Аппарат для контакта газа и жидкости

 

Изобретение относится к аппаратам с перемешивакшрши устройствами для контакта газа и жидкости и может быть использовано для аэрации жидкости в процессах хемосорбции, физической абсорбции, для очистки газов от пыли. Цель изобретения состоит в интенсификации процесса диспергирования газа в жидкости путем наложения пульсаций на взаимодействующие фазы, увеличения межфазовой поверхности и скорости обновления ее и увеличение удельной производительности аппарата. Внизу аппарата в головке двухрядного сегнерова колеса 10 в местах скольжения ее на неподвижных трубах 4 - для подачи жидкости , трубах 5 - для газа и в стенках самих труб 4 и 5 имеются отверстия 12 и 13 над верхним рядом труб 11 и отверстия 16 и 1 7 между рядами труб 1 1 и 14. Отверстия в головке колеса и в трубах периодически совмещаются за каждьш оборот колеса. На перфорированном диске, свободно посаженном на трубе 5,. закреплены упругие пластины . Вверху аппарата на трубе 4 расположено однорядное сегнерово колесо с разбрызгивающими форсунками, а к крьшке на стержнях крепится опорное кольцо с пластинами. Аппарат снабжен S циркуляционным контуром с теплообменником и насосом. 3 ил. (Л со 1Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

17 (19) (11) А2 (51) 4 В 01 РЗ 30 В 01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (61) 701649 (2)) 3984169/31-26 (22) 04.12 ° 85 (46) 23.05.87. Бюл. В 19 (71) Воронежский технологический институт (72) Г.Н.Петыхина, М.Х.Китчиневский и А.М.Леонов (53) 66.015 ° 23(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 701649, кл. В О) D 3/30, 1976. (54) АППАРАТ ДЛЯ КОНТАКТА ГАЗА И ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к аппаратам с перемешивающими устройствами для контакта газа и жидкости и может быть использовано для аэрации жидкости в процессах хемосорбции, физической абсорбции, для очистки газов от пыли. Цель изобретения состоит в интенсификации процесса диспергирования газа в жидкости путем наложения пульсаций на взаимодействующие фазы, увеличения межфазовой повер хи ости и скор ос ти обновления ее и увеличение удельной производительности аппарата. Внизу аппарата в головке двухрядного сегнерова колеса

10 в местах скольжения ее на неподвижных трубах 4 — для подачи жидкости, трубах 5 — для газа и в стенках самих труб 4 и 5 имеются отверстия

)2 и 13 над верхним рядом труб 11 и отверстия 16 н 17 между рядами труб 11 и 14. Отверстия в головке колеса и в трубах периодически совмещаются за каждый оборот колеса. На перфорированном диске, свободно посаженном с на трубе 5, закреплены упругие плас- ® тины. Вверху аппарата на трубе 4 расположено однорядное сегнерово колесо с разбрызгивающими фсрсуаками, а к крыщке на стержнях крепится опорное кольцо с пластинами. Аппарат снабжен циркуляционным контуром с теплообменником и насосом. 5 ил.

1 13117

Изобретение относится к аппаратам с перемешивающими устройствами, может быть использовано в пищевой и химической промьппленности для адсорбции газов, для очистки сточных вод, газов от пыли и является усовершенствованием известного аппарата по авт.св. У 701649.

Цель изобретения — интенсификация процесса диспергирования газа в жид- 10 кости путем наложения пульсаций на взаимодействующие фазы, увеличения межфазовой поверхности и скорости обновления ее.

На фиг.l схематически показан предлагаемый аппарат, вертикальный разрез, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.I на фиг.3 — узел f на фиг.l; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.3. 20

Аппарат содержит корпус 1 с плоской крышкой 2 и наклонным днищем 3.

Снизу в аппарат встроены две центральные коаксиально расположенные трубы

4и5 ° 25

В верхней части аппарата на трубе

4 расположено однорядное: сегнерово колесо 6 с разбрызгивающими форсунками 7. К крышке аппарата с помощью стержней 8 крепится опорное кольцо ЗО с отбойными упругими пластинами 9.

В нижней части аппарата на трубах

4 и 5 расположено двухрядное сегнерово колесо 10, имеющее в головке верхний ряд труб 11 с разбрызгивающими форсунками для ввода жидкости, который размещается на внутренней трубе и нижний ряд труб 14 для ввода газа, размещающийся на наружной трубе

5. Верхний 11 и нижний 14 ряды труб 4О с форсунками размещаются в головке двухрядного колеса с накопителями 15.

Направление форсунок в обоих рядах одинаковое, Над верхним рядом труб 11 в голов- 45 ке колеса, в месте скользящей посадки ее на трубе 4, и в стенке трубы

4 выполнены соосные отверстия 12 и

13. Между рядами труб 14 в головке колеса, в месте скользящей посадки 50 ее на трубе 5, и в стенке трубы 5 выполнены соосные отверстия 16 и 17.

Упругие пластины в нижней части: аппарата закреплены на перфорированном диске 18, свободно посаженном на тру- 55 бе 5 и разделяющем зоны смешения и отстаивания.

Аппарат снабжен циркуляционным контуром, включающим трубопровод 19, 46 2 теплообменник 20 и насос 21, штуцерами 22 для отвода отработанного газа и штуцерами 23 для отвода прореагировавшей ипи отработанной жидкости.

Аппарат работает следующим образом.

Исходная жидкость поступает во всасывающую линию насоса 21, смешивается с рециркулятором, проходя через насос, центральную трубу 4 с отверстиями, сегнерово колесо верхней ступени аппарата, верхний ряд труб ll форсунками двухрядного колеса нижней ступени.

В верхней части аппарата при выбросе жидкости иэ форсунок происходит вращение колеса под действием реактивных моментов, а струи жидкости, вытекающие иэ форсунок, производят периодические удары по упругим пластинам 9. При этом энергия удара расходуется в основном на диспергирование жидкости, а частично преобразуется в упругую энергию пластин, которая расходуется на колебательное диспергирование стекающих пленок жидкос«. Благодаря работе распылительно-перемешивающего устройства в верхней ступени аппарата достигается высокая плотность орошения газового пространства.

В нижней: ступени аппарата струи жидкости, выходящие из верхнего ряда труб и форсунок двухрядногб сегнерова колеса, производя струйное перемешивание дисперсии в аппарате, осуществляют одновременное реактивное вращение колеса и периодические удары по упругим пластинам. Под действием ударов струй жидкости перфорированный диск 18 с пластинами начинает вращаться B сторону движения струй жидкости, противоположную вращению колеса. При этом энергия удара струй жидкости частично преобразуется в упругую энергию вращающихся на диске пластин, расходующуюся затем на колебательное перемешивание дисперсии.

При вращении двухрядного сегнерова колеса 10 через периодически совмещающиеся отверстия 12 и 13 часть жидкости выбрасывается в зону активной коалесценции пузырьков газа в аппарате,, что благодаря несжимаемости жидкости приводит к пульсации струй жидкости, выходящих из форсунок колеса в верхней части аппарата и форсунок верхнего ряда 11 двухрядного колеса.

3 13117

Газ поступает по наружной трубе 5 и трубам с форсункаяи нижнего ряда

14 двухрядного колеса,. От действия реактивного момента газовых струй, суммирующегося с реактивным моментом струй жидкости, скорость вращения колеса увеличивается. Энергия удара струй газа, суммируясь с энергий удара струй жидкости, увеличивает скорость вращения перфорированного дис- 10 ка 18 и упругую энергию вращающихся на нем пластин, расходующуюся затем на колебательное перемешивание дисперсии.

При вращении двухрядного сегнеро- 15 ва колеса 10 через периодически совмещающиеся,отверстия 16 и 17 часть газа импульсами выбрасывается в зону активного перемешивания нижнего колеса, что накладывает пульсацию на 20 основной поток газа в трубе 5, а соответственно и на струи газа, выходящие в аппарат из форсунок нижнего ряда.

Предлагаемый аппарат за счет пуль-25 сационно-струйного перемешивания пульсирующими струями жидкости и газа, механического перемешивания вращающимися в разные стороны двухрядным сегнеровым колесом 10 и перфорирован-30 ным диском 18 с пластинами, колеба- тельного перемешивания вращающимися с диском упругими пластинами, а также благодаря высокой плотности орошения газового пространства и пуль- 35 сационно-струйному диспергированию жидкости в верхней части аппарата. позволяет с большой эффективностью проводить процесс диспергирования газа в жидкости. Экономичность процес- 40 сов очистки газа от пыли и абсорбции

О газов увеличивается за счет использования перфорированного диска для разделения зон активного перемешивания и отстаивания, а в совокупности с пульсацией и наклонным днищем — для сепарации фаз под действием центробежных сил и сил тяжести.

В зависимости от растворимости газа уровень жидкости в аппарате можно 50 менять, поэтому аппарат может быть использован либо как скруббер — для хорошо растворимых газов (верхнее сегнерово колесо расботает в газовом пространстве), либо как барботажный 55 реактор — для плохо растворимых газов . (верхнее колесо работает под уровнем жидкости).

46 Д

В нижней части аппарата для контакта газа и жидкости используется пульсационно-перемешивающее устройство в виде двухрядного сегнерова колеса. Благодаря размещению над верхним рядом труб 11 в головке колеса в месте скользящей посадки ее на трубе 4 и в стенке трубы 4 соосных отверстий 12 и 13, периодически совмещающихся при вращении колеса, происходит импульсное выбрасывание жидкости в зону активной коалесценции пузырьков газа в аппарате, что приводит благодаря несжимаемссти к наложению пульсаций на струи жидкости, выходящие через форсунки верхнего и нижнего колес. Ввиду незначительной сжимаемости дисперсии в аппарате пульсация струй жидкости передается всей массе дисперсии в аппарате. Благодаря размещению между рядами труб 11 и 14 в головке колеса в месте скользящей посадки ее на трубе 5 и в стенке трубы 5 соосных отверстий 16 и-17, периодически совмещающихся при вращении колеса, происходит импульсное выбрасывание газа в зону активного перемешивания двухрядного колеса, что накладывает пульсацию на основной поток газа в трубе 5, а соответственно, и на струи газа, выходящие в аппарат через трубы и форсунки нижнего ряда.

В аппарате обеспечивается дополнительное дробление пузырьков газа пульсирующими струями жидкости через совмещающиеся отверстия 12 и 13 в зоне активной коалесценции их у поверхности по центру аппарата, дополнительное диспергирование газапульсирующими струями газа через совмещающиеся отверстия 16 и 17 в зоне активного перемешивания двухрядного колеса; наложение пульсаций на струи жидкости и газа, выходящие из форсунок верхнего и нижнего колес, и на перемешиваемую среду в аппарате.

Формула изобретения

Аппарат для контакта газа и жидкости по авт.св, Ф 701649, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса диспергирования газа в жидкости путем наложения пульсаций на взаимодействующие фазы, увеличения межфазовой поверхности и скорости обновления ее,в головке

5 1311746 б двухрядного сегнерова колеса, в мес- жидкости и газа и в стенках труб вытах посадки ее на трубах для подачи полнены соосные отверстия °

1311746

17

Составитель С.Баранова

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор Н. Рогулич

Заказ 1914/6 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4