JPS5922580B2 - インゼクタ−および液体のガス処理におけるその使用 - Google Patents

インゼクタ−および液体のガス処理におけるその使用

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JPS5922580B2
JPS5922580B2 JP52089898A JP8989877A JPS5922580B2 JP S5922580 B2 JPS5922580 B2 JP S5922580B2 JP 52089898 A JP52089898 A JP 52089898A JP 8989877 A JP8989877 A JP 8989877A JP S5922580 B2 JPS5922580 B2 JP S5922580B2
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Description

【発明の詳細な説明】 なかでもガス−液体系における物質移動を増強するため
、2成分ノズル、たとえばイソセクター、エゼクター排
出ノズルおよびペンチユリノズルなどを使用する。
これらの装置のすべてにおいて、液体ジェット(以後推
進ジェットと呼ぶ)の運動エネルギーを使用して処理ガ
スをできるだけ微細なあわに分散する。このような装置
はバルブ塔におけるガス分配器として、とくに生物学的
廃水または発酵プラントに酸素含有ガスを供給するため
にひんばんに使用されるようになつた(ドイツ国公開明
細書2、400、416、2、404、289、2、4
08、064、2、410、574、2、516、37
1および2、458、449参照)。2成分ノズルを小
さい直径(推進ジェットノズルの直径≦10m7!L
)をもつものから大きい直径(推進ジェットノズルの直
径≧10n)をもつものに変えると、生成するガス一液
体界面に関するかなり低い効率という欠点を考慮しなけ
ればならず、これはたとえば得られる低い比酸素吸収(
KgO2/KWh)において認めることができる。
この状態は推進ジニットの周辺部がその中心よりガス分
散物をより多く含むという事実に関係する。推進ジニッ
トの直径が増加するにつれて、ジニットの横断面積は少
しづつその2剰で増加し、一方その周囲は直線的に増加
するだけであるので、推進ジニット処理物の運動エネル
ギーが2成分ノズルにおいてガスの分散に使用される比
率はだんだん小さくなる(M.L.JacksOnAI
ChEJ.lO(1964)6.846/842、M.
L.JacksOnおよびW.D.COllin,I&
ECPrO一CessDesignandDevelO
p3(1964)4、386/398)。本発明の目的
は、推進ジニットノズルの直径が増加するときでさえ生
成するガス一液体界面に関する効率を維持する新規なイ
ンセクターを設計することである。
したがつて、本発明は、推進ジニットの運動エネルギー
が高い効率で利用されて入口の円形横断面をもつ混合室
内で非常に微細なあわを形成するため、ガス一液体系に
おける物質移動を増強するのにとくに適し、混合室が出
口の横断面がスリツトの形状になるように設計されてい
ることを特徴とするインセクターに関する。
また、本発明は、推進ジニットのエネルギーを非常に微
細なガスのあわを形成するという単一目的で利用される
ようにガスと液体とを接触させることによつてガス一液
体系における物質移動を増強する方法に関する。
この方法は、スリツトの形状の出口をもつ少なくとも1
つの混合室内で約5〜30m/秒の推進ジニット速度に
おいて推進ジニットの液体とガスとを緊密に接触させ、
ここでガス処理量(イN/時)対推進ジニット処理量(
イ/時)の比は約1〜20、好ましくは約5〜10であ
ることを特徴とする。液体とガスとの間の大きい界面を
生成するためには、ガスを非常に微細なガスのあわの形
で分散させること、そしてガス一液体分散物が取り囲む
液体中にきわめて急速に混合され、その結果ガスのあわ
の合着をできるだけ防止することを確保することが必要
である。
本発明は、これらの2つの目的を、インセクターの混合
室をそれが好ましくは円形もしくは卵形の入口からスリ
ツトの形状の出口へ変化するように設計することによつ
て達成する。
本発明によれば、この設計は混合室の境界層に沿つたせ
ん断応力の割合を連続的に高め、そして非常に微細なあ
わの生成に好都合な効果をもつ。
本発明によれば、混合室はスリツトの形状の出口をもつ
ため、平たんなベルトの形のガス一液体分散物が発射さ
れる。この種のガス一液体ジニットは従来の円形ジニッ
トよりも取り囲む液体中にいつそう容易に分散され、そ
してこれはガスのあわが合着する傾向を減少させる。こ
のインセクターの混合室の設計の利点は、本発明によれ
ば、低い効率の大型インセクターの前述の欠点を事実上
排除できることにある。
本発明を添付図面についてさらに説明する。
第1図は、本発明によるインセクターの推奨する設計を
示し、部分的に切欠いてインセクターの内部を示す。こ
の図面において、数字は次の意味をもつ:1.推進ジニ
ットノズル 2.混合室 3.混合室入口(円形の横断面) 4.混合室出口(スリツトの形状の横断面)5.ガス入
口6.液体入口 このインセクターは推進ジニットノズル1と混合室2と
を含む。
推進ジニットノズルは5〜10の開口角をもち不安定か
つ荒い表面の液体ジニットを生成する。推進ジニットの
他の推奨する設計は、たとえばノズル出口が卵形または
スリツトの形であつて液体ジニットと混合室との間をよ
りよく一致させるような設計である。推進ジニットノズ
ルのスロート直径dで表わすと、混合室は推進ジニット
ノズルから約1〜3dの距離で始まり、そして推奨する
混合室の設計は次の寸法をもつ:円形の混合室出口の直
径:約3d;混合室の長さ;約5〜20d1好ましくは
約10〜15d;混合室の出口におけるスリツトの高さ
(すなわち、最小直径):約D。
円形または卵形のいずれでもない入口をもつ混合室を使
用する場合、この点におけるその横断面積は推進ジエツ
トスロートの横断面積の約5〜25倍、好ましくは約1
0倍であるべきである。
この場合横断面の最大直径対最小直径の比は約1:1〜
3:1、好ましくは約1:1〜2:1である。混合室の
出口における横断面積は推進ジエツトスロートの横断面
積の約5〜25倍、好ましくは約8〜12倍である。混
合室の出口の横断面積も好ましくは入口の横断面積と少
なくとも同じ大きさである。出口において最大直径対最
小直径の比は約5:1〜20:1、好ましくは約5:1
〜10:1である。混合室内の液体ジニットの曲りくね
りは防止すべきである。混合室が本発明による形状をも
つインセクターの効率を、種々の型のインセクターで得
られた結果といつしよに、第2図に示す。
これらの型のインセクターは同一条件下でガス分配器と
して直径0.60m1液体高さ1.80mのバブル塔中
で試験した。同一の推進ジニットノズルを使用するが、
異なる混合室をもつ3種類のインセクターをお互いに比
較した。ノズルのスロート直径は10龍であり、開口角
は7ズであつた。混合室の長さは常に14dであり、そ
して円形入口の直径は3dであつた。推進ジニットの速
度はすべての測定において一定であり、ノズルスロート
において14.2m/秒であつた。インセクターA型の
場合において、混合室は出口直径2dをもち円すい形に
先細になつていた。
本発明によるインセクターB型において、混合室の横断
面は円形(入口)からスリツトの形状の(出口)の横断
面に連続的に移行し、出口の横断面は高さが1dであり
、その面積はA型のそれに等しかつた。高度に推奨され
るインセクターC型に対しては、混合室の横断面の形は
インセクターB型の場合におけるように連続的に変形し
ているので、スリツトは出口で1dの高さをもつが、一
定の横断面の管を平らにするかわりに円すい形の管をス
リツトに先細にし、その結果平らにしたのち断面積は混
合室の全長0こわたつて一定にとどまつていた。インセ
クターの効率を決定するためインセクターをバブル塔中
でガス分配器として使用して測定を行う場合、液体中の
ガスの保持量と両方の処理物の圧力低下を、一定の液体
高さにおいて、方法のパラメーター値、標準ガスおよび
液体の処理量を変化させて、測定する。
圧力低下から、ガスを圧縮しかつ推進液体ジニットを生
成する正味の動力が決定される。さて、ガスの保持量V
9は動力の合計ΣPに関係し、そして試験したインセク
ターの効率についての式が得られ、これはもちろん両方
の方法のパラメーターの比の関数である。第2図は、試
験した3種の型のインセクターAlBおよびCについて
の効率の相関関係を示す。この図において、2つの方法
のパラメーター、すなわち標準ガスの処理量(M3N/
時)および液体の処理量(M3/時)の比をヨコ座標に
プロツトし、そして単位動力(ワツト)あたりのガス保
持量の標準M3で表わしたガス一液体接触の効率をタテ
座標にプロツトする。第2図かられかるように、インセ
クターB型はA型インセクターよりもその最適状態にお
いて約20%効率がよく、ここで両者の設計は同じ入口
と出口の横断面積をもち、インセクターB型において混
合室のハウジングはスリツトの高さがわずかにdである
のでより大きい角.度で収束し、これに対しインセクタ
ーA型における円形出口は2dの直径をもつ。
インセクターC型をB型と比較すると、最適状態におい
て約30%の効率の増加が達成される。
両者の型において、混合室のハウジングは同じ角度で収
束するが、C型はB型よりガスの圧力圓下がより小さい
。なぜなら横断面積は混合室の全長にわたつて一定にと
どまるからである。インセクターC型の特定の利点は、
その効率が比QN/qに実際上独立であるということで
ある。
その効率が方法のパラメーターに実際上独立であるイン
セクターは、その効率が方法のパラメーターに強く依存
するインセクターよりも、方法の条件の変化によりよく
適する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるインセクターの部分断面側面図
であり、そして第2図は、3つの異なる型のインセクタ
ーの効率の相関関係であり、ここで単位動力(ワツト)
あたりのガス保持量の標準M3Nで表わされたガス一液
体接触の効率が両者の方法のパラメーターの比に対して
プロツトされている。 1・・・・・・推進ジニットノズル、2・・・・・・混
合室、3・・・・・・混合室入口、4・・・・・・混合
室出口、5・・・・・・ガス入口、6・・・・・・液体
入口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガス入口と、液体入口と、該入口と連絡しかつ入口
    と出口を有する混合室とからなるガスを液体中に分散さ
    せるインゼクターにおいて、該混合室の入口は横断面が
    実質的に円形でありそして出口は実質的にスリットを形
    成しており、これによつて推進の運動エネルギーは高い
    効率で利用されて非常に微細なガスのあわを生成するこ
    とを特徴とするインゼクター。 2 混合室の出口における横断面積は液体ノズルストロ
    ーの断面積の約5〜25倍である特許請求の範囲第1項
    記載のインゼクター。 3 混合室の出口の横断面積はその入口の横断面積と高
    々ほぼ同じ大きさである特許請求の範囲第1項記載のイ
    ンゼクター。 4 液体ノズルはスロート直径dをもち、この直径はそ
    の排出口に向かつて約5〜10°の角度で広がつており
    、混合室はノズルの端から約1〜3dの距離においては
    じまつており、混合室の入口は直径約3dの円形であり
    、混合室は約5d〜20dの長さをもち、そしてスリッ
    トの高さは約dである特許請求の範囲第2項記載のイン
    ゼクター。 5 推進ジェットのエネルギーを利用してガスと液体と
    を接触させて非常に微細なガスのあわを生成させること
    によつてガス−液体系における物質移動を増強する方法
    において、下流にスリットの形状の出口の横断面をもつ
    少なくとも1つの混合室内の推進ジェットノズルを去つ
    たのち推進ジェットをガスと5〜30m/秒の速度で緊
    密接触させ、ここでガス処理量(m^3_N/時)対推
    進ジェット処理量(m^3/時)の比は約1:1〜約2
    0:1であることを特徴とする方法。 6 ガス−液体系は液体流出物をガス処理するための系
    である特許請求の範囲第5項記載の方法。 7 ガス−液体系は発酵のための系である特許請求の範
    囲第5項記載の方法。 8 ガス処理量対推進ジェット処理量の比は約1〜20
    )好ましくは5〜10である特許請求の範囲第6項記載
    の方法。
JP52089898A 1976-07-31 1977-07-28 インゼクタ−および液体のガス処理におけるその使用 Expired JPS5922580B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE000P26344945 1976-07-31
DE2634494A DE2634494C2 (de) 1976-07-31 1976-07-31 Neue Injektoren zur Flüssigkeitsbegasung

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Publication Number Publication Date
JPS5318009A JPS5318009A (en) 1978-02-18
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JP (1) JPS5922580B2 (ja)
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AU (1) AU510375B2 (ja)
BE (1) BE857291A (ja)
CA (1) CA1088681A (ja)
CH (1) CH627092A5 (ja)
DE (1) DE2634494C2 (ja)
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GB (1) GB1572950A (ja)
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