В химическом производстве широко применяются процессы абсорбции, сушки, ректификации и др., в которых массообмен происходит между жидкостью и газом или паром. Скорость этих процессов определяется скоростью перехода вещества из одной фазы в другую и зависит от поверхности контакта фаз. Одним из способов создания поверхности контакта жидкой и газообразной фаз является известный в технике метод распыления жидкости в массе газа на мелкие капли посредством центробежных распылителей или форсунок. Центробежные распыли гели, например, дисковые, сложны по устройству, требуют тщательного ухода и при распылении жидкости дают широкий факел разброса капель, что требует больших производственных площадей. Применяемые же форсунки не могут работать на загрязненных жидкостях и дают неоднородный распыл.
Наиболее прогрессивным путем интенсификации диффузионных процессов является увеличение поверхности контакта фаз за счет повышения дисперсности частичек жидкости, что может быть достигнуто посредством ультразвука. Однако известные приборы для распыления жидкостей посредством ультразвука, включающие в себя магнитострикционный генератор, волновод, центробежный пленкообразователь и насадку, позволяют получить лишь грубодисперсный распыл и, кроме того, малопроизводительны.
Предлагаемый прибор для распыления жидкостей посредством ультразвука устраняет отмеченные недостатки и обеспечивает распыление жидкости до мелкодисперсного состояния. В этих целях насадка прибора выполнена в виде колокола с уменьшающейся площадью поперечного сечения и с положительным градиентом развертки.
На чертеже схематически показан прибор для распыления жидкостей посредством ультразвука.
№ 1448262
Прибор состоит из магнитострикционного генератора 1, прикрепленного к нему экспоненциального волновода 2, центробежного пленкообразователя 3 и соединенной с волноводом 2 при помощи резьбового соединения насадки 4, выполненной в виде колокола с пост епенно уменьшающейся площадью поперечного сечения, переходящего от круга j кольцу и непрерывно изменяющегося по определенному закону (с положительным градиентом развертки), но с одновременным увеличением поверхности. Вся колебательная система в узловой плоскости с помощью диска 5 фиксируется в корпусе прибора. Жидкость по трубке 6 вводится в кольцевой коллектор 7, из которого по трем тангенциальным каналам 8 попадает в кольцевой зазор 9, образованный корпусом центробежного пленкообразователя 3 и втулкой 10. В зазоре 9 жидкость получает вращательное движение. Под действием центробежной силы жидкость непрерывно формируется в кольцевую пленку равной толщины, которая затем распределяется по внутренней поверхности насадки (колокола). Угол раскрытия жидкостной пленки подбирается таким, чтобы пленка на выходе из центробежного преобразователя, вращаясь, скользила по внутренней поверхности насадки. Угол раскрытия пленки зависит от величины центробежной силы F и силы G тяжести, действующих на вращающуюся жидкость, и может регулироваться подачей жидкости в пленкообразователь. Интенсивные радиальные колебания ультразвуковой частоты диспергируют пленку в радиальном направлении, чем обеспечиваются условия равномерного дробления пленки на капли одинакового размера и предотвращения их агрегатирования в более крупные капли. Возбуждение радиальных колебаний основной частоты или высших гармоник в тонкостенной пленке осуществляется при распространении продольных ультразвуковых колебаний от магнитострикционного генератора 1. При последующем движении кольцевая пленка, продолжая вращаться, достигает боковой поверхности у основания насадки, где в радиальном направлении диспергируется до мелкодисперсного состояния.
Прибор испытан на полупромышленной установке Рубежанского химического комбината при сушке суспензий кубовых красителей, которые получаются более тонкодисперсными.
Прибор может быть использован в промышленности для интенсификации процессов массо- и теплообмена систем жидкость - газ а также для распыливания жидкого топлива.
Предмет изобретения
Прибор для распыления жидкостей при помощи ультразвука, состоящий из магнитострикционного генератора, волновода, центробежного пленкообразователя и насадки, отличающийся тем, что, с целью получения мелкодисперсного распыла, насадка выполнена в виде колокола с уменьшающейся площадью поперечного сечения и с положительным градиентом развертки.
