CS229280B1 - Zařízení pro tvorbu homogenní disperze plynu v kapalině - Google Patents

Abstract

Zařízení pro tvorbu homogenní disperze plynu v kapalině s velkou mezifázovou plochou, které je tvořeno ejektorem, sestávajícím z trysky, sací části, směšovací trubice a difusoru. Na výstupu z difusoru, tj. ve vstupní části reaktoru, je ve vzdálenosti 0 až 2D, kde D je průměr zařízení, zabudována různě tvarovaná přepážka umístěná symetricky v ose ejektoru ve tvaru různě profilovaného komolého kužele. Přepážka je umístěna na svislé hřídeli, což umožňuje její otáčení kolem této svislé osy.

Description

Vynález-, ae. týká. zařízení pro- tvorbu, homogenní! dlspenzej bublin plynu v kapalině s velkou mezifázovou plochou a s lepším využitím příčného průřezu zařízení..

Pro zvýšení intenzity/ přestupní hmaty v systému kapalina-plyn jsou· pro' vytvoření probublávané. vrstvy používána různá zařízení, z nichž', jedno z velmi účinných je ejektor kapalina-plyn. V těchto zařízeních je využito poklesu tlaku způsobeného urychlením čerpané kapaliny; zúžením vstupní přívodní trubice-trysky, k přisávání plynu do proudící kapaliny. Vzniklá dvoufázová směs vstupuje vysokou rychlostí do vrstvy kapaliny, ve které vytvoří jemnou, pokud možno rovnoměrnou vrstvu bublin plynu, tedy probublávanou vrstvu.

Různé typy ejektorů jsou popsány v odborné literatuře [M. Zlokarnik, Chem. Eng., Sci. 34, 1265 (1979),,P. Zehner, C,hemie-Ing, Techn.. MS. 201/75.],, i. v. patentech, [.NSR. pat. číslo 26 34 496, NSR pat. č. 26 34 494] a jsou udána doporučení pro jejich návrh [H. J. Henzler, Chem. Ihg. Těch’. 54, 8 (1982)]:. Všechna- v současné' době- používané zařízení tohoto' typm jsou tvořena přědtevším tryskou, sací komorou, směšovací- trubicí- a¹ dlfusorem. Od těchto zařízení se požaduje, aBy přisávala co nejvíce plynu pro daný průtok kapaliny a aby vytvářela rovnoměrně probublávanou vrstvu v celém objemu reaktoru o co největší, porositě. Tyto podmínky obvykle zajišťují také výhodné'charakteristiky z hlediska využití zařízení pro sdílení hmoty. Z ekonomického hlediska je třeba, aby tyto požadavky byly splněny při nízkých výrobních a provozních nákladech.

V případě, že je uvedený ejektor umístěn ve dnu zařízení, jeho hlavní nevýhodou je to, že primární paprsek kapaliny tryská z difusoru volně tak, že vytvořená disperze rychle prochází vrstvou, kapaliny, takže často dochází k negativnímu zkratování plynu v reaktoru. Navíc, část zařízení, ve které dvoufázová směs z ejektoru vstupuje do reaktoru je neúčinná,, protože teprve ve vzdálenosti- několika průměrů zařízení od vstupu do reaktoru je směs již rovnoměrně rozptýlena po jeho průřezu. Tento jev je ještě významnější u zařízení větších průřezů.

Výše uvedené nevýhody/ odstraňuje zařízení pro tvorbu homogenní disperze bublin plynu v kapalině podle vynálezu, které je tvořeno ejektorem sestávajícím z trysky, sací části (komory), směšovací trubice a difusoru, přičemž na výstupu z ejektoru — na vstupu do reaktoru — je zabudována pevná nebo podél svislé osy. otočná různě tvarovaná přepážka, umístěná středově k ose ejektoru. Tato přepážka je s osou trysky souose, rotační těleso, jehož náběžná plocha (případně i jeho protilehlá část] je. vytvořena rotací exponenciálníi křivky kolem osy tělesa.

Výhodou uvedeného zařízení je, že původně úzký proud kapaliny se strženým plynem, tryskající z ejektoru ve svislém směnm je uvedenom pňepáěkou usměrněni smě* rean ke stahám zařízení, thkžei dbchézíí R rovnoměrnému rozdělení plynu poi Gelěm průřezu zařízení, což je zvláště výhodné u zařízení větší o h rozin arů (průměrů). Dosahuje se -tok' větší’ mezifázDvé plochy a lepšího využití objemu reaktoru pro přestup hmoty mezi oběma fázemi.

Uvedená přepážka, je osově symetrická, má náběhovou, časť, ktená nezvyšuje! odpor proudu směsi. Jfejí vzdálenost oď výstupní části ejektoru L je L = 0 — 2 D< (©, jp průměr zařízení) a její velikost je dk-š djt/2;(d_d je průměr výstupní částii difusoru’ ejektoru, d_Pl je.průměr, přepážky).

Vlastní uspořádání navrhovaného zařízení je znázorněno na výkresech, kde obrázek, 1 představuje celkové,- uspežádátní a obrázky 2 až 5 typy přepážek podle vynálezu..

Na obrázku 1, který znázorňuje kapalný ejektor a jeho zapojení na reaktor je kapalina L vedena· z·- reaktoru do čerpadla, a. od? tud-je-čerpána db vstupní části'ejektoru 1. Prochází tryskou· 2’ v rozmezí rychlostí v třysce 50·až lOOím/s. Třyska je obvykle válcová. Primární paprsek kapaliny L tryskající z trysky 2 vstupuje do sací komory 3 a směšovací trubice 4, kde dochází ke styku s plynem G samovolně přisávaným nebo čerpaným nuceně do vstupu plynu 5. Ze směšovací trubice plyno-kapalinový proud vstupuje do difusoru 6 a reaktoru 7. Na výstupu z difusoru 6 (vstup do reaktoru 7) naráží paprsek kapaliny na pevnou přepážku

8. Tato přepážka je tvořena tělesem, které obrací, proud, plyno.-kapahnové směsi, zrn směru původně, svislého, (v. as& ejpktoru) db; směru. ke. stěnám, zařízení.. Něikalík. tvarů, přepážek je. uvedeno na, obrázku. 2.. Jpou ťn, vlastně rotační, tělesa,, jpjiiGhž náběhová.plocha je: vytvořena, rotací, ex-panenclální křivr ky kolem, osy· tělesa..

Pevné· přepážky na. obrázcích. 2. až-. 5. jpou. tvořeny hladkou, náhěžnom částí,, přímkové.· ho. nebm zakřiveného, tvaru,, které, rozdělí, plyno-kapalinový proud·, vstupující, do. naak.toru osově symetrinky. na; všechny strany.. Stěny tělesa jsou uspořádány tak, aby proud byl usměrněn do směru kolmo ke stěnám zařízení, nebo od tohoto kolmého směru odkloněném pod úhlem a, který nepřesáhne 30°. Vrchní část tělesa je plochá nebo tvarovaná k usměrnění proudu vracejícího se od stěn zařízení (obrázek č. 3).

Pevná přepážka na obrázku 4 odpovídá přepážce na obrázku 2, ale má na spodní straně, tj. na části, na kterou naráží plynokapalinový proud z ejektoru (náběžné straně) lopatky, které uvádějí proud plyno-kapalinové směsi do rotace. Lopatky jsou tvořeny tvarováním povrchu tělesa. Přepážka na obrázku 4 může být umístěna na svislé hřídeli, což umožňuje její otáčení kolem této svislé osy. Toto uspořádání opět napo229280

S máhá lepšímu rozdělení dvoufázové směsi po průřezu zařízení.

Těleso na obrázku 5 se skládá ze dvou nebo více symetricky umístěných těles, přičemž spodní těleso má uprostřed otvor, kte8 rým prochází část plyno-kapalinové směsi, která pak naráží na další menší těleso a je určeno pro zařízení větších průměrů. Má zajistit lepší rozdělení bublin plynu po průřezu zařízení.

Claims (2)

1. Zařízení pro tvorbu homogenní disperze plynu v kapalině s velkou mezifázovou plochou, které je tvořeno ejektorem sestávajícím z trysky, sací části, směšovací trubice a difusoru, vyznačené tím, že na výstupu z difusoru (6), tj. ve vstupní části reaktoru (7) je ve vzdálenosti 0 až 2 D, kde D je průměr zařízení, zabudována různě tvaYNALBZU rovaná přepážka umístěna symetricky v ose ejektoru ve tvaru různě profilovaného komolého kužele.

2. Zařízení podle bodu 1 vyznačené tím, že přepážka je umístěna na svislé hřídeli, což umožňuje její otáčení kolem této svislé osy.