RU1790437C - Кавитационный газожидкостный реактор - Google Patents
Кавитационный газожидкостный реакторInfo
- Publication number
- RU1790437C RU1790437C SU914936833A SU4936833A RU1790437C RU 1790437 C RU1790437 C RU 1790437C SU 914936833 A SU914936833 A SU 914936833A SU 4936833 A SU4936833 A SU 4936833A RU 1790437 C RU1790437 C RU 1790437C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- cavitators
- liquid
- medium
- mass transfer
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000006276 transfer reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 3
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
- B01F25/43197—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/008—Processes for carrying out reactions under cavitation conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
- B01F25/3131—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
- B01F25/4317—Profiled elements, e.g. profiled blades, bars, pillars, columns or chevrons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
- B01F25/4319—Tubular elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Использование: осуществление массообменных процессов в системе жидкость-газ в пищевой, химической промышленности. Сущность изобретени : кавитационный газожидкостной реактор содержит цилиндрический корпус, в котором радиально размещены чередующиес полые и цельные кавитаторы. Полые кавитато- ры имеют отверсти со стороны патрубка отвода среды. Из-за перепада давлени в газовых и кавитационных кавернах прослойки жидкой фазы между ними насыщаютс газообразным компонентом, что приводит к усилению процесса массообме- на, уже начина с границы каверны. 2 ил.
Description
Изобретение относитс к устройствам дл осуществлени массообменных процессов в системе жидкость-газ и может быть использовано в пищевой, химической промышленности .
Наиболее близким к изобретению вл етс кавитационный смеситель, содержащий цилиндрический корпус с возможностью подвода и отвода обрабатываемой среды, внутри которого радиально размещены кавитаторы, закрепленные на внутренней поверхности корпуса.
Недостаток указанного устройства заключаетс в недостаточной эффективности массообменных процессов в обрабатываемой среде.
Целью изобретени вл етс интенсификаци процесса массообмена в системе жидкость-газ.
Поставленна цель достигаетс тем, что кавитационный газожидкостной реактор, содержащий цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода обрабатываемой среды, в котором радиально размещены закрепленные на внутренней поверхности
корпуса кавитаторы, снабжен установленным на наружной поверхности корпуса и св занным с источником газообразного компонента коллектором, внутренн полость которого соединена с внутренней полостью корпуса посредством полых кавитаторов, имеющих отверсти со стороны патрубка отвода обрабатываемой среды, причем полые кавитаторы установлены между цельными кавитаторами.
В предлагаемом реакторе поток обрабатываемой среды через патрубок подвода поступает в цилиндрический корпус и натекает на радиально размещенные закрепленные на его внутренней поверхности кавитаторы. При этом за каждым кавитато- ром образуетс присоединенна каверну. Часть кавитаторов выполнена полыми, сообщающимис с внутренней полостью корпуса и внутренней полостью установленного на его наружной поверхности коллектора, св занного с источником газообразного компонента, а часть кэвитаторов- цельнотелыми. Поэтому образующиес зг ними каверны различны по характеру v
ел
С
vj ю о
Јь
со
N
со
строению. При обтекании полых кавитато- ров, за ними возникают вакуумные каверны, в полость которых через отверсти в кави- таторе из коллектора, св занного с источником газообразного компонента, за счет всасывани (или принудительно) подаетс газ. Газовые каверны в хвостовой части пульсируютгРгенериру поле газовых пузырьков размером .50-300 мкм, создава этим развитую поверхность контакта фаз дл эффективного проведени реакций мас- сообмена. При обтекании цельных кавита- торов за ними возникают вакуумные кавитационные каверны, образующие при распаде поле паровых кавитационных мик ропузырьков, насыщающих обрабатываемую среду по всему сечению корпуса реактора. Таким образом в корпусе реактора создаетс нестационарное поле паровых и газовых пузырьков в потоке обрабатываемой среды. При этом паровые кавитационные пузырьки, в отличие от газовых, имеют большую склонность к схлопыванию в зоне повышенного давлени и при их схлопывании возникают высокие локальные давлени (до 1000 МПа), оказывающие диспергирующее воздействие на распределенные в объеме обрабатываемой среды газовые пузырьки. При этом газовые пузырьки интенсивно дроб тс , деформируютс , сжимаютс , начинают пульсировать , тем самым увеличиваетс удельна поверхность контакта фаз и разрушаютс диффузионные слои из поверхности их раздела , интенсифицируетс циркул ци газа в объёме пузырька. Благодар этому ускор етс протекание реакции массообмена в системе газ-жидкость. Возникающие также при схлопывании паровых кавитационных пузырьков поличастотные волны давлени оказывают интенсивное перемешивающее воздействие на обрабатываемую среду, разруша диффузионные пограничные слои жидкости, и перераспредел ют ее в корпусе реактора. На протекание процесса массообмена на границе газовый пузырек - жидкость также оказывает вли ние широкий спектр акустических колебаний, образующихс при схлопывании паровых кавитационных пузырьков, а также пульсации кавитационных каверн, которые интенсифицируют дробление более длинных газовых каверн, увеличива количество газовых пузырьков . При этом равномерному распределению газовых и кавитационных каверн в корпусе реактора способствует предложенное размещение кавитаторов - между каждой парой полых кавитаторов установлены дополнительные цельные кавитаторы. Таким образом обеспечиваетс вовлечение в
-
реакцию массообмена практически всего объема газообразного компонента. Кроме того, из-за перепада давлени в газовых и казитационных присоединенных кавернах,
5 прослойки жидкой фазы обрабатываемой среды насыщаютс газообразным компонентом , что приводит к существенному усилению процесса массообмена в системе газ-жидкость, начина уже с границы кавер10 ны.
Следовательно, образование пол газовых пузырьков и паровых кавитационных пузырьков, оказывающих при схлопывании диспергирующее воздействие на газовые
15
20
пузырьки, пульсации вакуумных присоединенных каверн, интенсивно дроб щих более длинные газовые каверны, увеличива количество газовых пузырьков, и усиление процесса массообмена, начина уже с границы каверны, а также акустические колебани от схлопывани паровых кавитационных пузырьков и поличзстотные волны давлени - в совокупном воздействии на обрабатываемую среду позвол ют 25 значительно интенсифицировать массооб- менные реакции в системе жидкость-газ.
Обработанна среда выводитс мз корпуса через .патрубок отвода. 30Подача газа в вакуумную каверну в зависимости от условий процесса осуществл етс непрерывно, либо дозированно.
На фиг. 1 изображен продольный разрез реактора; на фиг. 2 - вид со стороны 35 патрубка отвода обрабатываемой среды.
Кавитационный газожидкостной реактор состоит из цилиндрического корпуса 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 обрабаты40 ваемой среды. 8 корпусе 1 радиально размещены закрепленные на его внутренней поверхности и, например, на оси 4 кавитаторы 6-13. На наружной поверхности корпуса 1 установлен коллектор 5, св занный с
45 источником газообразного компонента. Внутренн полость коллектора 5 св зана с полыми кавитаторами, например, 6-9; имеющими отверсти со стороны патрубка отвода обрабатываемой среды 3. Между
50 каждой парой полых кавитаторов. например 6 и 7, 7 и 8, 8 и 9, 9 и 6, установлены дополнительные цельные кавитаторы, например, 10-13. Дл подвода и дозировани газообразного компонента служит устройство 14.
55Кавитационный газожидкостной реактор работает следующим образом. Обрабатываема среда через патрубок 2 поступает в корпус 1 реактора с размещенными в ней радиально закрепленными на внутренней поверхности корпуса 1 и, например, на оси
4 кавитаторами 6-13. Так как часть кавита- торов, например, 6-9 выполненна полыми, имеет отверсти со стороны патрубка отвода обрабатываемых компонентов 3 и сообщаетс с внутренней полостью коллектора 5, установленного на наружной поверхности корпуса 1 и св занного с источником газообразного компонента, а часть - цельными , например, 10-13, размещенными между каждой парой полых кавитаторов, при обтекании потоком обрабатываемой среды за ними генерируютс вакуумные присоединенные каверны соответственно газовые и кавитационные, различные по форме и строению. Газовые каверны пульсируют в хвостовой части, образу поле газовых пузырьков с размерами 50-300 мкм и развитой поверхностью контакта фаз в системе газ-жидкость. Пульсирующие кавитационные каверны образуют при распаде паровые кавитационные пузырьки, интенсивно насыщающие обрабатываемую среду по всему объему корпуса 1. Предложенное размещение кавитаторов 6-13 способствует равномерному распределению газовых и кавитационных каверн в корпусе 1 реактора . Из-за перепада давлений в присоединенных газовых и кавитационных кавернах, прослойки жидкой фазы между ними интенсивно насыщаютс газообразным компонентом и реакци массообмена в системе газ-жидкость начинаетс уже с границы каверны . Таким образом в корпусе 1 реактора образуетс трехфазный поток, включающий распределенные в обрабатываемой среде
газовые пузырьки и паровые кавитационные пузырьки, при схлопывании которых возникающие высокие локальные давлени (до 1000 МПа) оказывают эффективное диспергирующее воздействие на газовые пузырьки . Газовые пузырьки при этом дроб тс , деформируютс , сжимаютс , начинают пульсировать. Удельна поверхность контакта фаз существенно
возрастает, диффузионные пограничные слои на поверхности их раздела разрушаютс , интенсифицируетс циркул ци газа в объеме пузырька и таким образом ускор ютс реакции массообмена. На протекание
реакции массообмена на границе раздела фаз газовый пузырек-жидкость воздействует также широкий спектр акустических колебаний , возникающих при схлопывании паровых кавитационных пузырьков, и пульсации вакуумных кавитационных каверн, интенсифицирующих дробление более длинных газовых каверн, увеличива количество -газовых пузырьков и обеспечива вовлечение в реакцию массообмена практически всего объема газообразного компонента . Возникающие при этом поличастотные волны давлений оказывают интенсивное перемешивающее воздействие на обрабатываемую среду, разрушают
диффузионные пограничные слои жидкости , перераспредел ют компоненты среды в корпусе 1 реактора. Обработанный поток отводитс через патрубок 3. Дл подвода и дозировани газообразного компонента
служит устройство 14.
Claims (1)
- Формула изобретениКзвитационный газожидкостной реактор , содержащий цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода обрабатывав- мой среды, в котором радиально размещены закрепленные на внутренней поверхности корпуса цельные кзвитаторы, отличающийс тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена всистеме жидкость-газ, он снабжен полыми кавитаторами и установленным на наружной поверхности корпуса, св занным с источником газообразного компонента коллектором, полость которого соединена с полостью корпуса посредством полых кавитаторов , при этом последние имеют отверсти со стороны патрубка отвода обрабатываемой среды и установлены между цельными кавитаторами.Фи2.1Фиг. 2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914936833A RU1790437C (ru) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Кавитационный газожидкостный реактор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914936833A RU1790437C (ru) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Кавитационный газожидкостный реактор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1790437C true RU1790437C (ru) | 1993-01-23 |
Family
ID=21574837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU914936833A RU1790437C (ru) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Кавитационный газожидкостный реактор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1790437C (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2947187A1 (fr) * | 2009-06-24 | 2010-12-31 | Inst Polytechnique Grenoble | Procede et dispositif de traitement d'un compose chimique et/ou une espece chimique et/ou transporte par un liquide et/ou un gaz |
-
1991
- 1991-05-16 RU SU914936833A patent/RU1790437C/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1287928, кл. В 01 F 5/00, 1987. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2947187A1 (fr) * | 2009-06-24 | 2010-12-31 | Inst Polytechnique Grenoble | Procede et dispositif de traitement d'un compose chimique et/ou une espece chimique et/ou transporte par un liquide et/ou un gaz |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5853456A (en) | Debubbling apparatus | |
| CA2256387A1 (en) | A mixing or dissolving apparatus | |
| JPS5912334B2 (ja) | 基液を他の媒体と混合する方法および装置 | |
| RU1790437C (ru) | Кавитационный газожидкостный реактор | |
| KR880700852A (ko) | 생체촉매 등을 함유한 액체혼합물의 처리방법 및 장치 | |
| RU1773469C (ru) | Роторный аппарат | |
| EP0474835A1 (en) | Apparatus and method for sparging a gas into a liquid | |
| RU2053006C1 (ru) | Экстрактор для системы твердое тело - жидкость | |
| SU1790558A3 (ru) | Kabиtaциohhый peaktop | |
| RU98102482A (ru) | Способ струйной деаэрации и струйная установка для его реализации | |
| RU2060764C1 (ru) | Пленочный выпарной аппарат | |
| RU2264847C2 (ru) | Способ интенсификации реакционных и массообменных процессов в гетерогенных системах и аппарат для его осуществления | |
| RU2103561C1 (ru) | Жидкостно-газовый вакуумный струйный аппарат | |
| PL183241B1 (pl) | Urządzenie do mieszania powietrza i wody w oczyszczalniku wody | |
| RU2296007C1 (ru) | Аппарат для проведения химических реакций и массообменных процессов в гетерогенных системах | |
| RU2032455C1 (ru) | Кавитационный смеситель | |
| SU1754194A1 (ru) | Кавитационный смеситель | |
| RU2315646C1 (ru) | Способ дегазации жидкости и устройство для его осуществления | |
| SU1530264A1 (ru) | Аппарат емкостного типа дл проведени массообменных процессов | |
| SU745050A1 (ru) | Кавитационный реактор | |
| WO2008051115A1 (en) | Heat-mass-and-energy exchange method and a device for carrying out said method | |
| SU716576A1 (ru) | Ультразвуковое устройство дл обработки суспензий и эмульсий | |
| RU2032631C1 (ru) | Устройство для диспергирования газа в жидкости | |
| SU946623A2 (ru) | Аэрирующее устройство | |
| RU2169738C1 (ru) | Способ непрерывной растворной сополимеризации и устройство для его осуществления |