Способ обезвоживания жидкости с низкой упругостью паров Советский патент 1982 года по МПК B01D17/00 

(54) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ЖИДКОСТИ С НИЗКОЙ УПРУГОСТЬЮ ПАРОВ

Изобретение относится к химичес-кой технологии, в частности к обез- . воживанин) углеводородных топлив, на(пример керосинов, и трансформаторных масел.

Для реактивных топлив вода является одним из наиболее опасных видов загрязнений. Известно, что снижение температуры топлива, находящегося В наземных емкостях или в процёссё полета в баках самолет.а, приводит к переходу растворенной воды в свободное состояние с образованием водно-топливной эмульсии. Кроме того, на появление свободной воды в баках самолета оказывает влияние и понижение барометрического давления и уменьшение относительной влажности воздуха.

Известен способ обезвоживания маспа путем его прокачки через колонки цеолитов 13

Однако для подготовки больших количеств обезвоженной жидкости он мало-пригоден из-за большбго расхода цеолита, насыщаемого влагой в процесре осушки и требующего постоянной регенерации ..

Наиболее близким по технйчес1 Ьй супшости и достигаемому результату

является способ обезвоживания жидкости с низкой упругостью паров, включающий создание развитой поверхности массообмена 2.

Недостатками способа являются продолжительность процесса, высокий расход и сложность осуществления способа.

Цель изобретения - сокращение вре10мени обезвоживания, уменьшение расхода газа и уноса жидкости, подвергающейся обезвоживанию, повышение качества подготовки и упрощение эксплуатации.

15

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обезвоживания жидкости с низкой упругостью паров, включающему создание развитой поверхности массообмена, жидкость предва20рительно Насыщают инертным газом или воздухом с точкой росы не выше до равновесной концентрации, соответствующей давлению 0,2-0,3 МПа. Затем снижают давление над жидкостью 25 со скоростью не более 0,3-0,6 кПа/с до атмосферного, а развитую поверхность массообмена создают за счет кратковременного импу.пьсного барботажа инертного газа или воздуха че30рез жидкость. Процесс осуществляется следующим обраэом. Жидкость насыщают инертным газом или воздухом с точкой росы не выше 228®К до равновесной концентрации, соответствующей давлению 0,2-0,3 МПа затем снижают давление над жидкостью до атмосферного со скоростью не более 0,3-0,6 кПа/с, а развитую поверх ность массообмена создают за счет Кратковременного импульсного барботажа инертного газа или воздуха чере жидкость. Насыщение жидкости влажным газом приводит к насыщению жидкости водой в соответствии с концентрацией паров воды в газе. Температура выбра на из условий, когда концентрация паров воды настолько мала, что не приводит к насыщению жидкости влагой в эксплуатационном диапазоне темПера тур. Преимуществом градиента давления 0,3-0,6 кПа/с является отсутствие сильного возмущения поверхности жидкости за счет резкой диссипации энер гии в момент дренажа. При возмущении поверхности происходит газовыделение в верхнем слое жидкости, что ма лоэффективно с точки зрения турбули зации всей массы жидкости и удаления воды. Если процесс проводить очень мед ленно, выход газа происходит в диффу зионно-конвективном режиме к системе становится менее метастабильной к моменту барботажа, что снижает эффек тивность процесса удале ия влаги. .. Сравнительные результаты опытов iaд керосино м при Т 293°К, ТрОа„с«отв 228° к;. V 0,005 м , коэф фициенте заполнения при Ц О, 0,35 МПа, 0,1 МПа, при разных темпах снижения давления при ведены в табл. 1. Пример. ПрЪверку способа про водят на лабораторной установке со сменными барботерами объем,ами , и 12,5 л. Керосин заправляется с коэффициентом заполнения в барботер и барботируется азотом через газо-. вый счетчик барабанный ГСП-400, залитый водой. Проходя через воду, азот посыщается влагой и происходит насыщение керосина водой. Замеряют исходную концентрацию воды в керодине. После этого заполняют азотом . арировочный бачок объемом 10 л до давления 0,5 - 0,6 МПа. Бачок присо диняют, к барботеру гибким металлрук вом и в барботер снизу подают газ при закрытом дренаже. Керосин насыщается всплывающими газовыми пузырями до равновесного давления Р 0,35 МПа. Расход азота на на.сыщение контролируется по падению давления в тарировочном бачке. Посе этого дренажируют давление из вободного барботера через вентиль темпом dP |clt „О, 3 кПа/с и провоят импульсный барботаж керосина азом. Процесс насыщения - рассыщеия принимают за один цикл и повтояют 2-4 раза.После 2 - 4 циклов амеряют концентрацию воды в керосие . Данные опытов над керосином ри Т , РИИС 0-35 МПа (3,5 ата), V 0,005 коэффициенте заполнения - 0,8, T cbiasora 228Чс, д 0,1 МПа 1 ата) приведены в табл. 2. . Данные опытов над- керосином Т 5 при Т 293К,,Рьс(с 0, (3,5 ата) М 0,01 м, коэффициенте заполнения 0,8, Рдт 0,1 МПа (1 ата) Tpucb a it( 228°К приведены в табл. 3. Проведенные эксперименты показывают, что предлагаемый метод значительно сокращает время обезвоживания, упрощает эксплуатацию за счет простоты способа, повышает качество обезвоживания, так как жидкость из-за сильно турбулентного перемешивания всплывающими газовыми пузырями имеет одинаковую по всему объему остаточную концентрацию воды. С точк зрения расхода азота предлагаемый /1етод более эффективен, чем метод барЗотажа. газа через толщу жидкости, так как в этом случае расход азота падает приблизительно в 8-10 раз при одинаковых условиях обезвоживания. Ввиду того, что уменьшается расход газа, уменьшается и унос паров жидкости, так как барботируемый газ насыщается парами жидкости до равновесного давления, соответствующего парциальному давлению паров жидкости при температуре, при которой происходит процесс обезвоживания. Развитая поверхность массообмена может образоваться также в результате циркуляции части жидкости обеспечивающей-кавитацию жидкости в циркуляционном контуре. Циркуляция части жидкости улучшает массообмен в системегаз - жидкость и при интенсивной турбулентноети приводит к дополнительному выделению газа из жидкости, что способствует дополнительному обезвоживанию. При импульсном возмущении всей массы жидкости барботируемым газом инициируется образование пузырей газа по всему объему жидкости, приводящее, к турбулизации всей массы жидкости. Массообмен в системе жидкостьгаз протекает в-турбулентном (более интенсивном) режиме. Одновременно в газовые пузыри поступает и растворенная в жидкости на молекулярном уровне вода.

0,0035 0,0037 0,0037 0,0040 0,0039

fi л и ц а 1

Таблица2

,Т а б л и ц а 3

0,006 0,006 0,012 0,012 0,012

Формула изобретения

Способ обезвоживания жидкости с низкой упругостью паров, включающий создание развитой поверхности массообмена, отличающийся . тем, что, с целью сокращения обезвоживания, уменьшения расхода газа и уноса жидкости, повышения качества подготовки и упрощения эксплуатации, жидкость предварительно насыщают инертным газом или воздухом с точкой росы не выше до равнрвесной концентрации, соответствующей давлению 0,2-0j3 МПа, затем снижают давление над жидкостью со

скоростью не более 0,3 -0,6 кПа/с д атмосферного, а развитую поверхность массообмена создают за счет кратковременного импульсного барботажа газа или воздуха через жидкость.

Источники, информации, принятые во внимание экспертизе

и др. Конденсационный способ обезво|живания реактивных топлив в наземных Iрезервуарах.-В кн.: Вопросы авиационной химмотологии, Вып. 1. Киев, 1977, с. 51-53 (прототип).