Hidrológiai Közlöny 1983 (63. évfolyam)

7. szám - Dr. Karácsonyi Sándor: A gázmentesítés részfolyamatainak gyakorlati vizsgálata

Hidrológiai Közlöny 1983. 7. sz. 313 A gázmentesítés részfolyamatainak gyakorlati vizsgálata D lí. KA11ÁC80NYI SÁNDOR' A gázmentesítesse] foglalkozó előző tanulmány [9] megkísérelte összegezni azokat a hatótényezőket, amelyek a vízben lévő (metán) természetes kiválásánál érvényesülnek, ill. amelyek a mesterséges gázkiválasztás esetén tudatosan előállíthatók, vagy fokozhatok. Kiinduló probléma, hogy a gázkiválasztást eredményező tényezők rendszerint együtt, ill. halmozottan érvényesülnek, ezért a leggazdaságosabb és legcélszerűbb gázmentesítési megoldás (eljárás és berendezés) meghatározásához a különböző részhatásokat is magában foglaló eredő jelenséget kell vizsgálni az összes befolyásoló körülmény egyidejű figyelembevételével. A gázmentesítő berendezések is általában több gázkiválasztó hatás érvényesítésére törekszenek, így azok több-kevesebb részfolyamat variációiból tevődnek össze. Az egyes részhatások ugyan külön-külön számíthatók lennének, azonban az összhatást — tekintettel hatótényezők csak valószínűsíthető, de pontosan még nem ismert egymásrahatására — célszerű sorozat-vizsgálatokkal meghatározni, s a törvényszerűségeket összefüggésekben rögzíteni. E kérdés jobb megismerése érdekében a Földmérő és Talajvizsgáló Vállalat által végzett sorozatvizsgálatokat értékelve rendszereztük. E vizsgálatok különböző megoldásii — tehát részfolyamatok kombinációjából álló — egységesen 150 m

3/d teljesítményű gázmentesítő berendezésekkel, valós körülmények között kerültek lefolytatásra döntően Buttinger Antal irányításával, míg az értékelésben Hembach Kamill működött közre. Vizsgálataink eredményeként olyan eltérő gáz mentesítési módok bemutatására törekszünk, amelyek sajátos működési jellege mellett egy-egy részfolyamat, ill. annak hatékonysága változó jelentőségű, de a különböző megoldásoknál annak érvényesülése értékelhető volt. 1. A gázkiválás hajtóerejét növelő eljárások A gázkiválasztás általános összefüggéséből: G = K . F -AC (kg/h) (1) következik, hogy az egyik lényeges hatótényező a gázkiválás hajtóereje (AC), amelynek befolyásolása a gyakorlati eredményességet alapvetően érinti. A gázkiválás hajtóereje gyakorlati számításokhoz elegendő pontossággal határozható meg a következők szerint: AC=C\

ez

d—C,y (l/a) ahol Ckezd = a víz kezdeti, C

e

v =a víz egyensúlyi gázkoncentrációja (kg/m

3). Az egyensúlyi gázkoncentráció a gázfázis (légtér) kezdeti gázkoncentrációjából (C^ezd) és az adott * Földmérő és Talajvizsgáló Vállalat, Budapest. gáznak a fázisok közötti megoszlására jellemző egyensúlyi állandó (o) figyelembevételével számítható. Az alapösszefüggésben megjelölt hatótényezők közül: Cr = a vízből eltávozó gáz mennyisége (kg/h) F = az érintkező víz- és légtér határfelülete (m

2) K = a gázkiválás sebessége (deszorpciós tényező) (m/h) AC = a gázkiválási folyamat hajtóereje (kg/m

3). Azok a megoldások, amelyek a gázmentesítő hatás növelésére a gázos vízhez a folyamat első fázisában inert gázt kevernek (elő-levegő) a víz kezdeti gázkoncentrációjának növelésével a gázkiválás hajtóerejét fokozzák és a gáz mentesítés hatékonyságában ez a részfolyamat rendszerint meghatározó jelentőségű (1/a. ábra) lehet. A törvényszerűségek és következtetések levonásához a Q=100 l/min. teljesítményű berendezés paramétereit és a kapott vizsgálati eredményeket használtuk fel. Ezek közül: — Állandók: Q" a vízmennyiség intenzitása 6 m

3/h F/, az összes hasznos (hatékony) — 90%-ban 0 3 mm-es vízszálakból álló — felület 1,4 (m

2) p

d depresszió a kivált gáz-levegő elegy eltávolítására 0,01 (bar) C

már maradó metángáz koncentráció 0,8 (l/m

3) vagy 0,537 (g/m

3) — Változók: C

vhezd, ül. a víz kezdeti metángáz koncentrációja (l/m

3), ill. (g/m

3) T a víz hőfoka (°C) L az óránként adagolt a koncentrációt fokozó inert gáz (levegő) mennyisége (m

3 lev./h) Lf L/Q

v fajlagos inert gáz—víz arány m

3/h lev m

3/h víz A főbb paraméterekkel végzett számítások alapján az átlagos hajtóerő értékei (zlC^ti). különböző kezdeti metángáz koncentráció (C£

ezd) és konstans maradó gázkoncentráció (C^l

t —0,8 l/m

3) esetén a 2. ábra, míg különböző kezdeti és különböző maradó gázkoncentrációknál 3. ábra diagramjából nyerhetők. — AG (kg/h) a vízből óránként eltávolítandó gáz mennyisége számítható még, amennyiben K ismeretlen Q"-(G

—C» ) ^ kezd »«' 0

11000 -(kg/h), (2) ill. a 4. ábra G értékét adja a kezdeti gázkoncentráció (C"kczd) l/m

3-ben megadott értékei és a gázkiválasz-