Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Кавитационный реактор, содержащий проточную камеру с установленным в ней кавитирующим элементом с патрубком подвода газа и диффузор, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной проточной камерой с установленным в ней дополнительным кавитирующим элементом, выполненным в виде перфорированного диска, и дополнительным диффузором, при этом дополнительная проточная камера установлена за основным диффузором, площадь выходного сечения которого равна площади проходного сечения дополнительной проточной камеры

Текст

Изобретение относится к области очистки сточных вод методом озонирования и может быть использовано при окислении труднорастворимых компонентов в воде, в также в различных технологических процессах в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является гидродинамический навигационный реактор, содержащий проточную камеру с установленным в ней кавитирующим элементом с патрубком подвода газа и диффузор [1]. Причинами, препятствующими интенсификации процесса растворения трудиорастворимых токсичных газов, являются малая поверхность контакта фаз "газ-жидкость", унос непрореагировавшей части газа, что приводит к дополнительным затратам энергии на обработку и загрязнению атмосферы. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования кавитационногр реактора путем постоянного обновления поверхности контакта фаз "газ-жидкость" и дробления каплями обрабатываемого потока, чем обеспечивается образование мелкодисперсного поля газовых пузырьков и за счет этого ускоряются массообменные реакции и интенсифицируется процесс растворения труднорастворимых токсичных газов. Поставленная задача решается тем, что кавитационный реактор, содержащий проточную камеру с установленным в ней кавитирующим элементом с патрубком подвода газа и диффузор, согласно изобретению, снабжен дополнительной проточной камерой с установленным а ней дополнительным кавитирующим элементом, выполненным в виде перфорированного диска, и дополнительным диффузором, при этом дополнительная проточная камера установлена за основным диффузором, площадь выходного сечения которого равна площади проходного сечения дополнительной проточной камеры. Изобретение поясняется чертежом, где изображено; на фиг. 1 - продольный разрез реактора, на фиг. 2 - вид со стороны дополнительного диффузора. Кавитационный реактор состоит из проточной камеры 1, в которой установлен кавитирующий элемент 2, связанный с патрубком подвода газа 3. На выходе из проточной камеры 1 находится диффузор 4, за которым по ходу потока размещена дополнительная проточная камера 5. В дополнительной проточной камере 5 установлен, например, на ступице 6, дополнительный кавитирующий элемент 7, выполненный в виде перфорированного диска. При этом, площадь выходного сечения диффузора 4 совпадает с площадью проходного сечения дополнительной проточной камеры 5. На выходе из дополнительной проточной камеры 5 размещен дополнительный диффузор 8. Для подвода и дозирования реагирующего газа служит устройство 9. Патрубок 10 служит для подвода обрабатываемой среды в реактор. Кавитационный реактор работает следующим образом. Обрабатываемая среда через патрубок 10 поступает в проточную камеру 1 с установленным в ней кавитирующим элементом 2, связанным с патрубком подвода реагирующего газа 3 и источником газа. При обтекании потоком среды кавитирующего элемента 2 за ним образуется вакуумная присоединенная каверна, в полость которой принудительно или за счет всасывания через патрубок 3 подается реагирующий газ. Кавитационная каверна в хвостовой части пульсирует, образуя поле газовых кавитационных пузырьков с размерами 50-300 мкм. Этим создается развитая поверхность контакта фаз "газ-жидкость", где протекает реакция массообмена. В процессе движения двухфазный поток поступает в диффузор 4, установленный за проточной камерой 1, где скорость снижается, и поток подвергается воздействию повышенного гидростатического давления. При этом газовые кавитационные пузырьки деформируются, начинают пульсировать, что приводит к разрушению диффузионных пограничных слоев на поверхности раздела фаз, а также циркуляции непрореагировавшего газа в объеме пузырька. Тем самым ускоряется протекание реакции массообмена с вовлечением в нее практически всего объема газа. Поток обрабатываемых компонентов далее поступает в дополнительную проточную камеру 5, площадью проходного сечения которой совпадает с площадью выходного сечения диффузора 4. При обтекании потоком, содержащим пузырьки с остатками непрореагировавшего газа, дополнительного кавитирующего элемента 7, размещенного в дополнительной проточной камере 5, за ним генерируется вторая вакуумная каверна. Вследствие резкого снижения давления газовые пузырьки разрушаются, а непрореагировавший газ выходит в полость каверны. Так как кавитирующий элемент 7 выполнен в виде перфорированного диска, часть потока через перфорацию поступает в полость каверны в виде струй, а газовые пузырьки, содержащиеся в них, мгновенно расширяются, распыляя струи в виде капель по всему объему каверны. Тем самым создается новая поверхность контакта фаз "газ-капли жидкости" и интенсифицируется протекание массообменной реакции. Кроме того, капли разрушаемых струй способствуют более интенсивному разрушению хвостовой части каверны, создавая условия для образования нового пузырькового поля с пузырьками меньших размеров. Остатки непрореагировавшего перераспределенного газа из каверны попадают в новые пузырьки, образующиеся за каверной, в результате чего снова происходит обновление поверхности контакта фаз, и остатки непрореагировавшего газа практически полностью вступают в реакцию. Далее поток обрабатываемой среды поступает в дополнительный диффузор 8, размещенный за дополнительной проточной камерой 5, где происходит процесс, аналогичный процессам, проходящим в основном диффузоре 4. При этом достигается полное протекание реакции в тех пузырьках, в которых еще осталось некоторое количество непрореагировавшего газа. Из дополнительного диффузора 8 отводится поток, в котором уже практически не содержится непрореагировавший газ. Подача или дозирование газа в случае те хнологической необходимости осуществляется устройством 9. Применение заявляемого технического решения при очистке сточных вод методом озонирования и, в частности, при окислении трудноокисляемых компонентов в воде, позволяет интенсифицировать процесс растворения труднорастворимых токсичных газов. При этом существенно снижаются или совсем исключаются дополнительные затраты энергии на растворение, и практически исключается возможность уноса потоком среды компонентов непрореагировавшего газа. Кроме того, кавитационный реактор может быть использован в различных технологических процессах в других отраслях промышленности, например, химической, нефтехимической.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Cavitation reactor

Автори англійською

Koziuk Oleh Viacheslavovych, Boiev Volodymyr Fedorovych, Berezin Viktor Vasyliovych, Lytvynenko Oleksandr Anatoliiovych

Назва патенту російською

Кавитационный реактор

Автори російською

Козюк Олег Вячеславович, Боев Владимир Федорович, Березин Виктор Васильевич, Литвиненко Александр Анатольевич

МПК / Мітки

МПК: C02F 1/78

Мітки: реактор, кавітаційний

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/3-1035-kavitacijjnijj-reaktor.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Кавітаційний реактор</a>

Подібні патенти