Способ насыщения жидкости газом под давлением

 

Использование: при обработке сточных вод и осадков сточных вод методом напорной флотации. Сущность изобретения: насыщение жидкости газом под давлением ведут в нисходяще-восходящем потоке газожидкостной смеси, восходящий поток делят на два потока, первый из которых рециркулируют в нисходящий поток, а рециркуляцию нерастворенного газа, отвод насыщенной газом жидкости и избыточного газа ведут из второго восходящего потока, при этом отвод насыщенной газом жидкости и избыточного газа осуществляют совместно со скоростью 0,1-0,2 м/с. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к способам обработки сточных вод и осадков сточных вод методом напорной флотации, в частности к способам насыщения жидкости газом под избыточным давлением, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

В технологии флотационной очистки сточных вод наибольшее распространение получило принудительное насыщение жидкости воздухом. Воздух в жидкость либо подсасывается, либо подается под давлением.

Известны комбинированные схемы введения воздуха [1] Общим недостатком всех схем является сильное диспергирование в перекачивающем насосе способных к дроблению частиц, большая длительность процесса насыщения жидкости газом, а также взрывоопасность технологического оборудования в условиях работы при повышенных давлениях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ насыщения жидкости газом под давлением в сатураторе [2] Способ включает подачу в сатуратор газожидкостной смеси под давлением и отвод насыщенной газом жидкости, при этом часть газа, который не успел раствориться, возвращают в голову процесса, подсасывая его эжектором, а избыточный газ сбрасывают в атмосферу. Время насыщения в сепараторе достаточно велико, при этом аппарат, работая под давлением, находится в условиях взрывоопасности.

Предлагаемый способ насыщения жидкости газом под давлением, включающий подачу газожидкостной смеси под давлением, рециркуляцию не растворенного газа эжектированием, отвод насыщенной газом жидкости и отвод избыточного газа, отличается тем, что насыщение ведут в нисходяще-восходящем потоке газожидкостной смеси, восходящий поток делят на два потока, первый из которых рециркулируют в нисходящий поток, рециркуляцию нерастворенного газа, отвод насыщенной газом жидкости и избыточного газа ведут из второго восходящего потока, при этом отвод насыщенной газом жидкости и избыточного газа осуществляют совместно со скоростью 0,1 0,2 м/с.

Технический результат, полученный от использования предложенного способа, заключается в сокращении продолжительности процесса насыщения, обеспечении взрывобезопасности технологического оборудования и получении жидкости, насыщенной газом, и мелкодиспергированных пузырьков нерастворенного избыточного газа.

На чертеже приведена принципиальная схема насыщения жидкости газом под давлением.

Установка для насыщения жидкости газом включает трубопровод подачи газожидкостной смеси под давлением 1, трубопровод нисходящего потока 2 с установленными на нем эжекторами рециркуляции первого восходящего потока 3 и рециркуляции нерастворенного газа 4, трубопроводы первого восходящего потока 5, второго восходящего потока 6, отвода насыщенной газом жидкости и избыточного газа 7 и рециркуляции нерастворенного газа 8.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную газожидкостную смесь через трубопровод подачи 1 вводят в трубопровод нисходящего потока 2 за счет того, что пузырьки газа, имеющие тенденцию к всплыванию, потоком жидкости увлекаются вниз, происходит дробление пузырьков газа на более мелкие, количество их резко возрастает, что увеличивает поверхность контакта газ жидкость и приводит к увеличению скорости растворения. На трубопроводе нисходящего потока установлены эжекторы рециркуляции первого восходящего потока 3 и рециркуляции нерастворенного газа 4. При переходе из нисходящего потока в восходящий последний делят на два потока, в первый из которых по трубопроводу 5 поступает газожидкостная смесь с измельченными пузырьками газа за счет подсоса эжектором 3 и возвращается в нисходящий поток. Многократная циркуляция позволяет обеспечивать полное насыщение жидкости газом при существующих условиях. Нерастворенный газ в виде мелкодисперсных пузырьков с газожидкостной смесью поступает во второй восходящий поток в трубопровод 6. При этом способные выделиться мелкодисперсные пузырьки газа через трубопровод нерастворенного газа 8 подсасываются эжектором и возвращаются в нисходящий поток, а самые мелкие пузырьки избыточного газа выводятся из системы через трубопровод отвода 7 с потоком жидкости, насыщенной газом, со скоростью 0,1 0,2 м/с. При скорости более 0,2 м/с с потоком насыщенной газом жидкости увлекаются более крупные пузырьки газа, наличие которых снижает эффективность использования насыщенной газом жидкости при последующих процессах, например при флотации. Скорость менее 0,1 м/с экономически нецелесообразна, поскольку приводит к увеличению габаритов установки.

П р и м е р. Очищенную хозфекальную сточную воду в количестве 40 м³/ч с температурой 20^oС под давлением 8 ати смешивают с воздухом в количестве 0,36 м³/ч и направляют в нисходящий поток со скоростью 0,65 м/с, где происходит растворение и дробление пузырьков воздуха, при переходе из нисходящего потока в восходящий, последний делят на два потока, в первый из которых поступает воздухожидкостная смесь в количестве 20 м³/ч с измельченными пузырьками воздуха за счет подсоса эжектором и возвращается в нисходящий поток. Нерастворенный воздух в виде мелкодисперсных пузырьков с воздухожидкостной смесью в количестве 40,5 м³/ч поступает во второй восходящий поток. При этом способные выделиться мелкодисперсные пузырьки газа подсасываются эжектором и возвращаются в нисходящий поток, а самые мелкие пузырьки избыточного воздуха выводятся из системы с потоком жидкости, насыщенной воздухом, со скоростью 0,11 м/с. Время насыщения сточной воды воздухом при этом составляет 0,65 мин.

В известном способе время насыщения жидкости воздухом составляет 3 5 мин.

Таким образом предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет ускорить процесс насыщения жидкости газом в 5 8 раз.

Формула изобретения

СПОСОБ НАСЫЩЕНИЯ ЖИДКОСТИ ГАЗОМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, включающий подачу газожидкостной смеси под давлением, рециркуляцию нерастворенного газа эжектированием, отвод насыщенной газом жидкости и отвод избыточного газа, отличающийся тем, что насыщение ведут в нисходяще-восходящем потоке газожидкостной смеси, восходящий поток делят на два потока, первый из которых рециркулируют в нисходящий поток, а рециркуляцию нерастворенного газа, отвод насыщенной газом жидкости и избыточного газа ведут из второго восходящего потока, при этом отвод насыщенной газом жидкости и избыточного газа осуществляют совместно со скоростью 0,1-0,2 м/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 5-2004

Извещение опубликовано: 20.02.2004