Массообменный аппарат с барботажным слоем

Массообменный аппарат с барботажным слоем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ С БАРБОТАЖНЫМ СЛОЕМ, включающий вертикальн1 )1Й корпус, внутри которого размещена центральная труба с перфорированными или пористыми стенками, устройство для ввода газа, устройство для ввода жидкости выполненное в виде плоского сопла, патрубкид для вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена путем использования всей рабочей поверхности центральной трубы, она снабжена размещенными с ее внутренней стороны камерами , в каждой из которых по всей ее длине, установлено сопло, выходное сечение которого направлено к наружной стороне трубы, а устройстао для ввода газа выполнено в виде размещенных по высоте центральной трубы плоских полых дисков, внутренние стенки которых выполнены пористыми . i 2.Аппарат по п. 1, отличающий с я тем, что он снабжен коллектором, сое (Л диненным с камерами. 3.Аппарат по п. 1,отличающийс я тем, что пористые стенки выполнены из материала несмачиваемого жидкостью. о оо о 00 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1080836

В 01 0 53/18; В 01 0 3/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИБЛИОТЕеА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3554746/23 — 26 (22) 21.02.83 (46) 23.03.84. Бюл. 11 11 (72) Б. Б. Виленчиц, К. А. Гольштейн, А. А. Ждановский, Г. Г. Старобинец и А.А.Тесяж (71,) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. акад. А. Н. Севченко (53) 66.071.7.05 (088.8) (56) 1. Сафонов А. И., Крылов В. С. Проблемы расчета и практического использования массообменных аппаратов с вращающимся барботажным слоем. — Л., "Наука", 1977, т. L, 110 10, с. 2288-2295.

2. Авторское свидетельство СССР No 967531 кл. В 01 О 53/18, 1980. (54) (57) 1. МАССООБМЕННЫИ АППАРАТ

С БАРБОТАЖНЫМ СЛОЕМ, включающий вертикальнь и корпус, внутри которого размещена центральная труба с перфорированными или пористыми стенками, устройство для ввода газа, устройство для ввода жидкости, выполненное в виде плоского сопла, патрубки для вывода фаз,отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена путем использования всей рабочей поверхности центральной трубы, она снабжена размещенными с ее внутренней стороны камерами, в каждой.из которых по всей ее дгине, установлено сопло, выходное сечение которого направлено к наружной стороне трубы., а устройство для ввода газа выполнено в виде размещенных по высоте центральной трубы плоских полых дисков, внутренние стенки которых выполнены пористыми.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он снабжен коллектором, соединенным с камерами.

3. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что пористые стенки выполнены из материала несмачиваемого жидкостью.

1080836

Изобретение относится к химической техно- логии и может быть использовано в процессах массообмена между жидкой и газовой фазами, в частности для нейтрализации вредных примесей в газовых выбросах различных предприятий, двигателей внутреннего сгорания и других источников загрязнений с целью охраны окружающей среды.

Известен массообменный аппарат с барботажным слоем, включаюшии корпус, внутри кото10 рого размешен цилиндрический сосуд с перфорированными или пористыми стенками, патрубки ввода и вывода фаз 11).

Недостатком аппарата является необходимость вращения сосуда с достаточно высокими ско15 ростями, доходящими до 1000 об/мин и выше.

Последнее обстоятельство налагает жесткие требования на точность изготовления вращающегося сосуда, что нередко приводит к ограничению угловых скоростей сосуда, а следовательно, or 20 раничивает интенсивность процесса.

Устройство работает следующим образом.

В полости 3 посредством насоса 5 через коллектор 4 нагнетают жидкость. Одновремен. но включают вентилятор 9. Выходяшаяиз плоских сопел 2 жидкость в виде плоских

"прилипающих" к выпуклой поверхности

Известен массообменный аппара с, барботажным слоем, включаюший вертикальный корпус, внутри которого размещена центральная

25 труба с перфорированными или пористыми стенками, патрубки ввода и вывода фаз. В этом аппарате патрубок ввода жидкости выполнен в виде плоского сопла., размещенного т..""енциально к выпуклой цилиндрической поверхности сосуда, а патрубок ввода газа выполнен в виде коллектора с трубками, концы которых отстоят от выпуклой цилиндрической поверхности сосуда на расстоянии, не превышающем высоту плоского сопла (2).

Недостатком аппарата является то, что при

35 ограниченных em габаритах не обеспечивается интенсивный массообмен. Это обусловлено тем, что в процессе массообмена используется не вся поверхность цилиндрического сосуда с

40 пористыми стенками и лишь частично используется внутренний объем аппарата, . Цель изобретения — интенсификация процесса массообмена путем использования всеи рабочей поверхности центральной трубы.

Указанная цель достигается тем, что в мас45 сообменном аппарате с барботажным слоем, включаюшем вертикальный корпус, внутри которого размещена центральная труба с перфорированными или пористыми стенками, устройство для ввода газа, устройство для ввовво-50 да жидкости, выполненное в виде плоского сопла, патрубки для вывода фаз, центральная труба снабжена размещенными с ее внутренней стороны камерами, в каждой из которых по всей ее длине установлено сопло, выход- 55 ное сечение которого направлено к наружнеи стороне трубы, а устройство для ввода газа выполнено в виде размещенных по высоте центральной трубы плоских полых дисков, внутренние стенки которых выполнены Нористыми.

При этом аппарат снабжен коллектором, соединенным с камерами.

Причем пористые стенки выполнены иэ материала несмачиваемого жидкостью, например, в случае воды — иэ фторопласта.

Такое устройство позволяет интенсифицировать массоперенос при ограниченных габаритах массообменных аппаратов, в которых использован эффект "прилипания" затопленной тангенциальной струи к выпуклой поверхности для создания архимедовой силы, действующей на пузырьки газа. При этом полность используется вся рабочая поверхность центральной пористой трубы (цилиндрического сосуда с пористыми сгенками) .

Иа фиг. 1 представлен предлагаемый аппа рат, продольное сечение; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Аппарат состоит иэ пористой или перфорированной несмачиваемой жидкостью центральной трубы 1. Пентральная труба 1 по всей длине имеет четыре плоских сопла 2, равномерно расположенных вдоль образующих трубы I, выходные сечения которых направлены в одну сторону касательно выпуклой наружной поверхности центральной трубы 1.

Внутри центральной трубы к каждому соплу 2 примыкает камера (полость) 3, подводящая жидкает камера (полость) 3, подводящая жидкость в это сопло. Подводящие жидкость полости 3 собраны в коллекторе 4, нагнетание жидкости осушествляет насос 5. Соосно с центральной трубой на одинаковых расстояниях друг от друга ло высоте центральной трубы 1 расположены плоские цилиндрические каналы 6, имеющие форму дисков, внутренние диаметры которых превышают диаметр центральной трубы 1. Плоские цилиндрические каналы 6 соединены между собой патрубками 7, через которые осуществляют подачу подвергаемого барботажу газа. Стенки плоских цилиндрических каналов 6, обращенные к центральной трубе 1, также выполнены из пористого или перфорированного несмачиваемого материала. Через патрубки 7 из общего коллектора 8 в плоские цилиндрические каналы 6 подают для барботажа гаэ. Отбор нробарботированного газа осушествляют вентилятором 9. центральной трубы 1 струй приходит во вращательное движение вокруг этой центральной трубы 1. Вследствие вращения жидкости вокруг центральной трубы 1 давление в зоне вращения понижается по сравнению с давленй. ем в остальном объеме. Через коллектор 8, патрубки 7 и каналы 6 подают газ в жидкость. Давление газовой смеси в коллекторе 8, патрубках 7 и в плоских цилиндрических каналах 6 больше давления жидкости у 10 поверхности трубы 1, Вследствие возникшей разности давлений внутри плоских цилиндрических каналов 6 и в зоне вращения жидкости газовая смесь в виде пузырьков начинает выходить из

15 перфораций цилиндрических дисков 6, и под действием архимедовой силы пузырьки газа перемещаются в сторону пористой (перфорированной) поверхности центральной трубы 1.

Благодаря действию вентилятора 9 давление внутри центральной трубы 1 делается несколько ниже давления в жидкости, "прилипающей" к внешней поверхности цилиндрической трубы

1080836

1, в результате чего пробарботированные пузырьки газа подают во внутрь., центральной трубы 1, после чего вентилятором 9 удаляются.

Изобретение позволит повысить эффективность процесса массопереноса по сравнению с прототипом при одинаковых габаритах примерно на 33%.

В изобретении вокруг центральной перфорированной трубы равномерно расположено четыре плоских сопла, что позволяет полностью использовать эффект Коанда и дополнительно повернуть струю на 360 при малых габаритах устройства. При этом будет полностью использоваться вся рабочая поверхность центральной перфорированной трубы и объем аппарата при описаннном устройстве патрубка ввода газа. Выполнение этой же трубы из несмачиваемого материала дополнительно повысит эффективность предложенного устройства, так как при этом жидкость не будет проникать через поры внутрь центральной перфорированной трубы, 1080836

Составитель Г. Урусова

Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Тигор

Редактор О. Бугир

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1410/4

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4