Аппарат для контактирования газа с жидкостью Советский патент 1988 года по МПК B01D3/26 

житоети

Snod газа

(Л

Фие.

костная пленка образуется как на внутренней, так и на наружной поверхности цилиндрических труб, а кроме того, обеспечивается подсос газа (воздуха) во внутренние полости труб из наружного пространства. Отверстия для подачи жидкости на наружную поверхность труб образованы путем установки цилиндрических труб с зазором к горизонтальной перегородке, при этом около отверстий с нижней стороны горизонтальной перегородки выполнены кольцевые проточки. 1 з.п, ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано для проведения массообменных процессов в химической, пищевой,микробиологической промышленности.Целью изобретения является снижение энергозатрат и увеличение производительности. Полые цилиндрические трубы 6 пропущены через ceKHHfo для приема жидкости 3 и сйоими верхними открытыми торцами выведены из аппарата. В нижней части труб выше уровня жидкости установлены каналы 14 для вывода газа, а отверстия для прохода жидкости 7 отбортованы. Вследствие этого жид

1

Изобретение относится к аппаратам для проведения массообменных процессов в химической, пищевой и преимущественно в микробиологической промышленности для насьпцения жидкости кислородом из воздуха.

Цель изобретения - снижение энергозатрат, связанных с перекачкой и транспортированием газа.

На фиг.1 представлен аппарат для контактирования газа с жидкостью, общий вид; на фиг, 2 - контактное устройство; на фиг, 3 - кольцевая проточка, выполненная около отверстия для прохода жидкости на горизонтальной- перегородке,

Аппарат для контактирования газа с жидкостью состоит из корпуса 1,разделенного горизонтальными перегород- ками 2 на секцию 3 для приема жидкости и секцию 4 насыщения, контактных устройств 5, изготовленных из цилиндрических труб 6, на которых выполнены отверстия 7 для прохода жид- кости, и распределителей 8 жидкости, которые представляют собой отверстия, вьтолнЕНные в горизонтальной перегородка 2, На корпусе аппарата установлены штуцеры для ввода газа 9 и вы- вода таза Ю, а также штуцеры для ввода жидкости 11 и вывода жидкости 12.;Верхние торцы 13 труб 6 выполнены открытыми и выведены з а корпус аппарата.

В нижней части труб 6 установлены каналы 14 для вывода газа из полости труб, причем каналы 14 выдвинуты внутрь труб на величину 1, Отверстия 7 для прохода жидкости снабжены от- бортовкой 15, которая образует зазор 16 между внутренней поверхностью трубы 6 и отбортовкой 15. В распредели

Q

5

0 5 О

0

5

телях 8 жидкости около отверстий в горизонтальной перегородке 2 выполнены, кольцевые проточки 17 с образованием острой кромки 18.

Верхние концы труб 6 отогнуты на угол 20-30°.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость через штуцер 1 1 подается в секцию 3 для приема жидкости. часть жидкости из секции 3 проходит через распределители 8 жидкости и, сформировавшись там в виде сплошного жидкостного кольца, стека-, ет по наружной поверхности труб 6, контактируя при этом с газом,-поступающим в межтрубное пространство корпуса I через штуцер 9. Другая часть жидкости из секции 3 поступает.в отверстие 7 для прохода жидкости, а затем в зазор 16, гд е, сформировав- пшсь в виде тонкого слоя, стекает в виде жидкостной пленки по внутренней поверхности труб 6, контактируя при этом с газом, засасываемым через верхние открытые торцы 13.

Жидкость, пройдя в виде жидкостной пленки по внутренней и наружной поверхности труб 6, стекает в нижнюю часть корпуса и через штутцер 12 удаляется из аппарата. Газ из внутренних полостей труб 6 через каналы 14 поступает в межтрубное пространство корпуса 1-, а Оттуда через штуцер 10 удаляется из аппарата.

Около отверстий для вывода жид кости на наружнюю поверхность труб с нижней стороны горизонтальных перегородок выполнены кольцевые проточки, канал для прохода газа выдвинут внутрь цилиндрической трубы так, что отношение вьщвинутой части канала .:

V 31445741

1 к ширине зазора, образованного отбортовкой и внутренней поверхностью трубы h, равно 1/h 1. Верхние кромки цилиндрических труб отогнуты на угол 20-30 от вертикали.

Наличие труб, пропуп(енных через секцию для приема жидкости, которые своими верхними открытыми торцами выведены из аппарата, закрепление каналов для вывода газа и нижней части цилиндрических труб вьше уровня жидкости, а также установка штуцера для вывода газа из труб позволяет засасывать газ, окружающий аппарат, внутрь цилиндрических труб (в зону контакта), что существенно снижает затраты, так как для контакта жидкостной пленки, стекающей по внутренней поверхности цилиндрических труб, с газом не требуется нагнетательных приспособлений для транспортировки газа.

Газ засасывается внутрь цилиндрических труб через торцы, вьшеден-. ные из аппарата за счет сил . трения- между стекающей жидкостной пленкой и окружающим ее газом, а также за счет наличия на поверхности жидкостной пленки волн, которые транспортируют за собой газ.

Наличие каналов для вывода газа из труб позволяет устранить подпор газа и тем самым обеспечивает интенсивный подсос газа.

Наличие штуцера для вывода газа из межтрубного пространства, установленного на корпусе вьште каналов для вывода газа изполостей труб, также улучшает подсос газа внутрь труб,так как устраняется подпор газа в межтрубном пространстве.

Наличие в верхней части труб отбортованных отверстий для прохода жидкости с образованием зазора между отбортовкой и внутренней поверхность трубы обеспечивает образование жидкостной пленки не только на наружной поверхности труб, но и на внутренней что увеличивает производительность аппарата в два раза,

Отбортовка не позволяет струе жидкости, вышедшей из отверстия для прохода жидкости, уйти в центр трубы, а формирует ее в виде сплошного жидкостного слоя, движущегося вначале в зазоре между отбортовкой и трубой, а затем по внутренней поверхности трубы.

Наличие кольцевых проточек, выполненных с нижней стороны горизонтальных перегородок около отверстий для вывода жидкости на наружнюю поверхность цилиндрических труб, устр аня- ет срыв жидкости с кромок отверстия. При отсутствии кольцевых проточек жидкость вследствие наличия поверх0 ностного натяжения перетекает на нижнюю поверхность горизонтальной перегородки, а оттуда срывается в виде струй, что не зффективно.

Наличие кольцевой проточки, а

5 главное кольцевой кромки между отверстием и проточкой устраняет подтекание жидкости на перегородку.

Установка конца канала для вывода воздуха внутрь трубы на величину

0 1 при соблюдении отношения вьщвину- того конца канала к ширине зазора h, образованного отбортовкой и поверхностью трубы, равного 1/h 1, обеспечивает максимальный подсос га-

5 за внутрь труб. При соблюдейии указанного соотношения жидкостная пленка не попадает внутрь каналов для прохода газа, а С1);едовательно, не создаются дополнительные сопротивлё0 ния. Жидкостная пленка не попадает в канал, так как канал выдвинут за жидкостную пленку, стекающую во внутренней поверхности трубы (ширина зазора h- практически равна толщине жидкостной пленки), .

5

0

5

0

5

Таким образом, в предлагаемом аппарате, за счет вывода открытьк торцов труб из корпуса аппарата, наличия каналов для вывода газа и отбор- товок у отверстий для прохода жидкости достигаются увеличение производительности в два раза и .существенное снижение энергозатрат, что в конечном итоге приводит.к снижению себестоимости вьтускаемого продукта.

Формула изобретения

1, Аппарат для контактирования газа с жидкостью, преимущественно для насыщения жидкости кислородом из воздуха, включающий корпус разделенный горизонтальной перегородкой на секции для приема жидкости и насыщения, контактные . элементы, выполненные в виде цилиндрических труб, проходящих через секцию насыщения жидкости, с отверстиями для

51

прохода жидкости на наружную поверхность труб, штуцеры для ввода и вывода . жидкости и газа, отличающийся тем, что, с целью .снижения энергозатрат, связанных с перекачкой и транспортированием газа, увеличения производительности при насыщении жидкости двумя несме- гаивающимися газами, концы щотиндри- ческих труб пропущены через секхдаю приема жидкости и вьтедены из аппарата и вьтолнены с отверстиями, отбор/

0

/5

S/jl

7

Фиг. 2

457416

тованными внутрь труб для подачи жидкости и расположенными над горизонтальной перегородкой,

2, Аппарат поп,1, отличающийся тем, что отверстия для подачи жидкости на наружную поверхность труб выполнены в виде щели между наружной поверхностью труб и го- 10 ризонтальНой перегородкой, при этом около отверстий с нижней стороны горизонтальной перегородки выполнены кольцевые проточки.

П1В

1Г

Фи&З