Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)

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

Dr. Karácsonyi S.: A gázmentesítés Hidrológiai Közlöny 1982. 8. sz. 371 oldott gázrészecske az újabb fázisban képzett csepp- vagy vízszál felülethez közelebb kerülhet, s ezzel a gyorsabb kiválásnak valószínűsége nagymértékben nő. A határfelületek alakváltozásához sorbakapcsolható, s a hatékonyságot emeli az un. buborékoltatás is. A folyadékon (vízben) alulról átbocsájtott átbuborékoltatott inert gáz (levegő) részecske sugara negatív, s így nyomáscsökkenést mintegy szívóhatást fejt ki az oldott gázzal szemben. A gázmentesítő összhatás a buborékoltatásnál összegeződik a buborékoltatott inertgáz (levegő) buborékeloszlásának mértékével, a vízréteg vastagságának (hidrosztatikus nyomás) a felszálló sebességének, valamint a folyadék- és gáztérben uralkodó nyomás mértékétől függően. A buborékoltatás hatékonyságának számszerű meghatározásához célszerű az adott feltételek (vízminőség stb.) ismeretében, eseti vizsgálatot végezni. A gyakorlat azt mutatja, hogy a buborékoltatással kapcsolt gáz mentesítéssel igen jó eredmény é rhető el. 3.4. A gázkiválás sebességének (deszorpciós tényező) növelése Az előzőekből következik, hogy a deszorpcios koefficiens (K) növelésével egyenes arányban növelhető a gázmentesítés hatékonysága. Értékének megállapítása adott gázmentesítési eljárás és megoldás esetén (célszerűen kísérletekkel határozható meg, majd a kísérletekkel meghatározott összefüggésből hasonlósági alapon a jellegében hasonló megoldásoknál már számítható. A kérdés jobb megvilágítása érdekében hivatkozva A. A. Kasztalszky és H. C. Lebedeva vizsgálataira, melyeket töltelékes gázmentesítésnél végezték, megállapítható, hogy azok metodikai alapot nyújthatnak egyéb kialakítású gázmentesítő eljárások jobb megismeréséhez, s végiilis jó közelítésű méretezésükhöz vezethetnek. Vizsgálataik azt mutatták, hogy . töltelékes gázmentesítéseknél a deszorpciós koefficiens (K) nagysága függ: — a víz elárasztási intenzitásától — a víz hőmérsékletétől — - a töltelék egyenértékű átmérőjétől — az eltávolítandó gáz diffúziós tényezőjétől — a kinematikai viszkozitástól A töltelékes gázmentesítésekre — kísérletek alapján — meghatározott hasonlósági egyenlet: Nu = n-li

e P

c

r, vagy Kd D ahol Nu = a diffúziós Nusselt-szám: K-d D d-i V f^

lago

s P

órustérf

og

a

t (m) F fajlagos elemfelület D = a gáz vízben való diffúziójának diffúziós tényezője (m

2/h) Re = a Reynolds-szám: J 3600 -v Q = a gázmentesítő töltelékének elárasztási intenzitása (m

3/m

2-h) vagy (m/h) a teljes felületre vonatkoztatva v=& kinematikai viszkozitás (m

2/s) 0,017 78 -104 , l + 0,0337í+0,000 221t

2 Pr = a diffúziós Prandtl-szám: (m

2/s) (13) ( Q-d W3600-rV =H3^J hzH' (14

) d= a töltelék egyenértékű átmérője, mely a töltelék által képzett csatornák hidraulikai sugarának négyszeresével egyenlő (m) számítható: D A különböző töltelékekkel végzett vizsgálatok eredménye alapján C0

2 gáz eltávolításánál « = 0,42—0,54 0

2 eltávolításánál a= 1,33 metángáz eltávolításánál a= 1,10—1,25 értékekkel vehető figyelembe. A b és c a különböző gázoktól már függetlenek: & = 0,86 és c = 0,33 állandó értékével lehet számolni. A C0

2 gáz eltávolítására vonatkozó kísérletek eredményét a 9. ábra a kiválási sebesség (deszorpciós tényező) értékeit a vízhőmérséklet és az elárasztási intenzitás függvényében tartalmazza a 2. táblázatban szereplő töltet anyagokra vonatkozóan. Az elárasztási intenzitás 10 m

3/m

2/h értéknél levegőbevitel nélkül, az 50—60 és a 90 m

3/m

2/h értéknél, 0,3 m/s határ-sebességű aláfúvó levegőbevitelre vonatkozik. A vizsgálat eredményéből megállapítható, hogy a gázkiválás sebessége a ii-koefficiens növekszik az elárasztási intenzitással: — a hőmérséklet emelésével (constans elárasztás mellett) és — az aláfúvott levegőnél az aláfúvó levegő nélkülivel szemben. Az elárasztási intenzitás és a hőmérséklet függvényében a deszorpciós tényező változását — 0H/.

( 0

2, C0

2 gázok esetére — valamint meghatározott töltetnél — a 10. ábra szemlélteti. Rátérve a (13) és (14) egyenlettel jellemzett s a töltelékes gázmentesítők esetén a K-tényező meghatározására jó közelítésű méretezési adatokat adó összefüggések vizsgálatára, az egyenlet kifejthető: „ D ( Q d W3600-i>V továbbá, ha