SU1708829A1

SU1708829A1 - Gas-lift bubbling apparatus

Info

Publication number: SU1708829A1
Application number: SU884612860A
Authority: SU
Inventors: Юрий Геннадьевич Куляшев; Владимир Иванович Горячкин; Станислав Павлович Уткин; Юрий Николаевич Талызин; Александр Сергеевич Васильев; Владимир Михайлович Крац
Original assignee: Предприятие П/Я В-2262
Priority date: 1988-12-01
Filing date: 1988-12-01
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к химической и микробиологической промышленности, к газлифтным барботажным аппаратам преимущественно дл выращивани микроорганизмов. Цель изобретени - повышение производительности^за счет более равномерного распределени газа и увеличени степени его диспергировани . Аппарат содержит емкость 1 с патрубками 2 и 3 дл подвода и отвода среды соответственно и патрубками 4 и 5 дл подвода и отвода газа соответствен но.'в емкости 1 размещены циркул ционна труба 6 и аэратор "?>& кото^ рый представл ет собой перфорированную трубу 8 в виде вертикальной спирали, витки которой образуют корпус, обращённый основанием вверх и расположенный непрс- редственно у нижнего среза циркул ционной трубы 6. Труба 8 аэратора 7 состоит из отдельных участков, диаметр которых уменьшаетс по ходу движени газа. В аппарате обеспечены услови равномерного распределени газа по всему объему и эффективное диспергирование газожидкостного потока в зоне расположени аэратора. 3 ил.00 00ю оThe invention relates to the chemical and microbiological industry, to gas-lift bubble apparatus primarily for growing microorganisms. The purpose of the invention is to increase productivity due to a more uniform distribution of the gas and an increase in the degree of its dispersion. The apparatus contains a tank 1 with nozzles 2 and 3 for supplying and discharging the medium, respectively, and nozzles 4 and 5 for supplying and evacuating the gas, respectively. In tank 1 there is a circulation pipe 6 and an aerator "? &Gt; which is a perforated pipe 8 in the form of a vertical spiral, the coils of which form a body facing upward and located directly at the lower section of the circulation pipe 6. The pipe 8 of the aerator 7 consists of separate sections, the diameter of which decreases as the gas moves. at Catch uniform distribution of gas throughout the volume of the dispersion and effective gas-liquid flow in a zone arrangement the aerator. 00yu about 3 il.00

Description

Изобретение относитс к химической и микробиологической промышленности, к аппаратам дл проведени гетерогенных газожидкостных реакций и перемешивани суспензий, в которых дл движени потоков используетс потенциальна энерги сжатого воздуха, преимущественно дл выращивани микроорганизмов.The invention relates to the chemical and microbiological industry, to apparatus for carrying out heterogeneous gas-liquid reactions and mixing suspensions, in which the potential energy of compressed air is used to move the flows, mainly for the cultivation of microorganisms.

Целью изобретени вл етс повышение производительности за счет более равномерного распределени газа и увеличени степени его диспергировани .The aim of the invention is to increase the productivity due to a more uniform distribution of the gas and an increase in the degree of its dispersion.

На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез: на - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - часть трубы азратора, спираль трубы развернута.FIG. 1 shows the apparatus, a longitudinal section: on - section A-A in FIG. 1; in fig. 3 - part of the azrator tube, the spiral of the tube is unrolled.

Газлифтный барботажный аппарат преимущественно дл выращивани микроорганизмов содержит вертикс1льйую емкость 1 с патрубками 2 и 3 дл подвода и отвода питательной среды соответственно, патрубками 4 и 5 дл подвода и отвода газа соответственно . В емкости 1 размещены циркул ционна труба 6 и расположенный под ней аэратор 7. Аэратор 7 представл ет собой перфорированную трубу 8 в виде вертикальной спирали, витки которой образуют конус, обращенный основанием вверх, при зтом диаметр d верхнего витка спирали трубы 8 равен внутреннему диаметру D циркул ционной трубы б и расположен на уровне нижнего торца зтой трубы. Труба 8 азратора 7 состоит из расположенных один за другим отдельных участков 9, внутренний диаметр каждого из которых равен внешнему диаметру последующего. В каждом участке 9 трубы 8 установлена дросселирующа кольцева пластина 10, а диаметр участков 9 уменьшаетс по ходу движени газа в трубе 8.The gas-lift bubbling apparatus mainly for growing microorganisms contains a vertical tank 1 with nozzles 2 and 3 for supplying and venting the nutrient medium, respectively, and nozzles 4 and 5 for supplying and venting the gas, respectively. In the tank 1 there is a circulation pipe 6 and an aerator 7 located under it. The aerator 7 is a perforated pipe 8 in the form of a vertical spiral, the turns of which form a cone with the base facing upwards, the diameter d of the upper coil of the pipe 8 being equal to the internal diameter D circulation pipe b and is located at the level of the lower end of this pipe. The pipe 8 of the azrator 7 consists of separate sections 9 arranged one after the other, the inner diameter of each of which is equal to the outer diameter of the subsequent one. In each section 9 of the pipe 8, a throttling ring plate 10 is installed, and the diameter of the sections 9 decreases as the gas moves in the pipe 8.

Аппарат работает следующим образом.The device works as follows.

Реакционную жидкость или питательную среду дл микроорганизмов подают в патрубок 2, по окончании процесса среда выводитс из патрубка 3. Таз поступает через патрубок 4 в азратор 7, в перфорированную трубу 8, проходит по ее участкам 9 и поступает через перфорацию в емкость 1 внутрь циркул ционной трубы б. Разность плотностей сред внутри циркул ционной трубы 6 и вокруг нее приводит к циркул ции жилкой среды в емкости 1. При выходе газа из азратора 7 он смешиваетс с жидкой фазой, проход щей между витками азратора 7, где и происходит диспергирование газожидкостного восход щего потока.The reaction liquid or nutrient medium for microorganisms is fed to the inlet 2, at the end of the process the medium is withdrawn from the inlet 3. The pelvis enters through the inlet 4 into the azrator 7, into the perforated pipe 8, passes through its sections 9 and enters through the perforation into the container 1 inside the circulating pipes b. The difference between the densities of the media inside the circulation pipe 6 and around it leads to the veining of the medium in the vessel 1. When the gas leaves the azrator 7, it mixes with the liquid phase passing between the turns of the azrator 7, where the gas-liquid ascending flow disperses.

Выполнение аэратора 7 в виде конусообразной спирали дает возможность равномерно распределить струи и пузырьки газа по сечению циркул ционной трубы б, а расположение верхнего витка азратора 7 на одном уровне с нижним срезом трубы 6 и равенство их диаметров исключает коалесценцию пузырьков газа и их укрупнение а центре восход щего потока.Making the aerator 7 in the form of a conical helix makes it possible to evenly distribute the jets and gas bubbles over the cross section of the circulation pipe b, and the location of the upper coil of the azrator 7 on the same level as the bottom section of pipe 6 and the equality of their diameters exclude coalescence of gas bubbles and their enlargement at the center of the sunrise flow.

Уменьшение диаметра участков 9 трубы 8 аэратора 7 по ходу движени газа в нем обеспечивает равенство пьезометрического перепада высоты и гидравлического сопротивлени барботера потоку вдоль длины трубы 8, что позвол ет получить одинаковую скорость истечени газа из отверстий азратора 7, расположенных на разной высоте.Reducing the diameter of the sections 9 of the pipe 8 of the aerator 7 in the direction of gas flow ensures equality of the piezometric height difference and flow resistance of the bubbler along the length of the pipe 8, which allows to obtain the same rate of gas outflow from the holes of the azrator 7 located at different heights.

Трубчатый аэратор 7, имеющий форму указанной пространственной спирали, имеющей форму конической винтовой линии, обеспечивает равномерное расположение отверстий, просверленных в трубе барботера , по сечению циркул ционной трубы 6. Поток циркулирующей жидкости, обтекающей трубу 8, срывает струи газа и уменьшает размер образующихс пузырьков, что также приводит к увеличению газосодержани . Спиральный азратор 7 имеет большую перфорированную поверхность, но в то же врем не создает значительного гидродинамического сопротивлени на входе в циркул ционную трубу 6, так как его витки расположены на разной высоте и между ними имеютс как радиальный, так и осевой зазоры.A tubular aerator 7, having the shape of a specified spatial spiral, having the shape of a conical helix, ensures that the holes drilled in the bubbler tube are evenly distributed over the cross section of the circulation tube 6. The flow of circulating fluid flowing around the tube 8 disrupts gas jets and reduces the size of the resulting bubbles, which also leads to an increase in gas content. The spiral azrator 7 has a large perforated surface, but at the same time it does not create significant hydrodynamic resistance at the entrance to the circulation pipe 6, since its coils are located at different heights and there are both radial and axial gaps between them.

Поскольку дл большинства гетерогенных химических реакций и процесса культивировани микроорганизмов характерна пр ма зависимость между растворенным в жидкости газом и образованием, накоплением целевого продукта, например биомассы , то данный аппарат обеспечивает более высокий прирост производительности по целевому продукту. Повышение степени растворени газа в жидкой фазе реакции приводит также к сокращению его расхода, экономии энергозатрат на аэрирование.Since most heterogeneous chemical reactions and the cultivation of microorganisms are characterized by a direct relationship between the gas dissolved in a liquid and the formation or accumulation of a target product, for example biomass, this apparatus provides a higher performance increase in the target product. Increasing the degree of dissolution of gas in the liquid phase of the reaction also leads to a reduction in its consumption, saving energy costs for aeration.

Формул а из обретени Formula from gain

Газлифтный барботажный аппарат преимущественно дл выращивани микроорганизмов , содержащий вертикальную емкость с технологическими патрубками, размещенную в емкости циркул ционную трубу и расположенный под ней азратор, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности за счет более равномерного распределени газа и увеличени степени его диспергировани , азратор представл ет собой перфорированную трубу в виде вертикаль- мой спирали, витки которой образуют конус, обращенный основанием вверх, при зтом диаметр верхнего витка спирали равен внутреннему диаметру циркул ционнойA gas-lift bubble apparatus primarily for growing microorganisms, containing a vertical tank with process nozzles, a circulation tube placed in the tank and an azrator located under it, characterized in that, in order to increase productivity by more evenly distributing the gas and increasing the degree of its dispersion, the azrator is It is a perforated pipe in the form of a vertical spiral, the turns of which form a cone, the base facing upwards, while the diameter of the upper rim the helix is equal to the internal diameter of the circulating

трубы и расположен на уровне нижнего торца этой трубы, причем труба аэратора состоит из расположенных OAviH за другимpipe and is located at the bottom of this pipe, and the aerator pipe consists of located OAviH after another

отдельных участков, внутренний диаметр каждого из которых равен внешнему диаметру последующего по ходу движени газа.individual sections, the inner diameter of each of which is equal to the outer diameter of the subsequent gas flow.

ii

А- (I A- (I

-8-eight

(ptllZ(ptllZ

Claims

Claim

A gas lift bubbler apparatus primarily for growing microorganisms, comprising a vertical container with process pipes, a circulation pipe placed in the container and an aerator located below it, characterized in that, in order to increase productivity due to a more uniform distribution of gas and increase its dispersion, the aerator is perforated pipe in the form of a vertical ··· spiral, the turns of which form a cone with the base facing up, the diameter of the upper TCA spirals equal to the internal 'diameter of the circulation pipe and is located at the lower end of the pipe, wherein the pipe consists of an aerator arranged one after the other individual sections, the inner diameter of each of which is equal to the outer diameter during the subsequent motion of the gas.

A-A of FIG. 2 of FIG. 3

Compiled by N. Osipov Editor T. Lazorenko Tehred M. Morgenthal Corrector O. Kravtsova

Order.402 Circulation Subscribed

VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the State Committee for Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5

Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, 101 Gagarin St.