162699. lajstromszámú szabadalom • Anaerob rothasztó, illetve ipari fermentor vagy fázisszétválasztó berendezés
5 162699 6 15°-ot abban az esetben, ha az előrothasztóban az áramlást -a keveredést - a függőleges hossztengely irányában kívánjuk létrehozni. Ezen feltétel azonban reális térfogatok esetében nemcsak arányaiban, hanem abszolút méreteiben is kéményszerű medencét eredményezne. Éppen ezért ettó'l a feltételtől 5 el kell tekinteni és egyéb megfontolások alapján kell a D/M viszonyt meghatározni. Az 1. ábrán példaként a D/M = 0,8 értékhez tartozó medence-alakot vázoltuk fel. Ha a medence térfogatául V = 3650 m3-t választottunk, ebből adódik, hogy D = 20 m és M = 25 m. 10 Amint az 1. ábrán látható, a medence fenekénél a sarok a 3 alsó szögletkiékeléssel, a két csonkakúp csatlakozásánál pedig a 4 középső szögletkiékeléssel készült. Ez mind áramlástani, mind statikai szempontból előnyt jelent. Ha az 1. ábrán bemutatott kialakítású medencét előrot- 15 hasztóként kívánjuk használni, akkor a kívánatos áramlási viszonyokat a medencealakon túlmenőleg az alábbi - 2., 2a. és 3. ábrán látható - berendezések hivatottak biztosítani. Az 1 és 2 kúpos részekből álló medence folyadékellátása a fenékről a medence tengelyében felfelé mutató, a 7 fúvóka- 20 szerű toldatban végződő 6 folyadékbetápláló vezetékén keresztül történik. A 7 fúvókaszerű toldalékból kiáramló folyadék egy nagyobb átmérőjű 8 felszállócsőben halad tovább, melynek felső része 9 konfuzorok sorozata. A 8 felszállócső végén kiáramló folyadék a 8 felszállócsövet 25 elhagyva, 180°-os irányváltozással lefelé áramolni kényszerül, minthogy a 10, 11 és 12 elvezető csőgyűrűk a medence mélyebb részeiben nyertek elhelyezést. A 10 elvezetőgy űrű a két csonkakúp közös alapkörének magasságában található, -a példaképpen választott méretek esetén mintegy 3 m-enként 30 elhelyezett -, lefelé mutató csonkokkal, míg all elvezetőgyűrű a fenék közelében, a medence szélén, a 12 elvezetőgyűrű pedig a 8 felszállócső mellett, annak külső oldalán nyer elhelyezést. A kedvező áramlási viszonyokat előidéző folyadékhozam-eloszlás hozzávetőleges értéke: 10 jelű elvezetés = 35 50%; 11 jelű elvezetés = 40%; 12 jelű elvezetés = 10%. A 2. ábrán bemutatott berendezés indulásakor - az előrothasztó bedolgozásának időszakában - gáz nincs, a kívánatos áramlási viszonyokat tehát csak a folyadék betáplálásának és elvezetésének szabályozásával lehet befolyásolni. A 40 3. ábrát is figyelembe véve, látható, hogy a medence tengelyében felfelé mutatóan a 7 fúvókaszerű toldalékon keresztül betáplált folyadék nagy sebességgel lövell be a 8 felszállócsőbe. A nagy sebesség folytán előálló nyomáscsökkenés - mint már irtuk - a környezetet megszívja, ezért a 8 45 felszállócső mellett, annak közelebbi környezetében kialakuló lefeléáramlást a 8 felszállócsövön kívül nemcsak a 12 folyadékelvezetőcső idézi elő, hanem a 8 felszállócső melletti beszívás is. Amint már irtuk, a 8 felszállócső felső szakasza 9 konfuzorok sorozata. Az elemek csatlakozásánál - a 2a. 50 ábrán nyíllal jelölt folyadékáramlási helyeken - a gyakorlatban kb. 100 mm-es rések találhatók. A 8 felszállócsőben sokkal nagyobb sebességű áramlás alakul ki, mint a csövön kivül. A nagyobb sebességű áramlással együtt jár a nyomáscsökkenés, ezért a 8 felszállócső külső és belső oldala között 55 nyomáskülönbség keletkezik, amely a 9 konfuzorsorozat közötti réseken át folyadékbeáramlást okoz. A 8 felszállócső felső szakaszának ilyen kialakítása azt kívánja előmozdítani, hogy a 8 felszállócső külső oldalán az áramlási holttér csökkenjen. 60 Lényegesen módosul a találmány szerint kialakított előrothasztó hidraulikai üzeme, ha a bedolgozás időszakának befejeztével elegendő mennyiségű gáz áll már rendelkezésre. Ekkor ugyanis az áramlási körülmények javítása, fokozása érdekében gázadagolás alkalmazásával mammutszivattyú- 65 -hatást hozhatunk létre. (Lásd 3. ábrát). A 3. ábrán a 8 felszállócsőnek a fenékhez közeli mintegy 3 m hosszú szakaszát tüntettük fel részletesebben. A medence tengelyében van a 6 folyadékbetápláló vezeték, a 7 fúvókaszerű toldattal. A 8 felszállócső köpenyének 16 kezdő 70 szakasza lényegesen nagyobb átmérőjű, mint a felső szakasza. A kettő közötti kapcsolatot a 17 konfuzor biztosítja. Az alsó nagyátmérőjű 16 szakasz további három csatornát tartalmaz, éspedig a 18 és 19 közbenső köpenyek által elhatárolva. Ezen 18 és 19 közbenső köpenygyűrűkhöz nagy nyílásszögű 20 és 75 21 kúppalást terelőfelületek csatlakoznak. A - példaként bemutatott - 13, 14 és 15 jelű gázbevezetések (3. ábra) teremtik meg a lehetőséget a gáz adagolására, s ezáltal a mammutszivattyú-hatás érvényesítéséhez. Megemlítjük, hogy a gázbevezetések befúvócsonkokkal vannak ellátva. A példaként megadott medenceméretek mellett az összesen mintegy 550 m'ó gázadagolás eredményeképpen a 8 felszállócső összes folyadékhozama mintegy 600-650 l/sec értékre nő, ami nemcsak a 8 felszállócsőben biztosít intenzív keveredést, hanem a medence teljes térfogatának jó kihasználását teszi lehetővé. Gáz adagolása mellett a 6 folyadékbetápláló vezetéken a bedolgozás időszakának 100 l/sec folyadékhozama helyett elégséges 50 l/sec folyadékhozamot biztosítani. Az intenzív keveredés nagymértékben függ az áramlás turbulenciájától, melyet az áramlás Reynolds-száma jellemez. A bedolgozás időszakában bevezetett 100 l/sec folyadékhozam esetén - gázadagolás nélkül - a legkisebb Reynolds-szám a medencében 6-7000. Az áramlás tehát biztosan turbulens, a keveredés biztosítva van az áramlás szempontjából. A bedolgozás utáni állapotban, amikor már a gázadagolás feltételei (kb. 550 m3 /ó) megvannak és 50 l/sec folyadékbetáplálást figyelembe véve, a legkisebb Reynolds-szám az áramlási térben mintegy 40-50 000. Ez intenzív keveredés lehetőségét biztosítja. Áttérve 4. ábránkra, amely a találmány szerinti medencealakkal kialakított utórothasztót (ülepítő, fázisszétválasztó) mutat, itt a csonkakúpok alapkörének magasságában elhelyezett 22 elosztógyűrűn keresztül - a példában 60 db csonkkal - kapja az utórothasztó az előrothasztókból a folyadékbetáplálást, míg a 23 folyadékelvonó a recirkulációs szivattyúkhoz a fenékről csatlakozik. A 24 fölös iszap elvezető a fölösiszap elvezetését, a 25 túlfolyó vezeték a viszonylagosan iszapmentes víz túlfolyását teszi lehetővé. SZA BAD ALMI IGÉN YPONTOK 1. Anaerob rothasztó (fermentor) vagy (ülepítő) fázisszétválasztó berendezés, amely medencéből és az ahhoz csatlakozóan elrendezett forrás(ok)ból, valamint nyelő(k)ből áll, azzal jellemezve, hogy körkeresztmetszetű, talpukkal szembefordított elrendezésű két 1 csonkakúpból (1,2) álló medencéje van, mely a két csonkakúp talpának csatlakozási helyénél és/vagy az alsó csonkakúp (1) alsó sarkánál kiékeléssel (3,4) van ellátva,jellemezve továbbá azzal, hogy: - rothasztóként (fermentorként) való kialakítás esetén a forrás felett egy nagyobb átmérőjű felszállócső (8) van, melynek felső része felfelé szűkülő, egymást követő, nyitott konfuzorok (9) sorozatából áll, míg a felszállócső (8) lefelé bővülő alsó, nagyátmérőjű kezdő köpenyszakaszában (16) egy vagy több közbenső köpenygyűrű (18, 19) útján két vagy több koncentrikus körcsatorna van kialakítva, mimellett a közbenső köpenygyűrű(k) (18, 19) egy-egy kifelé egyhén lejtő kúppalást-alakú terelőfelülettel (20, 21) van(nak) ellátva; - ülepítőként (fázisszétválasztóként) való kialakítás esetén a medencét alkotó két csonkakúp (1,2) találkozása környezetében folyadékbetápláló elosztógyűrű (22) helyezkedik el, amely betáplálócsonkokkal rendelkezik, az alsó csonkakúp (1) fenékrészénél pedig folyadékelvonó (23) és fölösiszapelvezető (24) található, mimellett a felső csonkakúp (2) folyadékfelszíni tartományában az iszapmentes víz számára túlfolyóvezeték (25) van elrendezve. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy rothasztóként (fermentorként) való kialakítás esetén a folyadékbetápláló cső (6) felfelé mutató fúvókaszerű toldattal (7) van ellátva. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a folyadékelvonáshoz a két csonkakúp (1,2) talpának csatlakozási helye környezetében elrendezett csőgyűrű (10), az alsó csonkakúp (1) alsó sarka környezetében elrendezett csőgyűrű (11) és a felszállócső (8) alsó vége közelében elrendezett csőgyűrű (12) szolgál, melyeken beszívócsonkok találhatók. 3
