Массообменный аппарат Советский патент 1983 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к массообмену и может быть использовано для осуществления процессов абсорбции, ректификации, обессоливания, сушки и т.п. Известно устройство, в котором между барботажными элементами (тарелками) размещены сетчатые электроды, подключенные к разным полюсам источника тока. В этом аппарате жидкость диспергируется при барботировании. Зарядка капель происходит при движении вверх на первом электроде, на следующем - происходит их перезарядка и частицы начинают двигаться вниз. При этом происходит взаимодействие жидкости с газом и уменьщается ее унос с нижней тарелки на верхнюю 1. Недостатком указанного технического решения является то, что капли под действием электрических сил движутся вверх и вниз, что нарушает режим противотока газа и жидкости и. следовательно, уменьщает эффективность массообмена. Кроме того, размеры капель увеличиваются между элементами, так как при встречном движении разноименно заряженных капель происходит их коалесценция, что приводит к ухудшению массообмена из-за уменьше ния суммарной поверхности капелек. Крупные капли малое время находятся во взвешенном состоянии и падают обратно в тарелку. Известен массооб.менный аппарат, содерл аший корпус с перепускными штуцерами, барботажные элементы и электроды, подключенные к источнику высокого напряжения, последние выполнены в виде секционированных пластин, в которые заподлицо встро ены барботажные элементы. Причем, элементы сдвинуты друг относительно друга, что исключает встречные потоки капель и их коалеснепцию. В этом аппарате жидкость по электро.ау стекает тонкой пленкой. При подаче высокого напряжения и барботирующего газа происходит диспергирование пленки и контактная зарядка образующихся капель, которые транспортируются полем на противоэлектрод, смачивают его, образуя пленку. Далее жидкость стекает на барботажный элемент и снова происходит ее диспергирование и зарядка. За счет многоступенчатого движения жидкого аэрозоля происходит интенсивный массообмен между жидкостью и газом. Однако в известном устройстве предусмотрена контактная (индуктивная) зарядка капель, которая эффективна только для электропроводных жидкостей (удельное электрическое сопротивление 10 Ом-м). Капли диэлектрических жидкостей заряжаться не будут. Следовательно, диапазон применяемых жидкостей для данного аппарата ограничен по их электропроводности. Цель изобретения - расширение диапа-. зона рабочих жидкостей. Поставленная цель достигается тем, что в массообменном аппарате, включающем корпус с перегородками в верхней и нижней частях, щтуцеры ввода и вывода фаз, газопроницаемые элементы и электроды, подключенные к источнику высокого напряжения, газопроницаемые элементы выполнены из диэлектрика и в них установлены дополнительные игольчатые электроды. Причем игольчатые электроды установлены в щахматном порядке. Для увеличения концентрации ионов в аппарате над поверхностью газопроницаемых элементов между иглами натянуты провода . На чертеже представлена схема массообменного аппарата. Аппарат состоит из корпуса 1, перепускных штуцеров 2-5, секционированных, гладких электродов 6 и 7. Между секциями электродов встроены газопроницаемые барботажные элементы 8 и 9, изготовленные из пористого диэлектрического материала. В элементах установлены дополнительные игольчатые электроды 10 и 11. Над электродами натянуты провода 12. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Открывают подачу газа сквозь штуцера 2 и на электроды подают высокое напряжение. На игольчатых электродах возникает коронный разряд (слева направо - одной полярности, справа налево - другой) и межэлектродное пространство заполняется газовыми ионами. Затем через штуцер 3 в аппарат подают рабочую жидкость. На пористых элементах происходит ее диспергирование. Образующиеся капельки попадают в зону разряда, заряжаются ионами и затем с помощью пондеромоторных сил электрического поля, переносятся на противоположный гладкий электрод. Здесь жидкость стекает на другой барботажный элемент, где происходит аналогичный процесс. За счет колебательного движения капель происходить интенсивное взаимодействие с поднимающимся вверх газом, Изготовление барботажных элементов из диэлектрического материала (в отличие от известного) необходимо для исключения экранирования игольчатых электродов. Если элементы будут электропроводными, электрическое поле будет однородным и электрический разряд с иголок будет затруднен. Если между иглами над поверхностью барботажных элементов натянуть тонкий провод, увеличиться поверхность разряда, что приведет к увеличению концентрации ионов в промежутке и более эффективной зарядке капель. Преимущество предлагаемого технического решения состоит в том, что представляется возможность распылять не только электропроводные жидкости, но и диэлекттрические, так как зарядка буде происходить

.,1005813

-4

не контактным способом, а за счет ионов,ную смесь в межэлектродно5м промежутке,

возникающих при разряде..что интенсифицирует массообмен.

Кроме того, электрический разряд при-управлять скоростью, концентрацией и дисведет к созданию электрического ветра, ко-персностью потока аэрозоля, а, следовательторый будет турбулизировать газожидкост-но, процессом массообмена.

Предлагаемый аппарат позволяет легко

МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ включающий корпус, штуцеры ввода и вывода фаз, газопроницаемые элементы с электродами, подключенными к источнику выского напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих жидкостей, газопроницаемые элементы выполнены из диэлектрика и снабжены установленными в них дополнительными игольчатыми электродами. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что игольчатые электроды установлены в шахматном порядке. 3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения концентрации ионов в аппарате, последний снабжен проводами, натянутыми над поверхностью газопроницаемых элементов между иглами. (Л ел 00 со