Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)

8. szám - Dr. Karácsonyi Sándor: A gázmentesítés részfolyamatainak értékelése

Dr. Karácsonyi S.: A gázmentesítés Hidrológiai Közlöny 1982. 8. sz. 367 koncentrációja és ez hajtja a komponenst a folyadékból a gázfázisba. A nagy koncentráció különbségen kívül a deszorpcióhoz kedvező a kis nyomás és a nagyobb hőmérséklet. Ez a folyamat jellemző a gázos víznek tároló medencékben való állásánál, valamint a vízellátási rendszer egyes pontjain az adottságoktól függően lejátszódhat (pl. magaspontokon, hidroforok légüstjeiben stb.). Azonos egyéb feltételek mellett a gázkiválás intenzitását a kezdeti koncentráció-különbség nagysága határozza meg, így a nagyobb gáztartalmú vizekből — különösen kezdetben— a gázkiválás jelentősebb (2. ábra). Stagnáló víz esetén bekövetkező gázkiválásra (deszorpció) érvényes összefüggés: 0=K-F-AC (1) ahol G = a vízből eltávozó gáz mennyisége (kg/h) F = a víz- és légtér határfelülete (m

2) K • = a kiválási együttható (deszorpciós koefficiens — m/h) AC — a gázkiválási folyamat hajtóereje (kg/m

2) A gáz kiválási együttható (K) az időegység alatt a folyékony és gázfázis között egységnyi felületen és hajtóerő mellett áthaladó gázmennyiség. Nagyságát számos körülmény befolyásolja, ezért tapasztalati úton célszerű meghatározni. Tapasztalat szerint sík fázis határnál (pl. tározómedencében) — ha a folyadék és a gázfázis között elmozdulás nincs — a deszorpciós koefficiens a hőmérséklettől is függően: K = 0,005—0,15 m/h, Elmozdulás esetén if = 0,1—0,3m/h értékű lehet. A gázkiválási folyamat hajtóereje (AC) gyakorlati számításokhoz kellő pontossággal határozható meg a következő összefüggésből: AC — C kezd — C

e, (2) C"= a víz egyensúlyi gázkoncentráeiója (kg/m

3). Az egyensúlyi gázkoncentráció — C"

e — a gázfázis (légtér) kezdeti gázkoncentrációjából (C\ez.d) és az adott gáznak a fázisok közötti megoszlására jellemző egyensúlyi állandó (ö) figyelembevételével számítható rto l^kezd 1 A megoszlási állandó számítható: r — vf — 0,0124Po 1Q

5 «7 *V ahol neu 4= 33,08 X10 p

0 =a gáz- és víztér érintkezésén a nyomás p

a = a vízgőz nyomása az adott hőmérsékleten a

g =a gáz (metán) abszorpciós koefficiense A metán abszorpciós koefficiense a hőfok függvényében meghatározható: acH = 55,63 Xl0~

3- 16,446 xl04í+ + 25,85 xlO-eí

2; (0 °C—t— 20 °C); acii = 41,77 XL0"

3-10,305 xHr

4X(£-10) + +16,15 X10-e(í-10)í

2; (10 °C—t—30 °C); ~

3 —62,25 Xl0~

5 X(í-20) + + 76,5xl6-'(í-20)<

2; (20 °C—t—40 °C); hőmérséklet tartományban. A megoszlási állandó (<5) értékeit CH

4, 0

2, CO

a és levegőre — a hőmérséklet függvényében a 3. ábra mutatja. A természetes gázkiválás előzőekben vázolt folyamata a gáztérrel (légtér) érintkező vízfelületre vonatkozik. A hidrosztatikus nyomás növekedésével — a vízoszlop magassággal — arányosan nő az oldatban maradó gáz mennyisége. A vízszint alatt h mélységben a hidrosztatikus nyomás növekedés: Ap^h-yAO* p

a (4) A hidrosztatikus nyomásnövekedést (Ap

h) a gáz parciális nyomásával azonosnak véve az oldatban maradó metán mennyisége; CCH

j=0,7168 • aun,-Aph -10

3 (g/m

3) (5) Érintkezési idö (T) 2. ábra. A természetes gázkiválás jellemző folyamata Puc. 2. XapaKmepubiü npoifecc ecmecmeeHHoao ebide/ienun ea3oe Abb. 2. Spezifischer Verlauf der natürlichen Qasausscheidung A hidrosztatikus nyomás függvényében oldatban maradó gáztartalomra vonatkozóan a 4. ábra a metán, az 5. ábra az 0

2 és C0

2 jellemző értékeit mutatja. A hidrosztatikus nyomás változása — vízszintingadozás — esetén egyéb feltételek állandósága mellett is változó mértékű gázkiválás következik be, illetve a vízben visszamaradó gázkoncentráció is eltérő lesz. 3. Mesterséges gázmentesítés A stagnáló víz természetes körülmények közötti gázmentesülése megszűnik olyan egyszerű beavatkozás következtében is mint pl a légtér szellőztetése, vagy a víz különleges — pl. ütköző lemezre terítéssel történő bevezetése — amelyek már a