Способ проведения массообменных и реакционных процессов

ъ 99 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ ПОСОБ ПРОВЕ;ЕНИЯ МАССООБ ЫХ И РЕАКЦИОННЫХ ПРОЦЕС МЕННСОВ(57) Изобретение относится к способам проведения массообменных и реакционных процессов и может быть использовано в химической и смежных с ней областях прохышгенности. Целью изобретения является новыпение эффективности процесса за счет дополнительной турбулизации поверхности слоя жидкости. Пленка жидкости стекает вниз по наружной поверхности диэлектрической трубы 1, а электрический потенциал подается на электрод 3, изолированный от жидкости диэлектрическим ци,)индром 4. Вторы, электродом служгг сама жидкость, которая заземлена.;)лектрический потенциал подаОт в и ми уг Ьсном рс 1 ж и ме, в)сх я д, ительности импу,)ьса и временной интервал опредег яются соотногисн исм. Полярное гь электро.и нрини.аюг как положительной, так и отрицательной. 1 з. и. ф-ль. 2 ил.,табл.Изобретение относится к массообменнымпроцессам и может быть использовано в химической и смежных с ней отраслях промышленности при проведении сорбционныхи ректификационных процессов,Цель изобретения - повышение эффек 5, тивности процесса массообмена за счет дополнительной турбулизации поверхностногослоя жидкости.На фиг. 1 приведена схема осуществления предлагаемого способа пленочных аппа- Оратов, способных работать в условиях прямотока; на фиг, 2 - то же, для аппаратов,способных работать в условиях противотокаконтактирующих фаз.Устройство, реализующее предлагаемыйспособ, содержит трубчатыи аппарат 1,15диэлектрическую трубу 2, электрод 3, диэлектрический цилиндр 4.Способ осуществляют следующим образом.Пленка жидкости стекает вниз по наружной поверхности диэлекрической трубы 2,а электрический потенциал подают на электрод 3, изолированный от жидкости диэлектрицеским цилиндром 4. Вторым электродомслужит сама жидкость, которая заземлена.Напряженность электростатического поля 25варьируют в пределах от 0 до 30 кВ/см,длительность импульсов и интервал междуними изменяют от 0,001 до 1 с.Электрицеский потенциал подают в импульсном режиме, время длительности импульсов и временнои интервал (т) между30которыми определяется соотношениемг 1 в Ев, КТугде Х - валентность ионов;- заряд электрона, Кл;- потенциал электрода, В;ео - диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м;е, - относительная диэлектрическая проницаемость газовой фазы; 40К - постоянная Больцмана, Дж/К;Т - абсолютная температура, К;у - электропроводность, См/м.Целесообразно также полярность электрода принимать как положительной, так и отрицательнойПоверхность раздела фаз в процессемассообмена находится в импульсном электростатическом поле любой полярности, что обеспечивает существенное улуцшение условий проведения процесса вследствие того, что. под его воздействием ионы в поверхностном слое находятся в постоянном движении, что в свою очередь приводит к турбулизации поверхностного слоя, в котором сосредоточено основное сопротивление массо- передаче, и, следовательно, к интенсифи кации процессов абсорбции, десорбции, ректификации и т. д. Длительность импульса определяется из условия равенства времени наложения электростатического поля и времени перераспределения электронов под его воздействием и расчитывается из указанного соотношения. По истечении этого времени движение ионов прекращается, цто ведет к прекращению интенсификации процесса. Поэтому электростатическое поле отключается, после чего ионы начинают движение в направлении, противоположном начальному.Эксперименты проведены на малорастворимых газах, которые абсорбировались водой и десорбировались из воды. Брызгоунос отсутствовал.На выходе из аппарата проводились измерения концентрации абсорбента.Пример 1. Для изучения абсорбции кислорода водой опишем последовательность проведения эксперимента. Электоопроводность воды у=2 10 См/м. Устанавливают расход жидкости в аппарате 3 10 м/ч, расход кислорода 2 10м/ч. Включают источник высокого напряжения и поднимают потенциал на электроде до 10 кВ. Проводят анализ количества кислорода в воде, Далее все параметры сохраняют в указанных значениях, а источник высокого напряжения переключают на подачу потенциала в импульсном режиме с частотой следования импульсов 0,002 с при напряжении 10 кВ, Анализируют количество кислорода в воде. Сравнивая эти данные получают увелицение коэффициента массопередачи в 9,93 раза по сравнению с подачей потенциала в постоянном режиме,Пример. 2. Все условия проведения эксперимента аналогичны указанным в примере 1, однако частоту следования импульсов устанавливают равной 0,03 с. После пересчета получают увеличение коэффициента массопередачи при импульсной передаче потенциала в 7,65 раза по сравнению с подачей потенциала в постоянном режиме.Таким образом проводят эксперименты и далее. Эффективность процессов абсорбции и десорбции существенно увеличивается до относительного коэффициента массопередачи К=К,/К,=15,5, где К и Ко - коэффициенты массопередачи при наложении импульсного электростатического поля и без него соответственно. В то же время расход электроэнергии минимален из-за отсутствия тока в цепи.Результаты, полученные при противоточном режиме работы аппарата при абсорбции кислорода водой с у=2 10См/м, при расходе жидкости 3 10 м/с и расходе газа 2 10м/с для различных напряженностей поля, приведены в таблице.Применение изобретения позволит интенсифицировать массообменные процессы и уменьшить размеры массообменного оборудования при минимальных энергозатратах,Экономический эффект изобретения состоит из экономии на материалах ввиду уменьшения габаритов аппаратов как мини1421357мум в 4 раза и возможности полученияболее высокоочищенных продуктов. Формула изобретения К/К при ргзличных значениях и., с г, кВ Серияопытов,01 0,05 0,008 0,01 0,02 0,03 0,04 т0,05 0,11,0 1 1 1 1 1 1 1 1 1,07 3,21 9,5 5,22 2,32 1,32 6,0 1,70 1,34 1,86 1 1, 1 1 1, 83 467 9, 93 7,65 3, 20 1, 84 1, 63 1,45 1 О,О 1,58 .1,г 1,92 5,8 12,82 3,г ь,5 2,8 ь 14,0 12 1,62 1,74 1 1,14 3,21 8,91 11,41 15,50 8,22 3,13 2,06 1,99 Составитель С. БарановаРедактор С. Пекарь Техред И. Ве рес Корректор М. ПожоЗаказ 4359/5 Тираж 642 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Способ проведения массообменных и реакционных процессов, заключающийся во взаимодействии газовой и жидкой фаз при наложении неоднородного электростатического поля с подачей потенциала со сто роны газовой фазы, при которой силовые линии поля перпендикулярны поверхности раздела фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса массообмена за счет дополнительной турбулизации поверхностного слоя жидкости, электрический потеяциал подают в импульсном режиме, время длительности импульса и 4временной интервал (т) между которыми определяются соотношениемХ 1 еосРо8, К ТУгде 2 - валентность ионов;1 - заряд электрона, Кл;гро - потенциал электрода, В;80 - диэлектРическаЯ пРоницаемость вакуума, Ф/м;8, - относительная диэлектрическая проницаемость газовой фазы;К - постоянная Больцмана, Дж/К;Т - абсолютная температура, К;1 - электропроводность жидкости,См/м.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что полярность электрода принимают как положительной, так и отрицательной.