SU1118395A1

SU1118395A1 - Массообменный газожидкостной аппарат

Info

Publication number: SU1118395A1
Application number: SU823403915A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Майоров; Юрий Алексеевич Смирнов; Анатолий Овсеевич Белопольский; Юрий Павлович Евдокимов
Priority date: 1982-03-02
Filing date: 1982-03-02
Publication date: 1984-10-15

Abstract

МАССООБМЕННЫЙ ГАЗОЖИДКОСТ НОЙ АППАРАТ, включающий вертикальн -ц цилиндрический корпус с патрубками ввода и вывода фаз, по высоте которого размещены барботеры с отверсти ми , отличающийс тем, что,, с целью интенсификации массообмена и увеличени производительности аппарата за счет взаимодействи газа и жидкости во встречно-вихревом потоке и устранени их центробежного разделени , барботеры установлены попарно, при этом стверсти в верхнем барботере выполнены под углом к оси аппарата в сторону нижнего барботера и направлены противоположно направлению отверстий в нижнем барботере.

Description

Изобретение относитс к устрой- ству массообменных аппаратов дл взаимодействи газов и жидкостей и может быть использовано при непрерывном прЬведении процессов растворени химических реакций в химической,. неф техимической, и других отрасл х промышленности .

Известен аппарат разделени , содержаиций барботеры на разных уровн х снабженные соплами, установленными на трубах барботеров в разных радиальных направлени х. Подача барботируемой фазы через два барботера в разных Hanpafлени х по объему аппа-. рата расшир ет зону барботировани Ц

В известном аппарате взаимодействие , барботируемых из двух барботеров фаз осуществл етс в противотоке и в спутных и перекрестных потоках, iTo приводит к неоднородности обработки компонентов в объеме аппарата и в этой св зи к низкой эффективност аппарата при проведении непрерывных процессов.

Известен массообменный газожидкостной аппарат, включающий зертикальный цилиндрический корпус с патрубками ввода и вьшода фаз, по высоте которого размещены барботеры с отверсти ми. В этом аппарате органи ,заци взаимодействи газа и жидкости в перекрестном потоке интенсифицирует массообмен и в сочетании с закручиванием Потока способствует равномерной обработке газа и жидкости в зоне штуцеров, и барботера и в целом увеличению производительности аппарата при проведении непрерывных процессов 2.

При подаче газа в газовый поток, вводимый через штуцера на корпусе, приводит к вращательному движению газожидкостного потока. При вращении двухфазных системм происходит их разделение, интенсивность которого зависит от скорости врааде и и разности плотностей фаз. Фаза большей плотности стремитс зан ть место на периферии, фаза меньшей плотности - у оси вращени . В указанном аппарате за счет большой разности плот ностей газа и жидкости процесс их центробежного разделени начинаетс уже при небольших скорост х вращени и усиливаетс пропорционально увеличению подачи газа через штуцера. Поэтому и сло х аппарата, расположенных уровн штуцеров, нарушаетс равномерность распределени газа по поперечному сечению аппарата, пузыри газа стрем тс к оси аппарата. разуетс воронка, снижаетс эффективность массообмена газа и жидкости. Нарушаетс однородность обработки газа и жидкости при прохождении чере объем аппарата и качество получаемых продуктов, чем ограничиваетс производительность аппарата при проведении непрорывных процессов.

Целью изобретени вл етс интенсификации массообмена и увеличение производительности агЛарата за счет осуществлени взаимодействи газа и жидкости во встречно-вихревом потоке и устранени их центробежного разделени .

Указанна цель достигаетс тем, что в мас:сообменном газожйдкостном аппарате, включак цем вертикальный цилиндрический корпус с патрубками ввода и «ывода фаз, по высоте которого размещены барботеры с отверсти ми , барботеры установлены попарно, при этом отверсти в верхнем барботере выполнены под углом к оси аппарата в сторону нижнего барботера и направлены противоположно направлению отверстий в нижнем барботере.

Целесообразно отверсти в барботерах выполн ть тангенциально.

В пpe Лaгaeмoм аппарате подачей газа чер€)з барботеры в противоположных танг€ нциальных направлени х относительно оси аппарата осуществл етс закру«:ивание потока в противоположных нс1правлени х. Отклонение отверстий верхнего барботера в осевом направлеЬ(ии в сторону нижнего бар .ботера обеспечивает противоточное взаимодействие выход щего из верхнего барбозера газа с поднимающимс от нижнего барботера газожидкостным потоком , Т6.К как в зоне нижнего барботера наложение потоков жидкости, двигающейс вверх по аппарату, и газа/ выход щего из нижнего барботера в тангенциальном направлении, формирует тангенциально-осевое (Спиралеобразное ) движение вверх по аппарату газожидкостного потока. В результате достигаетс встречно-вихревое вэаююдействие потоков газа и жидкости, наиболее высока турбулизаци среды, разбиваютс пузыри газа, увеличиваетс межфазна поверхность, интенсифицируетс массообмен. Сводитс к минимуму центробежное разделение газа и жидкости, так как устран етс вращение потока в объеме вьше верхнего барботера. Газ равномерно распредел етс по всему объему аппарата,газ и жидкость подвергаютс одинаковой по времени и интенсивности обработке при прохождении через объем аппарата что способствует повышению производительности аппарата при проведении непрерывных процессов.

На фиг. 1 представлен аппарат, вертикальный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1 (в зоне верхнего барботера),

Аппарат содержит корпус 1 с патрубками подачи 2 и выхода 3 жидкости , выход.а газа 4, нижний 5 и верхний 6 барботеры с отверсти ми 7, Все отверсти 7 нижнего 5 барботера юполнены в одном тангенциальном направлении относительно оси корпуса 1 Все отверсти 7 верхнего 6 барботера выполнен относительно оси корпуса i в одном тангенциально-осевом направлении (в сторону нижнего 5 барботера ) , противоположном тангенциальному направлению отверстий 7 в нижнем 5 барботере. Отверсти 7 в барботерах 5 и 6 выполнены диаметром, увеличивающимс с удалением отверсти 7 от оси корпуса 1, Тангеициальио-осевое направление отверстий 7 в верхнем 6 барботере вычисл етс исход из массовых расходов и скоростей движени в аппарате жидкости и подаваемого через нижний 5 барботер газа по направлению Движени формируемого ими газожидкостного потока. Аппарат работает следующим образом . Жидкость подаетс через патрубок 2 и поднимаетс в режиме вытеснени ввер: по корпусу 1. Через барботеры 5и б в аппарат подаетс газ, который , за счет увеличени диаметра отверстий 7 с удалением их от оси корпуса 1, равномерно распредел етс по поперечному сечению корпуса 1. В зоне нижнего 5 барботера осуществл етс перекрестное взаимодействие потоков газа и жидкости, в результате которого (показано на фиг, 1 стрелками} фсч мируетс газожидкостной поток, двигаивдийс в Тангенциаль но-осевом направлении (по спирали) в корпусе 1 к верхнему 6 барботеру. Газожидкостной поток в зоне верхнего 6барботера взаимодействует в противотоке с газом, выход цш из отверстие 7 верхнего б барботера в противо положком тангенциально-осевом направлении . В результате в зоне барботеров 5 и б осуществл етс равномерно по поперечному сечению корпуса 1 встречно-вихревое взаимодействие потоков газа и жидкости. Вращение газожидкостного потока в объеме корпуса 1 над верхним б барботером устран етс , чем сводитс к минимуму центробежное разделение газа и жидкости в аппарате. Дальнейшее взаимодействие жидкости с газом осуществл етс в режиме свободного барботажа. Жидкость сливаетс через патрубок 3. Газ выходит через патрубок 4. В предлагаемом аппарате в зоне барботеров осуществл етс взаимодействие газа с жидкостью во встречновихревом потоке, достигаетс наиболее высока турбулизаци среды, разбиваютс пузыри газа, увеличиваетс межфазна поверхность, интенсифицируетс массообмен. Равномерна по Поперечному сечению аппарата подача газа и устранение центробежного-разделени газа и жидкости в объеме аппарата над барботером позвол ет достичь однородной обработки газа и жидкости при прохождении их через объем аппарата. Однородна обработка в аппарате газа и жидкости, в широком ;к апазоне режимов цх подачи, позвол ет повысить Производительность гтпарата при проведении непрерывных процессов . Конструкци предлагаемого аппарата по данным, полученным на лабораторйой установке при проведении непрерывного процесса окислени сульфита натри кислородом воздуха, позвол ет повысить производительность аппарата в 1,2 раза.

/f-X

in.2

Claims

МАССООБМЕННЫЙ ГАЗОЖИДКОСТ..НОЙ АППАРАТ, включающий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками ввода и вывода фаз, по высоте которого размещены барботеры с отверстиями, отличающийся тем, что,, с целью интенсификации массообмена и увеличения производительности аппарата за счет взаимодействия газа и жидкости во встречно-вихревом потоке и устранения их центробежного разделения, барботеры установлены попарно, при этом сггверстия в верхнем барботере выполнены под углом к оси аппарата в сторону нижнего барботера и направлены противоположно направлению отверстий в нижнем барботере.

3 'жидкость

QO ФО СО

СП