DE10205062A1 - Anordnung und Verfahren zum Abscheiden von Gas aus strömenden Flüssigkeiten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Zerlegen von Gas enthaltenden Flüssigkeiten, die im Rahmen der Prozessindustrie bzw. eines Verarbeitungsprozesses verarbeitet werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Abscheidung mitgeführten Gases, speziell Luft (9), oder zu dessen teilweiser Entfernung aus einer Flüssigkeitsströmung (7), eine Flüssigkeitsströmungsführung bzw. eine Flüssigkeitsströmungs-Führungseinrichtung (2) umfasst, die im Wesentlichen in der Nähe des unteren Endes eines Einlassrohres (1) angepasst ist, welches die Gas enthaltende Flüssigkeit in einen Behälter auslässt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Abscheiden von Gas aus strömenden Flüssigkeiten, die im Rahmen der Prozessindustrie bzw. eines industriellen Verarbeitungsprozesses verarbeitet werden.

Gase wie zum Beispiel Luft, die in Flüssigkeiten mitgeführt werden, die im Rahmen der Pro­ zessindustrie bzw. eines Verarbeitungsprozesses verarbeitet werden, sind oftmals problema­ tisch. Die Komplikationen treten meistens beim Pumpen oder bei Messungen an den Flüssig­ keiten auf. Gas, insbesondere Luft, das in ergiebigen Mengen zusammen mit Flüssigkeiten befördert wird, verkompliziert Messungen an Flüssigkeiten, wodurch typischerweise die Er­ fassungsresultate ungenau und unzuverlässig werden. Da Luft ebenfalls andere Prozesskom­ plikationen mit sich bringt, wie zum Beispiel mikrobiologisches Wachstum, ist es darüber hinaus noch äußerst vorteilhaft, mitgeführte Luft abzuscheiden.

Herkömmlicherweise ist eine Gasabscheidung aus Strömungen mit geringfügiger Volumen­ rate dadurch durchgeführt worden, dass das Ende eines Rohres unter eine Wasseroberfläche geführt wurde. Der Zweck des unter Wasser eingetauchten Haltens des Rohres liegt darin, eine Wasserfalle am Auslass des Rohres auszubilden. Jedoch entsteht ein Problem bei hohen Strömungsraten dadurch, dass Wasser die Luft als Blasen zusammen mit seiner Strömung transportieren kann, wodurch der Schwerkraftauftrieb der Blasen diesen keine ausreichende Geschwindigkeit nach oben aufgibt, um sie schnell genug gegen die Strömung zu bewegen, um die nach unten gerichtete Geschwindigkeit der Wasserströmung zu überwinden.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Bereitstellung einer Anordnung, die dazu in der Lage ist, die oben beschriebenen Probleme zu überwinden. Es ist eine spezielle Aufgabe der Erfindung, sowohl eine Einrichtung als auch ein Verfahren zum Abscheiden von Gas aus ei­ ner Flüssigkeit bereitzustellen. Die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung sind in den beiliegenden Ansprüchen offenbart, welche eine neue Anordnung zum Abscheiden von Gasen aus einer Flüssigkeit, die in der Prozessindustrie bzw. bei einer industriellen Verarbeitung verarbeitet wird, beschreiben.

Spezieller ist die Anordnung zum Zerlegen von Gas enthaltenden Flüssigkeiten, speziell zum Abscheiden von Luft aus diesen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Flüssigkeits- Strömungsführung bzw. Flüssigkeits-Strömungsführungseinrichtung aufweist, die an das un­ tere Ende des Einlassrohres angepasst ist, welches Gas enthaltende Flüssigkeit in einen Be­ hälter auslässt.

Im Folgenden wird die Erfindung detaillierter unter Zuhilfenahme einer Beispiels- Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Strömungsführungseinrichtung gemäß der Erfindung zum Abscheiden von Gas aus der Strömung von Gas enthaltenden Flüssigkeiten, die in einer Pro­ zessindustrie bzw. einer industriellen Verarbeitung verarbeitet werden;

Fig. 2 eine Ausführungsform einer Flüssigkeitsströmungs-Messanordnung gemäß der Erfindung; und

Fig. 3 eine Ausführungsform eines Flüssigkeitsströmungs-Aufnahmebehälters gemäß der Erfindung.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist eine Führung bzw. Führungseinrichtung 2 für eine Flüssig­ keitsströmung 7 im Wesentlichen am unteren Ende eines Einlassrohres 1 befestigt, das Gas enthaltende Flüssigkeit in einen Behälter auslässt. Die Höhenposition der Strömungsführung bzw. Strömungsführungseinrichtung 2 in vertikaler Richtung ist mit Hilfe der Befestigungs­ einrichtung 13 einstellbar, um die Abscheidungseffizienz bzw. den Abscheidungsgrad zu op­ timieren. Abhängig von dem Typ der Flüssigkeit, die im Prozess verarbeitet wird, kann die Form der Strömungsführung 2 im Wesentlichen flach, nach oben konkav oder nach unten konvex ausgebildet werden. Vorteilhafterweise ist der Boden bzw. das Unterteil der Strö­ mungsführung 2 konkav ausgebildet, so dass seine Kanten nach oben zur Flüssigkeits- Niveauoberfläche hin gebogen sind. Präziser ist die Strömungsführung 2 aus einem Metall­ blech, einer perforierten Platte oder einem Flachmaterial hergestellt, das eine gewünschte Kontur hat, wie zum Beispiel eine wellenförmige Platte. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Strömungsführung 2 vorteilhafterweise an Trägerstangen 10 oder ähnlichen Elementen ange­ ordnet, welche die Strömungsführung im Wesentlichen in einen Abstand, vom unteren Ende des Einlassrohres 1 verschieben. Die Form und das Material der Strömungsführung können wie notwendig variiert werden. Die optimalen Abmessungen der Strömungsführung werden durch verschiedene Konstruktionsfaktoren bestimmt, wie zum Beispiel die Art des Fluids, das im Prozess strömt, die Viskosität, die Temperatur, die Gas/Luft-Konzentration 9 und die Ge­ schwindigkeit der Flüssigkeitsströmung 7. Die letztendliche Gestaltung kann am besten mit Hilfe von Labortests optimiert werden.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Beispiels-Ausführungsform gezeigt, die für Strömungsmessun­ gen angepasst ist, wodurch es die Funktion der Strömungsführung 2 wird, die Flüssigkeits­ strömung 7 so abzulenken, dass die Strömung zur Flüssigkeits-Niveauoberfläche gerichtet wird. Die Strömungsführung 2 macht es leichter, die Flüssigkeitsströmung 7, gebildet durch Wasser mit mitgeführter Luft, nach oben zur Flüssigkeits-Niveauoberfläche hin zu richten, wodurch die Abscheidung von Luft aus dem Wasser 7 vereinfacht wird, um eine kompakte Strömung 8 bereitzustellen. Man sollte sich hierzu klar machen, dass bei einer herkömmlichen Anordnung die Flüssigkeitsströmung 7 in einer beständig nach unten führenden Richtung stattfindet, was die Abscheidung von Luftblasen 9 sehr schwierig macht. Was ferner die Funktion der Strömungsführung 2 in der Ausführungsform nach der Erfindung unterstützt, ist, dass die Gestaltung eines Behälters 11, der als Flüssigkeitsaufnahmegefäß dient, vorteilhaft­ erweise so ausgeführt wird, dass die Flüssigkeitsgeschwindigkeit ausreichend langsam wird, um die Abscheidung der Luftblasen 9 zu verstärken. Eine zusätzliche Stabilisierung der Flüs­ sigkeitsströmung 8 wird durch die Verwendung einer Abteilung 3 und eines schmalen Kanals 6 am Boden des Behälters erzielt.

In Fig. 3 ist eine Beispiels-Ausführungsform gezeigt, bei der die Strömungsführung 2 an einen Gasabscheidungsbehälter angepasst ist. Bei diesem Beispiel ist die Strömungsführung 2 im Wesentlichen in der Weise wie in Fig. 1 am unteren Ende eines Einlassrohres 1 befestigt, das Gas enthaltende Flüssigkeit in einen Behälter auslässt. Aus den oben beschriebenen Gründen kann diese Ausführungsform gemäß der Erfindung in einer Vielzahl von Anwen­ dungsfällen verwendet werden, die sich mit einer Flüssigkeitsströmung 7 befassen, welche mitgeführtes Gas, typischerweise Luft 9, mitführt, welches effektiv abgeschieden oder zu­ mindest auf ein geeignetes Niveau reduziert werden soll. Bei einem Verarbeitungsprozess trifft man möglicherweise am häufigsten dann auf solche Probleme, wenn Flüssigkeiten ge­ pumpt und Messungen an ihnen ausgeführt werden sollen. Die erfinderische Idee der vorlie­ genden Anordnung basiert auf dem Führen von Luft 9 und anderen eingefangen Gasblasen zum Oberflächenniveau eines Flüssigkeitsbehälters, wodurch die Entfernung des mitgeführten Gases verstärkt und beschleunigt wird. Die Anordnung gemäß der Erfindung kann bei fast jedem Typ eines Einlassrohres 1 von Messgefäßen und Behältern verwendet werden, in denen die Abscheidung von Luft 9 und anderen Gasen verstärkt werden soll.

Für Fachleute ist es offensichtlich, dass die Erfindung nicht durch die oben beschriebenen Beispiels-Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern innerhalb der Erfindungsidee und des Umfangs der angehängten Ansprüche variiert werden kann.

Claims (13)

1. Anordnung zum Zerlegen von Gas enthaltenden Flüssigkeiten, die im Rahmen der Pro­ zessindustrie bzw. eines Verarbeitungsprozesses verarbeitet werden, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Anordnung zur Abscheidung oder teilweisen Entfernung des in der Flüssigkeit mitgeführten Gases, speziell Luft (9) aus einer Flüssigkeitsströmung (7), ei­ ne Flüssigkeitsströmungsführung bzw. -Führungseinrichtung (2) umfasst, die im We­ sentlichen in der Nähe des unteren Endes eines Einlassrohres (1) angepasst ist, welches die Gas enthaltende Flüssigkeit in einen Behälter auslässt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenposition der Strömungsführung (2) einstellbar gemacht ist, um die Messung von Gas enthaltenden Flüssigkeiten zu optimieren, am vorteilhaftesten in der Pulpen-, Pappen- und Papierin­ dustrie, zum Beispiel in einem Schaumwasser- oder Vorratsbehälter, und um die Ab­ scheidung von Luft (9) darin zu verbessern.

3. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabschei­ dung, die durch die Strömungsführung (2) in der Anordnung durchgeführt wird, mit Hilfe einer Abteilung (3) verstärkt wird, die einen damit vorgesehenen Bodenströ­ mungskanal (6) aufweist, um so die Flüssigkeit aus einer Aufnahmekammer (11) weiter zu einer anderen Kammer (12) zu führen.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außen­ wand (5) der Kammer (12) mit einem Wehr (4) versehen ist.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungs­ führung (2) so ausgebildet ist, dass sie die Luft enthaltende Flüssigkeitsströmung (7) im Wesentlichen nach oben zur Oberfläche des Flüssigkeitsniveaus führt.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden bzw. das Unterteil der Strömungsführung (2) vorteilhafterweise eine konkave Form hat, wo­ bei seine Kanten nach oben zur Oberfläche des Flüssigkeitsniveaus gebogen sind, oder alternativ, wie durch die Eigenschaften der im Prozess verarbeiteten Flüssigkeit erfor­ derlich, entweder als flache Ebene oder mit einer nach unten konvexen Form ausge­ formt ist.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungs­ führung (2) aus einem Metallblech, einer perforierten Platte oder einem anderen Flä­ chenmaterial mit einer gewünschten Kontur ausgebildet ist, wie zum Beispiel einer ge­ wellten Platte, und dass die Strömungsführung (2) vorteilhafterweise an Trägerstangen (10) befestigt ist, welche die Strömungsführung im Wesentlichen in einen Abstand von dem unteren Ende des Einlassrohres (1) verschieben.

8. Verfahren zum Zerlegen Gas enthaltender Flüssigkeiten, die im Rahmen einer Prozess­ industrie bzw. eines Verarbeitungsprozesses verarbeitet werden, dadurch gekennzeich­ net, dass bei dem Verfahren, mit dem die Gas enthaltenden Flüssigkeiten speziell von Luft (9) befreit werden, die Gas enthaltende Flüssigkeit so geführt wird, dass sie auf ei­ ne Flüssigkeitsströmungsführung bzw. Flüssigkeitsströmungs-Führungseinrichtung (2) trifft, die an das untere Ende eines Einlassrohres (1) angepasst ist, welches die Gas ent­ haltende Flüssigkeit in einen Behälter auslässt, um somit eine verbesserte Abscheidung von Luft (9) aus der Flüssigkeitsströmung (7) zu bewerkstelligen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenposition der Strö­ mungsführung (2) einstellbar gemacht wird, um die Messung von Gas enthaltenden Flüssigkeiten zu optimieren, vorteilhafterweise in der Pulpen-, Pappen- und Papierin­ dustrie, zum Beispiel in einem Schaumwasser- oder Vorratsbehälter, sowie um die Ab­ scheidung von Luft (9) zu verbessern.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren die Strö­ mungsführung (2) dazu dient, die Luft enthaltende Flüssigkeitsströmung (7) im We­ sentlichen zur Oberfläche des Flüssigkeitsniveaus zu führen, um die Abscheidung von Luft (9) aus der Flüssigkeitsströmung (7) zu verbessern, um eine kompakte Strömung (8) zu erhalten.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß den Verfahren die Strömungsaufnahmekammer (11) für eine ausreichend langsame Flüssigkeitsströ­ mungsgeschwindigkeit dimensioniert ist, um die Abscheidung von Luft (9) aus der Flüssigkeitsströmung (7) zu gestatten.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß dem Ver­ fahren die kompakte Strömung (8), aus der die mitgeführte Luft (9) abgeschieden wor­ den ist, durch einen Bodenströmungskanal (6) in eine andere Kammer (12) geführt wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß dem Verfahren die abgeschiedene, kompakte Strömung (8) über ein Wehr (4), welches an der Außenwand (5) der Kammer (12) ausgebildet ist, weiteren Verfahrensschritten zu­ geführt wird.