Массообменный аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01D3/00 B01D53/18 

(54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к области массообмена и может быть использова но для осуществления процессов абсорбции, ректификации, сушки и т.д. : Известен массообменный аппарат, включающий корпус, источник тока и фильтр. В этом аппарате получаемые ка ли жидкости заряжаются от специальн го источника тока и увлекаются пото газа вдоль устройства, в нижней час ти которого капли отделяются от газового потока за счет инерционных сил и с помощью фильтра. Благодаря тому что капли жидкости заряжены, они более равномерно распределяются по объему и скорость их движения несколько отличается от скорости по тока газа, что позволяет интенсифицировать процесс массообмена.. Недостатком этого устройства является то, что жидкость с газом вза имодействуют по схеме прямотока, что НС позволяет обеспечить большог числа единиц переноса. Поэтому его применение неэффективно для плохо разделяемых смесей. Известен- массообменный аппарат, включающий корпус, штуцеры ввода и вы да фаз и электроды, подключенные к источнику высокого напряжения. В этом устройстве жидкость диспергируется при блрботировании. Зарядка капель происходит при движении вверх на первом электроде, на следующем происходит их перезарядка, и частицы начинают двигаться вниз. При этом происходит взаимодействие жидкости с газом и уменьшается унос с нижней тарелки на верхнюю. Недостатком указанного технического решения является то, что капли под действием электрических сил движутся вверх и вниз, что нарушает режим противотока. Кроме того, брызги, которые получаются при барботировании, имеют довольно болыаие размеры, что снижает эффективность массообмена. Размеры жидких частиц вдобавок еше увеличиваются между элементат ш, так как при встречном движении разноименно заряженных капель происходит их коалесценция. Крупные капли падают обратно в тарелку. Целью изобретения является повышение эффективность массообмена путем увеличения поверхности контакта фаз и предотвращения коалесценции капель. Цель достигается тем, что в массорбменном аппарате, включающем корпус, штуцеры ввода и вывода фаз, и электроды, подключенные к источнику высокого напряжения, электроды вы полнены в виде чередующихся газо- проницаемых и газонепроницаемых элементов, при этом корпус снабжен Горизонтальными перегородками, в верхней и нижней части соединенными с электродами. Электроды можно выполнить плоскими или цилиндрическими, установленными коаксиально друг друг . Целесообразно, чтобы газопроницаемые элементы одного электрода были установлены со сдвигом относительно соответствующих элементов другого электрода и выполне ш из пористого материала. Электроды выполняются с газонепро ницаемыми электродами для тогю, чтобы исключить встречное движение раз ноименно заряженных капель жидкости что привело бы к их коалесценции, а следовательно к снижению эффективности массообмена с потоком газа за счет уменьшения дисперсности распыла жидкости и времени нахождения ее между электродами. Для этого же пористые элементы, расположенные на противоэлектродах, сдвинуты друг относительно друга. Таким расположе нием пористых элементов исключаются также встречные потоки газа. На фиг. 1 представлена схема мас сообменного аппарата с плоским выполнением электродов; на фиг.. 2 то же, с цилиндрическим ввлполнением электродов. Аппарат включает корпус 1, штуцеры ввода газа 2 и жидкости 3, вывода пара 4 и жидкости 5, электрод 6, подключенный к заземленному полюсу источника напряжения, электрод 7 подключенный к высоковольтному полюсу источника напряжения. Электроды выполнены из газонепроницаемых С пористых) элементов 8 и газонепроницаемых элементов 9. Корпус соединен с электродами перегородками 10 с образованием KaMepfj для ввода газа. Устройство работает следующим об разом. Через штуцер 3 на заземленный электрод б подают необходимую жидкость, которая стекает по тонкой пленкой. Затем подают высокое напряжение и открывают подачу барботирующего газа через штуцера 2. При подаче газа сквозь пористый элемент 8 происходит диспергирование стекающей по нему жидкости. Индуцирова ный электрическим полем на поверхности жидкости заряд обеспечивает зарядку образующихся капель, а кулоновское взаимодействие приводит их в движение, создавая поток заряженного аэрозоля, направленного нормаль но к электроду. Попав на г.падкую поверхность противоэлектрода, аэрозоль смачивает ее и стекает тонкой пленкой на пористый элемент 8, на котором опять происходит диспергирование жидкости на заряженные капли и ее транспортировка на гладкую поверхность противоэлектрода и т.д. В дальнейшем жидкость по заземленному электроду стекает в расположенный в нижней части аппарата резервуар, из которого ее преиодически отбирают (движение жидкости показано стрелками) . Таким образом, диспергирование жидкости позволяет значительно развить ее поверхность. Зарядка капель и чередующееся расположение газонепроницаемых элементов исключают возможность коалесценции капель и обеспечивают длительное их движение в межэлектродном промежутке. Все это способствует эффективному взаимодействию опускающегося вниз жидкости с поднимающимся вверх газом (системе противотока). Предлагаемый аппарат позволяет легко управлять концентрацией потока аэрозоля, его дисперсностью, скоростью и обеспечивает высокую эффективность взаимодействия газа с жидкостью. Аппарат имеет простую конструкцию и малую энергоемкость. С помощью предлагаемого аппарата можно эффективно осуществлять разделение и очистку жидкостей; насьщение жидкостей газом; сушку жидких растворов, например лекарственных препаратов, рассолов, соков, молока и т.д. Формула изобретения 1.Массообменный аппарат, включающий корпус, штуцеры ввода и вывода фаз и электроды, подключенные к источнику высокого напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности массообмена путем увеличения поверхности контакта фаз и предотвращения коалесценции капель, электроды выполнены в виде чередующихся газопроницаемых и газонепроницаемых элементов, при этом корпус снабжен гори- . зонтальными перегородками в верхней и нижней части, соединенными с электродами . 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что электроды выполнены плоскими. 3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что электроды выполнены цилиндрическими и установлены коаксиально друг другу. 4.Аппарат по пп.1 - 3, отличающийся тем, что гаэопроницаемые элементы одного электрода установлены со сдвигом относительно газопроницаемых элементов другого электрода.

5. Лппарат попп.1 - 4, отличающийся тем, что газопроницаемые элементы выполнены из пористого материала.