專利名稱：從液體中移除氣體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于從過程溶液中移除氣體特別是惰性氣體氣泡的方法。此外，本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于從溶液中移除氣體的設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，在濕法冶金工藝中，例如回收工藝中，溶液中包含氣體。眾所周知的是，未從過程中排出的氣泡會在許多濕法冶金的溶解、冷卻和沉淀工藝中引起問題。例如，當在濃縮器中分離包含在溶液中的固體時會出現(xiàn)問題，這是因為氣泡減慢了礦漿的沉降并且把細小固體顆粒升高到濃縮器表面上并且進一步使其溢出。為了濕法冶金工藝的高效運行，例如為了使回收損失和環(huán)境排放最少，有效的液固分離并且特別是清澈的溢流是非常重要的。氣泡會消耗試劑，從而例如在萃取中產(chǎn)生了問題。此外，當從反應(yīng)器的液面處釋放時，氣泡、導(dǎo)致了向環(huán)境中的氣溶膠排放(例如，酸排放和金屬排放)。當從過程條件下向環(huán)境排放可能有毒的氣體時排放產(chǎn)生了健康危害，并且還會出現(xiàn)與腐蝕有關(guān)的問題。眾所周知，從溶液中移除氣泡是很難的，并且已經(jīng)開發(fā)出多種不同設(shè)備來解決該問題。從專利公開文件GB 1325816中，已知了一種用于給溶液除氣的設(shè)備。根據(jù)所述方案，建議了除氣設(shè)備包括圓筒形容器，液體被沿切向地供給到該圓筒形容器中，同時液體進行旋轉(zhuǎn)的向下運動。從容器頂部逆流地移除所釋放出的氣泡，這是該發(fā)明的最本質(zhì)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決與除氣有關(guān)的問題。本發(fā)明涉及當處理包含固體物質(zhì)的液體時消除由氣泡所引起的有害后果。在從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。本發(fā)明的目的是借助于根據(jù)獨立權(quán)利要求I所述的用于從過程溶液中移除氣體特別是惰性氣體氣泡的方法來實現(xiàn)的，其中，容納過程溶液的容器設(shè)有用于將氣體和溶液供給到容器中的裝置和從容器中移除氣體和溶液的裝置，所述容器包括設(shè)置在其中的單獨的除氣罐，在除氣罐的下部處將溶液沿切向地供給到除氣罐中，并且溶液在除氣罐中以螺旋形的向上運動引導(dǎo)，同時氣泡從除氣罐的頂部移除。優(yōu)選是，溶液從罐的下部處移除。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，除氣罐同心地安裝在包圍的容器中。在這種情況下獲得了有利的設(shè)備，因為將溶液從除氣罐移到包圍的容器中。為了本發(fā)明的實施，還有利的是，將溶液相對于除氣罐的縱軸沿大致水平方向供給到除氣罐中。這樣，按期望的運動方式引導(dǎo)除氣罐內(nèi)部溶液的螺旋流。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，通過供給管將溶液引入到除氣罐中，至少在供給管連接至除氣罐的位置處，所述供給管的橫截面的最大寬度不大于除氣罐直徑的五分之一。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，有利地，按1-6米/秒的速度將溶液供給到除氣罐中，以便獲得有利的螺旋流。選擇除氣罐的直徑和高度，以使包含氣泡的溶液在除氣罐中的延遲時間有利地至少為10秒鐘。所獲得的螺旋流越快并且溶液在除氣罐中所獲得的延遲時間越長，氣泡的合并就越有效。
根據(jù)本發(fā)明，在除氣之后，將溶液導(dǎo)入到除氣罐和容器之間的中間空間中。根據(jù)本發(fā)明，通過調(diào)節(jié)中間空間中的溶液流速來更有效地進行除氣。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，中間空間中溶液的最大流速不大于8cm/s，在該情況中，實現(xiàn)了氣泡從溶液的良好分離。根據(jù)一實施例，在濃縮溶液之前將除氣罐放置到容器中。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在沉淀溶液之前將除氣罐放置到容器中。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，通過除氣罐的下部移除包含在溶液中的固體。因此，有利地移除了否則會殘留在除氣罐底部的固體。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，通過容器的下部移除溶液所攜帶的固體。本發(fā)明的目的通過使用根據(jù)本發(fā)明的用于從過程溶液中移除氣體特別是惰性氣體的設(shè)備來實現(xiàn)，所述設(shè)備包括與容納過程溶液的容器相連的用于將氣體和溶液供給到容器中的裝置和從容器中移除氣體和溶液的裝置，在該情況中，容器包括單獨的除氣罐，溶液 供給管沿切向地設(shè)置在該除氣罐的下部處，并且溶液在該除氣罐中以螺旋形向上的運動引導(dǎo)，所述除氣罐的頂部設(shè)有用于移除氣體的裝置。對于本發(fā)明有利的是，容器的下部設(shè)有用于移除溶液的裝置。根據(jù)本發(fā)明的一有利實施例，除氣罐同心地安裝在包圍的容器中。除氣罐的下部至少部分為圓錐形的并且是敞開的，以用于移除包含在溶液中的固體。因此，有利地移除了包含在溶液中的固體。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，用于從容器中移除固體的裝置設(shè)置成盡可能靠近除氣罐的出口孔。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，至少在供給管連接至除氣罐的位置處，供給管的橫截面的最大寬度不大于除氣罐直徑的五分之一。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備能夠從溶液中快速并可控地移除氣泡。當除氣是利用從下向上的運動時，有利地通過除氣罐的頂部移除氣泡群?？梢愿鶕?jù)要移除的氣泡的期望直徑來適當?shù)剡x擇包圍除氣罐的容器的直徑。當現(xiàn)有工藝中發(fā)生除氣問題時，根據(jù)本發(fā)明的實施例可以被包括到現(xiàn)有的工藝中。根據(jù)本發(fā)明，可以通過相對于現(xiàn)有工藝的要求調(diào)節(jié)溶液的流速并設(shè)計除氣罐的尺寸來實現(xiàn)氣泡的有效分離。


以下參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中圖Ia是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的原理圖，圖Ib是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的原理圖，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一實例，以及圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一實例。
具體實施例方式圖Ia和圖Ib中更詳細地示出了根據(jù)本發(fā)明的用于除氣的設(shè)備，其中，圖Ib顯示了從方向A觀察的圖Ia的設(shè)備。溶液被供給到容器I中，該容器設(shè)有單獨的圓筒形除氣罐2，該除氣罐相對于容器同心地安裝并且在下部3處是圓錐形的。溶液通過下部3沿切向地供給到除氣罐中，在該除氣罐2中，由于離心力的作用，溶液4進行螺旋形的向上運動。將供給料流從供給管5弓丨導(dǎo)到除氣罐2中，以便在供給點處，供給料流垂直于除氣罐的縱軸6。輕且較小的氣泡7隨著料流朝除氣罐2的頂部上升并且進一步合并到較大的氣泡群中，進一步增大了較大氣泡群的流速。氣泡通過容器I的表面8被釋放，從此處，氣泡作為溢流而通過安裝在容器頂部的管道9回收。液流從除氣罐向容器I的底部返回，其中，未分離的氣泡在容器I和除氣罐2之間的中間空間10中向下流動。在容器I和除氣罐2之間的中間空間10中的料流繼續(xù)沿向下方向流動，此外，通過容器的下部11移除溶液和較大的固體顆粒。為了實現(xiàn)良好的氣泡分離，合適地調(diào)節(jié)中間空間10中的溶液流速。因此，借助于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，通過調(diào)節(jié)中間空間10中的流速可以更有效地從溶液中除氣。有利地，中間空間中的最大流速不大于8cm/s，優(yōu)選不大于5cm/s。有利的是，除氣罐2的下部3是圓錐形的，以便通過除氣罐2的出口孔13將溶液和固體進一步移除至容器I的下部11。在容器I的下部11中，設(shè)有用于將溶液送出的裝置，例如管道12，并且所述用于將溶液送出的裝置最有利地是設(shè)置成盡可能靠近除氣罐的出口孔13。供給管5的橫截面的寬度B是與除氣罐2的直徑C的大小成比例的，以便在供給管連接至罐的連接點處供給管的橫截面寬度有利地不大于罐直徑的五分之一。通過以一定速度(例如，l-6m/s)將溶液供給到除氣罐2中，溶液在除氣罐中得到有利的延遲時間，所述 延遲時間至少為10秒。通過增大除氣罐中的螺旋流并且通過增加除氣罐中的延遲時間可以進一步促進氣泡分離?？梢愿鶕?jù)溶液的供給速度和溶液在除氣罐中的湍流速度來按照需要調(diào)節(jié)根據(jù)本發(fā)明的除氣罐2的大小。借助于以下實例來進一步說明本發(fā)明。實例I在實驗室級別的條件下測試根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的功能能力。在如下該實例中描述根據(jù)本發(fā)明的用于除氣的設(shè)備。根據(jù)該實例的除氣設(shè)備包括在該實例中被描述為旋流器的除氣罐以及包圍所述旋流器的罐。在根據(jù)該實例的除氣設(shè)備中處理水，在該情況中，空氣被供給到旋流器的供給管中。旋流器同心地設(shè)置在罐中，以便可以通過旋流器的下部沿切向地供給溶液。這樣，溶液進行螺旋形的向上運動，以便在旋流器頂部移除氣泡，而部分氣泡隨著料流一起被攜帶進入在罐和旋流器之間的中間空間中。用在根據(jù)該實例的設(shè)備中的旋流器的直徑為300毫米且高度為700毫米；這些尺寸隨著供給速度和湍流速度的變動而變動。在該情況中，溶液通過直徑40毫米的供給管被供給到旋流器中。在實驗中使用了三種不同的流量5. lm3/h,7. 4m3/h和10. 6m3/h。與所述流量相應(yīng)的供入旋流器的溶液供給速度為I. lm/s、l. 6m/s和2. 3m/s,并且旋流器和罐之間的中間空間中的流速為2. 9cm/s、4. 2cm/s和6. Ocm/s。通過在距自由流體液面630毫米的深度處測量旋流器和罐之間的中間空間中的氣泡大小來估算本發(fā)明的功能能力。通過浸沒式燈來作為測量容積的背景照明，并且利用數(shù)碼照相機來記錄圖像。可以通過圖像強度的梯度來確定氣泡的輪廓并從而確定氣泡的大小。在該測試中發(fā)現(xiàn)，中間空間中的溶液流速對于氣泡的分離能力有影響。通過減小中間空間中的所述流速，可以使較小的氣泡從溶液中分離，如從圖2中看到的。此外，借助于計算流建模來估算工業(yè)規(guī)模除氣罐的功能。進入除氣罐的流量為6500m3/h。利用容許的壓力損失(I. 5米的水柱)作為邊界條件，優(yōu)化旋流器罐的直徑。圖3顯示了三種不同直徑的旋流器罐的結(jié)果。此處，圖中示出了在除氣罐之后殘留在溶液中的供給氣泡所占的百分比。如圖所示，在該實例的情況中，在直徑3米的旋流器罐中除氣是最有效的。
對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，隨著技術(shù)的發(fā)展，可以按照許多不同方
式來實現(xiàn)本發(fā)明的主要思想。因此，本發(fā)明及其實施例不限于上述實例，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種用于從過程溶液中移除氣體特別是移除惰性氣體氣泡的方法，在該情況中，容納過程溶液的容器(I)包括用于將氣體和溶液供給到容器中的裝置和從容器中移除氣體和溶液的裝置， 其特征在于， 容器(I)包括安裝在容器中的單獨的除氣罐(2)，除氣罐(2)的下部是圓錐形，在除氣罐的下部(3)處沿切向?qū)⑷芤汗┙o到除氣罐中，并且溶液在除氣罐中進行螺旋形的向上運動，同時通過除氣罐的頂部(14)移除氣泡(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，通過除氣罐的下部(11)移除溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，將除氣罐(2)同心地設(shè)置在包圍的容器(I)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，將溶液相對于除氣罐的縱軸(6)基本上水平地供給到除氣罐(2)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，通過供給管(5)將溶液導(dǎo)入到除氣罐(2)中，至少在供給管連接至除氣罐的位置處，所述供給管的橫截面的最大寬度(B)不大于供給管直徑(C)的五分之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，有利地，以l-6m/s的速度將溶液供給到除氣罐(2)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，選擇除氣罐(2)的直徑(C)和高度(D)，以使含有氣泡的溶液在除氣罐中的延遲時間有利地為至少10秒。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在除氣之后，將溶液引導(dǎo)進入到除氣罐(2)和反應(yīng)器之間的中間空間(10)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法，其特征在于，通過調(diào)節(jié)所述中間空間(10)中的溶液流速來更有效地進行除氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其特征在于，溶液在所述中間空間(10)中的最大流速不大于8cm/s。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的方法，其特征在于，在溶液濃縮之前將除氣罐(2)放置到所述容器(I)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的方法，其特征在于，在溶液濃縮之前將除氣罐(2)放置到所述容器(I)中。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過除氣罐(2)的下部(3)移除包含在溶液中的固體。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過所述容器(I)的下部(11)移除溶液攜帶的固體。
15.一種用于從過程溶液中移除氣體特別是惰性氣體的設(shè)備，所述設(shè)備包括設(shè)置成與容納過程溶液的容器(I)相連的用于將氣體和溶液供給到所述容器中的裝置和從所述容器中移除氣體和溶液的裝置，其特征在于 容器(I)包括單獨的除氣罐(2)，除氣罐(2)的下部是圓錐形，在除氣罐的下部(3)處沿切向地安裝溶液供給管(5)，并且溶液在除氣罐(2)中進行螺旋形的向上運動，所述除氣罐(2)的頂部(14)設(shè)有用于移除氣體的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，容器的下部設(shè)有用于移除溶液的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其特征在于，除氣罐(2)同心地設(shè)置在包圍的容器(I)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，除氣罐的下部(3)至少部分地為圓錐形并且是敞開的，以用于移除包含在溶液中的固體。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，用于從容器(I)中移除固體的裝置(12)設(shè)置成盡可能靠近除氣罐(2)的出口孔(13)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15-19中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，至少在溶液供給管(5)連接至除氣罐的位置處，溶液供給管的橫截面的最大寬度(B)不大于除氣罐的直徑(C)的五分之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于從過程溶液中移除氣體特別是惰性氣體氣泡的方法和設(shè)備。容納過程溶液的容器(1)設(shè)有用于將氣體和溶液供給到容器中的裝置和從容器中移除氣體和溶液的裝置，所述容器(1)包括設(shè)置在其中的單獨的除氣罐(2)，在除氣罐的下部(3)處沿切向?qū)⑷芤汗┙o到除氣罐中，并且溶液在除氣罐中按照螺旋形的向上運動被引導(dǎo)，同時從除氣罐的頂部(14)移除氣泡(7)。
文檔編號B01D19/00GK102740943SQ201180008054
公開日2012年10月17日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者J·瓦爾諾, N·泰利, T·里塔薩洛 申請人:奧圖泰有限公司