Способ диспергирования газовойфазы b жидкости

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 080175 (21) 2094948/23-26 (51}М

В 01 F 3/04 с присоединением заявки HP

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 0181. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 230181 (53} УДК 541.182 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Г. Вдовкин, A. Н. Квятковский, Л. II. 3Кцанович и В. М. Бобров

Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов Каэмеханобр (7t) Заявитель (54) СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ

В ) (ИДКОСТИ

Изобретение относится к техНиКе получения дисперсных систем и может широко применяться во многих отраслях промышленности, в частности в металлургической и химической при процессах флотационного извлечения металлов, сорбционном поглощении газа жидкостью, озонировании промышленных растворов и стоков и т.д.

Известно несколько способов диспергирования газовой фазы в жидкости, Наиболее распространенным из них является способ пропускания газа через пористые мембраны (lj.

Недостатком этого способа является необходимость создания значительного динамического давления газа.

При этом невозможна регулировка дисперсности газовой фазы. Кроме того, не исключается зарастание пор в мембранах.

Эти недостатки существенно ограничивают область применения указанного способа.

Известен также способ диспергирования газовой фазы в жидкости путем внбрационного воздействия на гаэожидкостную среду (2).

К недостаткам данного способа относится то, что эффективность процесса ограничивается р 9Р ранения вибрационной волны в жидкости и повышенный расход энергии. Эти недостатки в определенной степени снижают скорость процесса и эффективность данного способа.

Цель изобретения — повышение степени дисперсности газа, регулировать

10 величину пор в мембранах без остановки процесса и эа счет этого повысить эффективность и интенсивность процесса диспергирования газовой фазы снижения сопротивлений при проходе газа через мембрану н повьыение

15 надежности ее работы.

Поставленная цель достигается тем, что газ пропускают через жидкость с размещенным в ней слоем порошкообраэного инертного материала

20 при вибрационном воздействии на систему, обеспечивающем псевдоожижение этого материала.

При вибрации инертного материала возможно создать оптимальную степень его пористости (мембрану ). При этом материал приобретает виброкипящее состояние, что сопровождается перепадом давления в его слое, за счет чего и обеспечивается снижение

30 сопротивления при пропусканни газа 797747

Таблица

Частота колебаний гц

0 22

31 37

46 54

57 62

Разность давления, р мм вод. ст.

0 0,06 0,12 0,14 0,13 0,12 0,14 0,16 0,22 через мембрану (слой инертного материала определенной крупности).

ЭФфективность и интенсивность диспергационного процесса при этом повышается, а степень дисперсности газовой фазы обуславливается оптимальным режимом виброкипящего слоя инертного материала (мембраны ) .

Выбор режима вибрации инертного материала, его крупности и высоты насыпного слоя, а также удельного веса определяется условиями технологического процесса (вязкостью раствора, его удельным весом, и т.д.) и требованием обеспечения псевдоожижения инертного материала.

H p и м е р. В цилиндрическую колонку диаметром 2,5 см и высотой

15 см, изготовленную иэ стекла и разделенную на две области металлической сеткой с размером отверстий

0,15 мм, сверху помещается вибрационная мешалка, приводимая в движение вибратором, снабженным электродвигателем постоянного тока с регулиронкой числа оборотов от 0 до 5000 в/мин. На металлическую сетку загружается кварцевый песок круг.— ностью 0,35 мм насыпным весом

1,57 г/см 2 и объемом 8 см, заливается вода при нормальных условиях в количестве 150 мл. В обе зоны аппарата через боковые отверстия помещают отводные трубки, которые соединяют с микроманометром для замера давления в виброкнпящем слое песка и под ним.

В первом эксперименте внбрационные колебания в пределе изменения частоты от 0-75 гц накладывают на кварцевый песок н подают воздух.

Во втором опыте вибрационные колебания в пределе от 0 до 81,6 гц придают только жидкости в отсутствие слоя песка и также пропускают газовую фазу.

В опытах контролируют изменение перепада давления в виброкипящем слое, величину пузырьков газовой фазы в жидкости и равномерность их распределения в аппарате. Замер давления в кипящем слое осуществляют при постоянной частоте в заданном пределе в течение 0,5 ч.

С увеличением частоты колебаний частиц песка от 0 до 75 гц при удельном расходе воздуха 0,25 л/мин на 1 сМ инертного материала пузырьки газовой фазы равномерно распреде10 ляются по объему аппарата, н размер ик уменьшается с 5 до 0,5-0,6 мм.

Давление в нижней зоне колонки в первый момент становится выше атмосферного и с увеличением частоты вибра35 ции снижается, приближаясь к нормальиим условиям. При прекращении подачи воздуха давление в обеих зонах, постоянно. С увеличением частоты колебаний виброкипящего слоя снижается

gg давление в верхней зоне, а в нижнейостается неизменным (табл. 1).

С увеличением частоты колебаний жидкой фазы от О до 81,6 гц при пронускании воздуха только через сетку величина пузырьков газа снижается с 5 до 3 вм. При этом также наблюдается равномерность их распре. деления по объему колонки. Характер изменения давления в нижней части аппарата остается таким же, как s

30 прежнем эксперименте. При прекращении подачи воздуха давление в верхней зоне аппарата снижается по пара болитической зависимости (табл. 2).

Таким образом, наложение вибра33 ционных колебаний на слой инертного материала изменяет степень дисперсности газа в жидкости, устраняет зарастание пор в виброкипящей мембране с одновременной регулиров р кой их величины, снижает сопротивление при проходе газа через мембрану и повышает надежность ее работы. Вследствие этого возрастает эффективность предлагаемого способа и расширяется область его применения в технологических процессах.

7977 47

Таблица2

1 Частота колебаний, гц

81,6

68, 3

75,0

56,6

49,2

44,3

27,5

16,6

Разность давления, дР мм вод. ст. 0 0,01 0,03 0,06 0,07 0,09 0,16 0,19 0,22

Формула изобретения свидетельство СССР

01 F 3/04, 1971 свидетельство СССР

01 3, 1966.

1. Авторское

9 216636, кл. В

2. Авторское

9 214165, кл. В

Составитель В. Руссо

Техред"Н.Бабурка Корректор В.Синицкая

Редактор В.филенко

Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Заказ 9873/7а

Филиал ППП Патент . г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ диспергирования гаэОвой фазы в жидкости путем вибрационного воздействия на среду, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью повышения степени дисперсности газа, диспергирование осуществляют в присутствии порошкообразного инертного материала, а вибрационное воздействие осуществляют в режиме, обеспечивающем псевдоожижение этого материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе