Аппарат для контактирования газа с жидкостью

 

Изобретение может быть использовано для проведения массообменных процессов в химической, пищевой,микробиологической промышленности.Целью изобретения является снижение энергозатрат и увеличение производительности . Полые цилиндрические трубы 6 пропущены через ceKHHfo для приема жидкости 3 и сйоими верхними открытыми торцами выведены из аппарата. В нижней части труб выше уровня жидкости установлены каналы 14 для вывода газа , а отверстия для прохода жидкости 7 отбортованы. Вследствие этого жид

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 .В 01 D 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ТВУ (21) 4045580/31-26 (22}28.03,86 (46) 23.12.88. Вюл. У 47 (7!) Сибирский технологический институт (72) Н.А,Войнов, В.А.Марков, Н.А.Николаев, С,М.Воронин и А.М.Терентьев (53) 66,015.23.05 (088,8) (56) Соколов В.Н,, Доманский К.В.

Газожидкостные реакторы. вЂ,Машиностроение, 1976, с, 128.

Авторское свидетельство СССР

В 578077, кл. В 01 D 3/26, 1976.

Авторское свидетельство СССР

11 !180036, кл. В 01 D 3/26, 1985..

„.SU 1445 41 А1 (54) АППАРАТ Д11Я КОНТАКТИРОВАНИЯ ГА3А С ЖИДКОСТЬИ (57) Изобретение может быть использовано для проведения массообменных процессов в химической, пищевой,микробиологической промышленности,Целью изобретения является снижение энергозатрат и увеличение производительности. Полые цилиндрические трубы 6 про» пущены через секций для приема жидкости 3 и своими верхними открытыми торцами выведены из аппарата. В нижней части труб выше уровня жидкости установлены каналы 14 для вывода газа, а отверстия для прохода жидкости

7 отбортованы. Вследствие этого жид9 костная пленка образуется как на внутренней, так и на наружной поверхности цилиндрических труб, а кроме того, обеспечивается подсос газа (воздуха) во внутренние полости труб из наружного пространства, Отверстия о цля подачи жидкости на наружную по—

1445741 верхность труб образованы путем установки цилиндрических труб с зазором к горизонтальной перегородке, при этом около отверстий с нижней стороны горизонтальной перегородки выполнены кольцевые проточки. 1 з.п. ф-лы, " 3 ил.

Изобретение относится к аппаратам

-для проведения массообменных процессов в химической, пищевой и преимущественно в микробиологической про5 мышленности для насыщения жидкости кислородом из воздуха.

Цель изобретения — снижение энергозатрат, связанных с перекачкой и транспортированием газа. 10

На фиг.1 представлен аппарат для контактирования газа с жидкостью, общий вид, на фиг. 2 — контактное устройство; на фиг. 3 — кольцевая проточка, выполненная около отверстия для прохода жидкости на горизонтальной перегородке.

Аппарат для контактирования газа

- с жидкостью состоит из корпуса I,ðàç- деленного горизонтальными перегород- 20

: ками 2 на секцию 3 для приема жидкости и секцию 4 насыщения, контакт.ных устройств 5, изготовленных иэ цилиндрических труб 6, на которых вы.полнены отверстия 7 для прохода жид- 25 кости, и распределителей 8 жидкости, которые представляют собой отверстия, выполненные в горизонтальной перегородкн 2. На корпусе аппарата установ. лены штуцеры для ввода газа 9 и вывода газа 10, а также штуцеры для ввода жидкости 11 и вывода жидкости

12. Верхние торцы 13 труб 6 выполнены открытыми и выведены эа корпус аппарата.

В нижней части труб 6 установлены каналы 14 для вывода газа из полости труб, причем каналы 14 выдвинуты внутрь труб на величину l, Отверстия

7 для прохода жидкости снабжены от- 40 бортовкой 15, которая образует зазор

16 между внутренней поверхностью трубы 6 и отбортовкой 15. В распределителях 8 жидкости около отверстий в горизонтальной перегородке 2 выполнены,кольцевые проточки 17 с образованием острой кромки 18.

Верхние концы труб 6 отогнуты на угол 20-30

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость через штуцер 11 подается в секцию 3 для приема жидкости.

Затем часть жидкости из секции 3 проходит через распределители 8 жидкости и, сформировавшись там в виде сплошного жидкостного кольца, стека-.. ет по наружной поверхности труб 6, контактируя при этом с газом, поступающим в межтрубное пространство корпуса 1 через штуцер 9. Другая часть жидкости из секции 3 поступает.в отверстие 7 для прохода жидкости, а затем в зазор 16, где, сформировавшись в виде тонкого слоя, стекает в виде жидкостной пленки IIo внутренней поверхности труб 6, контактируя при этом с газом, засасываемым через верхние открытые торцы 13, Жидкость, пройдя в виде жидкостной пленки по внутренней и наружной поверхности труб 6, стекает в нижнюю часть корпуса и через штуцер 12 удаляется из аппарата. Газ из внутренних полостей труб 6 через каналы 14 поступает в межтрубное пространство корпуса 1, а оттуда через штуцер 10 удаляется из аппарата, Около отверстий для вывода жидкости на наружнюю поверхность труб с нижней стороны горизонтальных перегородок выполнены кольцевые проточки, канал для прохода газа выдвинут внутрь цилиндрической трубы так, что отношение выдвинутой части канала .

Наличие кольцевых проточек, выполненных с нижней сторoHbI горизонталь-. ных перегородок около отверстий для вывода жидкости на наружнюю поверхность цилиндрических труб, устраняет срыв жидкости с кромок отверстия.

При отсутствии кольцевых проточек жидкость вследствие наличия поверхностного натяжения перетекает на нижнюю поверхность горизонтальной перегородки, а оттуда срывается в виде струй, что не эффективно, Наличие кольцевой проточки, а главное кольцевой кромки между отверстием и проточкой устраняет подтекание жидкости на перегородку.

Установка конца канала для вывода воздуха внутрь трубы на величину

1 при соблюдении отношения выдвинутого конца канала к ширине зазора

И, образованного отбортовкой и поверхностью трубы, равного 1/h = 1, обеспечивает максимальный подсос газа внутрь труб. При соблюдении указанного соотношения жидкостная пленка не попадает внутрь каналов для прохода газа, а следовательно, не создаются дополнительные сопротивления, Жидкостная пленка не попадает в канал, так как канал выдвинут эа жидкостную пленку, стекающую во внутренней поверхности трубы (ширина зазора h- практически равна толщине жидкостной пленки).

Таким образом, в предлагаемом ап-. парате.за счет вывода открытых торцов труб из корпуса аппарата, наличия каналов для. вывода газа и отбортовок у отверстий для прохода жидкости достигаются увеличение производительности в дна раза и . существенное снижение энергозатрат, что в конечном итоге приводит.к снижению себестоимости выпускаемого продукта.

Формула и з обретения

I. Аппарат для контактирования газа с жидкостью, преимущественно для насыщения жидкости кислородом из воздуха, включающий корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на секции для приема жидкости и насыщения, контактные, элементы, выполненные в виде цилиндрических труб, проходящих через секцию насыщения жидкости, с отверстиями для

1445741

1 к ширине зазора, образованного отбортовкой и внутренней поверхностью трубы h, равно 1/h 1. Верхние кромки цилиндрических труб отогнуты на о угол 20-30 от вертикали.

Наличие труб, пропущенных через секцию для приема жидкости, которые сВАНМН верхними открытыми торцами выведены иэ аппарата, закрепление 1О каналов для вывода .rasa и нижней части цилиндрических труб выше уровня жидкости, а также установка штуцера для вывода газа из труб позволяет засасывать газ, окружающий аппарат, внутрь цилиндрических труб (в зону контакта), что существенно снижает затраты, так как для контакта жидкостной пленки, стекающей по внутренней поверхности цилиндрических 20 труб, с газом не требуется нагнетательных приспособлений для транспортировки газа.

Газ засасывается внутрь цилиндрических труб через торцы, выведен-. ные из аппарата за счет сил, трения. между стекающей жидкостной пленкой и окружающим ее газом, а также за счет наличия на поверхности жидкостной пленки волн, которые транспортируют за собой газ.

Наличие каналов для вывода газа иэ труб позволяет устранить подпор газа и тем самым обеспечивает интенсивный подсос газа. 35

Наличие штуцера для вывода газа из межтрубного пространства, установленного на корпусе выше каналов для вывода газа из полостей труб, также улучшает подсос газа внутрь труб,так 40 как устраняется подпор rasa в межтрубном пространстве.

Наличие в верхней части труб отбортованных отверстий для прохода жидкости с образованием зазора между 45 отбортовкой и внутренней поверхностью трубы обеспечивает образование жидкостной пленки не только на наружной поверхности труб, но и на внутренней, что увеличивает производительность щ аппарата в два раза.

Отбортовка не позволяет струе жидкости, вышедшей из отверстия для прохода жидкости, уйти в центр трубы, а формирует ее в виде сплошного жидкостного слоя, движущегося вначале в зазоре между отбортовкой и трубой, а затем по внутренней поверхности трубы.

1445

Фи@3

Составитель А.Сондор

Техред Л.Олийньпс

Корректор Г.Решетник

Редактор И.Горная

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6652/9

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 прохода жидкости на наружную поверхность труб, штуцеры для ввода и вывода жидкости и газа, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью .снижения энергозатрат, связанных с перекачкой и транспортированием газа, увеличения производительности при насыщении жидкости двумя несмешивающимися газами, концы цилиндрических труб пропущены через секцию приема жидкости и выведены иэ аппарата и выполнены с отверстиями, отбор741 6 тованными внутрь труб для подачи жидкости и расположенными над гориэонтальной перегородкой.

2, Аппарат по п ° 1, о т л и ч а юшийся тем, что отверстия для подачи жидкости на наружную поверхность труб выполнены в ниде щели между наружной поверхностью труб и горизонтальной перегородкой, при этом около отверстий с нижней стороны гориэонтальной перегородки выполнены кольцевые проточки.