Niveau der Flüs sigkeitsoblerfläche, wodurch ein geringer konstanter Abfluss der Flüssigkeit ermöglicht wird. Würde die Flüssigkeitsoberfläche unter die Abflussöffnung 16 herabsinken, so erlaubt diese Öffnung ein Ausströmen von Überschussgas, so dass die ursprüngliche Flüssigkeitsoberfläche schnell wieder hergestellt wird. Bei der Belhandlung von verunreinigten Flüssigkeiten kiann eine Einrichtung nach Fig. 1 verwendet werden.

Hier bei ist ein Wasserstandrohr 17 an seinem oberen Ende mit dem obersten Teil des Gefässes 1 und an seinem unteren Ende mit dem unteren Teil der Umfangs- wand des Gefässes verbunden. Ein Reinwassereinlass 18 ist derart mit dem Wasserstandrohr 17 verbunden, dass letzteres immer nur reines Wasser enthält. Eine kleine Abflussöffnung 19 ist auf dem Niveau der gewiunschten Flüssigkeitsobierfläche angeordnet und wirkt in derselben Weise wie oben beschrieben.

Fig. 5 zeigt einen Flüssigkeftsbehälter 20 mit einem zentral gelegenen, beiderseitig offenen, zylindrischen Löugsgefäss 11. Der obere Teil des Zylinders 11 ragt über die Flüssigkeitsoberfläche in dem Behälter 20 hinaus. Zu dem oberen Teil des Zylinders 11 führt eine Rohrleitung 21, deren Einlass sich in die Flüssigkeit hineinerstreckt. Die Rohrleitung 26 ist mit einer Pumpe 22 versehen und ihr Auslass ist mit einer Verteilvorrichtung 23 im oberen Teil des Zylinders 11 verbunden.

Wie aus IFig. 10 deutlich hervorgeht, besteht diese Vorrichtung 23 aus schräg stehenden Roh ren 24, an deren unteren Enden schalenförmige Glieder 25 derart angeordnet sind, dass ein aus dem Rohr 24 ausgehender Strahl die innere, untere Wandung der Schale trifft und in flacher mehr oder weniger zerteilter Form ausgeworfen wird, vorzugsweise nahezu horizontal und im wesentlichen tangential zu einem zum Zylinder konzentrischen Kreis, wodurch die Flüssigkeit im Zylinder in Rotation gebracht wird.

Die schalenförmigen Glieder 25 können auf verschie denen Höhen angebracht werden, um eine gleich mässigere Lösungsgeschwindigkeit bei sich ändernden Flüssigkeitshöhen zu gewährleisten.

Fig. 9 zeigt z. B. eine andere Flüssigkeitszufuhrvorrichtung mit einem Mundstück 41, das seinen Strahl gegen eine Anschlagsplatte 42 richtet, welche Platte vorzugsweise die Form eines Teiles der freien Flüssigkeitsoberfläche aufweist. Der Vorderrand 43 der Anschlagsplatte 42 kann vorzugsweise etwas nach oben gekrümmt sein.

Wenn das Lösungsgefäss oben in offener Verbindung mit der Gasatmosphäre, z. B. Luft, steht, wie in Fig. 5 und 8, ist keine besondere Zufuhrvorrichtung für das Gas oder Luft und keine Reguliervorrichtung für das Beibehalten einer gewünschten Flüssigkeitshöhe im Lösungsgefäss erforderlich.

Ein schalenförmiger Teil 26 ist unter dem Einlass des Rohres 21 angeordnet, so dass ein kreisförmiger Überlauf gebildet wird, um zu gewährleisten, dass nur die obersten Schichten der Flüssigkeit ablaufen.

Es sei bemerkt, dass je nach den Eigenschaften der Flüssigkeit der Zylinder 11 auf verschiedene Weise angeordnet und ausgebildet werden kann. Die Form des Zylinders ii kann auch verschieden sein, z. B. kann derselbe nach unten kegelig erweitert oder verjüngt sein, z. B. um eine geeignete Strömung im Behälter 20 zu bewirken.

Ferner kann auch die Verteilvorrichtung 23 auf andere Weise ausgeführt werden, als oben erwähnt ist.

Fig. 6 zeigt einen geschlossenen Behälter 27, in welchem ein Zylinder 11l aufrechtstehend angeordnet ist, der mit seinem oberen Teil über die Flüssigkeitsoberfläche 28 im Behälter 27 hinausragt. Das Kreislaufsystem enthält ein Rohr 29, das zu der Verteilvorrichtung 23 im oberen Teil des Lösungsgefässes 11l führt. Das Rohr 29 ist nach dieser Ausführung mit einer Pumpe 30 verbunden, die sich dicht unter der normalen Flüssigkeitshöhe 28 im Behälter 27 befindet. Die Pumpe 30 wird z. B. mittels eines ausserhalb des Behälters 27 angeordneten Motors 31 angetrieben. Obwohl der Zylinder lii nach Fig. 6 seitlich im Behälter 27 angeordnet ist, kann er natürlich auch zentral angeordnet sein.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 6 kann dank der geschlossenen Ausführung jedes beliebige Gas verwendet werden, das z. B. durch einen Gaseinlass 32 zugeführt wird, und der Prozess kann unter beliebigem Druck durchgeführt werden.

Bei der Verwendung eines zusammengesetzten Gases, wie Luft, von welchem verschiedene Bestandteile in verschiedenem Masse gelöst undloder verbraucht werden, erfolgt eine allmähliche Anreicherung eines der Bestandteile im geschlossenen Raum oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche 28. Hierdurch kann die Wirksamkeit des Prozesses vermindert werden, wenn nicht ein sukzessiver Austausch des Gases im genannten Raum bewirkt wird, was aber in der geschlossenen Ausführung mit oder ohne Druckerhöhung durchgeführt werden kann.

Es kann nach Fig. 7 in gewissen Fällen geeignet sein, das Lösungsgefäss liii ausserhalb des Hauptbehälters der zu behandelnden Flüssigkeit anzuordnen, wobei das Lösungsgefäss 1lll aus einem geschlossenen Behälter, etwa wie derjenige nach Fig. 1 bis 4, besteht. Das Lösungsgefäss 11ll ist unten durch ein Rohr 33 mit dem die Flüssigkeit enthaltenden Behälter 34 verbunden. Eine Rohrleitung 35, deren Einlass z. B. an der Flüssigkeitsoberfläche in die Flüssigkeit eingetaucht ist, führt über eine Pumpe 37 zu der Verteilvorrichtung 23 im oberen Teil des Lösungsgefässes liii. Der Behälter 34 kann offen oder geschlossen sein, je nachdem, ob man den Prozess unter Überdruck oder unter atmosphärischem Druck durchzuführen wünscht.

Die Rohrleitung 33 kann am Boden des Behälters 34 zu einer geeigneten Verteilvorrichtung 38 führen.

Für die Zufuhr des Gases zum oberen Teil des Lösungsgefässes kann eine in das Gefäss mündende Leitung 39 verwendet werden, oder man kann das Gas der Flüssigkeit z. B. durch ein auf der Pumpe vorgesehenes Schnarchventil zuführen.

Obwohl die gezeigten Anordnungen Kreislaufsysteme bilden, so dass die in Behandlung befindliche Flüssigkeit das System mehrmalig durchläuft, können diese Anordnungen auch für einmaliges Durchströmen verwendet werden, wobei die Flüssigkeit von einem Behälter, z. B. einer Sammelmulde für faserstoffhaltiges Wasser in Papierfabriken, einem anderen Behälter, z. B. einem Flotationsbassin für Faserrückgewinnung zugeführt wird, z. B. durch eine Verteilvorrichtung 38, Fig. 7.

Es ist zu bemerken, dass die Vorrichtung nach der Erfindung mit gutem Erfolg als Wäscher verwendet werden kann, wobei die umlaufende Flüssigkeit als Waschmittel dient.

Mit der Vorrichtung nach Fig. 7 kann dieser Prozess z. B. derart durchgeführt werden, dass das zu waschende Gas, z. B. durch den Rohrstutzen 39 oder auf eine andere der gewünschten Wirkung entsprechenden Weise zugeführt wird, und dass das gewaschene Gas durch den Rohrstutzen 40 heraustritt.

Bei obiger Anwendung ist es gleichgültig, ob das gewaschene Gas oder die aus dem Gas ausgewaschene Substanz das gewünschte Produkt darstellt.

Fig. 8 zeigt schliesslich eine Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser in Oxydationsbassins oder dergleichen. Die Vorrichtung weist ein beidseitig offenes, zylindrisches Lösungsgefäss liv auf, das mit einem aus der Flüssigkeitsoberfläche 44 hervorragenden oberen Teil in die Flüssigkeit versenkbar ist.

Eine Leitung 45 führt von einer Pumpe 46 zu der Verteilvorrichtung 23 im oberen Teil des Lösungsgefässes oliv. Der Einlass der Pumpe 46 ist mit einer Schlauchleitung 47 verbunden, die leicht an einer gewünschten Stelle verlegt werden kann. Das Lösungsgefäss und die zugehörigen Teile können von einem Schwimmer 48 getragen werden, wodurch die Vor richtung nicht nur unabhängig von dem Wasserstand in ihrer richtigen Lage bleibt, sondern auch, z. B. während sukzessiver Behandlung eines grösseren Gebietes leicht versetzt werden kann. Das Verfahren kann auch für die Behandlung örtlicher Stellen in Gewässern, wie Seen und Buchten, verwendet werden, und in fliessenden Gewässern können derartige Vorrichtungen, z. B. an verschiedenen Punkten, dem Gewässer entlang verlegt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Lösen von Gasen in Flüssigkeiten in einem kontinuierlichen Arbeitsverlauf, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit kontinuierlich in ein achssymmetrisches Lösungsgefäss eintritt, und zwar unter flachem Winkel gegen eine senkrecht zur Achse des Gefässes gelegene Ebene und im Abstand von dieser Achse, so dass die eintretende Flüssigkeit nebst dem von derselben mitgeführten Gas, das durch unmittelbare Berührung mit der Flüssigkeit aus dem umgebenden Gasraum mitgezogen wird und ! oder der eintretenden Flüssigkeit früher zugeführt worden ist, zerschlagen wird, und ein oberer Teil der Flüssigkeit im Gefäss zu Schaum geschlagen und die Flüssigkeit in Drehung um die Achse des Gefässes gebracht wird,

wobei eine der eintretenden Flüssigkeitsmenge entsprechende Menge gelöstes Gas enthaltende Flüssigkeit im unteren Teil des Gefässes abgeführt wird, so dass die Flüssigkeitsteilchen der eintretenden Flüssigkeit sich schraubenlinienförmig im Lösungsgefäss abwärts bewegen und im genannten oberen Teil während ihrer Bewegung mehrmalig der peitschenden Wirkung der eintretenden Flüssigkeit ausgesetzt werden, wodurch grosse Berührungsflächen zwischen Gas und Flüssigkeit im genannten oberen Teil erzeugt werden, welche Flächen unaufhörlich zerschlagen und erneuert werden.

II. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein achssymmetrisches, aufrecht stehendes, zylindrisches Lösungsgefäss (1 bis oliv), das an seinem unteren Ende einen Auslass (9, 9') für die zu behandelnde Flüssigkeit aufweist, und dessen oberer Teil eine Verteileinrichtung (6, 23) enthält, die mit der zu behandelnden Flüssigkeit verbunden ist und eine Einströmung verursacht, die im wesentlichen tangential an einen zur Gefäss achse konzentrischen Kreis gerichtet ist, wobei das Lösungsgefäss derart ausgebildet ist, dass ein Gasraum in seinem oberen Teil aufrechterhaltbar ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaslösungsprozess bei atmosphärischem Druck durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaslösungsprozess bei Überdruck durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess derart durchgeführt wird, dass sowohl das Lösungsgefäss als auch die zu behandelnde Flüssigkeit demselben Überdruck ausgesetzt werden.

4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess in einem einzigen, kontinuierlichen Durchgang der zu behandelnden Flüssigkeit durch das Lösungsgefäss durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Flüssigkeit in einem kontinuierlich arbeitenden Kreislaufsystem mit mehrmaligem Durchlauf der Flüssigkeit durch das Lösungsgefäss durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsgefäss sich im wesentlichen innerhalb der zu behandelnden Flüssigkeit befindet, wobei ein Teil des Lösungsgefässes über die Oberfläche der zu behandelnden Flüssigkeit hinausragt, 7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit im Lösungsgefäss unter Ausbildung eines Potentialwirbels in Drehung gebracht wird.

8. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung der Ausbildung einer mit Gas gefüllten Wirbel spitze die Mitte des von der rotierenden Flüssigkeit gebildeten Wirbels von einem starren, feststehenden oder sich drehenden Körper ausgefüllt ist.

9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas zusammen mit der Flüssigkeit zugeführt wird.

10. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in der Form eines oder mehrerer Strahlen eingeführt wird.

11. Verfahren nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlen im wesentlichen in einzelne Tropfen zerteilt werden.

12. Verfahren nach Unteransprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlen innerhalb eines Gebietes von ein Drittel bis zwei Drittel des Gefässdurchmessers zugeführt werden.

13. Verfahren nach Unteransprüchen 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlen flach ausgedehnt werden.

14. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsgefäss (1all) mindestens an seinem oberen Ende geschlossen ist.

15. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsgefäss als ein beidseitig offener Zylinder (11, 111, lVI) ausgebildet ist, der in aufrecht stehender Stellung mit seinem oberen Teil über die Oberfläche der Flüssigkeit hinausragt und in die Flüssigkeit absenkbar ist.

16. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil des Lösungsgefässes einen sich nach unten hin vermindernden Querschnitt aufweist.

17. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1 in) mit seiner Verteileinrichtung und den zugehörigen Leitungen in einer grösseren Flüssigkeitsmenge von einem Schwimmer (48) getragen ist.

18. Vorrichtung nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (11) zentral in einem die zu behandelnde Flüssigkeit enthaltenden Behälter (20) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 14 bis 18, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung, dass der Einlass der zur Ver teileinrichtung (23) führenden Leitung nur die oberen Schichten der zu behandelnden Masse einsaugt (Fig. 5, 6 und 7).

20. Vorrichtung nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass der zur Verteileinrichtung (23) führenden Leitung, z. B. eines Schlauches, in bezug auf das Lösungsgefäss (oliv) versetzt werden kann.

21. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsgefäss (1) zylindrisch und an seinem oberen Teil mit einer Verteileinrichtung versehen ist, welche Verteileinrichtung mindestens ein gegen einen zu dem Gefäss konzentrischen Kreis gerichtetes Mundstück (6, 12, 25, 41) für die Zuführung der Flüssigkeit aufweist, ferner eine Einrichtung (16, 19) zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Flüssigkeitsstandes in bezug auf das Mundstück sowie einen am unteren Teil des Lösungsgefässes angeordneten Auslass (9, 9').

22. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung ein zentrales Einlassrohr (11) aufweist, das mit Mundstücken (12, 25) versehen ist, die im wesentlichen tangential an einen Kreis gerichtet sind, längs welchem die Mundstücke gleichmässig verteilt sind.

23. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (23) schalenförmige Organe (25) aufweist, die im wesentlichen in durch die Mittelachse des Lösungsgefässes gehenden radialen Ebenen liegen, und gegen deren innere, untere Wandung der eintretende Flüssigkeitsstrahl gerichtet ist.

24. Vorrichtung nach Unteransprüchen 21, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mundstücke (6, 12, 25, 41) sich auf einem Kreis befinden, dessen Durchmesser mindestens angenähert gleich ein Drittel des Durchmessers des Lösungsgefässes ist.

25. Vorrichtung nach Unteransprüchen 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mundstücke (6, 12, 41) einen langgestreckten Querschnitt aufweisen, dessen längere Seite annähernd senkrecht zu der Mittelachse des Lösungsgefässes ist.

26. Vorrichtung nach Unteranspruch 21, gekennzeichnet durch eine vor jedem Mundstück (41) der Verteileinrichtung gelegene Anschlagsplatte (42, 43), die eine der freien Flüssigkeitsoberfläche entsprechende, doppelt gekrümmte Form aufweist.

27. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein feststehender oder sich drehender, stangenartiger Körper (10) längs der Mittelachse des Lösungsgefässes angeordnet ist.