SU1731742A1 - Аппарат дл обработки жидкостей газом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке жидкостей газом. Целью изобретени   вл етс  повышение степени использовани  газовой фазы путем интенсификации естественной циркул ции газожидкостной смеси. Аппарат состоит из корпуса 1, пр моугольного сечени , разделенного вертиИсходныи газ Исходный taj кальными перегородками 2 на реакционные 3 и циркул ционные 4  чейки. В нижней части аппарата установлены газораспределительные камеры 5. Вертикальные перегородки 2 установлены под углом 30-35° к поперечным ос м газораспределительных камер 5. Трубопроводы 6 служат дл  подачи газа во внутренние конфузоры. Циркул ционный трубопровод 8 с центробежным насосом 9 используют дл  подачи жидкости во внешние конфузоны 10. Дл  подачи исходной жидкости и отбора готового продукта используют штуцера соответственно 11 и 12. Жидка  фаза нагнетаетс  в пространство между внешними и внутренними конфу- зорами. Во внутренние конфузоры подаетс  под давлением исходный газ. Изобретение позвол ет повысить производительность устройства. 2 ил. (Л С vi CJ VI 4 Ю

Description

Изобретение относитс  к конструированию аппаратов дл  обработки жидкостей газом и может быть использовано дл  проведени  различных газожидкостных процессов: аэрации сточных вод, облагораживани  технологических сред гидролизных производств, процессов абсорбции и десорбции, химических реакций.

Известен аппарат-абсорбер, содержащий емкость пр моугольного сечени , газораспределительные камеры, выполненные в виде двух коаксиально установленных конфузоров, циркул ционный насос, трубопроводы дл  подачи газа и циркул ции жидкости, штуцеры дл  подачи исходной и вывода обработанной жидкости. Обечайка разделена вертикальными перегородками на центральную реакционную и две циркул ционные  чейки, наличие которых способствует возникновению в аппарате естественной циркул ции газожидкостной смеси. При работе аппарата жидка  фаза отбираетс  насосом из нижней части циркул ционных  чеек обечайки и нагнетаетс  во внешние конфузоры газораспределительных камер, расположенных встречно одна напротив другой. Во внутренние конфузоры камер подаетс  газ под давлением.

Через образованные конфузорами пр моугольные щели жидка  и газова  фазы выход т в виде плоских струй. На небольшом рассто нии от газораспределительных камер верхн   и нижн   струи жидкости смыкаютс  и дроб т газ с образованием струи тонкодисперсной газожидкостной смеси, распростран ющейс  в объеме реакционной  чейки. Далее газожидкостна  смесь поднимаетс  в верхнюю часть реакционной  чейки, где происходит частична  сепараци  газа, а затем направл етс  в циркул ционные  чейки, из нижней части которых насосом забираетс  жидкость на повторную циркул цию. Готовый продукт отбираетс  из циркул ционной линии насоса .

Использование встречных газожидкостных струй приводит к коалесценции газовых пузырей в центре аппарата, что снижает поверхность контакта фаз и интенсивность массопереноса, Кроме того, данный аппарат характеризуетс  недостаточно высокой степенью использовани  газовой фазы вследствие низких скоростей естественной циркул ции в нем газожидкостной смеси. Естественна  циркул ци  возникает за счет разности плотностей жидкости в циркул ционных  чейках и газожидкостной смеси в центральной реакционной  чейке. Поскольку расшир юща с  стру  газожидкостной смеси имеет (в плане) конфигурацию, существенно отличающуюс  от конфигурации центральной  чейки, то в последней вблизи перегородок остаютс  зоны практически сплошной жидкости, не содержащие газо- вой фазы, что увеличивает среднюю по объему центральной  чейки плртность газожидкостной смеси и снижает разность плотностей сред в боковых и центральных  чейках,  вл ющуюс  движущей силой есте0 ственной циркул ции.

Целью изобретени   вл етс  повышение степени использовани  газовой фазы путем интенсификации естественной циркул ции газожидкостной смеси.

5 Цель достигаетс  тем, что газораспределительные камеры расположены попарно с шагом и выполнены с противоположно направленными выходными щел ми, а вертикальные перегородки расположены под

0 углом 30-35° к поперечным ос м газораспределительных камер.

Расположение газораспределительных камер на продольной оси аппарата позвол ет получить не встречные, а противополож5 но направленные струи тонкодисперсной газожидкостной смеси. В результате удаетс  избежать интенсивной коалесценции газовых пузырей, котора  обычно происходит при столкновении газожидкостных потоков.

0 За счет этого аппарат с расход щимис  стру ми позвол ет получать более развитую поверхность контакта фаз, что способствует интенсификации массопереноса и повышению степени использовани  газообразного

5 реагента.

Проведенные исследовани  газожидкостных струй, формируемых газораспределительными камерами с плоскими щел ми, показали, что указанные струи расшир ют0 с  и в горизонтальной плоскости имеют угол раскрыти  60-70о. При установке в аппарате перегородок под соответствующими углами газожидкостные струи будут полностью занимать сечение реакционных

5  чеек и в то же врем  не будут стеснены перегородками в своем распространении. Это будет способствовать достижению наивысшей возможной скорости естественной циркул ции газожидкостной смеси в аппа0 рате, накладывающейс  на более слабую принудительную циркул цию, интенсификации массопереноса, увеличению времени пребывани  газовых пузырей в жидкости и, следовательно, повышению степени ис5 пользовани  газообразного реагента.

При угле установки перегородок, меньшем 30°, выход щие из газораспределительных камер газожидкостные струи будут стеснены перегородками, что приведет к излишней коалесценции газовых пузырей, их

укрупнению, снижению поверхности контакта фаз, а следовательно, интенсивности массопереноса и степени использовани  газовой фазы.

Угол между перегородкой и поперечной осью камеры, больший 35°, приведет к тому, что не все сечение реакционной  чейки будет зан то газожидкостным потоком, вблизи перегородок образуютс  зоны сплошной жидкости, средн   плотность газожидкостной смеси в реакционной  чейке будет недостаточно отличатьс  от плотности жидкости (с захваченными пузыр ми) в циркул ционных  чейках. Это приведет к уменьшению скорости естественной циркул ции жидкостной смеси в аппарате (котора  при высотах более 3 м оказываетс  намного интенсивнее принудительной циркул ции и играет очень важную роль в мас- сопередаче), к недостаточной интенсивности захвата мелких газовых пузырей в циркул ционные  чейки и, как следствие , к снижению степени использовани  газообразного компонента.

На фиг. 1 изображен аппарат дл  обработки жидкостей газом, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат состоит из корпуса 1 пр моугольного сечени , разделенного вертикальными перегородками 2 на реакционные и циркул ционные  чейки 3 и 4. В нижней части аппарата на его продольной оси установлены поперечно с определенным шагом газораспределительные камеры 5, имеющие противоположно направленные выходные щели. Перегородки 2 установлены под углом 30-35° к поперечным ос м камер. Трубопроводы 6 служат дл  подачи газа во внутренние конфузоры 7 газораспределительных камер 5. Циркул ционный трубопровод 8 с центробежным насосом 9 используетс  дл  подачи жидкости во внешние конфузоры 10 камер 5. Дл  подачи исходной жидкости предназначен штуцер 11. Штуцеры 12 используют дл  отбора готового продукта.

Аппарат работает следующим образом.

Исходна  жидкость подаетс  через штуцер 11 в циркул ционный контур насоса 9. При заполненном корпусе 1 жидка  фаза отбираетс  центробежным насосом 9 из нижней части циркул ционных  чеек 4 и нагнетаетс  по трубопроводам 8 в пространство между внешними 10 и внутренними 7 конфузорами камер 5. Во внутренние конфузоры 7 газораспределительных камер 5

по трубопроводам 6 подаетс  под давлением исходный газ. Через образованные конфузоры 10 и 7 пр моугольные щели жидка  и газова  фаза выход т в реакционные  чейки в виде расшир ющихс  плоских струй. На небольшом рассто нии от камер 5 струи жидкости смыкаютс  и дроб т заключенный между ними газ на мельчайшие пузыри с развитой поверхностью контакта фаз. Образевавша с  газожидкостна  смесь поднимаетс  в верхнюю часть реакционных  чеек 3, где происходит частична  дегазаци  жидкости .

Жидкость с захваченными мелкими пузыр ми проходит над разделительными перегородками 2 и направл етс  в циркул ционные  чейки 4, где существует интенсивный нисход щий поток жидкости. Из нижней части циркул ционных  чеек 4

жидкость забираетс  насосом 9 на повторную принудительную циркул цию по трубопроводам 8. Кроме вынужденного движени  жидкости в аппарате существует интенсивна  циркул ци  газожидкостной

смеси, обусловленна  установкой перегородок и возникающей разностью плотностей в циркул ционных и реакционных  чейках. Прореагировавший газ удал етс  через верх аппарата. Часть готового продукта отбираетс  через штуцеры 12.

Предлагаемый аппарат по сравнению с известным аппаратом позвол ет повысить степень использовани  газообразного компонента с 67 до 77-79%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Аппарат дл  обработки жидкостей газом , содержащий корпус пр моугольного сечени , разделенный вертикальными перегородками на реакционные и циркул ционные  чейки, газораспределительные камеры, выполненные в виде двух коакси- ально установленных конфузоров, циркул ционный насос, трубопроводы дл  подвода газа и циркул ционной жидкости, патрубки

   подачи исходной и вывода обработанной жидкости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени использовани  газовой фазы путем интенсификации естественной циркул ции газожидкостной смеси , газораспределительные камеры расположены попарно с шагом и выполнены с противоположно направленными выходными щел ми, а вертикальные перегородки расположены под углом 3035° к поперечным ос м газораспределительных камер.

   Л Отработанный

   t-i-A ГУЧ

   газ

   Фиг.1

   ГУЧ

   газ