[实用新型]一种气体溶解装置

说明书

本实用新型公开了一种气体溶解装置。在液面处，通过阵列分布的曝气装置1产生的对冲气液流4，或者通过附加的气泡约束部件3，形成气泡冲撞密集区2，使气泡在该密集区内互相冲撞，加速溶解；在液面下，通过设置气泡切割装置11，对气泡进行多层次切割，进一步提高溶解效率。

技术领域

本实用新型涉及一种气体溶解装置。

背景技术

气体溶解装置是将气体溶解到液体中的一类装置，其主要机理一般是通过向液体中注入气体，以增加该气体在该液体中的溶解量；其中一个比较大的应用分类是增氧曝气机——将空气溶解到水体或其他液体里；此外还有一些生化或化学工程中需要将某些特定气体溶解到特定溶液中的装置等。

气提式曝气机是一种较为高效的曝气装置，如中国专利CN208762256U所公开的《一种气提推流循环曝气器》，将气体从液面下释放，产生气泡，其气液混合液的密度小于不含气泡的液体，因而可以自动产生向上的气液流，这是气提类装置主要原理，但该类装置的气体溶解效率并不高，原因可能在于，没有对所产生的气泡作进一步处理。

对气泡的处理可以分为在液面上和液面下两种情况，根据传统气液传质双膜理论，在气液界面处存在着气膜和液膜，该双膜层是气体溶解到液体过程中阻力最大的部分，在气泡中，气体与气泡壁的液体之间也存在类似的双膜结构，因此，只要是形态稳定的气泡，无论是在液面上还是液面下，其内部的气体向周围液体溶解的过程必定是缓慢而微弱的。

对于液面下的气泡，中国专利CN206901853U公开了《一种分层曝气装置》，通过设置多层“细纱格网，能将气泡切割的更多更细小”；其中虽然提到了对气泡“多层”切割的概念，但实际上它们是一层曝气装置上面加一层细纱格网，所以不能算是真正意义上的多层切割，尤其是对上层来说，切割的效果可能并不完全和理想。

发明内容

我们认为，要加速气体在液体中的溶解进程,必须让气液间的双膜结构处于不稳定的状态, 越不稳定越容易导致气泡的破裂。但在自然状态下，无论在液面上还是液面下，气泡的双膜结构都具有相当的稳定性。

因此我们要采取的主要技术措施之一，就是在液面上强制性地使气泡高密度聚集、挤压、碰撞、破裂，瞬间破坏其双膜结构，气液相互交融，使该区域的气体溶解量快速提高，同时因气提效应产生的气液两相流，从下向上不断冲刷、更新、补充、置换这部分表层液体，最终提高整体溶解效率。

对于在液体中的气泡，则采取真正的多层切割的方式，持续破坏其双膜结构，使其在上浮过程中难以形成稳定的气泡而加速溶解。

为了达成以上目的，本实用新型是这样实现的：

所述的气体溶解装置，包含多个微气泡发生器，所述的多个微气泡发生器按密集阵列分布，这样在气液流到达液面时，各股气液流之间在水平方向上会互相对冲，在它们中间形成气泡冲撞密集区，大量气泡在此剧烈挤压碰撞爆裂。

本实用新型还可以这样实现，在所述的冲撞密集区的外围液面处，设置气泡约束部件，所述的气泡约束部件是封闭的环状结构。

本实用新型还可以这样实现，所述的微气泡发生器是竖直设置的气提管，其管壁上开设有至少一个气泡出口，所述的气提管的上部外缘与气仓箱体的上面板密封固定连接，所述气仓箱体接有输气管。

本实用新型还可以这样实现，所述的气泡出口的孔径为0.2-1mm，气泡出口数量4-30个，单层均布在同一水平面，或多层水平相邻分布，气提管的管间中心距为其管径的1.5-3倍。

本实用新型还可以这样实现，由多套所述的气体溶解装置叠加组合成多级系统，以提高对有限液面的有效利用；后一级装置的气仓箱体，罩在前一级装置的正上方，将前一级未溶解的气体完全收集，作为后一级装置的气源，每层装置的气仓箱体间留有间隙，作为液体更新与置换的通道，各层气提管要错位安装，避免下层气提管的气液流直接进入上层的气提管。