Пульсационный массообменный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 1)5 В 0 СССР 978,АССООБМЕНпользовано остной экс- эффективачи путем ныи азассообменныи аппабменной колонны 1, ей 2 и 3, связанных с кими пульсопроводаределительный мехационными емкостями дами 7 и 8. Пульсацивязаны между собой асос 9 трубопроводаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ПУЛЬСАЦИОННЫЙ МНЪЙ АППАРАТ(57) Изобретение может быть исдля проведения процессов жидктракции и позволяет повыситьность процесса массоперед Изобретение относится к интенсифици, рованным массообменным аппаратам и может быть использовано для проведения массообменных процессов в системах жидкость-жидкость или газ-жидкость преимущественно для проведения процесса жидкостной экстракции.Целью изобретения является повышение эффективности массопередачи путем увеличения межфазной поверхности.На чертеже представлен пульсационмассообменный аппарат, продольный р рез.Пульсационный м рат состоит из массоо пульсационных емкост колонной гидравличес ми 4 и 5, Газовый расп низм 6 связан с пульса газовыми пульсоп рово онные емкости 2 и 3 с через центробежный н увеличения межфазной поверхности. Пульсационный массообменный аппарат снабжен центробежным насосом, дополнительным распределительным механизмом, установленным на гидравлических пульсопроводах и на линии, связывающей нагнетательный патрубок насоса с приемником жидкости. За счет чередования периодов отстоя и перемешивания и аккумулирования энергии в пульсационных емкостях и в периоды отстоя упорядочивается гидродинамическая обстановка в массообменной колонне, улучшается дробление диспергируемой фазы, 1 ил. ми 10 и 11. Нагнетательный патрубок центробежного насоса 9 связан также с приемником 12 обрабатываемой жидкости трубопроводом 13. На гидравлических пульсопроводах 4 и 5, а также на трубопроводе 13, связывающем центробежный насос 9 с приемником 12 жидкости, установлен гидравлический распределительный механизм 14. Подача легкой фазы осуществляется в пульсационную емкость 3 через трубопровод 15.Пульсационный массообменный аппарат работает следующим образом.Отработанные жидкости подаются в массообменную колонну 1 и движутся по ней противотоком, взаимодействуя между собой на контактных устройствах, На противоточное движение жидкостей накладывается пульсационное возвратно-поступательное движение, способствующее как транспорту жидкостей через контактные устройства, так и развитию межфазной по 163970645 50 55 верхности. Пульсация генерируется пневмогидравлической системой создания пульсаций, элементами которой являются центробежный насос 9, пульсационные механизмы, гидравлические 4 и 5 и газовые 7 и 8 пульсопроводы, В часть периода колебания жидкости, когда распределительным механизмом 14 перекрыт пульсопровод 5, а пульсопровода 4 и трубопровод 13 открыты, газ стравливается из газовых камер обеих пульсационных емкостей 2 и 3 через распределительный механизм 6 в атмосферу. За счет большой разности давления в нижней части массообменной колонны 1 и в пульсационной емкости 2 жидкость с большой скоростью выводится из низа колонны. При этом легкая фаза задерживается под контактными устройствами и коалесцирует, а тяжелая фаза интенсивно дробится на капли, которые, проходя через слои легкой фазы, взаимодействуют с нею. В эту часть периода из массообменной колонны выводится тяжелая фаза, поступившая в нее за весь период колебания и дополнительный объем тяжелой фазы, циркулирующий в гидравлической системе создания пульсаций. В следующую часть периода колебания распределительным механизмом 14 перекрываются пульсопровод 4 и трубопровод 13. В зто время в газовые камеры пульсационных емкостей 2 и 3 через распределительный механизм 6 поступает импульс сжатого газа. Жидкости в массообменной колонне неподвижны, и происходит их расслоение. Затем распределительный механизм 14 открывает пульсопровод 5. Пульсопровод 4 и трубопровод 13 остаются перекрытыми, В эту часть периода в колонну 1 из пульсационной емкости 3 поступает как накопленная за предыдущую часть периода жидкость, так и подающаяся насосом 9 из пульсационной емкости 2. Подача жидкости в колонну осуществляется с большой скоростью за счет энергии давления, накопленной в газовой подушке пульсационной емкости 3. В колонне 1 на контактных устройствах происходит дробление легкой фазы на капли и их взаимодействие со слоями тяжелой фазы, находящимися над контактными устройствами. В это время в колонну 1 поступает вся легкая фаза, непрерывно поступающая в пульсационную емкость 3 через трубопровод 15, За счет высокой скорости подачи жидкостей в колонну 1 происходит интенсивное дробление легкой фазы на контактных устройствах. В заключительную часть периода колебания распределительный механизм 14 перекрывает пульсопровод 5, Жидкость в колонне 1 останавливается, и на контактных устройствах происходит рас 5 10 15 20 25 30 35 40 слоение фаз. Затем периоды колебания повторяются в описанной последовательности,Таким образом, в массообменной колонне на контактных устройствах процесс массопередачи осуществляется в режиме двойной инверсии фаз, характеризующийся поочередным интенсивным дроблением фаз на капли и последующей их коалесценцией, За счет высокой скорости истечения диспергируемой фазь 1 дробление ее на капли происходит, в основном, турбулентными пульсациями, что обеспечивает интенсивное развитие межфазной поверхности при относительно узком спектре распределения капель по диаметрам.Дискретный подвод энергии в массообменную колонну, обеспечивающий лишь транспортировку фаз по колонне и их дробление, позволяет снизить поперечную неравномерность профиля скоростей и подавить крупномасштабные вихри, ответственные за продольное перемешивание жидкостей в аппарате, что в конечном счете приводит к росту движущейся силы процесса массопередачи, Регулярное чередование коалесценции капель с диспергированием фазы способствует выравниванию концентрации распределяемого компонента в фазе и постоянному обновлению межфазной поверхности, Суммарное воздействие этих факторов позволяет значительно повысить эффективность пульсационного массообменного аппарата,Формула изобретения Пульсационный массообменный аппарат, включающий колонну, связанную через трубопроводы подачи и отвода с приемниками обрабатываемых жидкостей, две пульсационные емкости, соединенные с колонной гидравлическими пульсопроводами, газовый распределительный механизм, сообщенный с пульсационными емкостями газовыми пульсопроводами, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности массопередачи путем увеличения мажфазной поверхности, пульсационный массообменный аппарат снабжен центробежным насосом, всасывающий патрубок которого связан с одной пульсационной емкостью, нагнетательный патрубок связан с другой пульсационной емкостью и приемником обрабатываемой жидкости, и распределительными механизмами, установленными на гидравлических пульсопроводах, соединяющих пульсационные емкости с массообменной колонной, и на линии, соединяющей нагнетательный патрубок центробежного насоса с приемником жидкости.1639706Составитель Л.Трифонов Редактор Н.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор Н,Ревская Заказ 975 Тираж 431 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101