SU865307A1 - Способ массообмена газа с жидкостью - Google Patents

Description

(54)СГОСОБ МАССООБМЕНА ГАЗА С ЖВДКОСТЬЮ

t

Изобретение относитс  к массообмену газа с жидкостью, особенно дл  перемешивани  и аэрации больших объе-, нов жидкости в химической и микробиологической промышленности.

Известен способ проведени  процесса массообмена в системе газ-жидкость путем инжектировани  жидкости газом|,11Известен также способ массообмена газа с жидкостью путем пропускани  газа через заполненный жидкостью объем в центральной части его и создани  вертикальных контуров циркул ции жидкости и газа ,2 J,

Однако такой способ массообмена газа с жидкостью не позвол ет достичь высокой степени аэрации жидкости, так как не обеспечены услови  дл  диспергировани  газа и образовани  устойчивой газожидкостной эмульсии.

Цель изобретени  - интенсификаци  массообмена.

Указанна  цель достигаетс  тем, что дополнительно пропускают газ череэ изолированные, заполненные жидкостью объемы, расположенные внутри циркул ционных контуров. и эжектируют

полученную газожидкостную эмульсию восход щим потоком циркул ции, а часть нисход щего потока направл ют в изолированные, заполиенные жидкостью объемы.

При этом жидкость в изолированных объемах дополнительно турбулизуют.

10

Контур вертикальной циркул ции жидкости создают специально, он имеет особую форму, .при этом масса жидкости в центральной части контура изолирована от его периферийной части и соIS общаетс  только с нисход щим и восход щим потоками циркул ционного контура . Такой циркул ционный контур создают путем предварительного размещени  в центральной области массы

М жидкости над местом вдувани  газа в жидкость и симметрично ему, например , горообразного полого элемента. Газ дл  эмульгировани  подают s объем ЖИДКОСТИ, ограниченный полым элементом . Проток жидкости через данный изолированный в центральной части контура объем создаетс  за счет сообщени  этого объема с нисход щим и восход щим потоками контура вертикальной циркул ции эжекцией восход  цйм потоком и инжекцией в восход щий поток газом, подаваемым дл  эмульгировани  жидкости. Пропускание газа через изолированные , заполненные жидкостью, объемы расположенные внутри циркул ционных контуров, позвол ет приготовить качественную, т.е. мелкодисперсную и стойкую, газожидкостную эмульсию, особенно при дополнительной турбулизации этого объема. Подлежащие смешиванию с массой жидкости дополнительные компоненты целесообразно подавать непосредственно в изолированные , заполненные жидкостью, объемы, расположенные внутри когтуров, чтобы уже на первом этапе перемешивани  в турбулентной зоне - получить гпзожидкостную эмульсию с равномерным распределением по изолированному объ му жидкости всех участвующих в перем шивании компонентов. Приготовление эмульсии в изолированных, заполненны жидкостью, объемах позвол ет вводить очень большие удельные мощности дл  аэрации жидкости. Следующим этапом перемешивани  вл етс  циркул ци  массы жидкости с равномерно распределенной в циркул ционном потоке газожидкостной эмульсией . Эжектирование газожидкостной эмульсии из изолированных объемов а восход щий поток циркул ционного контура позвол ет получить однородны поток смеси. При этом эжектирование газожидкостной эмульсии можно реализовать двум  пут ми - восход щим пот ком вертикальной циркул ции или газо который пропускают сквозь изолированный , заполненный жидкостью, объем (ограниченный контурами) дл  пригото лени  эмульсии. Реализацию каждой из указанных возможностей эжектировани  осуществл ют вдуванием газа в массу жидкости у ее основани  в центре и в изолированный , заполненный жидкостью, объем с различными скорост ми. В процессе эжекции газ, пропускаемый сквозь; иголированный объем, вдуваетс  в вос ход щий поток циркул ционного контур и диспергируетс  в нем, вторично уча ству  в аэрации жидкости. Вьше зоны эжекции в восход щем потоке также происходит диспергирование и равномерное распределение газа, вдуваемого в массу жидкости у ее основани  в центре . Таким образом, выше зоны эжекции и потоке циркул ции получаем однородную , с высокой степенью аэрации,газожидкостную эмульсию. Кроме того, циркул ционный поток вьше зоны эжекции, начина  от зоны перемешивани , всегда близок к ламинарному , в котором пузырьки газа сохран ютс  значительно дольше, чем в турбулентном потоке. Часть нисход щего потока циркул ции направл ют в изолированный, заполненный жидкостью, объем, а остальна  часть нисход щего потока переходит в восход щий поток циркул ции. Создание дополнительного круга циркул ции позвол ет эффективнее осуществл ть аэрацию массы жидкости . Таким образом, предлагаемый способ позвол ет интенсифицировать массообмен с жидкостью. Пример. Газ вдували в заполненный объем жидкости в центральной части его со скоростью до 15 м/с и дополнительно - в изолированные,заполненные жидкостью, объемы со скоростью м/с, В эти изолированные объеь й добавл ли подкрашенный жидкий компонент. Эжекцию газожидкостиой эмульсии из изолированных объемов осуществл ли восход щим потоком циркул ции.В потоке циркул ции Bbmie зоны эжекции набгаодали образование близкого к ламинарному потока с равномерньи распределением газовых пузырьков и подкрашенной жидкости. По сравнению с известньм способом достигнута интенсификаци  массообмена в два раза. При дополнительной турбулизации газожидкостной эмульсии в изолированных объемах жидкости достигнута интенсификаци  массообмена в 4,2 раза, Турбулизацию проводили посредством действи  равномерно распределенных по основанию изолированного объема жидкости электромагнитных генераторов импульсов давлени . При этом электромагнитный генератор импульсов давлени  в жидкости выполнен в виде корпуса из немагнитной стали с надетой на него обмоткой,охваченной  рмом, внутри корпуса расположен свободный сердечник, снабженный отверсти ми дл  барботажа газа. Генератор питаетс  от сети 380 В чеI рез преобразователь частоты. При вклчении питани  сердечники генераторов совершают ускоренное возвратно-поступательное движение с частотой 2 Гц, турбулизиру  наход щуюс  над ниьш в изолированном объеме 2 газожидкостную эмульсию.

Использование предлагаемого способа массообмена газа с жидкостью обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

а) возможность приготовлени  в изолированных, заполненных жидкостью объемах газожидкостной эмульсии с высокой степенью аэрации вследствие большой вводимой удельной мощности;

б)возможность равномерного распределени  приготовленной в изолированных объемах газожидкостной эмульсии в циркул ционном потоке, т.е. по всей массе жидкости, вследствие ис ПОЛЬ зов ани  принципа эжекции;

в) обеспечение ламинарного тече нй  в циркул ционнрм потоке,начина  от зоны, расположенной вьппе зоны эжекции , что повьипает коэффициент полезного действи  способа;

г)создание доцолнительной вертикальной циркул ции путем направлени  части нисход щего потока в изолированный объем;

д) обеспечение увеличени  в 2-4 раза т.е. более интенсивного массообмена .

Предлагаемый способ массообмена газа с жидкостью предполагаетс  использовать в дрожжерастительных аппаратах технологической линии производ|ства белково-витаминньк концентратов, что позволит увеличить их производительность в 2-3 раза при одновременном повышении надежности за счет исключе ни  аэрирующих устройств со щелевыми турбинами.

формула изобретени 

10

1. Способ массообмена газа с жидкостью путем пропускани  газа через заполненный жидкостью объем в центральной части его и создани  вертикальных восход щих и нисход щих контуров циркул ции жидкости и газа,о тличающийс  тем, что, с Целью интенсификации массообмена, дополнительно пропускают . газ через изолированные, заполненные жидкостью, объемы, расположенные внутри циркул ционных контуров, и эжектируют полученную газожидкостную эмульсию восход щим потоком циркул ции, а часть нисход щего потока направл ют в изолированные , заполненные жидкостью объемы.

2. Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что жидкость в изолированных объемах дополнительно турбулизуют .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 424573, кл. В 01 D 3/00, 1972.

2. Патент США 3405920, кл. 216-123, 1968.

Claims (2)

1. 'Формула изобретения »0

   1. Способ массообмена газа с жидкостью путем пропускания газа через заполненный жидкостью объем в цент- ,5 ральной части его и создания вертикальных восходящих и нисходящих контуров циркуляции жидкости и газа,о тличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена, до20 полнительно пропускают газ через изолированные, заполненные жидкостью, объемы, расположенные внутри циркуляционных контуров, и эжектируют полученную газожидкостную эмульсию вос25 ходящим потоком циркуляции, а часть нисходящего потока .направляют в изолированные, заполненные жидкостью объемы.
2. 2. Способ по п.1, о т л и чатящийся тем, что жидкость в изолированных объемах дополнительно турбулизуют.