Массообменный аппарат

(5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ТНО ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Использовастроении, Сущн юл, %47облем механики АН СССРв, Ю,В.Мартынов, И,Б.Светрков и Н,П.ЩипановЛ,Н. и др, Перемешиваних, ЛХимия, 1984. стр. 323323-324,. рис. 14,3 Г,МЕННЫЙ АППАРАТние: в химическом машиноость изобретения: с целью Техническое решение относится к обла,сти химического машиностроения.. Целью заявленного технического решения является повышение производительну" сти и расширение области использовайия аппарата.На черт. представлен общий вид массообменного аппарата в разрезе с линиями тока среды.Аппарат содержит вертикально установленный корпус 1 с патрубками подачи 2, 3 и отвода 4, 5 среды, трубопровода 6, соединяющий патрубок 2 и барботер 7, выше которого установлена насадка 8. Насадка 8 состоит из двух усеченных конусов: верхнего 9 и нижнего 10 соединенного меньшими основаниями с торцами цилиндоа 11, в котором выполнены отверстия 12, Ось насадки совпадает с осью аппарата. Выше отверстий 12 соединен с внешней стороной насадки меньшим основанием направляющий усеченный конус 13, обращенный большим основанием вниз, В барботере 7 на оси аппарата выполнено сопло 14 ( отверстие),повышения проэводительности и расширения области использования аппарата, насадок выполнен из двух усеченных конусов, меньшие основания которых соединены с противоположными торцами цилиндра, в" котором по периметру выполнены отверстия и снабжен направляющим усеченным конусом, большее основание которого ориентировано вниз; Конус установлен на внешней стороне насадка, которая снабжена кольцевым коллектором, под отверстиями, а сопла коллектора ориентированы вниз, 1 ил. направленное вниз. Ниже отверстий 12 на внешней поверхности насадки 8 установлен кольцевой коллектор 15 с соплами 16 ориен- ,- тированными под углом к вертикали в сторону нижней части боковой стенки аппарата. Коллектор 15 соединен с барботером трубопроводом 17. Аппарат работает следующим образом. 0 ф Жидкие компоненты поступают в аппарат через патрубок 3, газовая фаза - через патрубок 2 и трубопровод 6 в барботер 7 и Я оттуда в коллектор 15. Гаэ выходит из барботера 7 в виде мелких пузырьков и поднимается вверх через насадку 8. При подъеме пузырьков происходи массообмен ме)кау жидкой и газовой фазами. Из-за эрлифта в аппарате возникает циркуляционное движение среды. Из сопла 14 подается мощная струя газа направленная вниз, которая вызывает интенсивное двухциркуляционное движение среды в области дна. Циркуляционное движение возникает вследствие того, что возникает пара сил; силы всасывания между барботером (барботер представляеиз себя цилиндрический коллектор, диаметр которого меньше диаметра большего основания усеченного конуса 10) и нижним основанием усеченного конуса 10 насадки 8 и силы вызывающей движение жидкости на оси аппарата из-за воздействия на нее вытекающей струи газа из сопла 14. Газ также выходит из сопел 16 коллектора 15, при этом также возникает по обе стороны от насадки 8 двухциркуляционное движение жидкости.Данное движение также обусловлены воз"никйовением пары сил: сил всасывания в зазор между барботером 7 и насадкой 8 и силы воздействия струй, выходящих из сопел 16, Второе циркуляционное течение возникает под действием пары сйл: сил всасывания через отверстия 12, возникающих из-за эжекции в насадке 8 и сил воздействия струй газа, выходящих из сопел 16, на жидкость. Установка направляющего усеченного конуса 13 позволяет: 1) предбтвратить попадания в отверстия 12 среды; прошедшей через насадку 8 (если образуется пенный йродукт, то предотвращает попадание пенного продукта), в результате в отверстия 12 попадает хорошо смешанный раствор)в котором нет преобладания какой-либо компоненты, В отверстия поступает раствор, содержащий концентрацию компонентсреднюю в объеме, 2) Верхнее циркуляционное течение частично заходит выше усеченного конуса и оттесняет жидкость, выходящую из насадки 8 к боковой стенке аппарата, в результате вдоль боковой стенки возникает интенсивное движение жидкости. Таким образом, жидкость, выходящая из насадки сначаладвижется вдоль боковой стенки, потом постепенно всась 1 ваЕтся в циркуляционное движение и смешивается с объемом жидкости.Созданные циркуляционйые течения осуществляют интенсивное перемешивание в объеме, в результате в аппарате ликвидируются все застойные и малоэффективные зоны. Кроме того с газовой фазой взаимодействуют одинаково по времени 5 как компоненты с большей плотностью, таки компоненты с меньшей плотностью.Для определения эффективности предложенного аппарата были выполнены сравнительные эксперименты на лабораторных 10 моделях объемом 0,1 мВ качестве рабочихз.сред использовалась вода и газ СОг. Расход и концентрация СОг былиодинаковыми в обоих экспериментах. Эксперименты показали, что концентрация (суммарная) СОг в 15 отходящих газах была на 15-20 фвыше ваппарате прототипе, чем в предложенном аппарате. Так как скорость массообменных процессов в предложенном аппарате на 15-20 ф 4 выше, чем в аппарате прототипе, то 20 производительность аппарата можно увеличить на 15-20 ф ,ф о р мул а изобретения25 Массообменный аппарат, содержащийвертикально установленный корпус с патрубками подачи и отвода сред, насадок, установленный по оси корпуса и барботер, расположенный под ним, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтб, с целью повышения произво дительности и расширения области использования аппарата, насадок выполнен из.двух усеченных конусов, меньшие основания которых соединены с противоположны ми торцами цилиндра, в котором попериметру выполнены отверстия и снабжен направляющим сеченным конусом, большее основание которого ориентировано вниз, конус установлен на внешней стороне 40 насадка, которая снабжена кольцевым коллектором под отверстиями, а сопла коллектора ориентированы вниз.1782622 7 Составитель С,НовиковТехред М.Моргентал ктор М,Демчик Редакто о Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,каэ 4472 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5