Устройство для деаэрации жидких сред

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕАЭРАЦИИ ЖИДКИХ СРЕД, содержащее корпус циклона с патрубками для ввода вспененного продукта и вывода разделенных фракций, крышку и излучатель акустических колебаний , о т л и ч а ющ е 6 с я тем, что, с целью повышения степени деаэрации при разрушении пен, устройство снабжено цилиндрической обечайкой,установленной соосно корпусу в верхней части, конической кольцевой перегородкой с отверстиями по периферии, прикрепленной к верхней кромке обечайки, крышка выполнена параболической с отверстиями , а излучатель акустических колебаний размещен в центре крышки.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„;, 1036341

3(д1) В 01 0 19/00; В 01 0 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

-:,З

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (2! ) 343053 6/23-26 (22 ) 30.04.82 (46 ) 23.08,83. Бюл. М 31 (72 ) В, Г. Варламов, А, А.Байшулаков, В. В. Заикина и Р, М. Бикинеев (71 ) Ордена Трудового Красного Знамени институт металлургии и обогащения

АН Казахской CCP (53) 66.066.8(088.8) (56) 1. Патент Японии и 44-23803, кл.13АО, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

И 318259, кл.В 06 В 1/14, 1979 (прототип ) . (54 ) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕАЭРАЦИИ

ЖИДКИХ СРЕД, содержащее корпус циклона с патрубками для ввода вспененного продукта и вывода разделенных фракций, крышку и излучатель акустических колебаний, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения степени деаэрации при разрушении пен, устройство снабжено цилиндрической обечайкой,установленной соосно корпусу в верхней части, конической кольцевой перегородкой с отверстиями по периферии, при крепленной к верхней кромке обечайки, крьиика зыполнена параболической с отверстиями, а излучатель акустических колебаний размещен в центре крышки .

10363

Изобретение относится к механичес. ким разделительным устройствам и может быть использовано в процессах,, сопровождающихся обильным.вспениванием жидких сред, которые в дальнейшем должны быт ь де аэри рованы, а пузурьки пены разрушены, например при флотации полезных ископаемых, в добыче нефти и газа, в химической и пищевой отраслях промышленности . 10

Известен аппарат для разбиваиия пены в жидкости, в котором имеется цилиндрическая камера, где происходит столкновение возникающих зву" ковых волн при подаче исходного вспе- 15 ненного потока жидкости, В пеногасителе генерация акустических колебаний осуществляется в результате интенсивной турбулизации потока(1 ), Недостатком этого устройства является низкая степень разрушения пены, так как сама турбулентность потока приводит к повторному образованию пены. Содержание газа в конеч ном продукте разрушения составляет не ниже 304, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре зул ьт ату я вляет ся уст рой ст во для деаэрации жидких сред, содержащее корпус циклона с патрубками для ввода вспененного продукта и вывода разделенных фракций, крышку и излучатель акустических колебаний 2j.

Однако при обработке вспененных жидких сред, содержащих значительное количество газовой фазы, известное устройство малоэффективно вследст ви е плохого акустического контакта, Звуковая энергия в этом устройстве бы- О стро рассеивается на границе раздела сред газ-жидкость, колебания затухают практически в первом же слое пузырьков, так как акустические сопротивления этих сред различаются на три порядка друг от .друга. Происходит практически полное отражение звуковой волны и внутрь слоя проникает лишь ничтожная доля энергии колебаний; которой недостаточно для де50 формации стенки пузырьков и последующего ее разрыва. Поэтому степень разрушения пены низкая.

Исследования процесса разрушения .пен при воздействии акустических коле-55 баний и практика использования аппаратов для этих целей показывают, что только генерирование достаточно ин41 тенсивных колебаний непосредственно в газовой среде приводит к практически мгновенному и эффективному разрушению пены.

Целью изобретения является повышение степени деаэрации при разруше" нии пен.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для деаэрации жидких сред, содержащее корпус циклона с патрубками для ввода вспененного продукта и вывода разделенных фракций, крышку и излучатель акустических колебаний, снабжено цилиндрической обечайкой, установленной соосно корпусу в верхней части, конической кольцевой перегородкой с отверстиями по периферии, прикрепленной к верх- ней кромке обечайки, крышка выполнена параболической с отверстиями, а излучатель акустических колебаний размещен в центре крышки.

Цилиндрическая обечайка предназначена для. выделения из центральной части вращающегося потока легкой фракции.,и транспортировки этого продукта s зону действия акустических колебаний. Эти колебания, генерируемые акустическим излучателем, направляются навстречу поднимающемуся потоку легкой фракции с помощью крышки, внутренняя пбверхность которой выполнена параболической, Размещение излучателя в фокусе параболоида способствует полному отражеwe звуковых волн (что повыша ет КПД акустических колебаний ), а отверстия в крышке служат для отвода отработанного сжатого воздуха.

Такое выполнение крышки циклона обеспечивает направленность акустического воздействия и полный вывод выделившегося в. результате разрушения пены воздуха, который увлекается потоком отработанного в излучателе сжатого газа. Коническая перегородка с отверстиями способствует стоку жидкости, выделившейся при разрушении пены, к. стенкам циклона, а также обеспечивает. жесткость крепления цилиндрической обечайки к корпусу .

Такое выполнение устройства позволяет обрабатывать. поток пены комбинированным воздействием центробежного поля и акустических колебаний . Причем генерирование колеба10363

I 50

3 ний в газовой среде обеспечиваетнаиболее эффективное использование их энергии.

Стенки пузырьков в результате воздействия центробежных сил утончаются. Через цилиндрическую обечайку, расположенную внутри циклона по его оси, отделяется "обезвоженная" пена . Структурная прочность такой пены значительна и самопроиз- 10 вольного ее разрушения не происходит длительное время. Однако,ес-: ли в систему вносится какой-либо внешний импульс, в данном случае акустические колебания, происка- 15 дит "лавинообразное" разрушение всего столба пены. Своевременное воздействие колебаний на утонченные пузырьки, осуществляемое в предлагаемом устрой ст ве, у величи вает сте пен ь раз- 20 рушения пены.

В предлагаемом устройстве создаются условия, наиболее благоприятные для быстрого и полного разрушения пены. Выделившаяся жидкая 25 фаза при разрушении пузырьков возвра" .щается в зону действия центробежных сил, стекая через отверстия s конической перегородке.

На чертеже изображено предлагае- З0 мое устройство, разрез.

Устройство содержит цилиндроконический корпус 1 циклона с патрубками 2 и 3 для ввода вспененного продукта и слива обеспененной жидкости 35 соответственно, цилиндрическую обечайку 4, крышку 5 корпуса с патрубками 6 для отвода газа. Верхний край обечайки 4 соединен со стенкой корпуса

1 йклона конической перегородкой 7, 40 которая перфорирована на периферии отверстиями 8 и закреплена выше патрубка 2. По центру крышки 5 корпуса, выполненной в виде параболического рефлектора и имеющей отверстия 45

9 для прохода газов, размещен излучатель 10 акустических колебаний.

Крышка 5 и коническая перегородка 7 образуют в верхней части устройства акустическую камеру 11.

Устройство работает следующим образом.

41 4. ности и вытекание жидкости (-синере- . эис ) из межпузырькового пространства в пене . Происходит отделение твердых частиц и жидкости из пены, которые концентрируются в пристеноч ном пространстве циклона и разгружаются через патрубок 3.,Легкая фракция, которая включает в себя пузырьки пены с утонченными стенками и мелкие фракции твердого. продукта, попадает через цилиндрмческую обечайку 4 в аку стическую камеру 11

Акустические колебания, генерируемые излучателем 10, который установлен над цилиндрической обечайкой 4 и концентрично- ей, направляются с по- . мощью параболической поверхности крышки 5 навстречу поднимающемуся по обечайке 4 потоку пены, .способствуet мгновенной деформации и разрыву пленки пузырьков и приводят к быстрому разрушению пены-. Образующаяся в результате разрушения пены жидкая . фаза стекает по конической перегород» ке 7 к стенке корпуса и через отверстия 8 возвращается в пристеночный слой вращающейся жидкости. внутри циклона, откуда удаляется через патрубок 3, Освобожденный из пузырьков газ вместе с отработанным в акустическом излучателе сжатым воздухом через отверстия 9 отводится иэ устройства по патрубку 6.

Результаты сравнительных испытаний предлагаемого и известного устройств представлены в таблице . J степени разрушения пены можно судить по остаточному содержанию газа в конечных продуктах. Результаты экспериментов показывают, что степень разрушения пены в предлагаемом устройстве составляет 95,53.

Через патрубок для отвода газа выде

-пения пены не наблюдается. При использовании известного устройства степень разрушения пены не превышает 64 а через сливной патрубок с легким продуктом выносится пена, содержащая 11,8 жидкости (пенообразующего раствора),т.е. фактическая общая степень разрушения пены еще ниже.

Вспененный продукт, поступающий под давлением через тангенциальный патрубок 2, приводится во вращение и подвергается действию центробежных сил, под влиянием которых происходит сепарация продукта по ппотНе менее важным является то, что продукт с газосодержанием более

104 не может быть использован повторно в технологических операциях, например при использовании пен в добыче нефти и газа, бурении и т.д. у 1036341 б

Известное устройство не обеспечивает лученного в предлагаемом устройтребуемую степень разрушения и ка- стае, составляет 4,53, что чество готового. продукта, Газосо-, удовлетворяет требованиям технолодержание конечного продукта, поВыход продукта, об А

Тип устройства тяжелого легкого

4,5

95,5

Предлаг аемое

Известное

11,8

ВНИИПИ Заказ 5881/5 .Тираж 688 Подписное

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

12,0 88,0

17,1 82 9

Содержание жидкости в легком продукте 4

Содержание газа в тяжелом продуктел

Степень разрушения, 4