Устройство для диспергирования газа в жидкости Советский патент 1990 года по МПК B01F3/04 

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов массообмена между газом и жидкостью и мо жет быть использовано в химической, микробиологической пищевой и других отраслях промышленности

Цель изобретения - повышение эффективности процесса массообмена между газом и жидкостью путем увеличения инжектирующей способности жидкостной струи.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для диспергирования газа в жидкости; на фиг. 2 - сопло, разрез; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Устройство для диспергирования газа в жидкости содержит бак 1, насос 2 и сопло 3, выполненное в виде полого цилиндра с патрубком 4 подвода жидкости.

Патрубок 4 расположен в верхней части сопла 3

Сопло 3 снабжено верхней крышкой 5 с проходящей через нее полым цилиндром 6 с открытыми торцами. Цилиндр 6 размещен в полости сопла 3 коаксиально ему и жестко связан с ним с образованием кольцевого выходного сечения 7 сопла 3 При этом отношение квадрата внутреннего диаметра D сопла 3 к квадрату наружного диаметра d полого цилиндра 6 находится в диапазоне 1,4-3,2, а отношение расстояния L от среза сопла 3 до уровня жидкости в баке 1 к эквивалентному диаметру кольцевого сечения 7 находится в диапазоне 4-60. Патрубок 4 подвода жидкости расположен тангенциально внутренней поверхности сопла 3.

СП

Од О №

Устройство работает следующим образом.

В бак 1 заливают жидкость. Включают насос 2. Жидкость насосом 2 подается через патрубок 4 в сопло 3, где закручивается за счет тангенциального ввода и движется нисходящим закрученным потоком в сторону кольцевого выходного сечения 7 сопла 3. На выходе из кольцевого сечения 7 образуется закрученная струя жидкости также кольцевого сечения, имеющая наружную 8 и внутреннюю 9 рабочие поверхности. Проходя через газовый слой между срезом сопла 3 и уровнем жидкости в баке 1, струя захватывает окружающий газ наружной поверхностью 8. Одновременно в результате эжектирующего действия жидкостной среды происходит захват окружающего газа, поступающего через полый цилиндр б внутренней поверхностью 9 струи. В струе образуется газожидкостная смесь. Благодаря увеличению поверхности -контакта жидкостной струи с газом значительно увеличивается интенсивность массообмена между газом и жидкостью.

Кроме того, захват газа зависит и от существующего вязкого трения между газом и жидкостью. В виду того, что обычно скорость истечения струй высока, порядка 5-25 м/с, а газовый слой, через который струя проходит, невелик, время контакта газа с жидкостью мало. Увеличение времени контакта за счет длины самой струи нецелесообразно, т. к. при определенной длине (критической) струи начинают разрушаться и вообще теряют способность вносить газ в жидкость. Время контакта можно увеличить за счет увеличения длины пути жидкости при сохранении общей длины струи. Это достигается за счет закручивания струи, что и обеспечивает конструкция сопла предлагаемого устройства. В этом случае жидкость двигается вниз по спирали и при одинаковой средней скорости

и длине струи время контакта становится больше.

Использование предложенного устройства повышает надежность данного способа

Диспергирования в целом, в случае переменного уровня бака устройства жидкость может подняться до среза сопла и контакта газа со струей по наружной поверхности 8 происходить не будет. В предложенном устройстве, при отсутствии контак-, та газа по наружной поверхности будет продолжаться диспергирование газа за счет уноса газа внутренней поверхнрстью 9 струи. Применение предлагаемого устройства позволяет сократить время технологической

обработки за счет повышения эффективности процесса массообмена между газом и жидкостью и одновременно повысить надежность работы устройства.

20

Формула изобретения

0

Устройство для диспергирования газа в жидкости, содержащее бак, насос и сопло, выполненное в виде полого цилиндра с патрубком подвода жидкости в верхней части,

5 отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса массообмена между газом и жидкостью путем увеличения инжектирующей способности жидкостной струи, сопло снабжено верхней крышкой с проходящим через нее полым цилиндром с открытыми торцами и размещенным в полости сопла коаксиально ему и жестко связанным с ним с образованием кольцевого выходного сечения соплом, причем отношение квадрата внутреннего диаметра сопла D к квадрату наружного диаметра полого

5 цилиндра d находится в-диапазоне 1,4-3,2, а отношение расстояния L от среза сопла до уровня жидкости в баке к эквивалентному диаметру кольцевого сечения d находится в диапазоне 4-60, при этом

0 патрубок подвода жидкости расположен тангенциально внутренней поверхности сопла.

о о

Изобретение относится к устройствам для осуществления процессов массообмена между газом и жидкостью и может быть использовано в химической, микробиологической пищевой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности процесса массообмена между газом и жидкостью путем увеличения инжектирующей способности жидкостной струи. Устройство для диспергирования газа в жидкости содержит бак, насос и сопло, выполненное в виде полого цилиндра с патрубком подвода жидкости. Патрубок подвода жидкости расположен в верхней части сопла. Сопло снабжено верхней крышкой с проходящим через нее полым цилиндром с открытыми торцами. Цилиндр размещен в полости сопла коаксиально ему и жестко связанным с ним с образованием кольцевого выходного сечения сопла. При этом отношение квадрата внутреннего диаметра D сопла к квадрату наружного диаметра D полого цилиндра находится в диапазоне 1,7-3,2, а отношение расстояния L от среза сопла до уровня жидкости в баке к эквивалентному диаметру D_экв кольцевого сечения находится в диапазоне 4-60. Патрубок подвода жидкости расположен тангенциально внутренней поверхности сопла. 3 ил.

fr8S09SI