Способ подачи газа и устройство для его осуществления

СОК)З СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 17190 РЕСПУБЛИК 51)5 В 01 ОСУДАРСТВЕ ННЫЙО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОБРЕТЕНИЯ Е И В налоги ский за юции и инение ненкоКазаков та корость гаения ельных струи,ется из соотн. виде о навлиЧ 5 рж у/ргскорость газа вда, м/с; ходном сечен где Ч - газовв и рж рг- плотности ти и газа, кг/м; 3,скорость оседан ти, м/с,тем, что в барб особа, выполенсоответств ия тве дои ы жид кос а также ции сп тере для реа ом в виде от аКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Авторское свидетельство СССРМ 251539, кл. В 01 3 8/22, 1969,(54).СПОСОБ ПОДАЧИ ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к способу подачи газа в барботажный реактор и конструкции барботера, работающего в режимебарботажа газом смеси жидкости с суспенИзобретение относится к способу подачи газа в барботажный реактор и конструкции барботера, работающего в режиме барботажа газом смеси жидкости с суспендированными в ней частицами другой жидкости или твердой фазы.Цель изобретения - повышение качества продукта путем более равномерного распределения в нем твердых частиц и увеличения производительности путем совмещения процесса очистки отслоя осадка с работой в барботажном режиме.Способ подачи газа в барботажный реактор, включающий ввод газа в нижнюю часть реактора в направлении сверху вниз в дированными в ней частицами твердой фазы, способной осаждаться и позволяет повысить качество продукта путем более равномерного распределения в нем твердых частиц,и увеличить производительность путем совмещения процесса очистки от слоя осадка с работой в барботажном режиме. Способ подачи газа состоит во вводе его в нижнюю часть реактора в направлении сверху вниз в виде отдельных струй. Новым в способе является то, что скорость газа устанавливается в зависимости от плотности жидкости газа и от скорости оседания частиц твердой фазы, Барботер для реализации этого способа выполнен в аиде отдельных цилиндрических сопел, соединенных входным коллектором. Новым в барботере является то, что диаметр сопел определяется в зависимости от расстояния от нижнего днища до сопла и угла его наклона к вертикали. 2 с.п.ф-лы, 1 табл., 4 ил.ных цилиндрических сопл, диаметр сопл определяется из соотношенияб ЧЗсоза,где д - диаметр сопла, м;Ь - высота расположения среза сопланад нижним днищем, м;а - угол наклона оси.сопла в вертикали,Сопоставительный анализ с известнымспособом показал, что изобретение отличается новым скоростным режимом - установлением скорости ввода газа в зависимостиот физических свойств веществ из приведенного выше соотношения,Осуществление заявляемого способапоясняется с помощью устройства, представленного на фиг, 1, на фиг. 2 - конструктивная схема экспериментальногореактора, в котором использованы заявляемые,способ и устройство; на фиг. 3 и 4 -гидродинамические картины распространения факелов на нижнем днище.Устройство содержит сопла 1, введенные в нижнюю часть реактора через боковую стенку 2 вьше уровня расположенияднища 3. В реакторе находится жидкость 4.Выходные сечения А сопл имеют диаметр си отстоят от днища на расстояние Ь, Осивыходных сечений сопл могут быть вертикальными или наклоненными к вертикали,под углом а . При работе устройства дляввода газа он сначала разделяется на несколько потоков (в устройстве типа коллектора, не показан), число которых равночислу сопл 1, затем подается на вход сопл.В выходных сечениях А сопл 1 образуютсягазовые струи Б, которые, блаодаря высо. кой скорости, достигают днища 3 и образуют на нем настильные газовые факелы В,которые оттесняют от поверхности днища 3жидкость 4 вместе с находящимися в нейсуспендированными частицами. Соударяясь между собой и со стенками 2, факелы Вобразуют восходящие факелы Г, которыеуже распадаются на пузыри Д, всплывающие в жидкости 4. Вследствие достаточновысокого значения турбулентной составляющей динамического напора газа в настильных факелах В они срывают с днищачастицы, которые могут выпасть из жидкости 4 и уносят их, таким образом предотвращая образованиеи накопление осадка наднище 3 в процессе работы.Предлагаемый способ был осуществленна модели, барботажного реактора, чертеж нижней части которого представлен на фиг,2, Число сопл в нем равнялось шести, уголнаклона оси их выходных отверстий в вертикали составлял в варианте 10 (сопла былинаправлены в угол между днищем и кониче 5 ской переходной частью между днищем ицилиндрическим корпусом), в варианте -45 (сопла были направлены параллельнообразующей конуса), В эксперименте в качестве жидкости использовалась вода, га 10 зом служил воздух. Скорость его истеченияизменялась в широких пределах, указанныхв таблице, В качестве суспендированных ча. стиц использовали песок в количестве 2.5по обьему.15 В таблице приведены. результаты воздействий газового потока на осадок, создаваемый песком как до начала подачи газа.так и в процессе эксперимента. Видно, чтодостаточно эффективное размывание песка20 наступает при скорости истечения 105 м/спри расчетных величинах (по заявленномусоотношению) 81 м/с для варианта конструкции сопли 121 и 115 м/с для вариантасоответстЬенно. Указанные расчетные25 значения скорости получены по заявляемому соотношению при подстановке в негоэкспериментально определенной скоростиоседания частиц песка в воде ч = 0,018 м/с.На фиг. 3, 4 представлены гидродинами 30 ческие картины, образующиеся на нижнемднище при распространении по нему на-.стильных газовых факелов (рисунки сделаны по фотографиям, полученным через35 прозрачное днище). Как видно по фиг, 3, принедостаточной скорости (Ч =, 52 м /с, вариант) песок размывается не полностью - междуфакелами В (фиг. 1) имеются участки, занятые осадком, Е темные области), а при пре 40 вышении заявляемого скоростного режима(Ч = 137 мс, вариант) этих пятен почти нет(кроме того, границы между факелами нестабильны, перемещаются в значительномдиапазоне, фиг, 4),45 Использование заявляемого изобретения позволит предотвратить образованиеосадка тяжелых суспендированных частиц вреакторе в процессе его работы в барботажном режиме. Это приведет к увеличению50 качества производного продукта вследст-,вие создания более равномерных гидродинамических условий для всех частиц. Сдругой стороны, увеличится, производительность реактора из-за ликвидации за 55 трат времени на очистку его днища отслеживающихся за время работы осадков.Формула изобретения1. Способ подачи газа, включающийввод газа в нижнюю часть барботажногореактора в направлении сверху вниз в видеотдельных струй, о т л и ч а ю щ и й с я тем,1719052 ч - скорость оседания твердой фазы вжидкости, м/с.2. Устройство для подачи газа, выполненное в виде отдельных цилиндрических5 сопел,отличающеесятем,что,сцельюповышения производительности, диаметрсопел определяют из соотношенияб/Зсоза,где б - диаметр сопла, м;10 и - высота расположения среза сопланад нижним днищем, м;а - угол наклона оси сопла к вертикали,Ч 5 рж ч(р,Связь характера размывания осадка и скорости газа88,5 Размывается по большей частиплощади, не- размытые участки активно пе. ремещаются. что, с целью повышения качества продуктаи увеличения производительности, скорость газа устанавливается из соотношения где Ч - скорость газа в выходном сечении газовводов, м/с;ржр, - плотность жидкости и газа соответственно, кг/м; 121 Чередование картин размыва по большей площади и практически полногоуноса,137 Размывание хорошее, унос песка практически полный, оставшийся осадок быстро перемеается ., ул,Гагарина аказ 723 ВНИИПИ Госу Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5