198657. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gáznemű anyagnak folyadékba való oldására
7 HU 198657 B 8 dott 2 gáz koncentrációja gyorsan növekszik a folyadékban i ez pedig hamar lelassítja az abszorpciós sebességet az 5 keverótérben, amely éppen ezért nem túl hosszú. Az 5 keverötérból nagysebességű gáznemű anyag-folyadék elegy lép ki, amely a berendezést körülvevő 10 folyadéktérből a 7.1 résen át a friss 8.1 folyadékáramot magával ragadja a 6.1 vezetőtérbe. A nagysebességű elegy és a lassú beszivott 8.1 folyadékáram egymással történő keveredése a buborékok aprózódását, Így a gáz-folyadék határfelület megnövekedését okozza, valamint az 1 tépsugérban lévő telítettséghez közeli folyadék higitása révén megnöveli a koncentrációkülönbséget is. A turbulencia intenzitása ugyan csökken, de a három meghatározott tényező együttes hatására az abszorpciós sebesség megnövekszik, további gáznemü anyag beoldódását téve lehetővé a folyadékba. A 6.1 vezetőtérben előrehaladva az ott lévő folyadékba beoldott gáznemű anyag koncentrációja növekszik, igy fokozatosan csökken a koncentrációkülönbség és ezáltal az abszorpciós sebesség. A következő 6.2 vezetőtérbe belépő elegy a 7.2 résen ét friss 8.2 folyadékáramot ragad magával és ugyanaz a folyamat játszódik le, mint az előző 6.1 vezetőtérben. Innen kilépve az elegy a 7.3 résen keresztül a friss 8.3 folyadékáramot ragadja magával és a 9 terelőtérbe jut. Itt a turbulencia intenzitása olyan kicsi, hogy további csökkenése érán már nem növelhető a koncentrációkülönbség kellő mértékben és igy az abszorpciós sebesség sem. Ezért a 9 terelóteret elhagyva az elegy a berendezést körülvevő 10 folyadéktérbe lép ki. A gézbuborékok a 11 buborékoszlopban emelkednek a folyadékfelszln felé. A 9 terelötér kilépő keresztmetszetének kialakítása egyrészt a kilépő elegynek a berendezést körülvevő 10 folyadéktérben való kedvező elkeveredését teszi lehetővé, másrészt a gézbuborékok eloszlatásával mérsékli a mammut-hatás következtében fellépő folyadékfeláramlást, igy a gázbuborékok tartózkodási ideje a folyadékban továbbra is kedvezően alakul, elősegítve a buborékoszlopban a folytatólagos, hatásos gázbeoldódást. A 2. ábrán vázolt 3 folyadékfúvóka alkalmazása esetén a 6.1 vezetőtérbe bejutó 8.1 folyadékáram perdületet kap, a megfelelő turbulenciát részben ez a perdület biztosítja. Ezért csökkenhet az áramlási sebesség tengelyirányú komponense, minek révén rövidebb vezető- és terelőterekkel valósítható meg hatékony gázbeoldás. A találmány szerint berendezéssel végzett mérések körülményei a következők voltak. A folyadék viz, a gáznemű anyag levegő, a beoldandó gáz oxigén volt. A berendezés az 1. ábrán ábrázolthoz hasonló kialakítású, két vezetőtérrel, a másodikhoz közvetlenül csatlakozó terelötérrel. A keverő- és vezetőterek, valamint a terelőtér belépő keresztmetszetének alakja kör, a terelőtér kilépő keresztmetszete vízszintes elrendezésű, erősen elnyújtott téglalap alakú. Az átmérők aránya a folyadékfúvóka átmérőjéhez viszonyítva a következő tartományban változott. Zárójelben az előnyösnek bizonyult értékeket tüntettük fel. ' ■ keverótér 1,5-3 2, ,3-2,8) (előnyösen 1. vezetőtér 6-10 6-7,5) (előnyösen 2. vezetőtér és csatlakoztató terelötér 8-14 10-12) (előnyösen A terelőtér kilépő keresztmetszete megegyezett a belépő keresztmetszettel, a hoSzszabbik oldal 10-15-szöröse volt a róvidebb oldalnak. Az egyes elemek hossza a folyadékfúvóka átmérőjéhez viszonyítva a következők szerint alakult. keverótér 3-5 (előnyösen 4-5) 1, vezetőtér 35-60 (előnyösen 35-40) 2. vezetőtér és csatlakozó keverótér 30-40 (előnyösen 30-35) A tápsugár a folyadékfúvókából 10- -20 m/s közötti sebességgel lépett ki (kedvező volt a 12-15 m/s sebességtartomány). A levegő Nm3/h-ban mért mennyisége 2-7-szerese volt a folyadékfúvókán keresztüláramló viz m3/h-ban mért mennyiségének (előnyösnek bizonyult a 3-5-szörös érték). A méréseket 3 m vízmélység mellett végeztük a megadott tartományban. Kedvező energetikai hatékonyságot a zárójelben megadott tartományokban értünk el. A mérések szerint a vízbe beoldódott teljes oxigénmennyiség 40-55%-a a berendezésen belül oldódott be, A kedvező buborékeloszlás miatt - bár a berendezésből kikerülő levegő oxigénben mér szegényedett - a buborékoszlopban történő oxigénbeoldódás 70-80%-a annak az értéknek, ami finombuborékos rendszernél azonos mennyiségű, de normál oxigéntartalmú levegőből oldódik be. A mérések szerint a fentiekben ismertetett berendezéssel a megadott körülmények között igen kedvező 2,1-2,6 kg02/kWh energetikai hatékonyság érhető el. (Az energetikai hatékonyságot egyebek között a szállítógépek hatásfoka, a medence alakja és a hőmérsékletviszonyok is befolyásolják.) x A találmány szerinti megoldásnak a következő főbb előnyei vannak: 1. A gáznemü anyag jelentős hányada már a berendezésen belül beolciódik a folyadékba. 2. A berendezést elhagyó kisméretű buborékokból - a találmány szerinti megfelelő eloszlatással - a finombuborékos rendszerekhez hasonló mértékben oldódik gáznemű anyag a folyadékba. 3. A gáznemű anyag abszorpciója még kis 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
