Устройство для диспергирования газа в жидкости

 

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов массообмена между газом и жидкостью и может быть использовано в химической, микробиологической пищевой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности процесса массообмена между газом и жидкостью путем увеличения инжектирующей способности жидкостной струи. Устройство для диспергирования газа в жидкости содержит бак, насос и сопло, выполненное в виде полого цилиндра с патрубком подвода жидкости. Патрубок подвода жидкости расположен в верхней части сопла. Сопло снабжено верхней крышкой с проходящим через нее полым цилиндром с открытыми торцами. Цилиндр размещен в полости сопла коаксиально ему и жестко связанным с ним с образованием кольцевого выходного сечения сопла. При этом отношение квадрата внутреннего диаметра D сопла к квадрату наружного диаметра D полого цилиндра находится в диапазоне 1,7-3,2, а отношение расстояния L от среза сопла до уровня жидкости в баке к эквивалентному диаметру D<SB POS="POST">экв</SB> кольцевого сечения находится в диапазоне 4-60. Патрубок подвода жидкости расположен тангенциально внутренней поверхности сопла. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4332957/31-26 (22) 19. 10. 87 (46) 30.04.90. Бюл. № 16 (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (72) И: П. Прохорчик, А. Г. Новоселов, В. Б. Тишин и Н. В. Авакян (53) 66.063 (088.8) (56) Tojo К., Miyanami К. Oxygen Transfer

in jet Mixers. — The Chemical Engineering journal, ч. 24, 1982, р. 89 — 97. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ГАЗА В ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов массообмена между газом и жидкостью и может быть использовано в химической, микробиологической пищевой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности процесса массообмена между газом и жидкостью путем

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов массообмена между газом и жидкостью и может быль использовано в химической, микробиологической пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса массообмена между газом и жидкостью путем увеличения инжектирующей способности жидкостной струи.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для диспергирования газа в жидкости; на фиг. 2 — сопло, разрез; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 2.

Устройство для диспергирования газа в жидкости содержит бак 1, насос 2 и сопло 3, выполненное в виде полого цилиндра с патрубком 4 подвода жидкости.

„„SU„„3 560284 А 1 увеличения инжектирующей способности жидкостной струи. Устройство для диспергирования газа в жидкости содержит бак, насос и сопло, выполненное в виде полого цилиндра с патрубком подвода жидкости. Патрубок подвода жидкости расположен в верхней части сопла. Сопло снабжено верхней крышкой с проходящим через нее полым цилиндром с открытыми торцами. Цилиндр размещен в полости сопла коаксиально ему и жестко связанным с ним с образованием кольцевого выходного сечения сопла. При этом отношение квадрата внутреннего диаметра D сопла к квадрату наружного диаметра d полого цилиндра находится в диапазоне 1,7 — 3,2, а отношение расстояния L от среза сопла до уровня жидкости в баке к эквивалент- ф ному диаметру d кольцевого сечения находится в диапазоне 4 — 60. Патрубок подвода жидкости расположен тангенциально внутренней поверхности сопла. 3 ил. С:

Патрубок 4 расположен в верхней части сопла 3.

Сопло 3 снабжено верхней крышкой 5 с проходящей через нее полым цилиндром 6 с открытыми торцами. Цилиндр 6 размещен в полости сопла 3 коаксиально ему и жестко связан с ним с образованием кольцевого выходного сечения 7 сопла 3.

При этом отношение квадрата внутреннего диаметра D сопла 3 к квадрату наружного диаметра d полого цилиндра 6 находится в диапазоне 1,4 — 3,2, а отношение расстояния L от среза сопла 3 до уровня жидкости в баке 1 к эквивалентному диаметру d « кольцевого сечения 7 находится в диапазоне 4 — 60. Патрубок 4 подвода жидкости расположен тангенциально внутренней поверхности сопла 3.

1560284

Устройство работает следующим образом.

В бак 1 заливают жидкость. Включают насос 2. Жидкость насосом 2 подается через патрубок 4 в сопло 3, где закручивается за счет тангенциального ввода и движется нисходящим закрученным потоком в сторону кольцевого выходного сечения 7 сопла 3. На выходе из кольцевого сечения 7 образуется закрученная струя жидкости также кольцевого сечения, имеющая наружную

8 и внутреннюю 9 рабочие поверхности.

Проходя через газовый слой между срезом сопла 3 и уровнем жидкости в баке 1, струя захватывает окружающий газ наружной поверхностью 8. Одновременно в результате эжектирующего действия жидкостной среды происходит захват окружающего газа, поступающего через полый цилиндр 6 внутренней поверхностью 9 струи. В струе образуется газожидкостная смесь. Благодаря увеличению поверхности контакта жидкостной струи с газом значительно увеличивается интенсивность массообмена между газом и жидкостью.

Кроме того, захват газа зависит и от существующего вязкого трения между газом и жидкостью. В виду того, что обычно скорость истечения струй высока, порядка

5 — 25 м/с, а газовый слой, через который струя проходит, невелик, время контакта газа с жидкостью мало. Увеличение времени контакта за счет длины самой струи нецелесообразно, т. к. при определенной длине (критической) струи начинают разрушаться и вообще теряют способность вносить газ в жидкость. Время контакта можно увеличить за счет увеличения длины пути жидкости при сохранении общей длины струи. Это достигается за счет закручивания струи, что и обеспечивает конструкция сопла предлагаемого устройства. В этом случае жидкость двигается вниз по спирали и при одинаковой средней скорости и длине струи время контакта становится больше.

Использование предложенного устройства повышает надежность данного способа диспергирования в целом, в случае переменного уровня бака устройства жидкость может подняться до среза сопла и контакта газа со струей по наружной поверхности 8 происходить не будет. В предложенном устройстве, при отсутствии контак-, та газа по наружной поверхности будет продолжаться диспергирование газа за счет уноса газа внутренней поверхностью 9 струи.

Применение предлагаемого устройства позволяет сократить время технологической

15 обработки за счет повышения эффективности процесса массообмена между газом и жидкостью и одновременно повысить надежность работы устройства.

Формула изобретения

Устройство для диспергирования газа в жидкости, содержащее бак, насос и сопло, выполненное в виде полого цилиндра с патрубком подвода жидкости в верхней части, 25 отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса массообмена между газом и жидкостью путем увеличения инжектирующей способности жидкостной струи, сопло снабжено верхней крышкой с проходящим через нее полым цилиндром с открытыми торцами и размещенным в полости сопла коаксиально ему и жестко связанным с ним с образованием кольцевого выходного сечения соплом, причем отношение квадрата внутреннего диаметра сопла D к квадрату наружного диаметра полого цилиндра d находится в-диапазоне 1,4 — 3,2, а отношение расстояния L от среза сопла до уровня жидкости в баке к эквивалентному диаметру кольцевого сечения dнаходится в диапазоне 4 — 60, при этом

40 патрубок подвода жидкости расположен тангенциально внутренней поверхности сопла.

1560284

P о

РОГ 2

Ю о о

О о

-о е

1560284

) Гая

ЩиЛ

Составитель В. Боев

Редактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 938 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101