Способ диспергирования газовойфазы b жидкости

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ)1 В 01 Р 3/04 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Г. Г. Вдовкин, А, Н, Квятковский, Л. П, 3 Кцанович и В. М. Бобров Государственный научно-исследовательский и проектныйинститут по обогащению руд цветных металловКаэмеханобр(54) СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В ЖИДКОСТИ 0 щественно огр менения указа особа ость проИзобретение относится к техНиКеполучения дисперсных систем и можетшироко применяться во многих отраслях промышленности, в частности вметаллургической и химической припроцессах флотационного извлеченияметаллов, сорбционном поглощении газа жидкостью, озонировании промышленных растворов и стоков и т.д.Известно несколько способов диспергирования газовой фазы в жидкости,Наиболее распространенным из нихявляется способ пропускания газачерез пористые мембраны 1).Недостатком этого способа является необходимость создания значительного динамического давления газа,При этом невозможна регулировкадисперсности газовой фазы. Кроме того, не исключается зарастание пор 2в мембранах.Эти недостатки су аничивают область при нного способа,Известен также способ диспергирования газовой фазы в жидкости путемвнбрационного воздействия на гаэожидкостную среду 2.К недостаткам данного спотносится то, что эффективнв цесса ограничивается Р РР ранения вибрационной волны в жидкости и повышенный расход энергии. Эти недостатки в определенной степени снижают скорость процесса и эффективность данного способа.Цель изобретения - повышение степени дисперсности газа, регулировать величину пор в мембранах без остановки процесса и эа счет этого повысить эфФективность и интенсивность процесса диспергирования газовой фазы снижения сопротивлений при проходе газа через мембрану н повьваение надежности ее работы.Поставленная цель достигается тем, что газ пропускают через жидкость с размещенным в ней слоем порошкообраэного инертного материала при вибрационном воздействии на систему, обеспечивающем псевдоожижение этого материала.При вибрации инертного материала возможно создать оптимальную степень его пористости (фмембрануф). При этом материал приобретает виброкипящее состояние, что сопровождается перепадом давления в его слое, за счет чего и обеспечивается снижение сопротивления при пропусканни газа797747 Таблица Частотаколебанийгц 22 31 37 46 54 57 62 Разностьдавления,ЬР ммвод. ст. 0 0,06 0,12 0,14 0,13 0,12 0,14 0,16 0,22 через мембрану (слой инертного материала определенной крупности). ЭФфективность и интенсивность днспергационного процесса при этом повышается, а степень дисперсности газовой фазы обуславливается оптимальным режимом виброкипящего слоя инертного материала (мембраны),Выбор режима вибрации инертного материала, его крупности и высоты насыпного слоя, а также удельного веса определяется условиями технологического процесса (вязкостью раствора, его удельным весом, и т.д.) и требованием обеспечения псевдоожижения инертного материала.П р и м е р. В цилиндрическую колонку диаметром 2,5 см и высотой 15 см, изготовленную иэ стекла и разделенную на две области металлической сеткой с размером отверстий 0,15 мм, сверху помещается вибрационная мешалка, приводимая в движение вибратором, снабженным электродвигателем постоянного тока с реГулировкой числа оборотов от О до 5000 в/мин. На металлическую сетку загружается кварцевый песок круг. - ностью 0,35 мм насыпным весом 1,57 г/см 2 н объемом 8 см, заливается вода прн нормальных условиях в количестве 150 мл. В обе зоны аппарата через боковые отверстия помещают отводные трубки, которые соединяют с микроманометром для замера давления в виброкнпящем слое песка и под ним.В первом эксперименте внбрационные колебания в пределе изменения частоты от 0-75 гц накладывают на кварцевый песок н подают воздух. Во втором опыте вибрацнонные колебания в пределе от 0 до 81,6 гц придают только жидкости в отсутствиеслоя песка и также пропускают газовую фазу.В опытах контролируют изменениеперепада давления в виброкипящем слое, величину пузырьков газовойфазы в жидкости и равномерность ихраспределения в аппарате, Замер давления в кипящем слое осуществляютпрн постоянной частоте в заданномпределе в течение 0,5 ч.С увеличением частоты колебанийчастиц песка от 0 до 75 гц приудельном расходе воздуха 0,25 л/минна 1 см 3 инертного материала пузырьки газовой фазы равномерно распреде ляются по объему аппарата, н размерик уменьшается с 5 до 0,5-0,6 мм,Давление в нижней зоне колонки в первый момент становится выше атмосферного и с увеличением частоты вибра 1 э ции снижается, приближаясь к нормальиим условиям. При прекращении подачивоздуха давление в обеих зонах, постоянно. С увеличением частоты колебаний виброкипящего слоя снижается р давление в верхней зоне, а в нижнейостается неизменным (табл. 1).С увеличением частоты колебанийжидкой фазы от О до 81,6 гц припроаускании воздуха только черезсетку величина пузырьков газа снижается с 5 до 3 ьм. При этом такженаблюдается равномерность их распределения по объему колонки. Характеризменения давления в нижней частиаппарата остается таким же, как в 30 прежнем эксперименте. При прекращении подачи воздуха давление в верхней зоне аппарата снижается по пара- болитической зависимости (табл, 2).Таким образом, наложение вибра ционных колебаний на слой инертногоматериала изменяет степень дисперсности газа в жидкости, устраняет зарастание пор в виброкипящеймембране с одновременной регулировр кой их величины, снижает сопротивление при проходе газа через мембрану и повышает надежность ее работы, Вследствие этого возрастает эффективность предлагаемогоспособаи расширяется область его применен ния в технологических процессах.797747 Таблица 2Частотаколебаний,гц 81,6 44,3 49,2 56,6 68,3 75,0 27,5 16,6 Разностьдавления,аР ммвод. ст. 0 0,01 0,03 0,06 0,07 0,09 0,16 0,19 0,22 Формула изобретения свидетельство СССР01,Р 3/04, 1971,свидетельство СССР01 У, 1966. 1. Авторское9 216636, кл. В 2. Авторское9 214165, кл, В Составитель В, РуссоТехред.Н.Бабурка Корректор В.Синицкая Редактор В.филенко Тираж 587 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская иаб д, 4/5 Заказ 9873/7 а Филиал ППП ффПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ диспергирования гаэОвой фазы в жидкости путем вибрационного воздействия на среду, о т л и ч аю ш и й с я тем, что, с целью повышения степени дисперсности газа, диспергирование осуществляют в присутствии порошкообразного инертного материала, а вибрационное воздействие осуществляют в режиме, обеспечивающем псевдоожижение этого материала.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе