СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ГАЗА С ЖИДКОСТЬЮ Советский патент 1971 года по МПК B29D23/22 

Изобретение относится к способам перемешивания газа с жидкостью или пульпой и диспергирования газожидкостной эмульсии, применяемым в химической и гидрометаллургической технологии, особенно при переработке агрессивных, токсичных или радиоактивных реагентов.

Известен ряд способов, предназначенных для этих целей, в частности способ перемешивания и диспергирования реагентов при помощи колебаний жидкости, вызываемых, например, ультразвуком. Недостатком известного способа, основанного на использовании эффекта кавитации, является демпфирование гидравлических кавитационных ударов пузырьками газового агента, связанная с этим низкая эффективность процесса, а также невозможность широко регулировать размер пузырьков газовой фазы.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что колебательное движение жидкости осуществляют с переменной скоростью путем периодического изменения давления газового агента, находящегося над уровнем жидкости, и периодического изменения величины поверхности уровня жидкости.

Это отличие позволяет поддерживать необходимую степень диспергирования газового агента в условиях широкого изменения расхода и соотношения подаваемых реагентов, а также уменьшает расход газового агента.

Сущность способа заключается в следующем. Газовый агент подводят в замкнутое пространство над уровнем рабочего раствора, накладывают периодические импульсы давления на газовый агент и приводят тем самым в колебательное движение рабочий раствор, одновременно периодически изменяя величину поверхности уровня рабочего раствора. Газовый агент и рабочий раствор подают непрерывно, непрерывно отводят и газожидкостную эмульсию (или раздельно газ и жидкость после их контактирования).

На чертеже схематически изображено устройство, поясняющее предлагаемый способ.

Жидкостной реагент поступает по штуцеру 1 и вытекает по штуцеру 2. Газообразный реагент подают в замкнутое пространство 3 над. уровнем жидкости по штуцеру 4, вспениватель - по штуцеру 5.

Наложение периодических импульсов на газовый агент производят мембранным 6 или пневматическим 7 пульсаторами. В последнем случае газообразный реагент отделяют от рабочего воздуха пульсатора гидрозатвором 8, который действует как поршень, периодически сжимая газовый агент.

Колебательное движение раствора, вызываемое периодическим изменением давления газового агента, осуществляют в канале 9, расположенном в емкости 10. Ступенчатая форма канала обеспечивает периодическое изменение величины поверхности уровня жидкости при ее движении по каналу. Образующуюся в канале газожидкостную эмульсию выводят из нижней части его и впрыскивают в реакционную зону через сопла 11..

Предварительные испытания на системе воздух - вода с применением канала, имеющего два сужения, и пневматического пульсатора показали возможность получения мелкодисперсной газожидкостной эмульсии. При частоте колебаний 120 1/мин и изменении величины поверхности уровня жидкости ~ в 2 раза, при средней скорости движения жидкости в сужениях канала 0,8 м/сек размеры пузырьков колебались в пределах от 22 до 108 мк (средний размер 50 мк).

Способ перемешивания газа с жидкостью или пульпой и диспергирования газожидкостной эмульсии при помощи колебания жидкости, отличающийся тем, что, с целью, поддержания необходимой степени диспергирования газовой фазы в условиях широкого изменения расходов и соотношений подаваемых реагентов, колебательное движение жидкости осуществляют с переменной скоростью за счет периодического изменения давления газового агента, находящегося над уровнем жидкости, и периодического изменения величины поверхности уровня жидкости.