9487209316

INŻYNIERIA EKOLOGICZNA NR 14

doskonale nadają się do obsługi z systemami typu VSA w celu otrzymania tlenu o wysokim ciśnieniu. Chociaż zastosowanie rozwiązania tego rodzaju oznacza dodatkowe zapotrzebowanie na energię, to jest ono względnie niewielkie, ponieważ sprężaniu podlega jedynie gaz użyteczny dla procesu, tj. czysty tlen.

Kolejnym godnym uwagi rozwiązaniem może być system adsorpcji zmiennopróż-niowej (VSA) wyposażony w kilka złóż zeolitowych. W porównaniu z opisanymi wyżej instalacjami opartymi na złożu pojedynczym, takie systemy VSA mogą okazać się znaczącym ulepszeniem w kwestii oszczędności energii. Korzyść ta jest możliwa, ponieważ złoża potrafią wspomagać się wzajemnie w różnych stadiach cyklu. Dla przykładu, po ich połączeniu możliwe staje się przekazywanie potrzebnego ciśnienia z jednego złoża na drugie, zamiast ciągłego użytkowania powietrza dopływowego z dmu-chaw(y). Z kolei wadą takiego systemu pozostaje fakt, iż charakteryzuje się on znacznym skomplikowaniem konstrukcyjnym oraz związanymi z tym wyższymi kosztami kapitałowymi. Z tego względu firma Air Products zaleca stosowanie systemów VSA wyposażonych w kilka złóż zeolitowych jedynie w przypadku, gdy zapotrzebowanie na tlen przekracza 20 ton dziennie. Instalacje zużywające mniejsze ilości gazu poniosą bowiem koszty niewspółmierne do oczekiwanych oszczędności energii.

Tlen i aeratory

Pomimo, że niektóre mieszalniki oraz aeratory dostępne na rynku zostały zaprojektowane z przeznaczeniem na korzystanie z powietrza atmosferycznego, można ich z powodzeniem używać dostarczając do nich tlen z miejscowego generatora typu VSA. Konstrukcja takich urządzeń jest zwykle oparta na pompach odśrodkowych lub mieszalnikach śmigłowych. Jednak wiadomo, że skoro urządzenia te zostały opracowane do pompowania lub mieszania powietrza, najważniejsza pozostaje ich podstawowa funkcja związana z maksymalizacją przepływu powietrza z pominięciem innych czynników.

Przy korzystaniu z tlenu ilość gazu, która trafia do zbiornika ściekowego zmniejsza się prawie 30-krotnie, a istotną rolę zaczynają odgrywać czynniki inne niż objętość gazu. Czynnikiem mającym znaczny wpływ na całkowitą wydajność procesu jest na przykład siła poprzeczna. Wartość tej siły, z jaką spotyka się tlen przy wpompowywa-niu do wody, warunkuje bowiem wielkość otrzymywanych pęcherzyków powietrza, a co za tym idzie, skuteczność fazy rozpuszczania.

Innym znaczącym parametrem związanym z napowietrzaniem jest stopień rozproszenia wpompowywanego gazu, niezależnie od tego, czy pojawia się on w postaci pęcherzyków powietrza, czy strumienia o wysokiej zawartości tlenu. Stopień rozproszenia zależy bowiem od wielkości kolejnych „porcji” gazu dostarczanych do wody. Aeratory zwykle potrzebują o wiele więcej źródeł rozpuszczonego tlenu w obrębie zbiornika, np. w postaci kopuł dyfuzyjnych, i z tego względu wymagają zastosowania krótszych odległości pomiędzy punktami rozpraszania, aby mogły objąć swoim działaniem teren pomiędzy kolejnymi źródłami powietrza. Z tego powodu firma Air Products stosuje zmodyfikowaną wersję mieszalnika śmigłowego (patrz rys. 4).

22