Способ проведения массообменных процессов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 818 А 1 01 О 3/00. 3/3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЪСТВУ АВТОР МССР Болосифи- боточ- ерно 951 -ОБ(21) 4636504/26(46) 30.03.91. Бюл. М 1271) Институт прикладной физики АН(56) Авторское свидетельство СССРМ 567453, кл. В 01 О 3/00, 1977.Бабеня Л.АГоловейко А. Г, Интенкация испарения под действием сланого высоковольтного разряда. Инженфизический журнал, 1986, т. 50, М 6, с.959.Авторское свидетельство СССРМ 990248, кл, В 01 Р 3/00, 1980.(54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ МАССМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ Изобретение относится к массообменным процессам, может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности при испарении; ректификации, а также проведении сорбционных процессов.Целью изобретения является повышение эффективности процесса массообмена путем увеличения коэффициента массопередачи.Способ заключается во взаимодействии газовой и жидкой фаэ, процесс массообмена проводят в неоднородном переменном электрическом поле с реализацией барьерного разряда непосредственно на границе раздела фаэ, когда напряженность поля на гребнях волн возмущенной пленки проводящей жидкости превышает напряженность на электродах и элементах конструкции, расположенных в области электрического(57) Изобретение относится к процессам, проводимым с высоковольтными электрическими полями, и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности, Цель изобретения - повышение эффективности массообменных процессов эа счет увеличения коэффициента массопередачи. Для этого процесс массообмена проводят в переменном электрическом поле с реализацией барьерного разряда непосредственно на границе раздела фаз, при напряжении электрического поля на гребнях волн возмущенной пленки проводящей жидкости, превышающей пробивную прочность газовой среды, а также напряженности на электродах и элементах аппарата, расположенных в области электрического поля. 1 ил. поля, а также превышает пробивную прочность газовой среды,Это приводит к тому, что источником разряда является поверхность жидкости в местах с малым радиусом кривизны, т.е. гребни волн пленки жидкости. Именно здесь - у источников разряда скорость газо- динамического потока, инициируемого разрядным явлением, имеет максимальное значение, В то же время именно здесь - на границе раздела фаз, в диффузионных пограничных слоях сосредоточено основное сопротивление массообмену. Поэтому турбулизация газовой фазы, дополнительное перемешивание и уменьшение толщины диффузионного пограничного слоя на границе контакта фаз, вызванные воздействием газового (парового) потока, возникающего при барьерном разряде, приводят к значительному повышению зффек 163781810 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тивности массообмена за счет увеличениякоэффициента массопередачи,На чертеже показана пленочная ректификационная колонна для осуществленияпредложенного способа,Основными элементами пленочной ректификационной колонны являются куб-испаритель 1, трубки 2 и дефлегматор 3.Колонна для осуществления предложенного способа дополнительно содержит трубные диэлектрические решетки 4 сперфорацией для пропуска пара и жидкости, электроды 5 в виде проводящих стержней, покрытых слоем диэлектрика, ккоторым контактным проводом 6 подведенпотенциал, и высоковольтный ввод 7. Корпус колонны заэемлен,Массообменное пространство находится между электродами, т.е, образовановнутренней поверхностью трубки 2 и наружной поверхностью электрода 5, покрытогодиэлектриком.Способ ректификации осуществляетсяследующим образом,Пар иэ куба-испарителя 1 поступает втрубки 2 пленочной ректификационной колонны. В дефлегматоре 3 пар конденсируется, и образованная флегма стекает вниз потрубам 2, встречая пар, поднимающийся навстречу, Контакт между паром и жидкостьюпроисходит на поверхности стекающейжидкостной пленки.Для увеличения коэффициента массопередачи между жидкостью и паром наэлектроды 5 подают переменное напряжение, например, промышленной частоты(50 Гц). Так как жидкость проводящая, тона поверхности стекающей пленки индуцируется электрический заряд, знак которогоменяется в соответствии с полярностью подаваеМого напряжения. При определеннойвеличине подаваемого напряжения плотность заряда на поверхности пленки становится такой, что напряженность поляпревышает электрическую прочность газа.Это и соответствует возникновению газового разряда, который визуально наблюдается как свечение поверхности жидкости, Токпробоя, который при этом возникает, ограничен величиной накопленного поверхностью пленки заряда, В электротехникетакой заряд, возникающий на поверхностидиэлектриков (изоляторов) в переменномполе, называется барьерным, В отличие отэтого в предложенном случае разряд формируется не с поверхности диэлектрика, ас поверхности жидкости, которая по немустекает, Для локализации газового разряда непосредственно на пленке необходимо, чтобы напряженность поля на ее поверхности была максимальной, Это обеспечивается тем, что элементы конструкции, расположенные в области электрического поля, имеют радиусы кривизны больше, чем у гребней волн. Возникающие в результатебарьерного разряда газодинамические течения разрушают диффузионный пограничный слой на межфазной границе. Таким образом происходит интенсификация массообмена и увеличивается коэффициент массопередачи. Пары, обогащенные в результате обмена с флегмой легкокипящим компонентом, удаляются из аппарата в верхней части колонны и поступают в холодильник.П р и м е р Проводились исследования процесса массообмена при испарении стекающей пленки воды в поток воздуха в условиях берьерного разряда, Влажность воздуха на входе и выходе из массообменного участка изменялась психрометрическим методом, наиболее распространенным и обладающим высокой точностью и чувствительностью. Установлено, что влажность воздуха на выходе из массообменного участка существенно возрастает в зависимости от подаваемого потенциала.При скорости воздуха 1,3 м/с и средней напряженности поля 30 кВ/см воздействие барьерного разряда позволило увеличить объемный коэффициент массоотдачи в2,5 раза.Таким образом, предложенный способ проведения массообменных процессов позволяет существенно повысить эффективность массообмена путем увеличения коэффициента массопередачи,Формула изобретения Способ проведения массообменных процессов, заключающийся во взаимодействии газовой и жидкой фаз в пленочном аппарате в неоднородном электрическом поле с использованием электродов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса массообмена путем увеличения коэффициента массопередачи, процесс массообмена проводят впеременном поле с реализацией барьерного разряда непосредственно на границе раздела фаз при напряженности поля на гребнях волн возмущенной пленки проводящей жидкости, превышающей пробивную прочность газовой фазы, а также превышающей напряженность на электродах и элементах аппарата, расположенных в области электрического поля.1637818 Составитель А,Сондоредактор М.Бандура Техред М.Моргентал Корректор М. Самборская оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг л.Гагарина, 101 аказ 884 ВНИИПИ Госуда Тираж 435 Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5