Контактный аппарат для озонирования воды

(19) 111 А 1 ПИ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМ ии и 0 ЗОНИонст 2 расположенывиде сеток со50-603. Для отводы в верхнейы 1 расположен внутренней т 5 перегородо ободной площ ода озонированно асти наружной тр трубок 7, Контактный работает сл пп д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ ДЛЯРОВАНИЯ ВОДЫ(57) Изобретение относится к Изобретение относится к конструкциям контактных аппаратов для смешения газа с жидкостью, в частности для озонирования воды и сточных вод.Целью изобретения является повышение интенсивности процесса массо- передачи озона путем турбулизации потоков газа и жидкости и снижение капитальных затрат на изготовление контактного аппарата за счет уменьшения его габаритов.На Лиг.1 дан предлагаемый аппарат, общий вид; на Аиг.2 - узел 1 на фиг.1.Контактный аппарат содержит две концентрично расположенны" трубы - внешнюю 1 и внутреннюю 2. Во входную часть внутренней трубы 2 введены патрубок 3 для ввода сточной воды и трубы 4 для ввода озоновоздушной смеси. В верхней с сужением части 51)5 В О 1 Р 3/32 С 02 Р 1/ рукциям контактных аппаратов для смщения газа с жидкостью, в частност для озонирования воды и сточных вод.Изобретение позволяет снизить капитальные затраты на изготовление контактного аппарата за счет уменьшения габаритов и повысить интенсивность процесса массопередачи эа счеттурбулизации, Аппарат состоит иэдвух концентрических труб и трубыдля введения оэоновоэдушной смеси.Верхняя часть внутренней трубы выполнена с сужением и снабжена установленными внутри нее перегородкамив виде сеток со свободной площадью50-607.3 табл. 2 ил. ующим образом,Во входную часть внутренней трубы 2 поступают через патрубок 3 и трубы 4 сточная вода и озоновоэдушная смесь. При прохождении через перегородки 6 происходит интенсивное перемешивание и насыщение жидкости газом, Далее гаэожидкостный поток поступает в нижнюю часть внутренней трубы, где газовые пузырьки увлекаются вслед за потоком жидкос - ти. Скорость жидкости при этом около 0,30 м/с в основной трубе, Затем газожидкостная смесь поступает в межМаксимальная достигаемая (равновесная) концентрация озона в воде0,83 г/мз определяется в условиях,идеального перемешивания выходящейконцентрацией озона в газе 3 г/м,т.е. коэффициент растворимости озонас,=0,83/3=030, Данные табл.1 подтверждают, что оптимальное значениесвободной площади перегородок находится в пределах от 50 до 607Картина сохраняется при выборе скоростей газа и жидкости.П р и м е р 2. В верхней частивнутренней трубы установлены 3, 4,5, 6 перегородок со свободной площадью 55".,50 55 трубное пространство, где движется восходящим прямотоком, Во внутренней трубе 2 и межтрубном пространстве происходит дальнейшее растворение газа до выхода через выходной патру 5 бок 7.В результате интенсивной турбулиэации и большой поверхности контакта вода после прохождения через перего родки уже насьш 1 ена озоном, вследствие чего химические реакции ускоряются в жидкой фазе, в то время как в известной конструкции концентрация насыщения озона в воде достигается в зависимости от отношения фаэ и скорости воды лишь через 20-30 м, Длина коцтактного аппарата предлагаемой конструкции примерно в 10 раэ меньше длины аппарата известной коцструк ции и составляет 2-3 м. Перепад давления в аппарате предлагаемой конструкции определяется гидравлическим сопротивлением секционированного участка внутренней трубы и составляет 25 в зависимости от числа перегородок 0,05-0,2 ат (0,7-2,0 м В 0), а эксплуатационные затраты для смешения озоцовоздупцой смеси с водой 4- 6 квт ч/кг озона.П р и м е р 1. В верхней части внутренней трубы установлецы 4 перегородки свободной площадью 45, 50, 55, 60, 657.В табл1 представлено влияние свободной площади перегородок на гид 35 равлическое сопротивление секционированного участка и концентрацию озона в воде при объемной скорости воды 6,4 м/г, озоновоздушной смеси 072 м /г (Г 0,3 ц, =10 г/м, ГОз 3,=-=3 г/м )В табл.2 представлено влияние числа перегородок на концентрацию озона в воде при объемной скорости воды 6,4 м /ч, оэоцовоэдушной смеси 0,72 м/ч (ОД =10 г/м).При входящей концентрации озона 10 г/м максимально возможная концентрация озона в воде (концентрация насыщения) составляет 0,83 г/см . Из данных табл,2 следует что для полного насыщения воды озоном в верхнюю часть внутренней трубы достаточно установить не менее 4 и не более 5 перегородок, Картина сохраняется при выборе скоростей газа и жидкости.Предлагаемый коцтактный аппарат дешвле известных конструкций от 20 до 10 раз. Эксплуатационные расходы при его использовании в 6-7раз меньше по сравнению с аналогом,но в 2-4 выше по сравнению с прототипом.Ориентировочные капзатраты иэксплуатационные расходы различныхконтактных аппаратов представленыв табл, 3,При прохождении жидкости каксплошной фазы через отверстия в перегородках ее скорость значительно возрастает, в результате чеговозникает очень сильная турбулиэация. Газовые пузырьки, охваченнынисходящим потоком жидкости подвергаются непрерывному дроблению,что, в свою очередь, приводит к образованию непрерывно обновляющейсяповерхности контакта фаэ. Увеличивается объемный коэффициент массоотдачи озона в жидкости (,а. Обработка экспериментальных данных позволилавывести следующие зависимости длякоэффициента массоотдачи жа и гидравлического сопротивления (для однойперегородки).-01 05Й , Я Па,где Иж - скорость жидкости в отверстиях перегородки, м/сС/Ь - массовое отношение газа ижидкости, кг/кг;д - диаметр отверстий переЬгородки, и;Б - свободная площадь перегородки, доли д,5 1535564Иэ уравнений следует, что с увеличением скорости жидкости коэффициент массоотдачиа возрастает больше (в квадрате), чем гидравлическое сопротивление (в степени 1,2).5 С увеличением свободной площади перегородки коэффициент массоотдачи возрастает в степени 1,15. а гидравлическое сопротивление снижается в степени (-0,5). Ланное обстоятельство является обоснованием применения перегородок относительно большой свободной площади (50-607), Из уравнений следует также, что диаметр отверстий перегородки заметного влияния наа и 6 Р не оказывает. Таблица Свободная плоКонцентрация озонав воле,гlм Гилравлическое сопротивление, Па щаль перегоролок, 7. 0,62 0,83 0,83 0,83 0,75 45 50 55 60 65 0,23 1 О 0,2010 0,18 1 О 0,16 1 О 0,14 10 Таблица 2 Число Гидравлическое сопротивление, Па Концентрация оэона в воле, / перегородок формула изобретения0,59 0,82 0,83 0,83 3 4 5 6 0,14 10 0,1810 0,23 10 0,27 10 25 Таблица 3 Капитальныезатраты, руб. Эксплуатационныерасколы,квт ч/кг Аппарат 30 Предлагаемый 800Прототип 8000-10000Аналог 1600 4 - 6 1-326 - 28 Э 5 Контактный аппарат для озонирования воды, состоящий из двух концентрических труб и трубы дпя введенияоэоновоздушной смеси, расположеннойв центре входной части внутреннейтрубы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения интенсивностипроцесса массопередачи озона путемтурбулиэации потоков газа и жидкости и снижения капитальных затрат наизготовление за счет уменьшения габаритов, верхняя часть внутреннейтрубы выполнена с сужением и снабжена установленными внутри нее перегородками в виде сеток со свободной площадью 50-607,1535564 Вода дактор А.Лежи Коррек Лончаков Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 10 аказ 6НИИПИ Составитель А.СондорТехред М,Ходаиич Тираж 554 Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5