[其他]一種高效溶氣設備

無效

• 申請號: 87216598
• 申請日: 1987-12-15
• 公開（公告）號: CN87216598U
• 公開（公告）日: 1988-09-28
• 發明（設計）人: 崔連啟
• 申請（專利權）人: 蘭州化學工業公司化工研究院
• 主分類號: B01F1/00
• 分類號: B01F1/00;B01J10/00
• 代理公司: 中國石油化工總公司蘭州化學工業公司專利代理小組
• 代理人: 楊光

在許多生產工藝中需要將空氣（氧氣）溶解在水中，制備溶氣（氧）水。如在水凈化處理中常用加壓氣浮法，除去水中的懸浮固體或油類，其方法是：在一定壓力下使污水溶解足夠量的空氣，這種壓力水進入氣浮池后降至常壓，空氣的溶解度降低，過量的空氣以微氣泡的形式釋放出來，將懸浮物浮起。溶氣水的制備是在壓力溶氣罐中進行的。

該技術是一種傳質設備用于氣浮法凈水，氣浮法選礦；純氧生物流化床處理污水等化工或其它需要將難溶氣體全部溶解在水（或其它液體）中去的工藝過程。

氣浮法凈水中使用的壓力溶氣罐主要有這樣幾種類型：射流式、隔套式、循環式、填料式等。無論哪種型式都不可能使送入的壓縮空氣全部溶解（一般最大溶解率為90％）。為保證一定的溶氣效率，未溶氣體需放空。

上述各種類型溶氣罐在0.5～5.0分鐘接觸時間范圍內，空氣溶解的量均不能達到飽和，這樣為保證足夠的空氣釋放量就必須增加溶氣水的用量。

在純氧生物流化床工藝，要將氧氣溶解在污水中，由于氧氣價格較貴，因而需要效率更高的溶氣裝置。充氧器的型式主要有：曝氣錐、跌水曝氣器、U型管曝氣、多爾.奧列弗（Dorr.Oliyer）裝置。這些裝置的特點是：使氣泡分散得更細小，更密集以提供更大的氣液接觸面積，并設法延長氣液接觸時間。但曝氣錐、跌水曝氣器均不能使供給的氧氣全部溶解。

多爾.奧列弗（Dorr.Oliyer）裝置設置了未溶氧氣循環管，能將供應的氧氣全部溶解。雖然氧氣是自動循環的，但由于設備結構的缺陷，在一些情況下仍需用泵或文丘利迫使氣體循環。該裝置用穿孔板作為水的分布器，安裝許多喇叭口形的氣體循環管，結構較復雜。為保證50mg／L的溶解氧，操作壓力為0.35Mpa（絕壓）。

本發明提出的溶氣裝置如圖1所示。使用時垂直地面安裝。需要溶氣的水用泵通過進水管道（3）打入本溶氣裝置。新鮮空氣（氧氣）通過進氣管（1）從安裝在靠近泵出口位置的進水管道（3）內的微孔空氣擴散器（2）送入進水管。供給的新鮮空氣的量按水量的飽和溶解度計。也可以采用射流器將空氣抽入。空氣與水流相接觸，并在管道（3）內湍動流動，因而當水流進入本溶氣裝置前已溶解了一定量的氣體。這氣一水混合流進入溶氣裝置的中心管（5），中心管（5）是垂直于地面安裝的。水在中心管的流速比在進水管（3）內的流速減少，但水的流速仍大于氣泡上升的速度，因而氣泡只能隨水流向下，而不可能上升集聚。中心管（5）的頂端裝有另一個微孔空氣擴散器（4），未溶解的氣體經氣體循環管（13）通過微孔擴散器（4）釋放出來。由于設置了微孔擴散器（4），循環的氣體以細小氣泡的形式分散到水中。這與采用穿孔板、喉管，射流器……等利用水的高速流的剪切作用來破碎氣泡相比，可降低水流阻力，從而降低能耗。由于氣泡分散得好，中心管（5）的流速可以相對小些，這樣在保證接觸時間的前提下可降低溶氣裝置的高度。因此，中心管（5）的下部直徑擴大，水在這里的流速仍大于氣泡上升的速度。循環氣體從微孔擴散器釋放出來再次與水接觸，并溶于水中。循環的氣體的量是供給新鮮氣體量的10～30倍，中心管（5）的氣一水體積比可接觸1，這樣大的氣水比，并且氣體被分散成微小的氣泡，提供了極大的氣一液接觸面積，從而提高了傳質速率。由于實際需要溶解的氣體的量只是與水相接觸氣量的1／30～1／10，因而可以保證在較短時間內達到飽和。中心管是氣體溶解的主要區段，將其插入裝置底部，有利于傳質。從中心管（5）出來的氣一水混合流沿套管（7）的內環隙上升，在上升區（6）氣泡的上升速度大于水的上升速度，在這里氣體與水按接觸曝氣方式進一步溶解。然后水流沿套管的外環隙下跌，進行跌水曝氣。未溶解的氣體則在此分離出來，到集氣區（11）。由于集氣區（11）的壓力較微孔擴散器（4）處的壓力高，因而這些未溶氣體可以沿氣體循環管（13）上升，通過微孔擴散器（4）釋放，再與水接觸進行溶解。套管（7）的作用有四：①.建立了上流接觸曝氣區（6）和跌水曝氣區（8），這樣在保證接觸時間的情況下降低了設備的總高度，給水處理設備的配套性及工藝管道安裝帶來方便。②.由于建立了上流接觸曝氣區和下流跌水曝氣區（8），解決了氣泡夾帶問題。③.調整套管（7）的高度，可以控制溶氣裝置內的液面（14）的高低，從而控制循環氣體的量。④.由于套管（7）的設置保證了液面（14）與封蓋（12）之間有一定的距離，這樣就保證了未溶氣體自循環的穩定性。不用任何強迫措施，未溶氣體可以自動的穩定的進行循環。水流通過上述幾段氣一液接觸達到飽和，從溶氣裝置底側的排出口（10）排出。用于氣浮法凈水制備溶氣水時，此水可進入氣浮池；若用本裝置作生物流化床的充氧器，出水口可與生物流化床相連。