Способ разделения смеси ректификацией Советский патент 1991 года по МПК B01D3/00 

Изобретение относится к способам проведения процессов ректификации в ректификационных колоннах и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса ректификации путем турбулизации парового потока.

На чертеже показан аппарат, реализующий способ.

Согласно предлагаемому способу ректификацию смеси осуществляют следующим образом.

На взаимодействующие паровую и жидкую фазу, движущиеся относительно друг друга, воздействуют электрическим ветром, возникающим при коронном разряде, при этом время нахождения пара в электродном пространстве не меньше времени формирования электрического ветра

Ректификационная колонна для реализации способа состоит из куба-испарителя 1 трубок 2 и дефлегматора 3, содержит ко- ронирующие электроды 4. установленные в

паровом потоке трубок, закрепленные с помощью диэлектрических решеток 5 и подключенные к источнику высокого напряжения, а также высоковольтный ввод 6. Кор пус колонны заземлен, а диэлектрические решетки имеют перфорацию для пропуска пара и жидкости.

Пар из куба-испарителя 1 поступает в трубки 2 пленочной ректификационной колонны. В дефлегматоре 3 пар конденсируется, и образованная флегма стекает вниз по трубам, встречая пар, поднимающийся навстречу. Контакт между паром и жидкостью происходит на поверхности стекающей жидкой пленки. Наличие в паровом потоке трубок коронирующих электродов, подключенных к источнику высокого напряжения, позволяет реализовать коронный разряд. При этом на электроде, во внешней области коронного разряда находится заряд дви жущийся от коронирующего к противоположному электроду. Ионы, сталкиваясь с молекулами пара, передают им некоторую энергию. В результате нейтральные молекулы пара приходят в движение, образуя тече(Л

С

о о о 1

о

ние среды, известное под названием электрический ветер. Воздействий последнего на контактирующие фазы приводит к турбули- зации паровой фазы, дополнительному поперечному перемешиванию и уменьшению толщины диффузионного пограничного слоя на границе контакта пар - жидкость. В результате достигается повышение эффективности процесса ректификации за счет увеличения коэффициента массопередачи.

Процесс ректификации проводят при напряженности поля большей, чем минимальная, чувствительности для данной системы газ-жидкость и равной или меньшей напряженности насыщения, при которой воздействие электрического поля на процесс ректификации достигает максимального значения, а относительный коэффициент массопередачи К КЕ/КО, равный отношению коэффициентов массопередачи с полем и без него, максимален.

Пример. Ректификация смеси этиловый спирт-вода осуществлялась при атмосферном давлении в режиме полностью обращенной флегмы.

Массообменный участок был выполнен из нержавеющего трубопровода 95 мм и длиной 1,2 м, по оси которого натягивалась

проволока диаметром 0,2 мм. В экспериментах жидкость стекала по наружному заземленному электроду, а на внутренний подавалось высокое напряжение. Состав проб, отбираемых на входе и выходе из мас- сообменного участка, анализировался на хроматографе.

В таблице представлены параметры одного из режимов.

В опыте число Рейнольдса по газовой фазе составляло 1650.

Воздействие электрического ветра позволило увеличить объемный коэффициент массопередачи в 1,74 раза.

Формула изобретения

Способ разделения смеси ректификацией, осуществляемый путем контакта между неравновесными жидкой и паровой фазами, движущимися относительно друг друга в электрическом поле, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса ректификации путем турбулиза- ции парового потока, на контактирующие фазы воздействуют электрическим ветром, возникающим при коронном разряде, при этом время пребывания объема газа в межэлектродном пространстве не меньше времени формирования электрического ветра.

Изобретение относится к массообменным процессам, может найти применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность процесса ректификации путем увеличения турбулизации парового потока. Способ разделения смеси ректификацией осуществляется путем контакта между неравновесными жидкой и паровой фазами, движущшимися относительно друг друга, при этом на контактирующие фазы воздействуют электрическим ветром, возникающим при коронном разряде. 1 табл., 1 ил.

Примечание - разность потенциалов на электродах;

Yi Y2 - концентрация спирта в паре после и до массообменного участка;

N - число единиц переноса;

Kv - объемный коэффициент массопередачи;

- относительная интенсификация массопередачи.

Вода

R.

тт

X

ч

2

-2