Специальное опытно-конструкторское бюро по интенсификации тепломассообменных процессов Института технической теплофизики. АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАСЫЩЕНИЯ ЖИДКОСТИ ГАЗОМ

1 . Способ относится к процессам насыщения жидкостей газами и тепломассо.обмена между ними и может найти при. менение, например, при насышении кис- лородом активного ила при биохимической обработке сточных вод, при прове5 денни различных физико-химических про» цессов, связанных с обработкой жидкос- . тей газами (оксидирование, хемосорбция растворение, флютация), при аэрации во.!0 доемов и т.п.

Известен способ контактирования парогаза с жидкостью путем барботирования газа через жидкость. На контактирующие фазы накладывают пульсации, создаваемые прерывистой подачей газовой фазы 11).

Однако этот способ не позволяет максимально йнтенсифицировать массообмен, так как контактирование восходяшего потоке газа с нисходяшим потоком жидкости осушествляется наложением принудительных колебаний в зоне сопришсновения фаз.

Известен способ импульсной подачи сжатого воздуха в резервуар, причем пульсатор периодически с определенными интервалами увели икает расход воздуха от 0,7 до 1,52 л/мин в течение 0,10,15 мин(2).

Згот режим не может интенсифицировать массообмен и способствовать дис пергированию газа, он может только служить для флотирования и удаления ионного. продукта.

Целью изобретения является интен- сификация тепломассообмена между жидкостью и газом.

Эта цель достигается эа счет того, что частота пульсации газа равна 10006000 Гц.

При вышеуказанных частотах получают хорошее диспергирование до 10-60 мкм, а следовательно, и развитую поверхность контакта фаэ газ-жидкость., Кроме того, периодическая пульсация газа создает колебания в среде, жидкости, частота которых соответствует

672155

3 частоте пульсаций. Зги колебания в некоторых случаях вызывают дойоолнитепьное дробление пузырьков на более мелкие, кроме того, создают мелкомасштабные турбулентности, которые постоянно . обновляют пограничный слой.

В случае аэрации культурйых сред масштабы турбулентностей допжны быть, соизмеримы с размерами микроорганиз-, мов. Исследования показапи, что оптимапт ная частота пульсации газа находится в предепах 1000-6000 Гц ля равньщ iap жидкостей и газов. Что касается амтшитуды копебаний, то ее можно измейять регулированием .интерференционной картины в жидкости.

На чертеже показан график зависимости дйсперсности пузырьков от частоты пульсации.

Таким образом предлагаемый способ " дает возможность получить колебания цеременной частоты и амппитуды и влиять на масштабы турбупентностей.

П р и м е. р. Газ под давлением,, большим чем статическое давпение столба жидкости и сопротивление устройства, "подайт в камеру, в верхней стенке:и крышке которой выцопнены отверстия. Из камеры через отверстия выходит гаэ в тот момент, когда они совпадают с отверстиями во вращающем:я диске. Газ отсекают дискретными порциями, а час тоту пуиьсации пузырьков регупируют

cêoðoñòüâ вращения диска и копичеством отверстий на нем. Жидкостной поток перемещают в радиальном направлении по верхней крьпаке, где он контактирует с газовой фазой.

Объемный коэффициент массообмена на экспериментальной установке, реализующей предлагаемый способ, при одних и тех же расходах газа на 1-2 порядка выше, чем при барботировании.

Только в тонких слоях интенсивность массообмена совпадает с расчетной, при увеличении толщины барботируемого слоя происходит уменыдение поверхности кон такта фаз йз-эа слияния пузырьков, кро ме того, у мапеньких пузырьков пар. циальное давлениекислорода в них быстро сравнивается с парциальным давлением кислорода в жидкости.

Энергетический показатепь установки, реапизующей прелдоженный способ, со. ставляет при глубине погружения 6 м

2,6 кг 0 /кВт.ч.

Парцимьное давление кислорода на выходе из установки прибпиэитепьно соотг ветствует парциапьному давпению киспорода в жидкости (эта вепичина эаВисит от давления), т.е. коэффициент испопьзо вания киспорода приближается к максимальному;- .,-:;-;"

Предпагаемый способ поэвойяет интенсифицировать процесс теппомассообмена при насышении жидкостей газами эа счет увепичения поверхности Й>нтакта фаз и цостоянного обновпения погранич- ного споя воздействием на него мепкомасштабных колебаний.

Формула изобретений

Способ насыщения жидкости газом, вкпючаюшйй импульсную подачу газа, ь т л и ч а ю ai и и с я тем, что, с

ЗФ цепью интенсификации теппомассообмеиа между жидкостью и газом, частота пупь; сации газа равна LOOOWOOO Гц.

Источники инфорьации, принятые во внимание йрй экспертизе

1, Патент США М 3080447, кп. 203-91,, 21.09,62, 2,. Авторское свидетельство СССР

М 481466, im. В 03 У24, 22,11.73.

672188

0,01

1А70. ЖЮО гюю

ЮЙУ

Р,И ф

1. Составитель Ж. Евсюкова