Газлифтный барботажный аппарат Советский патент 1992 года по МПК C12M1/04 

Изобретение относится к химической и микробиологической промышленности, к аппаратам для проведения гетерогенных газожидкостных реакций и перемешивания суспензий, в которых для движения потоков используется потенциальная энергия сжатого воздуха, преимущественно для выращивания микроорганизмов.

Целью изобретения является повышение производительности за счет более равномерного распределения газа и увеличения степени его диспергирования.

На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез: на - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - часть трубы азратора, спираль трубы развернута.

Газлифтный барботажный аппарат преимущественно для выращивания микроорганизмов содержит вертикс1льйую емкость 1 с патрубками 2 и 3 для подвода и отвода питательной среды соответственно, патрубками 4 и 5 для подвода и отвода газа соответственно. В емкости 1 размещены циркуляционная труба 6 и расположенный под ней аэратор 7. Аэратор 7 представляет собой перфорированную трубу 8 в виде вертикальной спирали, витки которой образуют конус, обращенный основанием вверх, при зтом диаметр d верхнего витка спирали трубы 8 равен внутреннему диаметру D циркуляционной трубы б и расположен на уровне нижнего торца зтой трубы. Труба 8 азратора 7 состоит из расположенных один за другим отдельных участков 9, внутренний диаметр каждого из которых равен внешнему диаметру последующего. В каждом участке 9 трубы 8 установлена дросселирующая кольцевая пластина 10, а диаметр участков 9 уменьшается по ходу движения газа в трубе 8.

Аппарат работает следующим образом.

Реакционную жидкость или питательную среду для микроорганизмов подают в патрубок 2, по окончании процесса среда выводится из патрубка 3. Таз поступает через патрубок 4 в азратор 7, в перфорированную трубу 8, проходит по ее участкам 9 и поступает через перфорацию в емкость 1 внутрь циркуляционной трубы б. Разность плотностей сред внутри циркуляционной трубы 6 и вокруг нее приводит к циркуляции жилкой среды в емкости 1. При выходе газа из азратора 7 он смешивается с жидкой фазой, проходящей между витками азратора 7, где и происходит диспергирование газожидкостного восходящего потока.

Выполнение аэратора 7 в виде конусообразной спирали дает возможность равномерно распределить струи и пузырьки газа по сечению циркуляционной трубы б, а расположение верхнего витка азратора 7 на одном уровне с нижним срезом трубы 6 и равенство их диаметров исключает коалесценцию пузырьков газа и их укрупнение а центре восходящего потока.

Уменьшение диаметра участков 9 трубы 8 аэратора 7 по ходу движения газа в нем обеспечивает равенство пьезометрического перепада высоты и гидравлического сопротивления барботера потоку вдоль длины трубы 8, что позволяет получить одинаковую скорость истечения газа из отверстий азратора 7, расположенных на разной высоте.

Трубчатый аэратор 7, имеющий форму указанной пространственной спирали, имеющей форму конической винтовой линии, обеспечивает равномерное расположение отверстий, просверленных в трубе барботера, по сечению циркуляционной трубы 6. Поток циркулирующей жидкости, обтекающей трубу 8, срывает струи газа и уменьшает размер образующихся пузырьков, что также приводит к увеличению газосодержания. Спиральный азратор 7 имеет большую перфорированную поверхность, но в то же время не создает значительного гидродинамического сопротивления на входе в циркуляционную трубу 6, так как его витки расположены на разной высоте и между ними имеются как радиальный, так и осевой зазоры.

Поскольку для большинства гетерогенных химических реакций и процесса культивирования микроорганизмов характерна прямая зависимость между растворенным в жидкости газом и образованием, накоплением целевого продукта, например биомассы, то данный аппарат обеспечивает более высокий прирост производительности по целевому продукту. Повышение степени растворения газа в жидкой фазе реакции приводит также к сокращению его расхода, экономии энергозатрат на аэрирование.

Формул а из обретения

Газлифтный барботажный аппарат преимущественно для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальную емкость с технологическими патрубками, размещенную в емкости циркуляционную трубу и расположенный под ней азратор, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет более равномерного распределения газа и увеличения степени его диспергирования, азратор представляет собой перфорированную трубу в виде вертикаль- мой спирали, витки которой образуют конус, обращенный основанием вверх, при зтом диаметр верхнего витка спирали равен внутреннему диаметру циркуляционной

трубы и расположен на уровне нижнего торца этой трубы, причем труба аэратора состоит из расположенных OAviH за другим

отдельных участков, внутренний диаметр каждого из которых равен внешнему диаметру последующего по ходу движения газа.

Изобретение относится к химической и микробиологической промышленности, к газлифтным барботажным аппаратам преимущественно для выращивания микроорганизмов. Цель изобретения - повышение производительности^за счет более равномерного распределения газа и увеличения степени его диспергирования. Аппарат содержит емкость 1 с патрубками 2 и 3 для подвода и отвода среды соответственно и патрубками 4 и 5 для подвода и отвода газа соответствен но.'в емкости 1 размещены циркуляционная труба 6 и аэратор "?>& кото^ рый представляет собой перфорированную трубу 8 в виде вертикальной спирали, витки которой образуют корпус, обращённый основанием вверх и расположенный непрс- редственно у нижнего среза циркуляционной трубы 6. Труба 8 аэратора 7 состоит из отдельных участков, диаметр которых уменьшается по ходу движения газа. В аппарате обеспечены условия равномерного распределения газа по всему объему и эффективное диспергирование газожидкостного потока в зоне расположения аэратора. 3 ил.00 00ю о

i

А-(I

-8

(ptllZ