[其他]霧滴阻隔式微氣泡發生法和裝置

在審

• 申請號: 101985000007973
• 申請日: 1985-10-10
• 公開（公告）號: CN85107973B
• 公開（公告）日: 1988-03-30
• 發明（設計）人: 李長興;陳翼孫
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 代理公司: 同濟大學專利事務所
• 代理人: 陳龍梅;常春

霧滴阻隔式微氣泡發生法和裝置。發生的微氣泡適用于固液、液液分離或液體充氣等。微氣泡的形成是；霧滴阻隔低壓氣體通過氣室與液室之間的多孔材料的狹小通道，使氣體斷斷續續地通過狹小通道從而形成微氣泡；霧滴可由噴霧裝置或蒸汽發生裝置或超聲波霧滴發生器提供；本發明有專用噴霧裝置，不需要壓力容器、高速旋轉的刀具，沒有運動部件，能耗低，裝置簡單、可靠。本發明用于水處理，油液分離和富集表面活性物質，泡沫印染等。

本發明是用于固液，液液相分離的各種氣浮工藝以及向流體充氣的工藝過程。

在許多水處理工藝過程中，需要產生和向水體引入大量的徽氣泡的主要方法有：加壓溶氣釋放法，氣液混合噴入法，真空釋氣法，機械切割法，微孔布氣法和布氣共振溶氣法等。

氣液混合噴入法（US4328107），是高壓氣體和液體以0°-90°夾角引入一個噴嘴組合件，使之充分混合，進一步獲得氣液間的分散，通過控制氣液比產生徽氣泡。要求氣體壓在1.4～140kg/cm²。氣液混合噴入法（US4534862），其裝置是由一個液體噴嘴，氣體供給管，漏斗型混合室和一個呈錐體狀的導向器組成，并且他們均在同一軸線上。該裝置是借助壓力水經噴嘴的噴射將氣體吸入（或由壓力氣源壓入）帶有錐形漏斗的混合室內進行混合切割氣體，從而在混合室外部形成小氣泡。此方法存在的問題是產生的氣泡直徑比較大，數量也少，所以一般在生產上需添加氣浮劑，處理廢水的成本將會提高。

徽孔布氣法，是利用空隙率較高的徽孔板（管）布氣。當空氣被壓縮壓一定程序時，氣體通過徽孔進入水體，從而形成氣泡。由于液體表面張力的作用，通過徽孔的氣體并不立即脫離徽孔孔口。而是等到氣體形成一定大小的氣泡后，才能脫離徽孔孔口。因此形成的氣泡直徑往往過大，不能滿足要求。為了解決此問題，人們提出了機械切割布氣法（JP57-30597）。就是在徽孔布氣法的基礎上增加了一套機械切割裝置，利用高速旋轉的刀片，將還未形成較大氣泡的氣體從徽孔極上切割下來，阻止氣泡的不斷增大，從而得到微氣泡。但此法增加了機械切割裝置，且高速旋轉的刀片與微孔板間的間隙精度要求很高，刀具使用壽命短。微孔板堵塞不易拆洗，生產、使用存在著很多技術問題。布氣共振溶氣法（JP56-161824）是在液體共振區中布入粗氣泡，在共振的作用下部份氣體被溶解在液體中，而后又被釋放出來（以幾十個微米的微氣泡）。但此方法在工業上應用將有困難，因為反應管要很長才有效，如果反應管長度僅為0.7米時欲想發生共振將有困難。

本發明提供了一種用微小霧滴阻隔多孔材料上的狹小氣體通道來產生微氣泡的方法，為此，設計了一種噴霧微氣泡發生裝置。

產生微氣泡的過程，首先向氣霧室充氣，當達到一定的壓力后（低壓），氣霧室內的氣體就會通過隔在水體與氣霧室之間的多孔板;與此同時，裝在氣霧室內的噴霧裝置向多孔板噴射足量的霧滴，這些霧滴以一定的幾率進入狹小通道。由于霧滴的阻隔，使流向水體的氣體斷斷續續，從而不斷地以微氣泡的形式進入液相。

為了得到一定數量和質量的微氣泡，噴霧裝置必須向多孔材料噴射足夠的霧滴。該噴霧裝置由一個空心園柱體23和與它相吻合的空心園錐體25構成的噴嘴整體。本發明的噴霧裝置18能以最低能耗獲得最佳的噴霧。

本發明的特點是：

1、利用霧滴阻隔微孔氣體通道產生微氣泡。當微氣泡發生裝置中的多孔材料發生堵塞時，更換極為方便。更換下來的多孔材料只需稍加清洗還可繼續使用。本發明中所使用多孔材料來源豐富，價格便宜，設備簡單。

2.霧滴的制取可以用噴霧裝置，也可以用蒸汽發生裝置。蒸汽發生裝置產生的蒸汽霧滴具有均勻、清潔等特點，不易堵塞微孔板的微孔通道。在微氣泡數量和質量相當的情況下，蒸汽發生裝置的用水量要比噴霧裝置的用水量少得多，因為一般噴霧裝置產生的霧滴要比蒸汽發生裝置產生的霧滴大，不如蒸汽霧滴均勻。

3.霧滴還可用超聲波來制取。超聲波霧滴具有分布均勻，霧滴粒徑小等特點。在微氣泡數量和質量相當的情況下，超聲波霧滴發生裝置的用水量要比噴霧裝置的用水量少得多。