專(zhuān)利名稱(chēng)：高效自調(diào)整旋流氣液分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及循環(huán)厭氧廢水處理設(shè)備，尤其是涉及一種高效自調(diào)整氣液分離器。
背景技術(shù)：
目前采用氣提能量強(qiáng)化傳質(zhì)效率的高效厭氧反應(yīng)器在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，均要使用氣液分離器。常規(guī)氣液分離器存在以下問(wèn)題(1)在厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)和正常運(yùn)行中，產(chǎn)氣量相差10～20倍，甚至更大；而滿足某一產(chǎn)氣量的氣液分離器和氣提管在其它狀態(tài)下，工作效率低下，甚至不能運(yùn)行；(2)采取沖擊力和大剪切力實(shí)現(xiàn)氣液分離的同時(shí)，容易造成混合液中顆粒污泥破碎，并降低了循環(huán)厭氧廢水處理設(shè)備最高有機(jī)負(fù)荷；(3)若僅采取重力分離的方法，則氣泡向氣液分離界面的擴(kuò)散，和氣體從界面的溢出均不理想，增加回流的含氣率，降低循環(huán)轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適應(yīng)啟動(dòng)和運(yùn)行產(chǎn)氣量巨大變化、能將高效氣液分離和保持顆粒污泥完整性有機(jī)結(jié)合在一起、分離效能高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低的高效自調(diào)整旋流氣液分離器。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明由分離器殼體、進(jìn)水管、出水管和沼氣導(dǎo)管組成，分離器殼體由上殼體和下殼體組成，沼氣導(dǎo)管安裝在上殼體的中央頂部，出水管安裝在下殼體底部，特征是上殼體的形狀為圓筒狀，下殼體的形狀為圓錐狀。
進(jìn)水管由主提升管和啟動(dòng)輔助提升管組成，主提升管以與中心軸垂直、沿切線方向進(jìn)入圓筒狀的上殼體內(nèi)壁并貼于上殼體側(cè)內(nèi)壁，啟動(dòng)輔助提升管以與中心軸垂直、在下殼體上部1/3～1/4處沿切線方向進(jìn)入圓錐狀的下殼體內(nèi)壁并貼于下殼體側(cè)內(nèi)壁。
啟動(dòng)輔助提升管直徑為主提升管直徑的1/2。
主提升管和啟動(dòng)輔助提升管的出水口方向一致，且主提升管和啟動(dòng)輔助提升管下端連接于等高位置。
下殼體的形狀為圓錐角為60°～90°的圓錐狀。
本發(fā)明的分離器殼體由圓筒狀的上殼體和圓錐狀即漏斗形的下殼體組成，且進(jìn)水管由從上殼體進(jìn)液的主提升管和從下殼體進(jìn)液的啟動(dòng)輔助提升管組成，即采用設(shè)置獨(dú)特的混合液進(jìn)水方式，從而能夠充分利用混合液進(jìn)入氣液分離器時(shí)液體流動(dòng)的動(dòng)能，產(chǎn)生旋流式混合液流。這種進(jìn)水方式的特點(diǎn)是(1)、避免混合液中的顆粒污泥受撞擊力和很大剪切力而破碎；(2)、運(yùn)用離心力場(chǎng)使氣液分離非常有效。
產(chǎn)氣量小，提升的混合液較少時(shí)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和混合液的三維螺旋流動(dòng)方式對(duì)于分離的好處是顯見(jiàn)的；在此，僅需說(shuō)明產(chǎn)氣量大，提升混合液量大、速度高時(shí)的情況。本發(fā)明帶來(lái)的好處A.氣液分離界面形成波浪形、環(huán)狀拋物面，大幅度增加了氣體溢出界面；B.混合液流動(dòng)至少存在著三種形式外螺旋流、循環(huán)流(液體內(nèi)部的閉環(huán)渦流)和內(nèi)螺旋流，并在中心形成氣柱面，由于大渦流對(duì)氣泡沒(méi)有破碎作用，而混合液中的氣泡在浮力、慣性力差和三種形式的混合液流動(dòng)的推力作用下①.小氣泡易于聚合成大氣泡，大氣泡在氣液界面更易破裂溢出；②.更迅速流向及分布于中心氣柱面和環(huán)狀拋物氣液界面。D.改變氣泡在氣液界面的最終破裂條件，加速氣體溢出。在液面，靜止氣泡破裂條件是氣泡液面頂部重力與表面張力的失衡；氣泡在螺旋上升運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的自旋，使氣泡破裂的條件改變?yōu)闅馀菀好骓敳恐亓碗x心力的合力與表面張力之間的失衡。由于內(nèi)螺旋速度更大，在中心氣柱面附近，這種加速氣體溢出顯得更明顯。
本發(fā)明由于設(shè)置了獨(dú)特的主提升管和啟動(dòng)輔助提升管，啟動(dòng)輔助提升管直徑為主提升管直徑的1/2，主提升管和啟動(dòng)輔助提升管安裝于集氣罩的位置，使它們?cè)谝后w流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)姆答侎詈希渥哉{(diào)整動(dòng)能是這樣實(shí)現(xiàn)的循環(huán)厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)運(yùn)行，其產(chǎn)氣量足以使氣提管內(nèi)外密度差所產(chǎn)生的壓差，達(dá)到啟動(dòng)輔助提升管的閥值?；旌弦航?jīng)啟動(dòng)輔助提升管進(jìn)入分離器殼體內(nèi)，然后從出水管流出，形成循環(huán)流動(dòng)。由于混合液流動(dòng)對(duì)周側(cè)的動(dòng)態(tài)壓差；使得原可能進(jìn)入主提升管的部份氣泡，尾隨進(jìn)入啟動(dòng)輔助提升管，形成啟動(dòng)輔助提升管內(nèi)密度更小，而產(chǎn)生正反饋?zhàn)饔?；直至密度減小造成速度增加，與混合液速度增加而出現(xiàn)管壁阻力和粘滯阻力增加的反作用達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡。當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)氣量達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)50％～70％產(chǎn)氣量時(shí)，由于啟動(dòng)輔助提升管較細(xì)，阻力較大；回流混合液這時(shí)也覆蓋了其出口，對(duì)其出口也出現(xiàn)產(chǎn)生旋流所必須的較大推動(dòng)阻力；啟動(dòng)輔助提升管入口處混合液對(duì)周側(cè)的動(dòng)態(tài)壓差和產(chǎn)氣量并不是線性關(guān)系，進(jìn)入主提升管的氣泡比例增大，出現(xiàn)主提升管達(dá)到閥值，主提升管中混合液進(jìn)入循環(huán)流動(dòng)。主循環(huán)出現(xiàn)正反饋?zhàn)饔?，主循環(huán)正反饋?zhàn)饔脤?duì)于啟動(dòng)輔助提升管是負(fù)反饋，最終使主提升管、啟動(dòng)輔助提升管提升混合液的數(shù)量按能量損耗最小的形態(tài)實(shí)現(xiàn)混合液在兩管分流循環(huán)。本發(fā)明無(wú)需再設(shè)置閥門(mén)，即可保證循環(huán)厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)，氣提功能正常發(fā)揮；且這兩種狀態(tài)中，主提升管和啟動(dòng)輔助提升管內(nèi)的氣液混合液的流動(dòng)是細(xì)泡狀流動(dòng)；且有能量損耗最小的自適應(yīng)分流過(guò)程，故運(yùn)行效率最高。
綜上所述，本發(fā)明具有將保持顆粒污泥完整性和強(qiáng)化高效氣液分離有機(jī)結(jié)合在一起、并能適應(yīng)于啟動(dòng)和正常運(yùn)行中的高效氣提能量的轉(zhuǎn)換、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型內(nèi)循環(huán)(氣提式、自驅(qū)動(dòng))厭氧反應(yīng)器的氣液分離器。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的仰視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明由分離器殼體2、進(jìn)水管、出水管7和沼氣導(dǎo)管1組成，分離器殼體2由形狀為圓筒狀的上殼體3和形狀為圓錐狀的下殼體5組成，沼氣導(dǎo)管5安裝在上殼體3的中央頂部，出水管7安裝在下殼體5底部。下殼體5的形狀為圓錐角為60°～90°的圓錐狀。
進(jìn)水管由主提升管4和啟動(dòng)輔助提升管6組成，主提升管4以與中心軸垂直、沿切線方向進(jìn)入圓筒狀的上殼體3內(nèi)壁并貼于上殼體3側(cè)內(nèi)壁，啟動(dòng)輔助提升管6以與中心軸垂直、在圓錐狀的下殼體5上部1/3～1/4處沿切線方向進(jìn)入下殼體5內(nèi)壁并貼于下殼體5側(cè)內(nèi)壁。
啟動(dòng)輔助提升管6的直徑為主提升管4的直徑的1/2。主提升管4和啟動(dòng)輔助提升管6的出水口方向一致，且主提升管4和啟動(dòng)輔助提升管6下端連接于等高位置。
權(quán)利要求
1.一種高效自調(diào)整旋流氣液分離器，由分離器殼體(2)、進(jìn)水管、出水管(7)和沼氣導(dǎo)管(1)組成，分離器殼體(2)由上殼體(3)和下殼體(5)組成，沼氣導(dǎo)管(5)安裝在上殼體(3)的中央頂部，出水管(7)安裝在下殼體(5)底部，其特征在于上殼體(3)的形狀為圓筒狀，下殼體(5)的形狀為圓錐狀。
2.如權(quán)利要求1所述的高效自調(diào)整旋流氣液分離器，其特征在于進(jìn)水管由主提升管(4)和啟動(dòng)輔助提升管(6)組成，主提升管(4)以與中心軸垂直、沿切線方向進(jìn)入圓筒狀的上殼體(3)內(nèi)壁并貼于上殼體(3)側(cè)內(nèi)壁，啟動(dòng)輔助提升管(6)以與中心軸垂直、在圓錐狀的下殼體(5)上部1/3～1/4處沿切線方向進(jìn)入下殼體(5)內(nèi)壁并貼于下殼體(5)側(cè)內(nèi)壁。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高效自調(diào)整旋流氣液分離器，其特征在于啟動(dòng)輔助提升管(6)的直徑為主提升管(4)的直徑的1/2。
4.如權(quán)利要求3所述的高效自調(diào)整旋流氣液分離器，其特征在于主提升管(4)和啟動(dòng)輔助提升管(6)的出水口方向一致，且主提升管(4)和啟動(dòng)輔助提升管(6)下端連接于等高位置。
5.如權(quán)利要求4所述的高效自調(diào)整旋流氣液分離器，其特征在于下殼體(5)的形狀為圓錐角為60°～90°的圓錐狀。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高效自調(diào)整旋流氣液分離器，它由分離器殼體、進(jìn)水管、出水管和沼氣導(dǎo)管組成，分離器殼體由上殼體和下殼體組成，特征是上殼體的形狀為圓筒狀，下殼體的形狀為圓錐狀。進(jìn)水管由主提升管和啟動(dòng)輔助提升管組成，主提升管以與中心軸垂直、沿切線方向進(jìn)入圓筒狀的上殼體內(nèi)壁并貼于上殼體側(cè)內(nèi)壁，啟動(dòng)輔助提升管以與中心軸垂直、在下殼體上部沿切線方向進(jìn)入圓錐狀的下殼體內(nèi)壁并貼于下殼體側(cè)內(nèi)壁。本發(fā)明具有適應(yīng)啟動(dòng)和運(yùn)行產(chǎn)氣量巨大變化、能將高效氣液分離和保持顆粒污泥完整性有機(jī)結(jié)合在一起、分離效能高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，是一種循環(huán)厭氧廢水處理設(shè)備的新型氣液分離器。
文檔編號(hào)B04C5/00GK1562495SQ20041001773
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者陳協(xié), 邵希豪, 魏家鳳, 林浩, 黃勇 申請(qǐng)人:陳協(xié), 邵希豪, 魏家鳳, 林浩, 黃勇