CS241682B1

CS241682B1 - Liquid gasification device

Info

Publication number: CS241682B1
Application number: CS845107A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Hvizdal
Original assignee: Zdenek Hvizdal
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS510784A1

Abstract

Vynález spadá do -oboru čištění odpadních vod a týká se zařízení k proplyňování kapalin, zvláště k provzdušňování aktivační směsi v oběhových aktivačních nádržích, sestávajícího z jednoho nebo více směšovacích prvků, rozmístěných u dna nádrže a jeho podstatou je, že nad směšovacími prvky je umístěn alespoň jeden hnací prvek tak, aby jeho osa byla ve svislé rovině s průtokovou osou příslušného směšovacího prvku a aby výstup z hnacího prvku byl vždy ve směru výtoku příslušného směšovacího prvku a že hnací prvky mohou být proti příslušnému směšovacímu prvku posunuty ve směru výtoku.The invention falls within the field of wastewater treatment and relates to a device for aerating liquids, in particular for aerating the activation mixture in circulating activation tanks, consisting of one or more mixing elements arranged at the bottom of the tank, and its essence is that at least one driving element is placed above the mixing elements so that its axis is in a vertical plane with the flow axis of the respective mixing element and so that the outlet from the driving element is always in the direction of the outlet of the respective mixing element and that the driving elements can be moved against the respective mixing element in the direction of the outlet.

Description

Vynález spadá do -oboru čištění odpadních vod a týká se zařízení k proplyňování kapalin, zvláště k provzdušňování aktivační směsi v oběhových aktivačních nádržích, sestávajícího z jednoho nebo více směšovacích prvků, rozmístěných u dna nádrže a jeho podstatou je, že nad směšovacími prvky je umístěn alespoň jeden hnací prvek tak, aby jeho osa byla ve svislé rovině s průtokovou osou příslušného směšovacího prvku a aby výstup z hnacího prvku byl vždy ve směru výtoku příslušného směšovacího prvku a že hnací prvky mohou být proti příslušnému směšovacímu prvku posunuty ve směru výtoku.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is in the field of waste water treatment and relates to a device for gasification of liquids, in particular for aerating an activation mixture in circulating activation tanks consisting of one or more mixing elements disposed at the bottom of the tank. one drive element such that its axis is in a vertical plane with the flow axis of the respective mixing element and that the output of the drive element is always in the discharge direction of the respective mixing element and that the drive elements can be displaced in the discharge direction against the respective mixing element.

Vynález se týká zařízení k proplyňování kapalin, zvláště k provzdušnění aktivační směsi v oběhových aktivačních nádržích.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for gasification of liquids, in particular for aerating the activation mixture in circulating activation tanks.

Zařízení k proplyňování kapalin, používané, v současné době, je tvořeno soustavou směšovacích prvků, tvořených jednak hubicí pro přívod hnací kapaliny a jednak směšovačem hnací kapaliny s plynem. Směšovací prvky jsou obvykle umístěny v blízkosti dna nádrže. Ze směšovacího prvku vystupuje proud kapaliny promísený bublinami plynu. Ve směšovacím prvku a v prostoru výtoku hnací kapaliny tak vzniká značná turbulence, vlivem které dochází k rozbití plynu do jemných bublin. Tím se vytvoří velké fázové rozhraní, příznivé pro rychlé rozpuštění plynu. Při vysoké turbulenci dochází rovněž k rychlému obnovování fázového rozhraní, což je rovněž příznivé pro rychlé rozpouštění plynu.The present invention consists of a system of mixing elements consisting of a nozzle for the propellant supply and a gas propellant mixer. The mixing elements are usually located near the bottom of the tank. A liquid stream emerges from the mixing element mixed with gas bubbles. Thus, there is considerable turbulence in the mixing element and in the outlet area of the propellant liquid, causing the gas to break into fine bubbles. This creates a large phase interface conducive to rapid gas dissolution. With high turbulence, the phase boundary is also rapidly renewed, which is also beneficial for rapid gas dissolution.

Nevýhodou stávajícího zařízení je, že bubliny plynu stoupají z prostoru před hubicí, kde je vysoká turbulence, k hladině kapaliny, kde je nízká turbulence a tudíž je 1 rychlost rozpouštění plynu nízká. Využití plynu, což je podíl rozpuštěného plynu z celkového množství přiváděného plynu, je tedy také nízké. Značná část plynu tak uniká z kapaliny nevyužitá. Tím vznikají ztráty jak na vlastním plynu tak i na energii potřebné pro stlačení plynu. Další nevýhodou stávajícího zařízení je, že při jeho použití v oběhových aktivačních nádržích se energie kapaliny vytékající z hubic směšovacích prvků využívá je nedokonale, to je s nízkou účinností, k uvedení obsahu aktivační nádrže do podélné cirkulace. Poněvadž podélná cirkulační rychlost podstatně ovlivňuje využití plynu, využití plynu se tím snižuje.A disadvantage of the existing device is that the gas bubbles rise from the space in front of the nozzle, where the turbulence is high, to the liquid level, where the turbulence is low and hence the gas dissolution rate is low. The gas utilization, which is the proportion of dissolved gas in the total amount of gas supplied, is therefore also low. Thus, a significant part of the gas escapes from the liquid unused. This results in losses both on the gas itself and on the energy required to compress the gas. Another disadvantage of the existing device is that when used in circulating activation tanks, the energy of the liquid flowing out of the mixer nozzles is used imperfectly, i.e. with low efficiency, to bring the contents of the activation tank into longitudinal circulation. Since the longitudinal circulation rate substantially affects gas utilization, the gas utilization is thereby reduced.

Uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje vynález, kterým je zařízení k proplyňování kapalin, zvláště k provzdušňování aktivační směsi v oběhových aktivačních nádržích, sestávající z jednoho nebo více směšovacích prvků rozmístěných u dna: nádrže, tvořených směšovacími hubicemi pro přívod hnací kapaliny a směšovači hnací kapaliny s plynem a jeho podstatou je, že nad směšovacími prvky je umístěn alespoň jeden hnací prvek, přičemž osa každého z hnacích prvků je umístěna ve svislé rovině s průtokovou osou příslušného směšovacího prvku a přitom výstup z hnacích prvků je. vždy ve směru výtoku příslušného směšovacího prvku.Essentially, the present invention, which is a device for degassing liquids, in particular for aerating the activation mixture in circulating activation tanks, consisting of one or more mixing elements disposed at the bottom: a tank consisting of propellant mixer nozzles and a propellant mixer with gas and its essence is that at least one drive element is disposed above the mixing elements, the axis of each of the drive elements being located in a vertical plane with the flow axis of the respective mixing element and the output of the drive elements being. always in the discharge direction of the respective mixing element.

Ve výhodném provedení jsou hnací prvky proti příslušnému směšovacímu prvku posunuty ve směru výtoku.In a preferred embodiment, the drive elements are displaced in the discharge direction relative to the respective mixing element.

Posunutí hnacích prvků ve směru výtoku proti příslušnému směšovacímu prvku je výhodně tím větší, čím větší je svislá vzdálenost osy hnacího prvku od průtokové osy příslušného směšovacího prvku.Advantageously, the displacement of the drive elements in the flow direction relative to the respective mixing element is the greater the vertical distance of the axis of the drive element from the flow axis of the respective mixing element.

Vyšší účinek zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že hnací prvky vytvářejí po dráze výstupu plynových bublin zvýšenou turbulenci, čímž jednak znemožňují spojování malých bublin plynu ve větší bubliny, jednak zajišťují rychlou obnovu fázového rozhraní. Oba tyto faktory zvyšují stupeň využití plynu, tj. podíl plynu, který se v kapalině rozpustí z celkového množství plynu do kapaliny přivedeného. Tím se snižuje jednak spotřeba plynu, jednak spotřeba energie na stlačení plynu. Vyšší účinek zařízení při využití u oběhových aktivačních nádrží spočívá v tom, že energie hnací kapaliny směšovacích a hnacích prvků je rovnoměrněji rozdělena a po průtočném profilu oběhové aktivační nádrže a využívá se proto se zvýšenou účinností k uvedení obsahu aktivační nádrže do^! podélné cirkulace. V oběhu aktivační nádrže se tedy dosahuje i při snížení přívodu energie hnací kapaliny vyšší podélná cirkualční rychlost a tím i lepší využití přiváděného plynu.The higher effect of the device according to the invention is that the drive elements create increased turbulence along the gas bubble exit path, thereby preventing both small gas bubbles from joining larger bubbles and ensuring a rapid phase interface recovery. Both of these factors increase the degree of gas utilization, i.e. the proportion of gas that dissolves in the liquid from the total amount of gas introduced into the liquid. This reduces both gas consumption and gas compression energy. The higher effect of the device when used in circulating activation tanks is that the propellant energy of the mixing and drive elements is more evenly distributed over the flow profile of the circulating activation tank and is therefore used with increased efficiency to bring the contents of the activation tank into ^! longitudinal circulation. Thus, in the circulation of the activation tank, even with a reduction in the energy supply of the propellant, a higher longitudinal circulation velocity and thus a better utilization of the feed gas is achieved.

Příklady provedení zařízení podle vynálezu jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde obr. 1 znázorňuje základní řešení proplyňovacího zařízení, obr. 2 znázorňuje alternativní provedení zařízení s‘ hubicemi hnacích prvků posunutými proti příslušné hubici směšovacího prvku ve směru výtoku hnací kapaliny hubicí.Fig. 1 shows a basic solution of the gasifier, Fig. 2 shows an alternative embodiment of the device with ‘actuator nozzles displaced against the respective mixing element nozzle in the direction of the flow of the propellant through the nozzle.

V oběhové aktivační nádrži 1, jejíž podélný řez je schematicky znázorněn na obr. 1, je umístěno provzdušňovací zařízení podle vynálezu, sestávající ze soustavy směšovacích prvků 21, umístěných u dna 11 oběhové aktivační nádrže 1 a z jednoho nebo- více hnacích prvků 22 umístěných nad soustavou směšovacích prvků 21. Směšovací prvek 21 je tvořen směšovací hubicí 211 pro přívod hnací kapaliny a směšovačem 212 hnací kapaliny s plynem. Hnací prvek 22 je dvořen hnací hubicí 221.· Směšovací hubice· 211 směšovacího prvku 21 má průtokovou osu O vo-t dorovnou případně šikmou vůči dnu 11 oběhové aktivační nádrže 1. -Osa Ol hnací hubice 221 hnacího prvku 22 je obvykle vod®; rovná, přičemž výstup z hnací hubice: 221 leží vždy ve - směru výtoku ,P příslušného směšovacího prvku. 21 a přitom průtoková osa O příslušného směšovacího- prvku 21 a osa Ol příslušného hnacího prvku 22 leží v jedné svislé rovině, rovnoběžné s neznázorněnou podélnou osou oběhové aktivaění nádrže 1. Hnací kapalina, kterou je aktivační směs odebíraná neznázorněným čerpadlem z oběhové aktivační nádrže 1, je přiváděna do hnacích hubic 221 a do směšovacích hubic 211 potrubím 3. Provzdušňovací plyn, kterým je například vzduch, může být stlačený neznázorněným dmychadlem nebo může být přisáván pomocí vodního paprsku, vytvářeného· při výtoku aktivační směsi hubicemi^ je přiváděn do směšovačů 212 druhým potrubím 4.In the circulating activation tank 1, the longitudinal section of which is schematically shown in FIG. 1, there is an aeration device according to the invention, consisting of a set of mixing elements 21 located at the bottom 11 of the circulating activation tank 1 and one or more drive elements 22 positioned above the system. The mixing element 21 is comprised of a propellant supply nozzle 211 and a propellant mixer 212 with a gas. The drive element 22 is formed by a drive nozzle 221. The mixing nozzle 211 of the mixing element 21 has a flow axis O horizontal or inclined relative to the bottom 11 of the circulation activation tank 1. The axis O1 of the drive nozzle 221 of the drive element 22 is usually water; The outlet of the drive nozzle 221 is always in the direction of the outlet, P of the respective mixing element. 21 and the flow axis O of the respective mixing element 21 and the axis O1 of the respective driving element 22 lie in a vertical plane parallel to the longitudinal axis of the circulation activation tank 1, not shown. The propellant, which is the activation mixture taken by the pump The aeration gas, such as air, may be compressed by a blower (not shown) or may be sucked in by means of a water jet generated at the outlet of the activation mixture through the nozzles. 4.

U alternativního řešení provzdušňovacího zařízení podle obr. 2 jsou hnací trbice 221, 222 posunuty vůči příslušné směšovací hubici 211 směšovacího prvku 21 ve směru výtoku P hnací kapaliny, přičemž je toto posunutí X tím větší, čím větší je svislá vzdá2416 lenost Y hnacího prvku 22 od směšovací hubice 211 směšovacího prvku 21.In the alternative embodiment of the aeration device of FIG. 2, the drive tubes 221, 222 are displaced relative to the respective mixing nozzle 211 of the mixing element 21 in the direction of the drive fluid outlet P, the greater the displacement X the greater the vertical distance. the mixing nozzle 211 of the mixing element 21.

Uvedené příklady nejsou jediným řešením podle vynálezu. Směšovací prvky 21 mohou být seskupeny například tak, že v půdorys82 ném průmětu směřují průtokové osy O směšovacích prvků 21 paprskovitě na všechny strany. Přitom jsou do obdobného svazku seskupeny i hnací prvky 22.These examples are not the only solution according to the invention. The mixing elements 21 can be grouped, for example, so that, in plan view, the flow axes 0 of the mixing elements 21 are directed radially to all sides. The driving elements 22 are also grouped in a similar bundle.

Claims

SUBJECT

Apparatus for degassing liquids, in particular for aerating an activation mixture in circulating activation tanks, consisting of one or more mixing elements disposed at the bottom of the tank, comprising mixing nozzles for propellant supply and a propellant propellant with gas, characterized in that above the mixing mixtures At least one drive element (22) is located in the elements (21), the axis (O1) of each of the drive elements (22) being positioned in a vertical plane with the flow axis (O) of the respective mixing element (21) and (22) is always in the discharge direction (P) of the respective mixing element (21).

Liquid gas degassing device according to Claim 1, characterized in that the drive elements (22) are displaced in the direction of the outlet (P) relative to the respective mixing element (21).

3. The device for gasification of liquids according to claims 1 and 2, characterized in that the displacement (X) of the drive elements (22) in the direction of the outflow (P) against the respective mixing element (21) is the greater the vertical distance (YJ). axis (O1) of the drive element (22) from the flow axis (O) of the respective mixing element (21).