173836. lajstromszámú szabadalom • Berendezés gáznak folyadékba történő betáplálására főként a gáznak a folyadékba való beoldása és/vagy más gáznak a folyadékból való kiűzése céljából
3 173816 4 szelvényszűkületben megnövekedő folyadéksebesség következtében kialakuló vákuumhatás kihasználásával a szelvényszűkületnél vezetik be ismételten pontszerűen a beoldandó gázokat. Ezen megoldásoknál a fentiekben említetteken kívül további hátrányként jelentkezik a folyadék továbbszállításához szükséges többletenergia-igény is. A találmány feladata, hogy olyan berendezéseket szolgáltasson, amelyek a gáz folyadékba történő beoldására és más gázoknak a folyadékokból való kiűzésére szolgáló jelenleg ismert megoldások előnyeit maradéktalanul megtartják, azonban kiküszöbölik azok hátrányait, s mind a beoldás és kiűzés hatásfokát, mind pedig a gazdaságossági követelményeket tekintve optimális megoldást szolgáltatnak. A találmány egyrészt azon a felismerésen alapul, hogy amennyiben a buborékok formájában történő gázbetáplálást nagy felületen hajtjuk végre olyan helyeken, ahol a folyadékot turbulens mozgásba hozzuk, a gázbetáplálás intenzitása nagymértékben növekszik. Másrészt az a felismerés a találmány alapja, hogy ha a folyadékfelszínt többször egymás után különféle módokon megnövelve hozzuk a betáplálandó gázzal érintkezésbe, a beoldódás, illetve gázcsere hatékonysága lényegesen fokozódik. E felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan berendezéssel oldottuk meg, amelynek folyadékbevezető és -kivezetőnyílással rendelkező, a folyadék és a gáz keveredését lehetővé tevő kamrája van, és amelynek az a lényege, hogy a kamra belső terével gázdiszpergáló szerkezeten, előnyösen gázátbocsátó porózus anyag-rétegen át kapcsolatban álló gázbetápláló cellái vannak, amelyek a kamra fenéklapjának tartományában, az áramlásirányt tekintve egymás után távközzel vannak elrendezve, és legalább egy, előnyösen valamennyi gázbetápláló cella környezetében turbulenciát előidéző szerkezet, célszerűen a cella előtt annak porózus anyag-rétege fölé nyúló, az áramlásirányra keresztirányú lap van elhelyezve. A találmány tárgyát képezi továbbá az a berendezés, amelynek a folyadék és az abba beoldandó gáz érintkeztetésére, és a beoldott gázt tartalmazó folyadék felfogására szolgáló medencéje van, és amelynek az a lényege, hogy a medencének az üzemi folyadékszint feletti részében elhelyezett perforált falú vályúja, valamint a folyadéknak a vályúba juttatására és lényegében egyenletes elosztására szolgáló elosztócsöve van, amelynek falazatában folyadék kibocsátó nyílás vagy nyílások, előnyösen a cső tetején annak lényegében teljes hosszában húzódó folytonos rés van kialakítva, mimellett az elosztócsőnek a folyadék bebo&átó végével ellentétes vége teljesen, vagy legalább részben le van zárva. Egy előnyös találmányi ismérv szerint a vályú alatt, az üzemi folyadékszint felett elhelyezett, célszerűen vízszintes ütköztetőlemeze vagy lemezei vannak, amely/ek/ környezetében, előnyösen lényegében azonos síkban szitaszövet vagy hasonló húzódik. Végül a találmány tárgyát képezi az a berendezés is, amelynek a folyadék és az abba be oldandó gáz érintkeztetésére szolgáló kamrája, valamint a beoldott gázt tartalmazó folyadék felfogására szolgáló edénye vagy hasonló eszköze van, és amelyre az jellemző, hogy felmenő, a kamrába, előnyösen annak felső részébe torkolló, lényegében függőleges bevezetőcsöve, annak nyitott, lényegében vízszintes síkban elhelyezkedő kilépési vége közelében, ez alatt, a cső körül elrendezett felső gyűrűje, valamint e gyűrű alatt távközzel ugyancsak a cső körül elrendezett legalább egy további alsó gyűrűje van, amely alatt felfogóedény van elrendezve, a felfogóedény és a legalsó gyűrű közé pedig az ez utóbbi által kitérített folyadékszálak útjában elrendezett, és a folyadékot a felfogóedénybe terelő ütköztetőperem van elhelyezve. A találmányokhoz számos olyan előnyös, újszerű többlethatás fűződik, amilyenekkel a jelenleg ismert hasonló célú megoldások nem rendelkeznek. A turbulenciával kombinált buborékoltatásos betáplálású megoldásnál a porózus rétegen áthatoló igen apró buborékok és a turbulencia együttes hatása igen nagy hatásfokú gázbetáplálást /beoldódást/ eredményez, amit fokoz az egymástól távközzel kialakított több betáplálási hely. Előnyt jelent a csőszerű kamra négyszögkeresztmetszetű kialakítása, amelyben a gázbetáplálás teljes keresztmetszetben egyenletes elosztásban történik, így „holt terek” — mint korábban általában alkalmazott körkeresztmetszetű kamráknál vagy csővezetékeknél - nincsenek. Előnyös továbbá magának a kamrának az alkalmazása is — elsősorban a csővezetékbe egy ponton történő betáplálással dolgozó megoldásokkal összevetve — mivel a kamrakeresztmetszet többszörösen meghaladja a folyadékszállító cső keresztmetszetét, így abban az áramlási sebesség csökken, ami hosszabb tartózkodási időt jelent. Mindezen tényezőkből következik, hogy a szokásosnál lényegesen kevesebb gázra (levegőre) van szükség, tehát nagymértékű energiamegtakarítas jelentkezik. A folyadékfelszín növelésén alapuló megoldásaink előnye, hogy több egymást követő fázisban (ütköztetés-folyadékfilm-porlasztás-szálakra bontás-porlasztás) minimális nyomáson igen nagy intenzitással történik a gáz bevitele a folyadékba, aminek eredményeként pl. a vízbe levegő bevitele útján gépi szellőztetés nélkül, természetes ventillációval magas metángáztartalom is kiválasztható. A természetes ventilláció nemcsak a gépi szellőztető berendezések beruházási költségeit teszi feleslegessé (metán kiválasztása esetén ezeknek robbanásbiztos kivitelűeknek kell lenniök), hanem a levegő csírátlanításának szükségességét is kiküszöböli, ami újabb megtakarítást jelent. Mindezen tényezők eredményeként a találmány szerinti berendezések beruházási és üzemeltetési költsége alacsony, karbantartási költsége minimális, hatásfoka pedig igen nagy- Végül előnyös tényező, hogy a vízművek esetében a gázmentesítéshez (pl. metánmentesítéshez) az egyébként is meglévő műtárgyak kis átalakítással felhasználhatók. A találmányokat a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen, amelyek a beren5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
