FR2840237A1 - Bac de dissolution melangeur multi usages - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un bac de dissolution mélangeur multiusages comprenant une cuve (2) divisée en une pièce d'entrée de liquide, une pièce d'injection de gaz, une pièce de mélange-dissolution de gaz-liquide et une pièce de sortie, une entrée (4) raccordée à une pompe d'alimentation et à un côté formant entrée d'une prise de raccordement (3), une sortie (5) raccordée à un côté formant sortie d'une prise de raccordement (3') et une vanne de contrôle de fluide, un compartiment (7) contenant de manière interne de multiples jeux de couches formant grilles hexagonales en paires (6), des disques avant et arrière (11, 11') dotés d'une pluralité de trous fixés par des bagues annulaires avant et arrière (12, 12'), une vanne de contrôle de pression d'entrée raccordée à une jauge de pression d'entrée et une vanne de contrôle de gaz raccordée à une buse de gaz et à une jauge de pression de gaz.

Description

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BAC DE DISSOLUTION MELANGEUR MULTI USAGES
La présente invention concerne un bac de dissolution mélangeur multi-usages
La plupart des piscicultures, aquacultures, nutricultures, usines d'évacuation des eaux usées, usines de filtrage de l'eau, etc. utilisent un système d'aération ou système d'alimentation en oxygène pour augmenter la quantité d'oxygène dissous dans l'eau. Lorsque l'oxygène est fourni par le biais de tels systèmes, la majeure partie de l'oxygène s'échappe ou s'évapore dans l'air sous forme de montée de bulles. Par conséquent, ces systèmes sont inefficaces pour obtenir une quantité souhaitable d'oxygène dissous dans l'eau dans les installations coûteuses.
Certaines des usines de traitement des eaux usées ou des usines chimiques actuelles se voient également adapter un procédé de mélange forcé par l'alimentation forcée de liquide à travers un compresseur et l'injection de gaz à travers une buse. Le gaz et le liquide sont mélangés et passés en même temps à travers des diffuseurs pour réaliser le mélange primaire. Ensuite, le mélange gaz-liquide est passé à travers un mélangeur statique pour augmenter la surface de contact afin de réaliser un mélange secondaire. Enfin, le mélange est évacué sur le tuyau d'écoulement audessous des systèmes.
Même si ce système propose un procédé de mélange spécial avec des équipements supplémentaires comprenant un injecteur, un diffuseur intermédiaire, un mélangeur statique, etc., il peut améliorer un certain niveau d'opération efficace pour l'usine de traitement des eaux usées. Cependant, ce système présente encore des difficultés pour obtenir une quantité souhaitable d'oxygène dissous dans l'eau. En outre, il présente des inconvénients en raison de la nécessité d'un énorme investissement et d'une grande zone d'installation.
Pour surmonter les inconvénients des systèmes traditionnels, un nouveau concept de bac de dissolution mélangeur multi-usages est développé pour fournir une grande efficacité, une capacité à dissoudre à basse pression, un procédé et une structure de mélange simples, un faible coût d'exploitation et un espace d'installation inférieur. Un autre objectif de la présente invention est d'obtenir l'état stable du mélange gaz-liquide pour une longue période en supprimant l'évaporation et en maintenant la condition de sursaturation.
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Pour atteindre ces objectifs, un bac de dissolution mélangeur multi-usages est développé pour avoir une structure plus simple avec une longueur relativement plus courte et un poids plus léger comparé au système traditionnel. Il est également conçu pour maximiser les surfaces de contact, améliorer l'efficacité de mélange et minimiser la longueur de friction. Le bac de dissolution mélangeur multi-usages est conçu pour répondre à plusieurs utilisations en considérant les paramètres tels que la vitesse d'écoulement, la vélocité, la pression, le volume particulier, la période de stagnation, la force de la montée de bulles, la vélocité, le pouvoir flottant, etc. du gaz ou du liquide.
Plus précisément, l'invention a pour objet un bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal permettant de mélanger du gaz à un liquide, un liquide à un liquide ou un liquide à des produits chimiques, comprenant : - une cuve divisée entre une pièce formant entrée du liquide, une pièce d'injection de gaz, une pièce de mélange-dissolution de gaz-liquide et une pièce d'évacuation, - une entrée raccordée à un côté formant entrée de la prise de raccordement et à une pompe d'alimentation, - une sortie raccordée à un côté formant sortie de la prise de raccordement et une vanne de commande du liquide, - un compartiment contenant en interne de multiples jeux de couches de grilles hexagonales en paires, - un disque avant doté d'une pluralité de trous, fixé par une bague annulaire avant et disposé entre ladite entrée et ledit compartiment, - un disque arrière doté d'une pluralité de trous, fixé par une bague annulaire arrière et disposé entre ledit compartiment et ladite sortie, - une vanne de commande de pression d'entrée raccordée à une jauge de pression d'entrée, et - une vanne de commande de gaz raccordée à une buse de gaz et une jauge de pression de gaz.
Selon différents modes préférés de réalisation de l'invention : - ledit compartiment est en outre divisé en une zone avant, une zone arrière et une partie creuse formée entre lesdites zone avant et zone arrière et située à un quart de la longueur totale dudit compartiment depuis l'entrée ;
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- le bac comprend en outre une plaque intermédiaire dotée d'une pluralité de trous et disposée entre chacune des couches formant grilles hexagonales en paires dans ladite zone avant, lesdites couches formant grilles hexagonales en paires se chevauchant l'une l'autre de manière inégale de sorte que le mélange gaz-liquide s'écoule en séquence et diagonalement à travers la totalité des couches formant grilles hexagonales en paires et de la pluralité de trous ; - le bac comprend en outre une plaque intermédiaire solide et une plaque intermédiaire dotée d'une pluralité de trous, lesdites plaques étant disposées alternativement entre chaque autre jeu de couches formant grilles hexagonales en paires dans ladite zone arrière, chaque jeu de couches formant grilles hexagonales en paires se chevauchant l'un l'autre de sorte que le mélange gaz-liquide s'écoule en séquence parallèlement à travers un chemin en zigzag de chaque jeu de couches formant grilles hexagonales en paires ; - le compartiment comprend trois jeux de couches formant grilles hexagonales en paires se chevauchant l'une par l'autre de manière inégale, deux plaques intermédiaires étant disposées entre chaque jeu de couches formant grilles hexagonales en paires et ledit compartiment étant divisé en une partie avant et une partie arrière ; - le bac comprend en outre des plaques intermédiaires dotées d'une pluralité de trous et disposées entre chaque jeu de couches formant grilles hexagonales en paires dans ladite partie avant du compartiment ; - le bac comprend en outre des plaques intermédiaires solides sans trous et disposées entre chaque jeu de couches formant grilles hexagonales en paires dans ladite partie arrière du compartiment ;
Selon un autre mode de réalisation, l'invention se rapporte également à un bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical permettant de mélanger un gaz à un liquide, un liquide à un liquide ou un liquide à des produits chimiques et doté de deux brides de raccordement pour raccorder une canalisation d'entrée et une canalisation de sortie, ledit bac comprenant : - une cuve divisée en une pièce de dispersion primaire, une pièce de mélange gaz-liquide, une pièce contenant une solution et une pièce d'aspiration de sortie,
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- une buse de gaz raccordée à une vanne de contrôle de gaz, - une vanne de contrôle de liquide d'entrée raccordée à une pompe hydraulique et une entrée, - une jauge de pression disposée sur la cuve, et - une vanne de contrôle de liquide de sortie raccordée à la pièce d'aspiration de sortie.
Selon différents modes de réalisation de l'invention : - la pièce de dispersion primaire comprend en outre de multiples jeux de couches formant grilles hexagonales en paires et installés verticalement et se chevauchant l'un l'autre de manière inégale, des plaques intermédiaires étant disposées entre chaque jeu de couches formant grilles hexagonales en paires et un diffuseur de dispersion en forme de cône doté d'une pluralité de trous ; - les plaques intermédiaires dotées d'une pluralité de trous et les plaques intermédiaires solides sans trous sont disposées alternativement entre chaque autre jeu de couches formant grilles hexagonales en paires dans la moitié supérieure de ladite pièce de dispersion primaire de sorte que le gazliquide mélangé s'écoule en séquence parallèlement à travers un chemin d'écoulement en zigzag de chaque jeu de couches formant grilles hexagonales en paires ; - les plaques intermédiaires dotées d'une pluralité de trous sont disposées entre chaque jeu de grilles hexagonales en paires dans la moitié inférieure de ladite pièce de dispersion primaire de sorte que le mélange gaz-liquide s'écoule en séquence et diagonalement à travers la totalité des jeux de couches formant grilles hexagonales en paires ; - la pièce de sortie d'aspiration comprend une conduite dotée d'une pluralité de trous d'aspiration et disposée au niveau d'une partie inférieure de la cuve pour collecter la solution mélangée.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple qui représentent respectivement : - la figure 1, une vue de dessus d'un bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal selon la présente invention ; - la figure 2, une vue de face d'un bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal et des vues agrandies illustrant un
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ensemble de plusieurs jeux de couches formant grilles hexagonales en paires avec des plaques intermédiaires et des modèles d'écoulement du mélange, - la figure 3, une vue en perspective éclatée du bac de la présente invention, - la figure 4, un autre mode de réalisation du bac de la présente invention, - la figure 5, un troisième mode de réalisation du bac de la présente invention, - la figure 6, un schéma de système du bac de la présente invention, - la figure 7, un autre mode de réalisation d'un schéma de système du bac de la présente invention, - la figure 8, une pièce de dispersion primaire installée sur la partie supérieure d'une cuve illustrant un statut combiné de plusieurs jeux de couches formant grilles hexagonales en paires avec des plaques intermédiaires et des modèles d'écoulement du mélange, - la figure 9, une vue du dessus d'une pièce de dispersion primaire étant installée sur la partie supérieure d'une cuve du bac de la présente invention, - la figure 10, une vue de face d'une pièce de dispersion primaire illustrant un statut combiné de plusieurs jeux de couches formant grilles hexagonales en paires avec des plaques intermédiaires et des modèles d'écoulement du mélange, - la figure 11, une vue agrandie illustrant un statut combiné de plusieurs jeux de couches formant grilles hexagonales en paires avec des plaques intermédiaires et des modèles d'écoulement de mélange, - la figure 12, une vue d'une application du bac de la présente invention à une usine d'évacuation des eaux usées, et - la figure 13, une vue d'une application du bac de la présente invention à l'aquaculture ou la nutriculture.
Un bac 1 de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal selon la présente invention est représenté sur les figures 1 à 6.
Le bac 1 de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal de la présente invention comprend une cuve 2 divisée en une pièce formant entrée, une pièce d'injection de gaz, une pièce de mélangedissolution et une pièce formant sortie.
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Une entrée 4 est raccordée au côté formant entrée 3 de la prise de raccordement et à une pompe hydraulique. Une sortie 5 est raccordée au côté formant sortie 3' de la prise de raccordement et à une vanne de commande du fluide. Un compartiment 7 contient en interne plusieurs jeux 16 de couches 6 formant grilles hexagonales en paires 6. Un disque avant 11 doté d'une pluralité de trous est fixé par une bague annulaire avant 12 et disposé entre l'entrée 4 et le compartiment 7. Un disque arrière 11' doté d'une pluralité de trous est fixé par une bague annulaire arrière 12' et disposé entre le compartiment 7 et la sortie 5. Une vanne de commande de pression en entrée est raccordée à une jauge de pression en entrée et une vanne de commande de gaz est raccordée à une buse de gaz 14 et une jauge de pression de gaz.
Comme cela est illustré sur les figures 1 et 2, le compartiment 7 est divisé en une zone avant X, une zone arrière Y. Une partie creuse 8 est formée entre la zone avant X et la zone arrière Y et est située à un quart de la longueur totale du compartiment 7 à partir de l'entrée 4.
Des plaques intermédiaires 9, dotées d'une pluralité de trous 9', sont disposées entre chaque jeu 16 de couches 6 dans la zone avant X.
Chaque jeu 16 de couches 6 formant grilles hexagonales en paires forme un chemin d'écoulement en zigzag par chevauchement de manière inégale des couches formant grilles hexagonales les unes sur les autres. Par conséquent, le mélange gaz-liquide peut s'écouler en séquence et diagonalement à travers le chemin d'écoulement en zigzag de la totalité des jeux de couches 6 et à travers la pluralité de trous des plaques intermédiaires 9 (voir le détail de gauche de la figure 2).
Des plaques intermédiaires solides 10 dépourvues de trous et les plaques intermédiaires 9 dotées d'une pluralité de trous sont disposées alternativement entre chaque autre jeu de couches 6 dans la zone arrière Y.
Chaque jeu de couches 6 forme un chemin d'écoulement en zigzag en par chevauchement inégal des couches formant grilles hexagonales les unes sur les autres. Par conséquent, le mélange gaz-liquide s'écoule en séquence parallèlement à travers le chemin en zigzag de chaque jeu de couches 6 et à travers la pluralité de trous des plaques intermédiaires 9 disposée dans le jeu (voir le détail de droite de la figure 2).
Dans un autre mode de réalisation de la présente invention tel qu'illustré par la figure 4, le compartiment 7 est divisé en une zone avant X et
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une zone arrière Y. Le compartiment 7 contient trois jeux de couches 6 formant grilles hexagonales en paires qui forment un chemin d'écoulement en zigzag par chevauchement de manière inégale les couches formant grilles hexagonales en paires l'une sur l'autre. Des plaques intermédiaires 10a et 10b sont disposées entre chaque jeu de couches 6. Dans la zone avant X du compartiment 7, les plaques intermédiaires 10a et 10b disposées entre chaque jeu de couches sont dotées d'une pluralité de trous 10c. Dans la zone arrière Y du compartiment 7, les plaques intermédiaires 10a et 10b disposées entre chaque jeu de couches ne sont pas dotées de trous.
Un autre troisième mode de réalisation de la présente invention tel qu'illustré sur la figure 5, le compartiment 7 est un jeu unique de couches 6 formant grilles hexagonales en paires qui forment un chemin d'écoulement en zigzag par chevauchement inégal les couches les unes sur les autres. La plaque intermédiaire dotée d'une pluralité de trous est disposée entre les couches formant grilles hexagonales en paires. Le mélange gazliquide entre dans l'entrée 4 et passe à travers le passage unique pour mélanger et dissoudre puis s'évacue à travers la sortie 5.
Un schéma de principe tel que celui montré sur la figure 6 illustre une installation du bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal appliqué à une usine de filtrage de l'eau, une usine de traitement des eaux usées, la pisciculture, l'industrie chimique, etc. pour réaliser des mélanges gaz-liquide, liquide-liquide, liquide-produits chimiques.
La description fonctionnelle détaillée est présentée comme suit. Le liquide entrant à l'entrée 4 s'écoule à travers le disque avant perforé 11, pendant que le gaz est injecté en provenance de la buse 14. Le liquide est légèrement pressurisé par la pompe d'alimentation pendant que le liquide est fourni à l'entrée. Le liquide est mélangé au gaz par le passage des multiples jeux de couches 6 formant grilles hexagonales en paires dans la zone avant X du compartiment 7. La plaque intermédiaire 9 disposée entre les jeux de couches formant grilles hexagonales en paires dans la zone avant X est dotée d'une pluralité de trous. Les couches formant grilles hexagonales se chevauchent les unes sur les autres de manière inégale pour former un chemin d'écoulement en zigzag dans les couches formant grilles hexagonales en paires. Par conséquent, le mélange gaz-liquide s'écoule en séquence et diagonalement à travers la totalité des jeux de couches formant grilles hexagonales et au travers des trous des plaques intermédiaires 9.
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Le mélange gaz-liquide quittant la zone avant X entre dans la partie creuse 8 pour y être collecté temporairement. Le gaz-liquide mélangé avance en direction de la zone arrière Y pour réaliser le mélange secondaire.
Dans la zone arrière Y du composant 7, les plaques intermédiaires solides 10 sans trous et les plaques intermédiaires 9 dotées d'une pluralité de trous sont disposées alternativement entre toutes les autres couches formant grilles hexagonales. Les couches formant grilles hexagonales en paires forment un chemin d'écoulement en zigzag en se chevauchant de manière inégale l'une sur l'autre de sorte que le mélange gaz-liquide s'écoule en séquence parallèlement à travers ledit chemin en zigzag et la pluralité de trous. Ensuite, le mélange gaz-liquide est évacué à travers la sortie 5.
Le procédé de mélanges primaire et secondaire est mené à travers la zone avant X, la partie creuse 8 et la zone arrière Y du compartiment 7 du bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal. Par le biais de ce procédé, il permet d'obtenir une excellente condition de mélanges gaz-liquide, liquide-liquide et liquide-produits chimiques. Le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal de la présente invention est également pourvue des surfaces de contact maximisées.
Selon la théorie des deux films de Lewis, le contexte de la théorie pour la présente invention est présenté comme suit : dm/dt = KgA(Cs - C) ----------# où dm/dt représente le taux de transfert de masse, Kg la constante de diffusion de gaz, A la zone, Cs la concentration de saturation de gaz dans le liquide, C la concentration de gaz dans le liquide.
A partir de l'équation # dm/dt = V x dc/dt , v x dc/dt = KgA(Cs - c) où V x dc/dt représente la vitesse de transfert du gaz et (Cs - C) la déficience de saturation.
Comme cela est observé à partir de l'équation ci-dessus, la vitesse de transfert de masse pourrait être augmentée en augmentant la zone de contact des matériaux de mélange comparé au coefficient de diffusion de gaz et à la déficience de saturation.
Par conséquent, la théorie peut être appliquée pour mélanger les matériaux inertes ou différentes sortes de substances. En d'autres termes, pour augmenter le taux de réaction et minimiser la déviation dans une même ou différentes phases, les surfaces de contact des substances de mélange
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doivent être accrues au cours du procédé de mélange. Ainsi, il est possible d'obtenir l'efficacité maximum.
Selon les équations ci-dessus, le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal de la présente invention est conçu pour avoir l'agencement en zigzag des couches formant grilles hexagonales en paires afin de maximiser la surface de contact sur une longueur relativement courte. Le mélange est également réalisé dans un compartiment fermé 7 pour stabiliser le mélange.
Le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal permet d'ajuster les dimensions physiques de la hauteur globale, la longueur, la largeur, le nombre de jeux de couches formant grilles hexagonales en paires en fonction de l'objectif et de l'application. Les couches formant grilles hexagonales en paires sont chevauchées de manière inégale pour former un chemin d'écoulement en zigzag dans la couche en paire. Les couches en paires sont de nouveau chevauchées pour former le compartiment 7 doté de plusieurs jeux de couches en paires avec des plaques intermédiaires 9,10 et 10'.
Dans un autre mode de réalisation tel qu'illustré par la figure 4, le compartiment 7 comprend trois jeux de couches formant grilles hexagonales en paires et des plaques intermédiaires 10a et 10b. Les plaques intermédiaires 10a et 10b, disposées entre chaque jeu de couches formant grilles hexagonales, sont dotées d'une pluralité de trous 10c dans la zone avant X. Les plaques intermédiaires 10a et 10b disposées entre chaque jeu de couches formant grilles hexagonales en paires dans la zone arrière Y n'ont pas de trous. Ainsi, le mélange s'écoule à travers la totalité des jeux de couches formant grilles hexagonales en paires dans la zone avant X pour un mélange primaire. Ensuite, le mélange s'écoule en séquence parallèlement à travers le chemin d'écoulement en zigzag des couches formant grilles hexagonales en paires et la pluralité de trous pour le mélange secondaire dans la zone arrière Y. Le mélange est mené pour obtenir le mélange mélangé uniformément et stabilisé en maximisant la surface de contact sur une longueur relativement courte.
Un autre troisième mode de réalisation de la présente invention tel qu'illustré dans la figure 5 est doté d'un jeu unique de couches formant grilles hexagonales en paires se chevauchant l'une sur l'autre de manière inégale pour former un chemin d'écoulement en zigzag. La plaque
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intermédiaire dotée d'une pluralité de trous est disposée entre les couches formant grilles hexagonales en paires. Le gaz et le liquide avancent à travers le passage unique pour obtenir le mélange uniforme et stabilisé.
En outre, le bac de dissolution multi-usages de type horizontal est équipé d'une jauge de pression, d'une jauge d'écoulement audessus d'une cuve latérale d'entrée 2, une buse de gaz 14 pour fournir les gaz à la cuve au-dessous de la cuve latérale d'entrée 2.
Une description détaillée d'application pratique est présentée comme suit.
Exemple 1 # Champ d'application : contrôle d'oxygène dissous pour une pisciculture.
# Conditions : vitesse d'écoulement de l'eau de mer 250 mineure,
O.D. eau brute 7,4 # Endroit : Yokji-Myun Tongyong-Kun Kyungnam, Corée
Cette pisciculture qui cultive des poissons de manière intensive dans les réservoirs à poissons a expérimenté qu'une grande quantité d'eau de mer et d'oxygène doit être fourni en permanence aux réservoirs à poissons pour maintenir la quantité nécessaire d'oxygène dissous dans l'eau pour le métabolisme ou les activités des poissons. Dans ces circonstances, le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal de la présente invention est adapté pour fournir l'eau de mer et l'oxygène aux réservoirs à poissons. Par conséquent, l'eau de mer fournie contient une quantité suffisante d'oxygène dissous pour le métabolisme ou les activités des poissons. Il permet de réduire l'alimentation en eau de mer de moitié et la consommation d'oxygène à 20% comparé à celui du système traditionnel sans aucune inhibition du métabolisme ou des activités des poissons.
Exemple 2 # Champ d'application : contrôle de l'oxygène dissous pour une pisciculture # Conditions : vitesse d'écoulement de l'eau de mer 250 m3/heure
O.D eau brute 7,4 # Endroit : llkwang-myun Busan Metro, Corée.
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Cette pisciculture présente des circonstances identiques à la précédente. Cependant, cette pisciculture expérimente l'interruption de l'alimentation en eau de mer fréquemment en raison de l'incident des marées rouges. Sous ce désastre, un grand nombre de poissons a été tué. Ainsi, le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal de la présente invention est adapté dans cette pisciculture pour fournir de l'eau de mer et de l'oxygène. Lorsque cette pisciculture interrompt l'alimentation en eau de mer en raison de la production d'une marée rouge, cette pisciculture peut maintenir la quantité suffisante d'oxygène dissous dans le réservoir à poissons en fournissant l'oxygène pendant que l'eau de mer circule dans le réservoir à poissons. En adaptant le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal, il est possible de faire fonctionner et de maintenir la pisciculture dans des conditions normales sans destruction massive de poissons au cours des marées rouges. Ce nouveau système permet également de réduire la consommation d'oxygène à 20% comparée à celle du système traditionnel.
Exemple 3 # Champ d'application : alimentation en oxygène pour le traitement des eaux usées d'une usine chimique # Endroit : Hwachi-Dong Yeosu Junlanam-Do, Corée.
Cette usine chimique a traité de manière coûteuse les eaux usées hautement polluées en appliquant un procédé d'aération d'oxygène pur.
Cette usine consomme 200 m3/heure d'oxygène pour traiter les eaux usées.
Ainsi, cette usine chimique est adaptée pour le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal de la présente invention en connexion avec un système de traitement de boues. Par conséquent, il permet d'augmenter la quantité de dissous au-dessus de 10 ppm dans l'eau traitée et de réduire la consommation d'oxygène à 20% comparée à celle du procédé précédent.
Ainsi, le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal de la présente invention peut mélanger efficacement le gaz au liquide, le liquide au liquide, le liquide aux produits chimiques, etc. en augmentant la surface de contact. Il permet également de maintenir l'oxygène dissous de manière stable pour une longue période de temps.
Un autre type de bac de dissolution est représenté sur les figures 7 à 13.
Le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical comprend une cuve 101 étant divisée en une première pièce de dispersion
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primaire 106, une pièce de mélange gaz-liquide 107, une pièce contenant une solution et une pièce d'aspiration de sortie. Une buse de gaz 111 est raccordée à une vanne de commande de gaz 115. Une vanne de commande de liquide d'entrée 114 est raccordée à une pompe hydraulique 116 et à une entrée 103 par le biais d'une canalisation 112. Une jauge de pression 110 est disposées au-dessus de la cuve 101. Une vanne de commande 114a de liquide en sortie est raccordée à la pièce d'aspiration de sortie par le biais de la canalisation de sortie 113.
Comme cela est représenté sur les figures 8 à 11, la pièce de dispersion primaire 106 comprend plusieurs jeux de couches 104 formant grilles hexagonales en paires installées verticalement et se chevauchant l'une l'autre de manière inégale, des plaques intermédiaires 102 étant disposées entre chaque jeu de couches et un diffuseur de dispersion en forme de cône
105 doté d'une pluralité de trous 105a.
Les plaques intermédiaires solides sans trous et les plaques intermédiaires 102 dotées d'une pluralité de trous sont disposées alternativement entre chaque autre jeu de couches 104 formant grilles hexagonales en paires dans la moitié supérieure de la pièce de dispersion primaire 106, de sorte que le gaz-liquide mélangé s'écoule en séquence parallèlement à travers le chemin d'écoulement en zigzag des couches en paires.
Les plaques intermédiaires 102 dotées d'une pluralité de trous sont disposées dans la moitié inférieure de la pièce de dispersion primaire 106, de sorte que le mélange de liquide et ou de gaz s'écoule en séquence et diagonalement à travers la totalité des jeux de couches 104.
La pièce de sortie d'aspiration comprend une conduite de sortie 109 dotée d'une pluralité de trous d'aspiration 109a et disposée au niveau de la pièce inférieure de la cuve 101 pour collecter la solution mélangée.
Quand le gaz et le liquide sont fournis au-dessus de la cuve verticale, un traitement de mélange-dissolution est réalisé depuis le haut jusqu'au bas de la cuve. Le gaz-liquide mélangé passe à travers chaque jeu de couches 104 formant grilles hexagonales en paires et à travers le diffuseur situé au-dessous de la pièce de dispersion primaire 106 pour un mélange primaire. Ensuite, le mélange descend vers le bas dans la pièce de mélange gaz-liquide 107. Lorsque le mélange gaz-liquide descend, les gaz qui ne sont
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pas dissous dans le liquide montent sous forme de bulles par leur pouvoir flottant à travers la pièce contenant la solution, et s'évaporent depuis la surface du niveau du liquide. Les bulles montant, des gaz non saturés rencontrent le flux descendant du mélange gaz-liquide et entrent en collision avec une certaine force de friction.
Alors que le mélange gaz-liquide s'écoule vers le bas, ce phénomène est produit de manière continue et répétée dans la pièce de mélange gaz-liquide 107. Au cours de ce traitement, les gaz non saturés se déplaçant de haut en bas de manière continue et répétée sont dissous de manière forcée dans le liquide en raison de la surface de contact accrue et des forces de friction. Ensuite, le traitement de mélange secondaire est mis en oeuvre.
La pièce de mélange gaz-liquide 107 et la pièce contenant la solution sont déterminées selon la pression, la vitesse d'écoulement et la quantité de gaz. La pièce de mélange gaz-liquide 107 est située environ aux deux tiers à partir du haut de la cuve.
Ce bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical est adapté pour être utilisé dans une usine de traitement des eaux usées, une usine de filtrage, pour l'aquaculture ou la nutriculture et pour les contrôles de dissolution d'oxygène dans les procédés industriels.
Comme cela est illustré par la figure 12, le bac de dissolution mélangeur multi-usages est installé verticalement pour mélanger le gaz au liquide ou différentes sortes de liquide au liquide. Le liquide est fourni à travers une entrée 112 à la pièce de dispersion primaire 106 pendant que le gaz est injecté simultanément à travers la buse 111 à la pièce de dispersion primaire 106. Ensuite, le gaz et le liquide passent à travers les nombreux jeux de couches 104 formant grilles hexagonales pour un mélange primaire. Le liquide légèrement pressurisé par la pompe 116 et les gaz injectés sont mélangés entre eux à travers le chemin d'écoulement en zigzag des couches 104. Le mélange gaz-liquide passe à travers un diffuseur de dispersion en forme de cône 105 qui est doté d'une pluralité de trous 105a. Le mélange gaz-liquide s'écoule vers le bas en direction de la pièce de mélange gaz-liquide 107.
Alors que le mélange gaz-liquide descend, les gaz non saturés sous forme de bulles s'écoulent vers le bas pour atteindre le niveau limite B et remonter par le pouvoir flottant à travers la pièce contenant la solution et évaporés depuis la surface du niveau du liquide A. Les gaz
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évaporés et les bulles montantes se rencontrent avec un mélange gaz-liquide en aval et entrent en collision avec une certaine force de friction. A travers ce traitement, les gaz non dissous se déplaçant de haut en bas sont dissous de manière forcée dans le liquide en tant que traitement de mélange secondaire.
Le liquide collecté sous le niveau de l'eau A est évacué à travers une conduite d'aspiration 109 selon la pression hydraulique et la vélocité fournie par la pompe hydraulique 116. La conduite d'aspiration 109 est pourvue d'une pluralité de trous 109a pour aider à évacuer les bulles de gaz au cours du processus d'évacuation du liquide. La capacité du bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical peut être déterminée selon la vitesse d'écoulement, la vélocité, la pression et la quantité de gaz et de liquide.
Selon le principe tel que décrit ci-dessus, une usine de traitement de boues activée est adaptée à ce dispositif tel qu'illustré dans la figure 12. L'usine de traitement de boues activée est composée d'un bassin de régulation 108 étant reçue de manière primaire l'eau usée, un bassin d'aération 108a, une pompe à recirculation de boues 119, une pompe à boues supplémentaire 119a et un bassin de décantation 117. Un tuyau d'écoulement 113 est raccordé à la conduite de sortie 109 et un tuyau d'aération 120 du bassin d'aération 108a. Un tuyau d'entrée 112 disposé sur la cuve est raccordé au bassin de régulation 108 et au bassin d'aération 108a à travers un ensemble de pompes 116.
Quand les eaux usées remplissent le bassin de régulation 108, la pompe fournit les eaux usées au-dessus de la cuve 101 tandis que le gaz est injecté depuis la buse 111 pour le mélange primaire. Ensuite, les eaux usées et les gaz sont mélangés par le biais des traitements de mélange tels que décrits précédemment. Le liquide traité contenant le gaz dissout est évacué en direction du bassin d'aération 108a à travers la conduite de sortie 109, le tuyau de raccordement 113, la vanne de commande d'écoulement 114a et le tuyau d'aération 120.
L'eau non traitée dans le bassin d'aération secondaire 108a est fournie de nouveau par la pompe secondaire 116 au-dessus de la cuve 101 par le biais de la vanne de commande d'écoulement 114. Ensuite, le gaz et le liquide passent à travers la pluralité de jeux de couches 104 formant grilles hexagonales en paires dans la pièce de dispersion primaire 106 pour le mélange primaire. Le mélange gaz-liquide passe à travers un diffuseur de
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dispersion en forme de cône 105 doté d'une pluralité de trous 105a tel que celui décrit précédemment. Le mélange gaz-liquide s'écoule vers le bas en direction de la pièce de mélange gaz-liquide 107.
Quand le bassin d'aération secondaire 108a est rempli, l'eau traitée déborde en direction du bassin de décantation 117. La boue décantée est pompée en retour en direction du bassin d'aération secondaire 108a par la pompe de transfert de boues 119. Le reste de l'eau traitée est évacué en direction de l'usine extérieure ou de la rivière par une pompe d'évacuation
119a.
Comme cela est illustré sur la figure 13, le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical est appliqué à l'aquaculture ou à la nutriculture en le raccordant à un réservoir d'eau de nutrition 121. Une pompe à eau 116 est raccordée au-dessus d'une cuve 101 par le biais d'un tuyau de raccordement 112, une vanne de commande d'écoulement 114 et le réservoir d'eau de nutrition mélangé séparé 121.
Fondé sur le même principe et la théorie capillaire, le dispositif peut être utilisé pour fournir directement l'eau nutritionnelle contenant un oxygène suffisamment dissout aux usines de culture. Le procédé détaillé est présenté dans l'exemple 4.
Le mérite du bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical (figures 7 à 13) réside en ce que le processus de mélange est mené à la pression relativement inférieure à celle du bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal (figures 1 à 6).
Par conséquent, il permet d'augmenter de manière stable la solubilité à pression basse, de maximiser l'efficacité de dissolution et de réduire le coût d'exploitation.
D'autres applications pour le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical sont présentées comme suit.
Exemple 4
Champ d'application : contrôle de dissolution d'oxygène pour l'aquaculture ou nutriculture.
Emplacement 889-2 Kumsan-ri Daedong-Myunn Hampyung~Kun, Junranam-Do, République de Corée (7 usines de culture florale pour l'exportation).
Usine de culture : tomate, fleurs Gerbera.
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Conditions : pour fournir l'eau en sous-sol traitée avec des nutriments aux usines, il est nécessaire d'augmenter l'oxygène dissous dans l'eau fournie en utilisant de l'air ou de l'oxygène pur.
Oxygène dissous dans l'eau en sous-sol : 5 ppm - 7 ppm.
Oxygène dissous dans l'eau traitée : 10 ppm - 20 ppm.
Résultats : l'eau nutritionnelle traitée est préparée en mélangeant l'eau en sous-sol avec des nutriments et fournie aux racines toutes les heures. Etant donné que le développement de la racine et la croissance de la plante sont proportionnels au taux d'absorption de nutrition, il sera utile pour les plantes de culture d'augmenter la nutrition et l'oxygène dissous dans l'eau fournie. Jusqu'à présent, une soufflerie est couramment utilisée pour fournir l'oxygène dans l'eau nutritionnelle traitée. Cependant, le procédé traditionnel est limité à dissoudre l'oxygène dans l'eau. Le système traditionnel peut dissoudre l'oxygène dans la fourchette de 7 ppm - 8 ppm, qui est inférieure à la condition de saturation. L'eau traitée pour l'aquaculture ou la nutriculture est nécessaire pour dissoudre l'oxygène dans la fourchette de 10 ppm - 20 ppm, qui est le statut sursaturé.
Par conséquent, cette usine de culture est adaptée au bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical de la présente invention.
Ce bac permet d'augmenter l'oxygène dissous jusqu'au niveau requis de la condition sursaturée.
Exemple 5
Champ d'application : usine de traitement des eaux usées d'élevage.
Contrôler l'oxygène dissous dans le bassin d'aération activée de bactéries et décomposition de l'activation des bactéries.
Emplacement : Sonbul-Myun Hampyung-Kun Junranam-Do, République de Corée.
Deux endroits d'élevage de Seongduk et Cheongee.
Conditions : le degré de pollution (DCO, DBO, SS) des eaux usées est très élevé et les eaux usées sont en anaérobie. Le traitement des eaux traditionnel du traitement des boues activées standard est limité pour s'appliquer à ces élevages. Ainsi, le bac de dissolution mélangeur multiusages de type vertical de la présente invention est appliqué à ces élevages afin d'augmenter l'oxygène dissous et d'optimiser la décomposition et la composition de bactéries aérobies.
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Résultats : dans le cas du traitement des déchets d'élevage, le degré de pollution est très élevé (DCO : supérieur à 30 000 ppm, DBO supérieur à 10 000 ppm). Le processus de traitement normal des déchets (procédé standard de traitement de boues activées) ne parvient pas à traiter les déchets d'élevage en raison de la faible efficacité du traitement.
Cependant, l'effort à traiter les déchets d'élevage en développant les divers microorganismes particuliers échoue également.
Dans le cas des déchets d'élevage, il est difficile de décomposer les bactéries aérobies dans le bassin d'aération car le degré de pollution est trop élevé et les déchets sont désoxydés (-) dans le potentiel électrique à l'état anaérobie en raison d'une longue période de stagnation et aux matières structurelles inhérentes.
Le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical de la présente invention est utilisable pour le traitement des déchets d'élevage. Il permet de convertir le potentiel électrique désoxydé à l'état d'oxydation (+) et maintenir l'oxygène dissous suffisant dans le bassin d'aération.
Comme cela est observé dans les exemples ci-dessus, le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical de la présente invention présente une capacité de mélange-dissolution excellente et une stabilisation de l'oxygène dissous pour maintenir la longue période.
Le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal et vertical de la présente invention a comme avantages : - une la taille compacte, - un poids léger, - un faible coût d'installation, - une facilité d'assemblage ou de désassemblage en adaptant des brides, - la capacité d'augmenter particulièrement les surfaces de contact du liquide et du gaz dans de multiples jeux de couches formant grilles hexagonales en paires et d'optimiser la capacité de mélange et de dissolution de l'oxygène et de maintenir le mélange gaz-liquide dans la meilleure qualité pendant une longue période.
Par conséquent, le bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal ou vertical de la présente invention peut réduire la consommation d'oxygène à 20% comparée aux systèmes traditionnels.
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L'invention n'est nullement limitée aux exemples de réalisation donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'Invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Bac de dissolution mélangeur multi-usages de type horizontal permettant de mélanger du gaz à un liquide, un liquide à un liquide ou un liquide à des produits chimiques comprenant : - une cuve (2) divisée entre une pièce d'entrée de liquide, une pièce d'injection de gaz, une pièce de mélange-dissolution de liquide et une pièce de sortie, - une entrée (4) raccordée à un côté formant entrée (3) de la prise de raccordement et à une pompe d'alimentation, - une sortie (5) étant raccordée à un côté formant sortie (3') de la prise de raccordement et une vanne de contrôle de fluide, - un compartiment (7) contenant en interne de multiples jeux de couches (6) formant grilles hexagonales en paires, - un disque avant (11) doté d'une pluralité de trous, fixé par une bague annulaire avant (12), ledit disque avant (11) étant disposé entre ladite entrée (4) et ledit compartiment (7), - un disque arrière (11') doté d'une pluralité de trous, étant fixé par une bague annulaire arrière (12'), ledit disque arrière (11') étant disposé entre ledit compartiment (7) et ladite sortie (5), - une vanne de contrôle de pression d'entrée raccordée à une jauge de pression d'entrée, et - une vanne de contrôle de gaz raccordée à une buse de gaz et à une jauge de pression de gaz.
2. Bac selon la revendication 1, dans lequel ledit compartiment (7) est en outre divisé en une zone avant (X), une zone arrière (Y) et une partie creuse (8) formée entre lesdites zone avant (X) et zone arrière (Y) et située à un quart de la longueur totale dudit compartiment (7) depuis l'entrée (4).
3. Bac selon la revendication 2, comprenant en outre une plaque intermédiaire (9) dotée d'une pluralité de trous et disposée entre chacune des couches (6) formant grilles hexagonales en paires dans ladite zone avant (X), lesdites couches (6) se chevauchant l'une l'autre de manière inégale de sorte que le mélange gaz-liquide s'écoule en séquence et diagonalement à travers la totalité des couches (6) et la pluralité de trous.
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4. Bac selon la revendication 2, comprenant en outre une plaque intermédiaire solide (10) et une plaque intermédiaire (9) dotée d'une pluralité de trous, lesdites plaques étant disposées alternativement entre chaque autre jeu de couches (6) formant grilles hexagonales en paires dans ladite zone arrière (Y), ledit chacun des jeux de couches (6) se chevauchant l'un l'autre de sorte que le mélange gaz-liquide s'écoule en séquence parallèlement à travers un chemin en zigzag de chaque jeu de couches (6) formant grilles hexagonales en paires.
5. Bac selon la revendication 1, dans lequel ledit compartiment (7) comprend trois jeux de couches formant grilles hexagonales en paires étant se chevauchant l'une par l'autre de manière inégale, deux plaques intermédiaires (10,10') étant disposées entre chaque jeu de couches (6) formant grilles hexagonales en paires et ledit compartiment (7) étant divisé en une partie avant (X) et une partie arrière (Y).
6. Bac selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des plaques intermédiaires (10,10') dotées d'une pluralité de trous et disposées entre chaque jeu de couches (6) formant grilles hexagonales en paires dans ladite partie avant (X) du compartiment (7).
7. Bac selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des plaques intermédiaires solides (10,10) sans trous étant disposées entre chaque jeu de couches (6) formant grilles hexagonales en paires dans ladite partie arrière (Y) du compartiment (7).
8. Bac de dissolution mélangeur multi-usages de type vertical permettant de mélanger un gaz à un liquide, un liquide à un liquide ou un liquide à des produits chimiques et doté de deux brides de raccordement pour raccorder une canalisation d'entrée et une canalisation de sortie, ledit bac comprenant : - une cuve (101) divisée en une pièce de dispersion primaire (106), une pièce de mélange gaz-liquide (107), une pièce contenant une solution et une pièce d'aspiration de sortie, - une buse de gaz (111) raccordée à une vanne de contrôle de gaz (115), - une vanne de contrôle de liquide d'entrée (114) raccordée à une pompe hydraulique (116) et une entrée (103), - une jauge de pression (110) disposée sur la cuve (101 ), et
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- une vanne de contrôle de liquide de sortie (114a) raccordée à la pièce d'aspiration de sortie.
9. Bac selon la revendication 8, dans lequel ladite pièce de dispersion primaire (106) comprend en outre de multiples jeux de couches (104) formant grilles hexagonales en paires installés verticalement et se chevauchant l'un l'autre de manière inégale, des plaques intermédiaires (102) étant disposées entre chaque jeu de couches (104) formant grilles hexagonales en paires et un diffuseur de dispersion en forme de cône (105) doté d'une pluralité de trous (105a).
10. Bac selon la revendication 9, dans lequel lesdites plaques intermédiaires (102) dotées d'une pluralité de trous et les plaques intermédiaires solides sans trous sont disposées alternativement entre chaque autre jeu de couches (104) formant grilles hexagonales en paires dans la moitié supérieure de ladite pièce de dispersion primaire (106), de sorte que le gaz-liquide mélangé s'écoule en séquence parallèlement à travers un chemin d'écoulement en zigzag de chaque jeu de couches (104) formant grilles hexagonales en paires.
11. Bac selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites plaques intermédiaires (102) dotées d'une pluralité de trous sont disposées entre chaque jeu de grilles hexagonales en paires dans la moitié inférieure de ladite pièce de dispersion primaire (106), de sorte que le mélange gaz-liquide s'écoule en séquence et diagonalement à travers la totalité des jeux de couches (104) formant grilles hexagonales en paires.
12. Bac selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite pièce de sortie d'aspiration comprend une conduite (109) dotée d'une pluralité de trous d'aspiration (109a) et disposée au niveau d'une partie inférieure de la cuve (101) pour collecter la solution mélangée.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104548989A (zh) * 2015-01-06 2015-04-29 崔俊日 气液混合器

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