SU1530264A1 - Аппарат емкостного типа дл проведени массообменных процессов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратам емкостного типа дл  проведени  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 отрасл х промышленности, например при проведении процессов хлорировани , гидрировани  и окислени , и позвол ет интенсифицировать процесс массообмена и сократить энергетические затраты за счет снижени  напора газа. Аппарат содержит емкость, пропеллерную мешалку, теплообменную рубашку и аэратор, который выполнен соосно с мешалкой, охватыва  ее по высоте. Патрубок дл  подвода газа подключен к верхней части аэратора. Воздушна  полость аэратора образована наружной цилиндрической поверхностью, а внутренн   - поверхностью однополостного гиперболоида, выполненного в нижней части с отверсти ми, которые расположены тангенциально и направлены в сторону вращени  мешалки. При этом отверсти  наход тс  ниже уровн  вращени  мешалки. Аппарат снабжен побудителем расхода, всасывающа  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.

Description

Изобретение относитс  к аппаратам емкостного типа дл  проведени  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 отрасл х промышленности, например , при проведении процессов хлорировани , гидрировани  и окислении .

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса массообмена и сокращение

энергетических затрат за счет снижени  напора газа.

На чертеже представлен аппарат емкостного типа дл  проведени  массообменных процессов, общий вид.

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

наружной цилиндрической поверхностью 6, а внутренн   - поверхностью 7 одно полостного гиперболоида, выполненного в нижней части с отверсти ми 8, которые расположены тангенциально и направлены в сторону вращени  мешалки 2. При этом отверсти  8 наход тс  ниже уровн  вращени  мешалки.

Аппарат снабжен побудителем 9 расхода , всасывающа  магистраль 10 которого подключена к нижней части емкости 1 , а патрубок 11 нагнетательной магистрали 12 ориентирован в кольце- бое пространство, образобанное внутренней гиперболической поверхностью 7 аэратора 4.

Аппарат работает следующим образом .

Исходна  ;кидка  среда заполн ет ем кость 1 до определенного уровн . Вклю чают пропеллерную мешалку 2, создающую направленное нисход щее движение жидкости в кольцевом пространстве аэратора k. После установлени  в ап- парате равномерной циркул ции жидкой среды в воздушную полость аэратора Ц, образованную внутренней поверхностью 7 однополостного гиперболоида и наружной цилиндрической поверхностью 6, подаетс  газ. Патрубок 5 дл  подвода газа располагают в верхней части а эра тора 4, создава  тем самым дополнительный подпор газа иН „ определ емый разницей уровней расположени  патрубка 5 и отверстий 8 аэратора. При вращении мешалки 2 в кольцевом пространстве , заключенном между отверсти ми аэратора и лопаст ми мешалки , образуетс  разрежение, в которое дополнительно подсасываетс  газ. Мешалка перекачивает монолитную жидкость, котора , смешива сь с газом, поступающим из отверстий аэратора, нисход щим потоком движетс  через кольцевое

- пространство, образованное внутренней

гиперболической поверхностью 7. При этом происходит плавное расширение нисход щего потока, не нарушающее пр молинейный профил -скорости газожидкостного потока и способствующее равномерному распределению газа по сечению . Нисход щее движение газожидкостного потока обеспечивает получени газовых пузырьков минимального диа- .метра и, таким образом, наибольшую удельную поверхность массообмена. Тангенциальное расположение отверстий а также то, что они направлены в сто

10

15

,л 25 .. 35

40

45

026 4-i

рону вр ащени  мешалки, способствуют образованию закрученных вихревых газожидкостных струй, в которых процесс массообмена осуществл етс  с повышенной интенсивностью.

После насышении  исходной среды газом в нижней расшир ющейс  части аэратора 4 газожидкостна  смесь поступает в кольцевой зазор между наружной цилиндрической поверхностью аэратора и стенкой емкости 1. Нисход щее движение, при котором происходит сжатие газовых пузырьков и переход вещества из газовой фазы щ жидкую , смен ет восход щее. Пузырьки газа расшир ютс  и всплывают на поверхность жидкости, происходит высвобождение энергии, затраченной на сжатие газа. При этом верхн   часть емкости  вл етс  зоной сепарации, в которой происход т разделение жидкости и газа, а также удаление непрореагировавшего газа из аппарата.

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

Из емкости 1 побудителем 9 расхода жидка  среда направл етс  по магистрали 12 в кольцевое пространство, образованное внутренней гиперболической поверхностью 7 аэратора t, увеличива  тем самым скорость нисход щего потока, при которой все газовые пузырьки вовлекаютс  в нисход щее движение с одновременным закручиванием газожидкостного потока за счет тангенциального выполнени  отверстий. Высока  скорость нисход щего движени  жидкости способствует образованию монодисперсных пузырьков. Пропеллерна  мешалка 2 при этом вращаетс  в монолитной жидкости, полностью де- газованной в верхнем расшир ющемс  се- парационном пространстве в результате ударного действи  жидкостной струи,, истекающей из патрубка 11 нагнетательной магистрали 12.

Таким образом, как внутри аппарата , так и во внешнем контуре осуществл етс  интенсивна  циркул ци  газожидкостной смеси, способствующа  в нисход щем потоке достижению максимальной скорости массоотдачи в системе газ - жидкость, при этом затраты энергии на компремирование газа снижаютс  на величину по сравнению с аппаратами, в которых

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Аппарат емкостного типа для проведения массообменных процессов в системах газ - жидкость, содержащий мешалку, аэратор и теплообменную рубашку, отличающийся тем, 10 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. 2. Аппарат поп. 1, о т л и чающий с я тем, что патрубок для подвода газа подключен к верхней части аэратора.
3. 3. Аппарат поп. 1, о т л и чающий с я тем, что отверстия аэратора расположены тангенциально и направлены в сторону вращения мешалки.