Способ проведения массообменных и реакционных процессов

Способ проведения массообменных и реакционных процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам проведения массообменных и реакционных процессов и может быть использовано в химической и смежных с ней областях промышленности . Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет дополнительной турбулизации поверхности слоя жидкости. Пленка жидкости стекает вниз по наружной поверхности диэлектрической трубы 1, а электрический потенциал подается на электрод 3, изолированный от жидкости диэлектрическим цилиндром 4. Вторым электродом служит сама жидкость, которая заземлена. 5).1ектрп1 еск1 й потенциал подают и имп льср1ом режиме, время длительности импульса и времеп 1ой интервал определяются соотношением. По. шрность электрода принимают как по.тожительной, так и отрицательной. I з. ii. ф-,1ы, 2 ил.. I табл. ;о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 B OI D 3 00 (! сх 1 !

41Ь» 1:< (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2I) 4138536/31-25 (22) 22.10.86 (46) 07.09.88. Бюл. ¹ 33 (7! ) Московский институт химического мап ипостроения (72) В. B. Бутков, В. Е. Калитеевский и С. М. Макареев (53) 66.015.23 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 319318, кл. В 01 D 3/32, 1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 567453, кл. В 01 D 3/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 990248, кл. В OI D 1982. (54) СПОСОБ ПРОВЕ;!ЕНИЯ МАССООБМЕННЫХ И РЕАКЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к способам проведения массообмепцых и реакционных процессов и может быть использовано в химической и смежных с ней областях промышленности. Целью изобретения является новы пение эффективности процесса за счет дополнительной турбулизации поверхности слоя жидкости. Пленка жидкости стекает вниз по наружной поверхности диэлектрической трубы 1, а элс к-;рнческий потенциал подается на электрод 3, изолированный от жидкости диэлектрическим цилиндром 4.

Вторым электродом служппг сама жидкость, КОтОРаЯ ЗаЗЕМЛЕПа.;)ЛсhTÐÈ,r.åhëé ПОтЕНЦИаЛ подают в импульс пом режиме, время длительности пмпу,IhcH и врс меппой интервал опредег! яются соотношением. Полярность электро.!а прпппмаюг как положительной, так и отрицательной. з. и. ф-лы. 2 пл., ! табл.

1421357

Изобретение относится к массообмеHHblM процессам и может быть использовано в химической и смежных с ней отраслях промышленности при проведении сорбционных и ректификационных процессов.

Цель изобретения — повышение эффек5, тивности процесса массообмена за счет дополнительной турбулизации поверхностного слоя жидкости.

На фиг. 1 приведена схема осуществления предлагаемого способа пленочных аппа- !0 ратов, способных работать в условиях прямотока; на фиг. 2 — то же, для аппаратов, способных работать в условиях противотока контактирующих фаз.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит трубчатыи аппарат 1, 15 диэлектрическую трубу 2, электрод 3, диэлектрический цилиндр 4.

Способ осуществляют следующим образом.

Пленка жидкости стекает вниз по наружной поверхности диэлекрической трубы 2, а электрический потенциал подают на электрод 3, изолированный от жидкости диэлектрическим цилиндром 4. Вторым электродом служит сама жидкость, которая заземлена.

Напряженность электростатического поля варьируют в пределах от 0 до 30 кВ/см, длительность импульсов и интервал между ними изменяют от 0,001 до l c.

Электрический потенциал подают в импульсном режиме, время длительности импульсов и временнои интервал (т) между

30 которыми определяется соотношением ео !оо е, КТу где Z — валентность ионов; ! — заряд электрона, Кл;

К вЂ” постоянная Больцмана, Дж/К;

Т вЂ” абсолютная температура, К; у — электропроводность, См/м.

Целесообразно также полярность электрода принимать как положительной, так и отрицательнойй.

Поверхность раздела фаз в процессе массообмена находится в импульсном электростатическом поле любой полярности, что обеспечивает существенное улучшение условий проведения процесса вследствие того, что. под его воздействием ионы в поверхностном слое находятся в постоянном движении, что в свою очередь приводит к турбулизации поверхностного слоя, в котором сосредоточено основное сопротивление массопередаче, и, следовательно, к интенсифи- 55 кации процессов абсорбции, десорбции, ректификации и т. д. Длительность импульса определяется из условия равенства времени наложения электростатического поля и времени перераспределения электронов под его воздействием и расчитывается из указанного соотношения. По истечении этого времени движение ионов прекращается, что ведет к прекращению интенсификации процесса. Поэтому электростатическое поле отключается, после чего ионы начинают движение в направлении, противоположном начальному.

Эксперименты проведены на малорастворимых газах, которые абсорбировались водой и десорбировались из воды. Брызгоу нос отсутст в о в ал.

На выходе из аппарата проводились измерения концентрации абсорбента.

Пример 1. Для изучения абсорбции кислорода водой опишем последовательность проведения эксперимента. Электропроводность воды у=2 10 См/м. Устанавливают расход жидкости в аппарате 3 10 м /ч, расход кислорода 2 10 м /ч. Включают источник высокого напряжения и поднимают потенциал на электроде до 10 кВ. Проводят анализ количества кислорода в воде. Далее все параметры сохраняют в указанных значениях, а источник высокого напряжения переключают на подачу потенциала в импульсном режиме с частотой следования импульсов 0,002 с при напряжении 10 кВ.

Анализируют количество кислорода в воде.

Сравнивая эти данные получают увеличение коэффициента массопередачи в 9,93 раза по сравнению с подачей потенциала в постоянном режиме.

Пример. 2. Все условия проведения эксперимента аналогичны указанным в примере 1, однако частоту следования импульсов устанавливают равной 0,03 с. После пересчета получают увеличение коэффициента массопередачи при импульсной передаче потенциала в 7,65 раза по сравнению с подачей потенциала в постоянном режиме.

Таким образом проводят эксперименты и далее. Эффективность процессов абсорбции и десорбции существенно увеличивается до относительного коэффициента массопередачи К=К,/К =15,5, где К и Ко — коэффициенты массопередачи при наложении импульсного электростатического поля и без него соответственно. В то же время расход электроэнергии минимален из-за отсутствия тока в цепи.

Результаты, полученные при противоточном режиме работы аппарата при абсорбции кислорода водой с у=2-10 См/м, при расходе жидкости 3-10 м /с и расходе газа

2.10 м /с для различных напряженностей поля, приведены в таблице.

Применение изобретения позволит интенсифицировать массообменные процессы и уменьшить размеры массообменного оборудования при минимальных энергозатратах.

Экономический эффект изобретения состоит из экономии на материалах ввиду уменьшения габаритов аппаратов как мини1421357 мум в 4 раза и возможности получения более высокоочищенных продуктов.

Формула изобретения

К /К при различных значениях и., с!

Р, кВ

Серия опытов,01 0,05 0,008 0,01 0,02 0,03 0,04

0,05

1 1

1 1 1

1 1

1107321915522232186

1 1,11 1,83 467 993 765 320

1,32

6,0

1,70

1,34

1,3

1,45

1О,0

1,84

1,63

1, -4 7

1,58 . 1 1, 12 1,92 5,18 12,82 13,21 6,45 2,86

14,0

2 12

1,62

1,74

1 1,14 3,21 8,91 11,41 15,50 8,22 3,13 2,06 1,99

18,0

Составитель С. Баранова

Редактор С. Пекарь Техред И. Be pec Корректор М. Пожо

Заказ 4359/5 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ проведения массообменных и реакционных процессов, заключающийся во взаимодействии газовой и жидкой фаз при наложении неоднородного электростатического поля с подачей потенциала со сто- 10 роны газовой фазы, при которой силовые линии поля перпендикулярны поверхности раздела фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса массообмена за счет дополнительной турбулизации поверхностного слоя жидкости, электрический потенциал подают в импульсном режиме, время длительности импульса и

4 временной интервал (т) между которыми определяются соотношением

Z 1 80(Ро

8, К ТУ где Z — валентность ионов;

1 — заряд электрона, Кл; гро — потенциал электрода, В;

80 — диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м;

8, — относительная диэлектрическая проницаемость газовой фазы;

К вЂ” постоянная Больцмана, Дж/К;

Т вЂ” абсолютная температура, К;

3 — электропроводность жидкости, См/м.

2. Способ по п. I, отличающийся тем, что полярность электрода принимают как положительной, так и отрицательной.