Пульсационный массообменный аппарат

 

Изобретение может быть использовано для проведения процессов жидкостной экстракции и позволяет повысить эффективность процесса массопередачи путем увеличения межфазной поверхности. Пульсационный массообменный аппарат снабжен центробежным насосом, дополнительным распределительным механизмом, установленным на гидравлических пульсопроводах и на линии, связывающей нагнетательный патрубок насоса с приемником жидкости. За счет чередования периодов отстоя и перемешивания и аккумулирования энергии в пульсационных емкостях и в периоды отстоя упорядочивается гидродинамическая обстановка в массообменной колонне, улучшается дробление диспергируемой фазы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 D 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4445910/26 (22) 21.06.88 (46) 07.04.91. Бюл. М 13 (72) |О.В.Алексеев, А,И.Гурьянов, А.А.Моряшов и И.Х,Садыков (53) 66.061.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 585854, кл. В Oi 0 11/04, 1978, (54) ПУЛЬСАЦИОННЫЙ МАССООБМЕННЪ|Й АППАРАТ (57) Изобретение может быть использовано для проведения процессов жидкостной экстракции и позволяет повысить эффективность процесса массопередачи путем

Изобретение относится к интенсифицированным массообменным аппаратам и может быть использовано для проведения массообменных процессов в системах жидкость-жидкость или газ-жидкость преимущественно для проведения процесса жидкостной экстракции.

Целью изобретения является повышение эффективности массопередачи путем увеличения межфазной поверхности.

На чертеже представлен пульсационный массообменный аппарат, продольный разрез.

Пульсационный массообменный аппарат состоит из массообменной колонны 1, пульсационных емкостей 2 и 3, связанных с колонной гидравлическими пульсопроводами 4 и 5, Газовый распределительный механизм 6 связан с пульсационными емкостями газовыми пульсопроводами 7 и 8. Пульсационные емкости 2 и 3 связаны между собой через центробежный насос 9 трубопровода» . Ж, 1639706 А1 увеличения межфазной поверхности.

Пульсационный массообменный аппарат снабжен центробежным насосом, дополнительным распределительным механизмом, установленным на гидравлических пульсопроводах и на линии, связывающей нагнетательный патрубок насоса с приемником жидкости. За счет чередования периодов отстоя и перемешивания и аккумулирования энергии в пульсационных емкостях и в периоды отстоя упорядочивается гидродинамическая обстановка в массообменной колонне, улучшается дробление диспергируемой фазы. 1 ил. ми 10 и 11. Нагнетательный патрубок центробежного насоса 9 связан также с приемником 12 обрабатываемой жидкости трубопроводом 13. На гидравлических пульсопроводах 4 и 5, а также на трубопроводе

13, связывающем центробежный насос 9 с приемником 12 жидкости, установлен гидравлический распределительный механизм

14. Подача легкой фазы осуществляется в пульсационную емкость 3 через трубопровод 15.

Пульсационный массообменный аппарат работает следующим образом.

Отработанные жидкости подаются в массообменную колонну 1 и движутся по ней противотоком, взаимодействуя между собой на контактных устройствах, На противоточное движение жидкостей накладывается пульсационное возвратно-поступательное движение, способствующее как тр" íñïîðòó жидкостей через контактные устройства, так и развитию межфазной по1639706

55 верхности. Пульсация генерируется пневмогидравлической системой создания пульсаций, элементами которой являются центробежный насос 9, пульсационные механизмы, гидравлические 4 и 5 и газовые 7 и 8 пульсопроводы. В часть периода колебания жидкости, когда распределительным механизмом 14 перекрыт пульсопровод 5, а пульсопровода 4 и трубопровод 13 открыты, газ стравливается из газовых камер обеих пульсационных емкостей 2 и 3 через распределительный механизм 6 в атмосферу. За счет большой разности давления в нижней части массообменной колонны 1 и в пульсационной емкости 2 жидкость с большой скоростью выводится из низа колонны. При этом легкая фаза задерживается под контактными устройствами и коалесцирует, а тяжелая фаза интенсивно дробится на капли, которые, проходя через слои легкой фазы, взаимодействуют с нею. В эту часть периода из массообменной колонны выводится тяжелая фаза, поступившая в нее за весь период колебания и дополнительный объем тяжелой фазы, циркулирующий s гидравлической системе создания пульсаций.

В следующую часть периода колебания распределительным механизмом 14 перекрываются пульсопровод 4 и трубопровод 13. В зто время в газовые камеры пульсационных емкостей 2 и 3 через распределительный механизм 6 поступает импульс сжатого газа. Жидкости в массообменной колонне неподвижны, и происходит их расслоение.

Затем распределительный механизм 14 открывает пульсопровод 5. Пульсопровод 4 и трубопровод 13 остаются перекрытыми. В эту часть периода в колонну 1 из пульсационной емкости 3 поступает как накопленная за предыдущую часть периода жидкость, так и подающаяся насосом 9 из пульсационной емкости 2. Подача жидкости в колонну осуществляется с большой скоростью за счет энергии давления, накопленной в газовой подушке пульсационной емкости 3. В колонне 1 на контактных устройствах происходит дробление легкой фазы на капли и их взаимодействие со слоями тяжелой фазы, находящимися над контактными устройствами. В это время в колонну 1 поступает вся легкая фаза, непрерывно поступающая в пульсационную емкость 3 через трубопровод 15, За счет высокой скорости подачи жидкостей в колонну 1 происходит интенсивное дробление легкой фазы на контактных устройствах. В заключительную часть периода колебания распределительный механизм 14 перекрывает пульсопровод 5.

Жидкость в колонне 1 останавливается, и на контактных устройствах происходит рас5

40 слоение фаз. Затем периоды колебания повторяются в описанной последовательности.

Таким образом, в массообменной колонне на контактных устройствах процесс массопередачи осуществляется в режиме двойной инверсии фаз, характеризующийся поочередным интенсивным дроблением фаз на капли и последующей их коалесценцией, За счет высокой скорости истечения диспергируемой фазы дробление ее на капли происходит, в основном, турбулентными пульсациями, что обеспечивает интенсивное развитие межфазной поверхности при относительно узком спектре распределения капель по диаметрам.

Дискретный подвод энергии в массообменную колонну, обеспечивающий лишь транспортировку фаз по колонне и их дробление, позволяет снизить поперечную неравномерность профиля скоростей и подавить крупномасштабные вихри, ответственные за продольное перемешивание жидкостей в аппарате, что в конечном счете приводит к росту движущейся силы процесса массопередачи, Регулярное чередование коалесценции капель с диспергированием фазы способствует выравниванию концентрации распределяемого компонента в фазе и постоянному обновлению межфазной поверхности, Суммарное воздействие этих факторов позволяет значительно повысить эффективность пульсационного массообменного аппарата.

Формула изобретения

Пульсационный массообменный аппарат, включающий колонну, связанную через трубопроводы подачи и отвода с приемниками обрабатываемых жидкостей, две пульсационные емкости, соединенные с колонной гидравлическими пульсопроводами, газовый распределительный механизм, сообщенный с пульсационными емкостями газовыми пульсопроводами. о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности массопередачи путем увеличения мажфазной поверхности, пульсационный массообменный аппарат снабжен центробежным насосом, всасывающий патрубок которого связан с одной пульсационной емкостью, нагнетэтельный патрубок связан с другой пульсационной емкостью и приемником обрабатываемой жидкости, и распределительными механизмами, установленными на гидравлических пульсопроводах, соединяющих пульсационные емкости с массообмен ной колонной, и на линии, соединяющей нагнетательный патрубок центробежного насоса с приемником жидкости.

1639706

Составитель Л.Трифонов

Редактор Н.Лазаренко Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н,Ревская

Заказ 975 Тираж 431 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101