Аппарат емкостного типа для проведения массообменных процессов

 

Изобретение относится к аппаратам емкостного типа для проведения массообменных процессов в системах газ-жидкость, в частности к аппаратам с механическим диспергированием газа в жидкости, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, например при проведении процессов хлорирования, гидрирования и окисления, и позволяет интенсифицировать процесс массообмена и сократить энергетические затраты за счет снижения напора газа. Аппарат содержит емкость, пропеллерную мешалку, теплообменную рубашку и аэратор, который выполнен соосно с мешалкой, охватывая ее по высоте. Патрубок для подвода газа подключен к верхней части аэратора. Воздушная полость аэратора образована наружной цилиндрической поверхностью, а внутренняя - поверхностью однополостного гиперболоида, выполненного в нижней части с отверстиями, которые расположены тангенциально и направлены в сторону вращения мешалки. При этом отверстия находятся ниже уровня вращения мешалки. Аппарат снабжен побудителем расхода, всасывающая магистраль которого подключена к нижней части емкости, а патрубок нагнетательной магистрали ориентирован в кольцевое пространство, образованное внутренней гиперболической поверхностью аэратора. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

15!) 4 В 01 F 7/16, В О! D 53/!8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ энергетических затрат за счет снижения напора газа.

На чертеже представлен аппарат емкостного типа для проведения массообменных процессов, общий вид.

Аппарат содержит емкость 1, пропеллерную мешалку 2, теплообменную рубашку 3 и аэратор 4, который выполнен соосно с мешалкой, охватывая ее по высоте ° Патрубок 5 для подвода газа подключен к верхней части аэратора. Воздушная полость аэратора 4 образована

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

OPH ГКНТ СССР

1 (21) 4393730/31-26 (22) 18.03.88 (46) 23 ° 12.89 ° Бюл. !! 47 (71) Московский институт химического машиностроения (72) Г.П.Соломаха, Т.А.Тарасова и В.А.Орлов (53) 66.015.23 05(088.8) (56) Кафаров В.В. Основы массопередачи. — М.: Высшая школа, 1979, с ° 396, рис. 207. (54) АППАРАТ ЕМКОСТНОГО ТИПА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к аппаратам емкостного типа для проведения массообменных процессов в системах газ — жидкость, в частности к аппаратам с механическим диспергированием газа в жидкости, может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, например, при проведении процессов хлорирования, гидрирования и окисления, и позволяет интенсифицировать процесс

Изобретение относится к аппаратам емкостного типа для проведения массообменных процессов в системах газ жидкость, в частности к аппаратам с механическим диспергированием газа в жидкости, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, например, при проведении процессов хлорирования, гидрирования и окислениия.

Цель изобретения — интенсификация процесса массообмена и сокращение

„„SU„„1530264 А 1

2 массообмена и сократить энергетические затраты за счет снижения напора газа. Аппарат содержит емкость, пропеллерную мешалку, теплообменную рубашку и аэратор, который выполнен соосно с мешалкой, охватывая ее по высоте. Патрубок для подвода газа подключен к верхней части аэратора. Воздушная полость аэратора образована наружной цилиндрической поверхностью, а внутренняя - поверхностью однополостного гиперболоида, выполненного в нижней части с отверстиями, которые расположены тангенциально и направлены в сторону вращения мешалки. При этом отверстия находятся ниже уровня вращения мешалки. Аппарат снабжен побудителем расхода, всасывающая магистраль которого подключена к нижней части емкости, а патрубок нагнетательной магистрали ориентирован в кольцевое пространство, образованное внутренней гиперболической поверхностью аэратора. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.

1530264 наружной цилиндрической поверхностью

6, а внутренняя — поверхностью 7 одноI полостного гипербоЛоида, выполненного в нижней части с отверстиями 8 кото5 рые расположены тангенциально и направлены в сторону вращения мешалки 2.

При этом отверстия 8 находятся ниже уровня вращения мешалки °

Аппарат снабжен побудителем 9 рас- 10 хода, всасывающая магистраль 10 которого подключена к нижней части емкости 1 а патрубок 11 нагнетательной магистрали 12 ориентирован в кольцевое пространство, образованное внутренней гиперболической поверхностью 7 аэратора 4.

Аппарат работает следующим образом, Исходная жидкая среда заполняет ем-, кость 1 до определенного уровня. Включают пропеллерную мешалку 2, создающую направленное нисходящее движение жидкости в кольцевом пространстве аэратора 4. После установления в аппарате равномерной циркуляции жидкой среды в воздушную полость аэратора 4, образованную внутренней поверхностью

7 однополостного гиперболоида и наружной цилиндрической поверхностью 6, подается газ. Патрубок 5 для подвода газа располагают в верхней части аэратора 4, создавая тем самым дополнительный подпор газа Д Н, определяемый разницей уровней расположения патрубка 5 и отверстий 8 аэратора . При вращении мешалки 2 в кольцевом про" странстве, заключенном между отверстиями аэратора и лопасТями мешалки, образуется разрежение, в которое до40 полнительно подсасывается газ. Мешалка перекачивает монолитную жидкость, которая, смешиваясь с газом, поступающим из отверстий аэратора, нисходящим потоком движется через кольцевое пространство, образованное внутренней

- 45 гиперболической поверхностью 7. При этом происходит плавное расширение нисходящего потока, не нарушающее прямолинейный профиль скорости газожидкостного потока и способствующее 0 равномерному распределению газа по сечению. Нисходящее движение газожидкостного потоКа обеспечивает получение газовых пузырьков минимального диа,метра и, таким образом, наибольшую удельную поверхность массообмена.

Тангенциальное расположение отверстий, а также то, что они направлены в сторону вращения мешалки, способствуют образованию закрученных вихревых газожидкостных струй, в которых процесс массообмена осуществляется с повышенной интенсивностью.

После насышениия исходной среды газом в нижней расширяющейся части аэратора 4 газожидкостная смесь поступает в кольцевой зазор между наружной цилиндрической поверхностью аэратора и стенкой емкости 1. Нисходящее движение, при котором происходит сжатие газовых пузырьков и переход вещества из газовой фазы в жидкую, сменяет восходящее. Пузырьки газа расширяются и всплывают на поверхность жидкости, происходит высвобождение энергии, затраченной на сжатие газа. При этом верхняя часть емкости является зоной сепарации, в которой происходят разделение жидкости и газа, а также удаление непрореагировавшего газа из аппарата.

Тепло реакции отводится с поверхности аппарата теплоносителем, поступающим в теплообменную рубашку 3.

Из емкости 1 побудителем 9 расхода жидкая среда направляется по магистрали 12 в кольцевое пространство, образованное внутренней гиперболической поверхностью 7 аэратора 4, увеличивая тем самым скорость нисходящего потока, при которой все газовые пузырьки вовлекаются в нисходящее движение с одновременным закручиванием газожидкостного потока за счет тангенциального выполнения отверстий.

Высокая скорость нисходящего движения жидкости способствует образованию монодисперсных пузырьков. Пропеллерная мешалка 2 при этом вращается в монолитной жидкости, полностью дегазованной в верхнем расширяющемся се" парационном пространстве в результате ударного действия жидкостной струи, истекающей из патрубка 11 нагнетательной магистрали 12.

Таким образом, как внутри аппарата, так и во внешнем контуре осуществляется интенсивная циркуляция газожидкостной смеси, способствующая в нисходящем потоке достижению макси" мальной скорости массоотдачи в системе газ — жидкость, при этом затраты энергии на компремирование газа снижаются на величину д Н=Н „-Н=15Ъ по сравнению с аппаратами, в которых

Составитель Г.Урусова

Редактор О.Юрковецкая Техред А.Кравчук Корректор J1 П атай

Заказ 7802/8 Тираж 547 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101 I 5302 барботер расположен у днища емкости (условно показан пунктиром) .

Формула изобретения

1. Аппарат емкостного типа для проведения массообменных процессов в системах газ - жидкость, содержащий мешалку, аэратор и теплообменную рубашку, отличающийся тем, 1О что, с целью интенсификации процесса массообмена и сокращения энергетических затрат за счет снижения напора газа, аэратор расположен соосно с мешалкой, охватывая ее по высоте, при 15 этом воздушная полость аэратора образована наружной цилиндрической поверхностью, а внутренняя - поверхностью однополостного гиперболоида, вы| полненного в нижней части с отверстиями, расположенными ниже уровня вращения мешалки, а аппарат снабжен побудителем расхода, всасывающая магистраль которого подключена к нижней части аппарата, а патрубок нагнетательной магистрали ориентирован в кольцевое пространство, образованное внутренней гиперболической поверхностью аэратора.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что.патрубок для подвода газа подключен к верхней части аэратора.

3. Аппарат по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что отверстия аэратора расположены тангенциально и направлены в сторону вращения мешалки.