Способ сепарации газожидкостного потока

(19) (1 076 1)4 В 01 П 19/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ итут.химическог.М.Кут 140138 кл. В 1 М 54) СП О ПОТб 57) Из АЗОЖИДКО Б СЕПАР пос бретениерацииской, митраслях тноситс потоккой и дкостно иологчч га ам сехими кр на о хозяиств других Цель и етения - повышецие п ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Патент Англии1975. водительности и эффективности сепарации газа, обладающего парамагнитными свойствами. Газожидкостный поток направляют под острым углом на фильторующий элемент. В потоке создают магнитное поле с максимальным значением напряженности в области после филътрующего элемента. Прошедший через фильтр парамагнитный газ нагревают до температуры выше точки Кюри. Магнитное поле предпочтительнее создавать электромагнитом. Целесообразнб также использовать периодическую очистку фильтра промывочной жидкостью, которая подается в направлении, обратном направлению движения газа,Я 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение предназначено .для сепарации газожидкостного потока, в том числе для пеногашения, и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой и других отраслях народного хозяйства.Цель изобретения - повышение производительности и эффективности сепарации газа, обладающего парамагнитными свойствами.На Фиг. представлена схема устройства, осуществляющего способ сепарации газожидкостного потока; на фиг,2 - вид А на фиг.1.Устройство для осуществления способа сепарации газожидкостного потока включает в себя трубопровод 1, полюса магнита 2, расположенные таким образом, что максимальная напряженность магнитного или электромагнитного поля создается в области после Фильтрующих элементов 3. Отсепарированную жидкость отводят через патрубок 4 а газ нагревают нагревателем 5 и отводят по трубопроводу 6. Такое устройство может быть установлено на выходе из аппарата, например ферментера, при этом жидкость можно возвращать в ферментер, а газ сбрасывать в атмосферу.Способ сепарации газожидкостного потока осуществляют следующим образом.Газожидкостный поток поступает по трубопроводу 1 и достигает фильтрующих элементов 3, отталкивающих жидкость. Фильтрующие элементы могут быть изготовлены в виде пористых пластин или в виде двух и более сеток, между которыми целесообразно поместить насадку в виде отталкивающих жидкость волокон, имеющих преимущественное расположение под углом к потоку с наклоном в направлении движения потока. Жидкость при этом.увлекается в нижнюю часть фильтрующего элемента, где расположен выходной патрубок 4 для жидкости. Газ, обладающий парамагнитными свойствами, притягивается полюсами магнита, при этом он стремится попасть в область с максимальным значением напряженности магнитного поля (созданного полюсами магнита), находящуюся за Фильтрующими элементами.Использование для создания магнитного поля электромагнита удобнее, так как позволяет плавно регулировать процесс в зависимости от технологических условий. Затем газ нагревают электрическим или иным нагревателем и удаляют,При прохождении парамагнитного газа через фильтрующий элемент на негодействует дополнительная сила, способствующая преодолению гидравлического сопротивления фильтра. Созданиемаксимального значения напряженности .в области после фильтрующего элемента способствует прохождению газа через фильтр, так как парамагнитный1 г газ стремится попасть в область смаксимальным значением напряженности.Такое взаимное расположение магнитного поля и фильтра равносильно снижению гидравлического сопротивленияфильтра и способствует повышению про,изводительности процесса.Создание максимального значениянапряженностИ магнитного поля передфильтром затруднило бы прохождение25 газа через фильтр, что привело бы кснижению производительности, Если газожидкостной поток при этом нагревать, эффективность сепарации резкоснижается, Поэтому максимальное знаЗО чение напряженности магнитного полянеобходимо создавать в области. послефильтра и нагрев осуществлять такжев этой области.Нагрев парамагнитного газа до температуры выше точки Кюри (для кислоорода выше 80 С) необходим для того,чтобы создать конвективный поток газа. Холодный парамагнитный газ (длякислорода ниже 80 С) притягиваетсяочерез Фильтр в область с максимальным значением напряженности магнитного поля. Нагревание газа до температуры выше точки Кюри приводит к тому,что исходный парамагнитный газ приоб 45 ретает диамагнитные свойства и выталкивается из магнитного поля. Под действием этой выталкивающей силы возникает термомагнитная конвекция газа.Отсутствие нагрева выше точки Кюри привело бы к "закупорке" трубопровода парамагнитным газом и затруднило процесс сепарации. В случае работы с продуктами, которые быстро заг-,рязняют Фильтр, целесообразно использовать периодическую очистку фильтрапутем пропускания через него в направлении, обратном направлению газа,промывочной жидкости. Нагревание выходящего из аппарата газа, например3 .360 из ферментера, может способствовать его стерилизации или обеззараживанию, что важно с точки зрения защиты окружающей среды.П р и м е р 1. Пена образовывается при барботировании в аппарате раствора пенообразователя ПО - ЗА. Фильтр из несмачиваемого материала установлен в выходном патрубке, в который поступает пена, Для барботирования используют азот, магнитная восприимэчивость которого 0,58 10 м кг с. Перепад давления в выходном трубопроводе из аппарата до и после фильтра 5 составляет 0,100 атм. Наложение магнитного поля вызывает некоторое увеличение перепада давления до 0,101 атм Нагревание газа до 100 С не изменяет ход процесса. Пена гасит ся на фильтрующих элементах.П р и м е р 2. Условия образования пены аналогичны примеру 1, но взамен азота для пенообразования используется воздух, магнитная восприимчивость которого 30,8 О м кг с,зБез наложения магнитного поля перепад давления на фильтрующем элементе составляет 0,100 атм. Нагрев газа в области после фильтрующнх элементов 30 (без наложения магнитного поля) практически не влияет на изменение перепада давления, При наложении магнитного поля напряженчостью 50 10 А/м без нагрева перепад давления составляет 0,097 атм. При одновременном наложении магнитного поля и нагреве гаоза до 85 С наблюдается снижение перепада давления на фильтре до 0,080 атм.ССнижение перепада давления на фильт ре объясняется наличием в воздухе парамагнитного газа - кислорода. Точка Кюри для кислорода соответствует 80 С. Эффективность пеногашения по сравнению с предыдущим гримером выше. 45П р и м е р 3. Условия образования пены аналогичны примерам 1 и 2. Для барботирования используется технический кислород (957). Магнитная проницаемость чистого кислорода составляет 146 10 м кг с. Нагрев газа до 100 С без наложения магнитного пооля не сказывается на перепаде давления на фильтре и составляет 0,100 атм. При наложении магнитного поля напряженностью 50 10 А/м и нагреве отхо 3дящего газа до 90 С (выше точки Кюри для кислорода) перепад давления на фильтре снижается до 0,090 атм. Эф 694фективность пеногашения по сравнениюс примером 1 увеличивается, что позволяет увеличить производительностьпроцесса почти в 3 раза.Эксперименты при культивированиипекарских дроюкей (Бассйагогпусез се -гетто.з 1 ае) показывают, что увеличениеконцентрации кислорода в воздухе, подаваемом на аэрацию, позволяет увеличить производительность процесса выращивания дрожжей в 2-10 раз. По мере увеличения концентрации кислородав подаваемом на аэрацию воздухе эффективность процесса пеногашения попредлагаемому способу возрастает,что позволяло повысить производительность процесса. Кроме того, это позволяет уменьшить расход газа, подаваемого на аэрацию, и, следовательно,уменьшить пенообразование. Эксперименты показывают вь;сокую эффективность использования способа сепарации газожидкостного потока при аэрации некоторых микробиологических процессов воздухом с повьппенным содержанием кислорода,Экономический эффект от внедренияизобретения достигается за счет того,что повьппение эффективности сепарации газожидкостной системы позволяетувеличить производительность технологического процесса и повысить качество конечного продукта. Предлагаемый способ может быть использован в таких случаях, когда применение других способов неэффективно, напримерпри извлечении пузырьков воздуха извязких жидкостей,К преимуществам предлагаемого способа сепарации газожидкостных потоков относятся простота и надежностьконструкции, возможность плавной регулировки процесса за счет изменениянапряженности магнитного поля. Способ легко поддается автоматизации,Формула изобретения1, Способ сепарации газожидкостного потока, включающий пропусканиепотока через фильтрующие элементыиз несмачнваемого материала, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения производительностии эффективности сепарации газа, обладающего парамагнитными свойствами,на поток накладывают магнитное полес максимальным значением напряженности в области после фильтрующих элементов, после чего газ Яагревают до5 1360769 б температуры выше точки Кюри пара- дическую очистку фильтрующих элеменмагнитной составляющей газа. тов промывочной жидкостью в направле" е 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - нии, обратном направлению движения щ и й с я тем, что производят перио- газа.5 и Ри Составитель О.Кал Техред М.Моргент ина Корректор С,Ие едактор П. Гереш аз 6174 7 ВНИИП по 11303