Способ массообмена газа с жидкостью

Способ массообмена газа с жидкостью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтсинн

Соцнвпнстмчесиин

Респубпии

О l1 И С А Н И Е ()86530?

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОИ;КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 05.10.79 (21) 2825802/23-26 с присоединением заявки М (23)Приоритет (5l)M. Кл.

В 01 0 3/00//

В 01 7.19/00

Ввударстнснны11 кеинтет. СССР но йелаи нзебрвтенн11 н етнрытнй

Опубликовано 23.09,8) Бюллетень J4 35

Дата опубликования описаиия28.09.81 (53) УЙК 66,015,,23(088.8) (72) Авторы изобретении

E. М, Королев, В. Н, Буньков и В. А. Ширяев

I

J (71) Заявитель (54)СПОСОБ ИАССООБИЕНА ГАЗА С 1КИДКОСТЬЮ

Изобретение относится к массообмену газа с жидкостью, особенно для перемешивания и аэрации больших объе-, мов жидкости в химической и микробиологической промышленности, Известен способ проведения процесса массообмена в системе газ-жидкость путем инжектированин жидкости rasoM$1)

Известен также способ массообмена газа с жидкостью путем пропускания газа через заполненный жидкостью объем в центральной части его и cosдания вертикальных контуров циркуляции жидкости и газа (2 ).

Однако такой способ массообмена газа с жидкостью не позволяет достичь высокой степени аэрации жидкости, так как не обеспечены условия для диспергирования газа и образования устойчивой гаэожщкостной эмульсии.

Цель изобретения — интенсификация массообмена.

Укаэанная цель достигается тем, что дополнительно пропускают гаэ через изолированные, заполненные жидкостью объемы, расположенные внутри циркуляционных контуров, и эжектируют полученную гаэожидкостную эмульсию восходящим потоком циркуляции, а часть нисходящего потока направляют в изолированные, заполненные жидкостью объемы.

При этом жидкость в изолированных объемах дополнительно турбулизуют.

1О

Контур вертикальной циркуляции жидкости создают специально, он имеет особую форму, .при этом масса жидкости в центральной части контура изолирована от его периферийной части и со1S общается только с нисходящим и восходящим потоками циркуляционного контура. Такой циркуляционный контур создают путем предварительного размещения в центральной области массы жидкости над местом вдувания rasa в жидкость и симметрично ему, например, торообразного полого элемента.

Газ для эмульгирования подают в объем

8á5307 4 ствуя в аэрации жидкости, Вьппе зоны эжекции в восходящем потоке также происходит диспергирование и равномерное распределение газа, вдуваемого в

5 массу жидкости у ее основания в центре. Таким образом, выше зоны эжекции и потоке циркуляции получаем однородную, с высокой степенью аэрации, газожидкостную эмульсию.

Кроме того, циркуляционный поток вьппе зоны эжекции, начиная от зоны перемешивания, всегда близок к ламинарному, в котором пузырьки газа сохраняются значительно дольше, чем в турбулентном потоке. Часть нисходящего потока циркуляции направляют в изолированный, заполненный жидкостью, объем, а остальная часть нисходящего потока переходит в восходящий поток

20 циркуляции. Создание дополнительного круга циркуляции позволяет эффективнее осуществлять аэрацию массы жидкости. Таким образом, предлагаемый способ позволяет интенсифицировать массообмен с жидкостью.

Hp и м е р. Газ вдувалн в заполненный объем жидкости в центральной части его со скоростью до 15 м с н дополнительно — в изолированные,заполненные жидкостью, объемы со скоростью

l м/с. В эти изолированные объемы добавляли подкрашенный жидкий компонент.

Эжекцию газожидкостной эмульсии из изолированных объемов осуществляли восходящим потоком циркуляции.В пото55 ке циркуляции выше зоны эжекции наблюдали образование близкого к ламинарному потока с равномерным распределением газовых пузырьков и подкрашенной жидкости.

40 По сравнению с известным способом достигнута интенсификация массообмена в два раза. При дополнительной турбулизации газожидкостной эмульсии ов изолированных объемах жидкости досмь тигнута интенсификация массообмена в

4,2 раза. Турбулизапию проводили посредством действия равномерно распревделенньм по основанию изолированного объема жидкости электромагнитных генераторов импульсов давления. жидкости, ограниченный полым элементом. Проток жидкости через данный изолированный в центральной части контура объем создается за счет сообщения этого объема с нисходящим и восходящим потоками контура вертикальной циркуляции эжекцией восходящим потоком и инжекцией в восходящий поток газом, подаваемым для эмульгирования жидкости, Пропускание газа через изолированные,заполненные жидкостью, объемы расположенные внутри циркуляционных контуров, позволяет приготовить качественную, т.е. мелкодисперсную и стойкую, газожидкостную эмульсию, особенно при дополнительнОй турбулизации этого объема. Подлежащие смешиванию с массой жидкости дополнительные компоненты целесообразно подавать непосредственно в изолированные, заполненные жидкостью, объемы, расположенные внутри когтуров, чтобы уже на первом этапе перемешивания— в турбулентной зоне — получить газожидкостную эмульсию с равномерным распределением по изолированному объе му жидкости всех участвующих в переме шивании компонентов, Приготовление эмульсии в изолированных, заполненных жидкостью, объемах позволяет вводить очень большие удельные мощности для аэрации жидкости.

Следующим этапом перемешиваниявляется циркуляция массы жидкости с равномерно распределенной в циркуляцночном потоке гаэожндкостной эмульсией. Эжектирование газожидкостной эмульсии из изолированных объемов в восходящий поток циркуляционного контура позволяет получить однородный поток смеси, При этом эжектироваиие газожидкостной эмульсии можно реализовать двумя путями — восходящим пот ком вертикальной циркуляции или газо который пропускают сквозь изолированный, заполненный жидкостью, объем (ограниченный контурами) для пригото ления эмульсии.

Реализацию каждой из указанных возможностей эжектирования осуществ50 ляют вдуванием газа в массу жидкости у ее основания в центре и в изолированный, заполненный жидкостью, объем с различными скоростями. В процессе эжекции газ, пропускаемый сквозь, 55 изолированный объем, вдувается в восходящий поток циркуляционного контура и диспергируется в нем, вторично уча-

При этом электромагнитный генератор импульсов давления в жидкости выполнен в виде корпуса из немагнитной стали с надетой на него обмоткой,охваченной ярмом, внутри корпуса расположен свободный сердечник, снабженный отверстиями для барботажа газа.

Генератор питается от сети 380 В че865307 6

1ства белково-витаминных концентратов, что позволит увеличить их производительность в 2-3 раза при одновременном повышении надежности за счет исключения аэрирующих устройств со щелевыми турбинами.

Формула изобретения

5

) рез преобразователь частоты. При вклю чении питания сердечники генераторов совершают ускоренное возвратно-поступательное движение с частотой 12 Гц, турбулнзируя находящуюся над ниии в изолированном объеме 2 газожидкостную эмульсию, Использование предлагаемого способа массообмена газа с жидкостью обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: а) воэможность приготовления в изолированных, заполненных жидкостью объемах газожидкостной эмульсии с высокой степенью аэрации вследствие большой вводимой удельной мощности1 б)воэможность равномерного распределения приготовленной в изолированных объемах газожидкостной эмульсии в циркуляционном потоке, т.е. по всей массе жидкости, вследствие использования принципа эжекции; в) обеспечение ламинарного течения в циркуляционном потоке, начиная от эоны, расположенной выше эоны эжекции, что повышает коэффициент полезного действия способа; г)создание доцолнительиой вертикальной циркуляции путем направления части нисходящего потока в изолированный объем; д) обеспечение увеличения в 2-4 раза т.е. более интенсивного массообиена.

Предлагаемый способ массообмеиа газа с жидкостью предполагается использовать в дрожжерастительных аппаратах технологической линии проиэвод1. Способ массообмена газа с жидкостью путем пропускания газа через заполненный жидкостью объем в центральной части его и создания вертикальных восходящих и нисходящих контуров циркуляции жидкости и газа,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации массообмена, дополнительно пропускают гаэ через изолированные, заполненные жидкостью, объемы, расположенные внутри циркуляционных контуров, и эжектнруют полученную газожидкостную эмульсию восходящим потоком циркуляции, а часть нисходящего потока .направляют в изолированные, заполненные жидкостью

Ъ объемы. .2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что жидкость в изолированных объемах дополнительно турбулизуют.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

У 424573, кл. В 01 0 3/00, 1972.

2. Патент США Р 3405920, кл. 216-123, 1968.

Составитель Г. Урусова

Редактор С Родикова Техоед А. Бабинед Корректор У. Пономаренко

Заказ 7916/9 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж35ь Раушская наб.,Б.4/5

Филиал ИПП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4