Способ проведения массообменных и реакционных процессов

 

Использование: в химической и смежных с ней областях промышленности. Целью изобретения является интенсификация проведения процесса массообмена. Сущность изобретения: осуществляют равномерное вращение высокопотенциального центрального электрода, снабженного элементами неоднородности, со скоростью, равной поверхности скорости гравитационного стекающей пленки жидкости, причем полярность вращающегося центрального электрода принимают как положительной так и отрицательной. 1 з.п. ф-лы, 4 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (1)) 1761170 А1 (5!)5 В 01 D 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (с в = . Rei =0.09 м/с.

" 9 2 3

48 (21) 4853804/26 (22) 18.06.90 (46) 15.09.92. Бюл. N 34 (71) Институт общей и неорганической химии им.. Н, С. Курнакова (72) В, B. Максимов. А. В. Зевакин, Е. М. Свидерский и В. А. Малюсов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1503833, кл, В 01 D 3/00. 1983. (54) СПОСОБ П Р О В Е Д Е Н И Я М А С С О О БМЕННЫХ И РЕАКЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к способам проведения массообменных и реакционных процессов и может быть использовано в химической и смежных с ней областях промышленностии.

Сущность способа заключается в том, что разделение пространственных и временных локальных градиентов поверхностного натяжения и одновременное их сочетание происходит в одном объеме. что позволяет значительно расширить возможный диапазон изменения динамических характеристик межфазной поверхности, а следовательно. увеличить скорость массопереноса, На фиг. 1 представлены результаты экспериментов для числа Рейнольдса при пленочном течении жидкости Rei =- 50. Средняя скорость течения пленки жидкости равна (57) Использование: в химической и смежных с ней областях промышленности.

Целью изобретения является интенсификация проведения процесса массообмена.

Сущность изобретения: осуществляют равномерное вращение высокопотен циального центрального электрода, снабженного элементами неоднородности, со скоростью, равной поверхности скорости гравитационного стекающей пленки жидкости. причем полярность вращающегося центрального электрода принимают как положительной. так и отрицательной. 1 з,п. ф-лы, 4 ил. где г = 1,52 10 м /с — коэффициент ки2 нематической вязкости эталона при 20"С, g = 9.81 м/с — ускорение свободного паде2 ния.

Скорость движения на наружной поверхности (.о = 1,5 в= 0,14 м /с

Окружная скорость вращения электрода (и = 3.0 1/c), V = 2 т rn = 0.13 м/с. где г = 7 10 м-ради-3 ус высокопотенциального электрода. на фиг. 2 — результаты экспериментов для Rei= 110 и п =551/с в=0.15м/с; в = 0,23 м/с: V = 0,24 м/с: на фиг. 3 представлены результаты экспериментов для

Кее =- 300 и п = 10 1/с (.() = 0,3 м/с: г()„= 0,45 м/с: \/ = 0,44 м/с. на фиг. 4 — результаты экспериментов для Rei = 800 и и = 20 1/с ь =-0,59 м/с: ам, = 0.88 м/с; V = 0.88 м/с.

Способ осуществляют следующим образоги.

Пленка жидкости стекает вниз по внутренней поверхности заземленного корпуса аппарата. Электрический потенциал под1761170

50 ают на центральный вращающийся электрод. Напряженность электрического поля изменяют в пределах 0 — 16 кВ/см, При наложении электростатического поля на полярную жидкость происходит его взаимодействие с собственным дипольным моментом молекулы. Образующийся при этом вращающийся момент ориентирует оси диполей параллельно направлению внешнего поля. Возникшее внутри жидкости поле поляризационных зарядов и их взаимодействие между собой приводит к понижению поверхностного натяжения и при этом обуславливает появление пондеромоторной силы, направленной из жидкости в газ. Эта сила усиливает динамическую неустойчивость пленочного течения, приводит к возникновению локальных градиентов поверхностного натяжения и к дополнительной турбулизации межфаэной поверхности. В этом случае изменяются волновые характеристики пленочного течения, а именно, возрастает амплитуда и частота волн, что приводит к интенсификации массоотдачи в жидкой фазе.

На участке гравитационно стекающей пленки жидкости вдоль всей длины элементов неоднородности вследствие большей напряженности и неоднородности электрического поля, возникают и усиливаются существующие локальные градиенты поверхностного натяжения, изменяются волновые характеристики пленочного течения, что приводит к турбулизации межфазной поверхности. В ращение же высоковольтного центрального электрода с элементами неоднородности, приводит к появлению не только пространственных, но и временных локальных градиентов поверхностного по всей длине орошаемой поверхности. Возникающая в этом случае благоприятная гидродинамическая структура по всей длине массообменного участка приводит к интенсификации процесса массообмена. Максимальная скорость массопередачи наблюдается при равномерном вращении центрального электрода со скоростью, равной поверхностной скорости гравитационно стекающей пленки жидкости.

5 Пример, Десорбцию кислорода из этилового спирта в поток инертного газа (азота) в электрическом поле изучали в пленочной массообменной колонне с внутренним диаметром 31 мм и длиной 200 мм.

10 Высоковольтный вращающийся электрод, изготовленный из металлической проволоки диаметром 4 мм; с элементами неоднородности в виде металлической рамки с шагом 50 мм, общей длиной 150 мм и шири15 ной 150 мм, располагался внутри заземленного корпуса массообменной колонны.

Равномерное вращение центрального электрода с различной скоростью осуществлялось в шарикоподшипниках с помощью

20 привода, находящегося в диэлектрическом корпусе, Концентрация кислорода измерялась на входе и выходе из аппарата, Брызгоунос отсутствовал. Результаты экспериментов представлены на фиг. 1, 25 Таким образом, при осуществлении предложенного способа повышается эффективность процесса массообмена, Формула изобретения

30 1. Способ проведения массообменных и реакционных процессов, заключающийся во взаимодействии газовой и жидкой фаз в пленочном массообменном аппарате с электродом при наложении электрического по35 ля, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена за счет усиления турбулизации межфазной поверхности осуществляют равномерное вращение высокопотенциального централь40 ного электрода, снабженного элементами неоднородности, со скоростью стекающей пленки жидкости.

2, Способпоп,1, отличающийся тем, что полярность вращающегося цент45 рального электрода принимают как положительной, так и отрицательной.

1761170

/с

Ж!Р ° 3

f,2

Фиг. 4

Составитель С,Баранова

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Заказ 3204 Тираж 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