Способ аэрации жидкости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 16996 РЕСПУБ 19 3 О 1/00 Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИ костип еИзобретение эрации жидкости ано при флотаци алов, очистке с бластях. мых из заии стного способа являергетические затраобходимостью для ной аэрации воздуха,Ю ты об ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный заочный политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР М 111 083, кл. В 03 0 1/14, 1984.Авторское свидетельство СССР М 798051, кл, С 02 Р 3/02, 1981.(54) СПОСОБ АЭРАЦИИ ЖИДКОС ГИ (57) Изобретение относится к аэрации жидкости и может быть использовано при флотационном обогащении минералов, очистке сточных вод и в других областях, Цель -относится к способам и может быть использонном обогащении мине- очных вод и в других В обогащении полезных ископае вестны способы поверхностной а р ц жидкости струями.Устройство для аэрации жидкости содержит емкость, аэратор с трубопроводами для подвода к нему под избыточным давлением жидкости и газа и обеспечивает глубинную аэрацию жидкости с помощью свободно падающих на раздел газ-жидкость струй жидкости. Способ аэрации жидкости при флотии предусматривает подачу струи на иерхность раздела импульсами,снижение энергозатрат на аэрацию. Для осуществления способа в аэратор подается воздух и формируется поверхность газ - жидкость, на которую из насадков подаются струи жидкости. Струи жидкости и ред ва рительно насыщаются воздухом или газом в количестве от 10 до 50/, от объема жидко сти. Насыщение струй жидкости осуществляют под избыточным давлением воздуха или газа или при одновременном избыточном давлении воздуха или газа и разряжении, создаваемом в аэраторе при помощи вакуумного насоса, Предварительное насыщение струи жидкости воздухом или газом увеличивает их эжектирующую способность и как следствие способствует снижению энергозатрат на азрацию. 1 ил 2 табл, .Г Устроиство для аэрации жид р д ставляет струйный аэратор с аэрационным и регулировочным блоком.Недостатками известных решений являются значительные энергетические затраты, трудность регулирования коэффициента эжекции, отсутствие возможности увеличения коэффициентаэжекции в рациональной (1 - 1,5 ати) области избыточного давления, при котором подаются струи жидкости.Наиболее близким к предлагаемому является способ аэрации жидкости, при котором используют струю жидкости плоской формы, угол подачи струи на поверхность жидкости 20 - 75. высоту 30 - 50 см и давление 1-1,5 ати.Недостатками извется значительные знвызываемые нееспечения эффективи создание высоких скоростей струи увеличением давления жидкости.Целью изобретения является снижение энергозатрат на аэрирование за счет повышения эжектирующей способности струи. 5Указанная цель достигается введением в жидкость перед ее подачей в виде струи на поверхность раздела газ - жидкость газа (воздуха) в количестве 10 - 50 от ее объема под избыточным давлением или под дейст вием избыточного давления и вакуума, При этом расходе газа (воздуха) поверхность струи интенсивно турбулируется, за счет чего увеличивается захват воздуха ее неровностями при движении от насадки до 15 поверхности раздела газ - жидкость. Эжекция воздуха возрастает с повышением скорости и турбулентности струй. С помощью скоростной киносъемки установлено, что коэффициент эжекции К зависит от неров настей поверхности струйК=1,4 Г(я/г) +Ож25+2 (ег) 0,1,где Ог - объем эжекторного газа;Ож - объем жидкости;к- фактор поверхностной неровности;г - радиус струи в любой ее точке,При умеренных значениях неровностейповерхности струй (низкая турбулентность)значения К 2, для высокой турбулентностизначения К 2, 35Предлагаемый способ аэрации позволяет регулировать фактор поверхностной неровности г и соответственно изменятькоэффициент эжекции.Сопоставительный анализ с известным 40способом показывает, что предлагаемыйспособ аэрации отличается тем, что жидкость перед ее подачей в виде струй подвергается. предварительному газонасыщению.На чертеже показана схема для осуществления предлагаемого способа.На схеме. показаны насадка 1, патрубок2 для подачи газа (воздуха), патрубок 3 дляподачи жидкости, смеситель 4, струя 5, граница 6 раздела газ - жидкость, аэрированный объем жидкости 7,Жидкость под избыточным давлением (вслучае вакуумной аэрации жидкости поддействием атмосферного давления в случаекомбинированного аэрирования под действием избыточного давления и вакуума) поступает черезпатрубок 3 в смеситель 4, кудаподается воздух (газ) через патрубок 2, Через насадку 1 водогазовая смесь в виде турбулентной струи 5 падает на поверхностный слой жидкости. Струя при падении увлекаетвоздух из атмосферы в поверхностный слой6 и образует аэрированный объем жидкости7. Для создания вакуума насадка помещается в корпус 8, к которому подключается через патрубок 9 вакуум-насос.Результаты исследований по влияниюгазонасыщенности круглых струй жидкостина их эжекторную способность в условияхаэрирования при атмосферном давлении ив вакууме представлены в табл.1.Приведенные данные в табл.1 показывают, что наиболее рациональным соотношением водовоздушной среды являетсяинтервал 10 - 50 воздуха к подаваемомуобъему жидкости, в условиях которого коэффициент эжекции возрастает по сравнениюс условиями известного спвсоба в 2,5 - 4,0раза,Вследствие повышения коэффициентаэжекции в соответствующей мере снижаются энергозатраты на процесс аэрирования,Сравнительные данные энергозатратна аэрирование в условиях известного ипредлагаемого способов представлены втабл,2,Из данных табл,2 видно, что предварителБное газонасыщение жидкости перед ееподачей в насадки, формирующие струи, позволяет снизить удельные энергозатраты нааэрирование при переводе жидкости от избыточного давления к атмосферному на30 , а при переводе жидкости от атмосферного давления в вакуум - на 55 , Различияв удельных затратах на аэрирование приатмосферном давлении и в вакууме объясняются тем, что для аэрирования при атмосферном давлении требуется установканасоса для подачи жидкости под давлениеми установка компрессора для подачи газа(воздуха под тем же давлением. В случаевакуумного аэрирования реализация способа достигается работой только вакуума-насоса, обеспечивающего получениезаданного вакуума, при котором жидкость игаз (воздух) поступают в систему самотекомза счет создаваемого разряжения. В случаекомбинированного аэрирования удельныеэнергозатраты остаются на уровне вакуумного спосба аэрирования, так как при таком аэрировании требуется установканизконапорного насоса и воздуходувки,работа, которых требует дополнительныхэнергозатрат.Практическая реализация прелагаемогоспособа аэрации может быть осуществленаво флотационных машинах типа ФГ 1 6, 3 С(5), где применяются пневмогидравлические аэраторы. Использование предвари1699 б 16 Таблица 1 условия аэрированиг доходное Остаточноедавление, давление,Нпф НПа левад Сореркание газа в струе, 2 даюмнняПри атмосферном давлении (подача видкости от изг бытоцного к атмосферному давлению) 40 455,4 5,6 25 .30 .354;6 5,3 55, г 50 55 . 60т;г 6-,3 тд 20го2,9 02 5 102,1 3,35 От;Г 1,9 15 3,90,3 0,1 25 30 35З,ч З Г 3,Б 0,20 о,40 45 50 55 30 6037 О;1 15 г 5 Зо 355,3 5,4 5,7 40 455,7 5,5 67;г В вакууне (подача видкостиот атмосферного давленияв вакууме) о,ов 15 207;г ч,9 0,02 50 555,5 5,2 0,1 5 103;э Х;7 40 454 Т 39 603,7 5 1 О 15 50 55З,7 Ь,о,оз 0,07 20 25 30 353 539 4 2 4,1 0,1 0,02 0,13 0,15 40 Ь 50 55 ,7 9 7,6 74 607,0 Комбинированный способв вакууме подача инакости от избыточногодавления в вакуункц) 5 105;ч 7,7 15 207,9 0,0 25 30 35о,т 7 о 3;о 0,15 40 45ГО 0,9Г 60 7,2 0,03 5 10 15е;2 3; 7;Б 25 30 359,0 9,0 9,1 50 55 Г,7 У;5 0,15 209,0 чиаметр струи 4 нм длина полета струи 180 мм, угол наклона струи 45 ф,Ыа"Избыточное давление в опытах 0,05 НПа. Таблица 2 Способ аэрирования Коэффициент эжекцииУдельные энергозатраты на аэрирование,кВт ч/мз возд ха2,2 0,37 5,6 0,32 (707 э)0,077 (45 ) 00845,7 9,1В скобках указан процент от известного способа. тельного газонасыщения обеспечит снижение энергозатрат за счет возможности ведения процесса при более низком давлении жидкости, снижения разжижения процесса и уменьшение расхода жидкости, повыше ние степени аэрации жидкости и соответственно повышение производительности флотомашины и улучшение технологических показателей процесса.10Формула изобретенияСпособ аэрации жидкости, включающий подачу в аэратор воздуха и жидкости,ИзвестныйПредлагаемый:при атмосферном давленииподача жидкостиот избыточного давления к атмосферному)в вакууме (подача жидкости от атмосферногодавления в вакууме)комбинированный способ в вакууме (подачажи кости от избыточного веления в вак м формирование поверхности газ - жидкость, подачу струй жидкости на поверхность раздела газ - жидкость, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на аэрацию за счет повышения эжектирующей способности струй, струи жидкости насыщаЮт ВОЗдуХОМ ИЛИ ГаЗОМ В КОЛИЧЕСТВЕ ) 0-50 огз, от объема жидкости, при этом насыщение струй жидкости осуществляют под избыточным давлением воздуха или газа или под одновременным действием разряжения, создаваемого в аэраторе, и избыточного дав.ления воздуха или газа,/о Жадкопп Составитель В.Морозовэктор Н.Рогулич Техред У.Моргентал Коррек Кундр Заказ 4422 Ти ВНИИПИ Государственног 113035, ооо оо о о о1оо ооо оо оооооооо о оо оо оо ж Подписноеомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР осква, Ж, Раушская наб 4/5