Способ замещения газа в жидкостях и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способам и устройствам для направленного воздействия на массообмен между жидкостями и газами, может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и металлообрабатьшающей отраслях промьпиленности и сельском хозяйстве и позволяет повысить производительность и эффективность процесса и уменьшить непроизводительный расход незамещающего газа. Жидкости предварительно подв.ергают глубокой дегазации до достижения максимально низкой концентрации растворенного в них газа, а затем насьщают замещающим газом под воздействием акустических колебаний, которые вводят в жидкость на частоте, близкой к собственной частоте колебаний пузырьков замещающего газа. Устройство для осуществления способа включает насыщающую колонку с предохранительным клапаном давления, газораспределительное устройство, дегазатор , соединенный трубопроводом с насьщающей-колонкой, источник акустических колебаний с питающим его генератором, установленный внутри колонки . 2 с.п. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил. х (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рю

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4143623/31-26 (22) 10.11.86 (46) 15,10.88. Бюл. У 38 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) А.N.Абдулькеримов и P.Х.Сандт (53) 66.071.7(088.8) (56) Заявка Франции 11 2310789, кл. В 01 D 19/00, 1977.

Эксплуатационные свойства авиационных топлив. Сборник научных трудов. Вып. 2, Киев, КИИГА, 1971, с. 33. (54) СПОСОБ ЗАЖЩЕНИЯ ГАЗА В ЖИДКОСТЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам и устройствам для направленного воздействия на массообмен между жидкостями и газами, может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и металлообрабатывающеи отраслях прод1) 4 В 01 F 3/04 В 01 D 53/18 мышленности и сельском хозяйстве и позволяет повысить производительность и эффективность процесса и уменьшить непроизводительный расход незамещающего газа. Жидкости предварительно подвергают глубокой дегазации до достижения максимально низкой концентрации растворенного в них газа, а затем насыщают замещающим газом под воздействием акустических колебаний, которые вводят в жидкость на частоте, близкой к собственной частоте колебаний пузырьков замещающего газа.

Устройство для осуществления способа включает насыщающую колонку с предохранительным клапаном давления, газораспределительное устройство, дегазатор, соединенный трубопроводом с насыщающей колонкой, источник акустических колебаний с питающим его генератором, установленный внутри колонки. 2 с.п. и 2 з.п. ф — лы, 1 ил.

1430082

Изобретение относится к способам и устройствам для направленного воз действия на массообмен между жидкостями и газами и может быть использо5 вано в химической, нефтеперерабатывающей и металлообрабатывающей отраслях промышленности и сельском хозяйстве.

Цель изобретения — снижение кон; центрации замещаемого газа в жидкостях, повышение эффективности процесса эа счет уменьшения непроизводительI ности расхода замещающего газа.

Пример. Замещение воздуха, ! растворенного в воде, кислородом (для 15 предпосевной обработки семян).

Осуществляют дегазацию воды (на, пример, с помощью цилиндрического

, вибратора на трубе), снижая концент рацию растворенного в ней воздуха 20

, с 0,025 до 0,002-0,0015 см /мп. Затем осуществляют насьпцение воды, :; для чего в нее через газораспределительное устройство вводят пузырьки

-2 . кислорода диаметром 2, 4-2, 5 ° 10 см 25 (собственные частоты колебаний 26—

28 кГц). Пузырьки таких размеров можно получить, вдувая кислород в воду через мембрану из мелкопористого материала. Одновременно в воду вводят 30 акустические колебания с частотой

27 кГц, под воздействием которых гузырьки совершают интенсивные колебания и растворяются, насыщая воду содержащимся в них кислородом до концентрации 0,026-0,035 см /мп.

Для предотвращения раэгаэирования воды на ее свободной поверхности образуют устойчивую пленку иэ более легкой жидкости, имеющей плотность меньше плотности обрабатываемой жидкости и несмешивающейся с ней (например, из масла). Она растекается по свободной поверхности обрабатываемой жидкости и предохраняет ее от повторной дегазации после насыщения.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, реализующего способ замещения газа в х<идкостях.

Устройство включает дегазатор 1, например ультразвуковой, насьпцающую колонну 2, в днище которой установлен источник 3 акустических колебаний (например, ультразвуковой вибра55 тор), питаемьп генератором 4. В нижней части колонны предусмотрено гаэораспределительное устройство 5 в виде кольцевого коллектора с отверстиями, соединенное магистралью с газовым аккумулятором 6 давления. В верхнюю часть колонны встроены емкость 7 для пленкообраэующей жидкости с подводящей трубкой и запорным вентилем 8, предохранительный клапан 9 для сброса избыточного давления и сливная магистраль с запорным вентилем i0 соединенная с емкостью 11 для хранения насыщенной жидкости, включающей газовый аккумулятор 12 давления.

Устройство работает следующим образом.

Вначале осуществляют дегазацию, для чего обрабатываемая жидкость по входному трубопроводу поступает в дегазатор 1, где освобождается от растворенного в ней газа. Предварительная дегаэация жидкости позволяет максимально снизить концентрацию растворенного в ней газа и тем самым создает условия для более глубокого и интенсивного насыщения.

После дегазации осуществляют насыi щение, для чего жидкость из дегазато ра 1 по соединительному трубопроводу поступает в нижнюю часть насьпцающей колонны 8, Одновременно от газового аккумулятора 6 давления через газораспределительное устройство 5 в нее вводят пузырьки замещающего газа, которые под воздействием акустических волн, излучаемых источником 3 колебаний, совершают интенсивные колебательные движения на резонансной частоте. При введении в дегаэированную жидкость пузырьков эамещающего газа в результате направленной диффузии происходит их растворение (газ диффундирует в недонасьпценную им жидкость), значительно ускоряющееся при наложении акустических колебаний в силу действия ряда специфических нелинейных эффектов (колебания пузырьков, микропотоки), а резонансный режим колебаний, характеризующийся увеличением их амплитуды при минимальном расходе внешней энергии и максимальной эффективностью акустических воздействий, еще более ускоряет массообменные процессы. В результате пузырьки, практически полностью растворяясь (что позволяет в несколько раз сократить расход эамещающего газа), насьпцают жидкость содержащимся в них газом.

143

Для предотвращения выделения газа из насьпценной им жидкости на ее свободной поверхности образуют устойчивую пленку иэ более легкой, чем обрабатываемая, и несмешивающейся с ней жидкости. Для э- ого, плавно регулируя расход насыщенной жидкости в сливной магистрали запорным вентилем 10, добиваются подъема и установления ее свободной поверхности на контролируемом визуально сквозь смотровую щель (на рисунке не показана) уровне, чуть превьппающем уровень сливной магистрали. После этого, открывая запорный вертиль 8, добиваются истечения из емкости 7 пленкообразующей жидкости, которая, равномерно рас" åêàÿñü по свободной поверхности насыщающейся жидкости, образует изолирующую пленку.

После этого вентиль 8 закрывается.

Если в результате коалесценции возникает некоторое количество нерастворившихся пузырьков, они всплы— вают и, пробив изолирующую пленку, переходят в газовую подушку, давление в которой регулируется предохра— нительным клапаном 9. Применение жидкостной изолирующей пленки позволяет к тому же вести насьпцение беэ наддува замещающим газом практически в любой атмосфере. Далее насыщенная жидкость через сливную магистраль поступает к потребителю или в емкость !

11 для временного хранения, которая оснащена системой наддува замещающим газом от аккумулятора 12 давления для предотвращения разгазирования жидкости. Наддув емкости 11 может быть заменен изолирующей поверхност— ной пленкой. Генератор 4, имея плав ную регулировку, мощности и частоты, повышает универсальность устройства, т,е. обеспечивает обработку разнообразных жидкостей с различными физико=механическими свойствами.

При использовании изобретения обеспечивается воэможность насыщения жидкостей газом, обладающим более низкой растворимостью в них по сравнению с замешенным газом; повышение производительности процесса замещения; повышение эффективности процесса

0082 при значительном снижении непроизводительного расхода насыщающего газа; снижение остаточной концентрации saмещенного газа в жидкости.

Формула изобретения

1. Способ замещения газа в жидкостях путем насыщения их другим газом, отличающийся тем, что, с целью снижения концентрации замещаемого газа в жидкостях, повьппения эффективности процесса за счет уменьшения непроизводительного расхода эамещающего газа, жидкости предварительно подвергают глубокой дегазации до достижения максимально низкой концентрации растворенного в них газа, 2р а затем насыщают замещающим газом под воздействием акустических колебаний, причем последние вводят в жидкость на частоте, близкой к собственной частоте колебаний пузырьков эаме25 щающего газа.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что для предотвращения выделения замещающего газа иэ насыщенной им жидкости ее свободную

30 поверхность отделяют от газовой подушки пленкой из более легкой, чем обрабатываемая, и не смешивающейся с ней жидкости.

3. Устройство для замещения газа

35 в жидкостях включающее насьпцающую

1 колонну с предохранительным клапаном давления и расположенным в нижней ее части газораспределительным устройством, соединенным магистралью с газовым аккумулятором давления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, оно снабжено дегазатором, связанным соединительным трубопроводом с насьг45 щающей колонной и источником акустических колебаний с питающим его генератором, установленным внутри насьпца 1 ющей колонны. !

4. Устройство по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что насыщающая

50 колонна снабжена емкостью для пленкообразующей жидкости с подводящей ее трубкой и запорным вентилем.

BIIIIHIIki Заказ 5171/7 Тираж 564 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4