CS226829B1

CS226829B1 - Tryska pro dispergaci kapaliny tlakovým plynem

Info

Publication number: CS226829B1
Application number: CS522782A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Csc Sobolik; Ndrej Ing Csc Wein; Jiri Ing Slezak
Original assignee: Vaclav Ing Csc Sobolik; Wein Ondrej Ing Csc; Jiri Ing Slezak
Priority date: 1982-07-08
Filing date: 1982-07-08
Publication date: 1984-04-16

Abstract

Vynález se týká trysky pro dispergaci kapaliny tlakovým plynem

Description

Vynález se týká trysky pro dispergaci kapaliny tlakovým plynem.

Při konstrukci chemických reaktorů k provádění velmi rychlých chemických reakcí mezi kapalinou a plynem, např. neutralizace kyselin amoniakem, je problémem zajistit dostatečně intenzivní dispergaci kapaliny tlakovým plynem, jehož množství je omezeno stechiometrií prováděná reakce. Tento probléá je(částečně řešen, například v čs. AO 194 862, AO 196 068, AO 196 858, dispergaoními tryskami, v kterých kapalina natéká do dispergační zóny styku kapaliny s plynem po vnějším povrchu pláště trysky ve formě filmu s volnou hladinou. Při malých prosazeních kapaliny, do 0,03 kg.s“\ lze k dispergaci použít trysek ve tvaru zužur jícího se kužele, zakončeného kruhovým otvorem pro výtok plynu. Uspokojivá funkce trysek s volně natékajícím filmem kapaliny vyžaduje, aby tlouštka natékajícího filmu byla menší než 1 mm a hydraulický poloměr otvoru pro výtok plynu také nepřesáhl hodnotu 1 mm. Proto je při konstrukci trysek na větší prosazení nezbytné uzpůsobit výtokový otvor buď na tvar vodorovně přímé štěrbiny, nebo na tvar vodorovné mezikruhové štěrbiny podle AO 194 862, nebo AO 196 858.

Zkušenosti s chemickými reaktory kapalina - plyn, využívajícími zmíněné typy trysek ukázaly, že výkon reaktoru je podstatnou měrou závislý na makroskopické povaze proudu disperze, vytékajícího z trysky. Mezi typické jevy nepříznivě ovlivňující stupeň chemické přeměny, patří především vytváření zpětného víru a zúžení vytékajícího proudu disperze.

226 829

Jednotlivé částečky dispergované kapaliny ve zpětném víru jednak koaleskují, jednak jsou hnány zpět proti čelu trysky, kde ulpívají a v důsledcích vedou k zarůstání trysky.' Zúženi protékajícího proudu vede ke zvýšení postupné rychlosti a zkrácení doby existence nejjemnějšího podílu disperze, rozhodujícího pro dosažený stupeň chemické přeměny.

Uvedené nedostatky odstraňuje tryska pro dispergaci kapaliny tlakovým plynem podle vynálezu, sestávající z válcového pláště trysky, kolem kterého je uložena nejméně jedna nádrž dispergované kapaliny pro přívod kapaliny ve filmu k ústí trysky a v něm uloženého koaxiálního tělesa, přičemž ústí spolu β válcovým pláštěm vymezuje štěrbinu pro výtok tlakového plynu. Podstatou vynálezu je, že koaxiální těleso je opatřeno vnitřním kanálem pro přívod pomocného usměrňovacího proudu plynu, výhodně plynu nezreagovaného při prvním průchodu tryskpu, do dispergační zóny při ústí trysky, přičemž nádrž je opatřena nejméně jedním přepadem pro přívod kapaliny ve filmu k ústí trysky po vnějším povrohu válcového pláště a/nebo po povrchu vnitřního kanálu. Tryska Je dále opatřena kanálkem pro odvětvení pomocného usměrňovacího proudu plynu z hlavního proudu plynu.

Tryska podle vynálezu umožňuje dosáhnout rovnoměrnější a jemnější disperze kapaliny v plynu a omezuje ulpívání a koaleecenci kapiček v dispergační zóně. Tím se dosahuje pod-r statně vyššího mezifázověho povrohu, například při spalování těžkých olejů, při neutralizaci minerálních kyselin čpavkem atd.

Pro lepší vysvětlení vynálezu jsou uvedeny výkresy, přičemž obr. 1 znázorňuje případ, kdy pomocný proud plynu Je odvětven z hlavního proudu plynu a obr. 2 znázorňuje případ, kdy pomocný proud plynu je přiváděn z vedlejšího zdroje. Tyto obrázky jsou blíže vysvětleny v následujících příkladech provedení.

Příklad 1

V zařízení podle obr. 1 je spalováno 200 až 500 kgwh“·¹ odpadního oleje s obsahem kyseliny sírové, za omezeného přístupu vzduchu. Hlavními částmi spalovací sekce zařízení jsou válcová vertikální tryska, sestávající z válcového pláště £ a koaxiálního tělesa 2, dále nádrž 10 a spalovací komín 20. Spalovaný olej 1, je dávkován do nádrže £0, odkud je směrem vzhůru odtahován ve formě kapalného filmu po stěnách válcového pláště £ ejektorovým účinkem tlakového plynu G, vytékajícího ústím £ mezikruhové štěrbiny a pomocnými kanálky £, V dispergační zóně, ležící nad ústím £ mezikruhové štěrbiny, je olej L dispergován na velice jemnou mlhu (odhad kapek činí 10 um.). Tím je zaručeno mžikové odpaření oleje a vytvoření dobře regulovatelného plamene s minimálním přebytkem vzduchu. Zvenčí izolovaný robustní spalovací komín 20 zaručuje, že částečky disperze se při přiblížení vyhřáté stěně dříve odpaří, než by stačily zkoaleskovat na větší kapky.

Popsané uspokojující funkce zařízení bylo dosaženo vyvrtáním pomocných kanálků £ k původní trysce podle PV 9317-79. Bez těchto kanálků docházelo k zúžení proudu disperze, přičemž převážná část disperze v oblasti zúžení koaleekovala na větší kapky, které se již nestačily odpařit a stékaly po stěně spalovacího komínu 20 zpět do nádrže £0. Výtokové plocha pomocných kanálků £ představuje 30 % výtokové plochy mezikruhové štěrbiny pro hlavní proud vzduchu.

226 829

Příklad 2

V neutralizačním reaktoru je množství 200 kg.h”^ kyseliny neutralizováno množstvím 20 kg.h*^plynného čpavku, přiváděného pod přetlakem 200 kPa. Hlavní čáat zařízení je válcová vertikální tryska podle obr. 2, sestávající z válcového pláště fi a koaxiálního tělesa 2., opatřeného vnitřním kanálem fi. Tlakový čpavek G, je přiváděn prostorem mezi koaxiálním tělesem 2 a válcovým pláštěm 1 do výtokového ústí fi, kde je plynem, vytékajícím zvukovou rychlostí, dispergována kyselina L, natékající vlastní tíží ve formě filmu a volnou hladinou.

V tomto uspořádání je tok vysoce nestabilní. V závislosti na nekontrolovatelných okolnostech docházelo k uspokojivému odtoku disperze D, doprovázeného přisáváním plynu vnitřním kanálem fi, nebo k pulzujícímu toku, doprovázenému periodickým zužováním odtékajícího proudu disperze, nebo konečně v nejméně příznivém případě i k obrácení proudu disperze a jeho protisměrnému odtoku vnitřním kanálem fi. Tyto nepříznivé jevy byly zcela potlačeny, jestliže byl nezreagovaný plynný čpavek z odcházející disperze A, po odstranění vykondenzované vodní páry, přiváděn zpět do dispergační zóny vnitřním kanálem fi pod přetlakem 2 k?a. Popisované uspořádání nejenže zvýšilo účinnost trysky, ale umožnilo využít i čpavku, nezreagovaného na první průchod, který by jinak byl obtížným odpadem.

Trysek podle vynálezu lze s výhodou využít při dispergaci kapalin plynem v případech, kdy přípustné množství plynu na dispergaci je omezeno technologickými požadavky procesu, například při čpavkování kyselin nebo spalování kyselých olejů.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Tryska pro dispergaci kapaliny tlakovým plynem, sestávající z válcového pláště trysky, kolem kterého je uložena nejméně jedna nádrž dispergované kapaliny, pro přívod kapaliny ve filmu k ústí trysky a v něm uloženého koaxiálního tělesa, přičemž ústí spolu s válcovým pláštěm vymezuje štěrbinu pro výtok tlakového plynu, vyznačená tím, že koaxiální těleso (2) je opatřeno vnitřním kanálem (3) pro přívod pomocného usměrnovacího proudu plynu, výhodně plynu nezreagovaného při prvním průchodu tryskou, do dispergační zóny při ústí (5) trysky, přičemž nádrž (10) je opatřena nejméně jedním přepadem (ll, 12) pro přívod kapaliny ve filmu k ústí (5) trysky po vnějším povrchu válcového pláště a/nebo po povrchu vnitřního kanálu (3).

2. Tryska podle bodu 1, vyznačená tím, že vnitřní kanál (3) je opatřen kanálkem (6) pro odvětvení pomocného usměrnovacího proudu plynu z hlavního proudu plynu.