Массообменный аппарат в.м.руденко

 

1. МАСООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с резервуарами для жидкостей, штуцеры ввода и вывода фаз, . подключенные к высоковольтному источнику сплошные и пористые электроды, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, аппарат снабжен установленным между электрода ufff (. ми диэлектрическим барьером, причем одна из стенок резервуара выполнена в виде пористого электрода, а высоковольтный источник - в виде источника переменного напряжения . 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрический барьер установлен на одном из электродов. 3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрический барьер установлен в межэлектродном промежутке. 4.Аппарат по пп.1-3, отличающийся тем, что электроды и диэлектрический барьер выполнены плоскими. 5.Аппарат по пп. 1-3, отличающийся тем, что электроды и диэлектрический барьер выполнены цилиндрическими и установлены коаксиально друг к другу. 6.Аппарат по пп. 1-3, отличающийся тем, что электроды и диэлектрический барьер (Л выполнены в виде усеченных конусов. со со сд о: Жидк.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1039516 ддр В 01 D 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Пар

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3442565/23-26 (22) 24.05.82 (46) 07.09.83. Бюл. № 33 (72) В. М. Руденко (71) Кишиневский научно-исследовательский институт электроприборостроения Научно-производственного объединения «Микропровод» (53) 66.015.23 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 319318, кл. В 01 D 3/32, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 963535, кл. В 01 D 3/32, 1981. (54) (57) 1. МАСООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с резервуарами для жидкостей, штуцеры ввода и вывода фаз, подключенные к высоковольтному источнику сплошные и пористые электроды, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, аппарат снабжен установленным между электродами диэлектрическим барьером, причем одна из стенок резервуара выполнена в виде пористого электрода, а высоковольтный источник — в виде источника переменного напряжения.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрический барьер установлен на одном из электродов.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрический барьер установлен в межэлектродном промежутке.

4. Аппарат по пп.1 — 3, отличающийся тем, что электроды и диэлектрический барьер выполнены плоскими.

5. Аппарат по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что электроды и диэлектрический барьер выполнены цилиндрическими и установлены коаксиально друг к другу.

6. Аппарат по пп. 1 — 3, отличающийся Е тем, что электроды и диэлектрический барьер выполнены в виде усеченных конусов.

1039516

7. Аппарат по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что электроды и диэлектрический барьер выполнены тороидальными.

8. Аппарат по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что электроды и диэлектрический барьер выполнены сферическими.

Изобретение относится к массооб мену и может быть использовано для осуществления процессов абсорбции, ректификации, парогенерации и горения.

Известен массообменный аппарат, содержащий корпус, штуцеры ввода и вывода фаз и электроды, подключенные к источнику высокого напряжения. В этом устройстве жидкость диспергируется при барботировании. 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 (1).

Недостатком указанного технического решения является то, что капли под действием электрических сил движутся вверх и вниз, что нарушает режим противотока.

Кроме того, для эффективного диспергирования жидкости необходим сжатый газ, что диктует потребность в компрессоре.

Известен масообменный аппарат, содержащий корпус с резервуарами для жидкос.тей, штуцеры ввода и вывода фаз и высоковольтные электроды, выполненные в виде чередующихся сплошных и пористых элементов. В данном устройстве жидкость стекает тонкой пленкой по электродам и диспергируется продуваемым сквозь них газом, Получив контактный заряд, образующиеся капли движутся к противоэлектроду, где происходит аналогичный процесс (2).

Недостатком этого аппарата является неравномерное распределение концентрации диспергированной жидкости по длине межэлектродного промежутка (сверху вниз для каждой секции). Максимум концентрации в верхней части, минимум — в нижней.

Это происходит из-за того, что жидкость стекает сверху вниз по поверхности электродов. Как только пленка достигает пористого участка электрода, большая ее часть диспергируется. Поэтому на следующий за этим более нижний участок стекает уже меньше жидкости, из которой возникает аэрозоль с меньшей концентрацией жидких частиц и т.д. Кроме того, в верхней части дисперсность образующегося аэрозоля меньше (так как пленка жидкости толще), а в нижней — больше (так как пленка тоньше), 9. Аппарат по пп. 1 — 8, отличающиисн тем, что, с целью одновременной подачи в межэлектродный промежуток разных жидкостей, резервуар разделен на камеры, причем стенка пористого электрода выполнена секцис нированной.

Использование аппарата такой конструкции накладывает определенные требования к материалу электродов и состояния их поверхности. Они должны быть смачиваемы для используемой жидкости, иначе пленка не равномерно растекается по поверхности электродов, что также приводит к полидисперс ности капель и неравномерности распределения их концентрации.

Кроме того, устройство может работать

1О при подаче на электроды только постоянного высокого напряжения. При переменном напряжении капли получают разноименные заряды, что приводит к их коалесценции (укрупнению), а следовательно, к ухудшению массообмена. Использование постоянного напряжения предполагает, кроме высоковольтного трансформатора, еще наличие высоковольтного выпрямителя. Кроме того, аппарат может работать только в вертикальном положении и при наличии силы тяжести.

20 В итоге все перечисленные недостатки приводят к малоэффективному массообмену.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей аппарата.

Цель достигается тем, что в масообменном аппарате, содержащем корпус, штуцеры ввода и вывода фаз, подключенные к высоковольтному источнику сплошные и пористые электроды, между электродами, подключенными к источнику переменного напряжения, установлен диэлектрический барьер, а пористый электрод является стенкой резервуара для жидкости.

Диэлектрический барьер может быть установлен либо непосредственно на одном из электродов либо между электродами.

Электроды и диэлектрический барьер могут быть плоскими, цилиндрическими, конусными, сферическими или тороидальными, Для одновременной подачи в межэлектродный промежуток разных жидкостей резервуар разделен на камеры, а примыкаю4О щий пористый электрод выполнен секционированным.

На фиг. 1 представлена схема масообменного аппарата; на фиг. 2 — то же, модификация.

4> Аппарат состоит из корпуса 1, штуцеров ввода и вывода фаз 2 — 4 и электродов 5 и 6, 1039516

lap зиад PuzZ

Составитель С. Заславский

Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 6559/4 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

На высоковольтном электроде расположен диэлектрический барьер 7. В корпусе tipeдусмотрен резервуар 8 для жидкости и отверстие 9 для подачи газа.

Аппарат работает следующим образом.

На электроды 5 и 6 подают высокое переменное напряжение. В межэлектродном промежутке 10 возникает высоковольтный барьерный разряд. Через штуцер 2 подают в резервуар 8 рабочую жидкость, которая просачивается сквозь пористый электрод 6 1О и образует на его внутренней поверхности (со стороны межэлектродного промежутка) тонкую пленку. Воздействие барьерного разряда на нее, а именно потока ионов, электрического ветра и температуры приводит к диспергированию жидкости и интенсивно15 му ее испарению.

Модификация аппарата (фиг. 2) также содержит корпус 1, штуцеры 2 — 4 для ввода и вывода фаз, электроды 5 и 6. Отличие этой модели от предыдущей состоит в том, gp что диэлектрический барьер 7 расположен между электродами, разделяя тем самым межэлектродный промежуток на две разрядные. зоны 11 и 12. Это позволяет сделать оба электрода 5 и 6 пористыми и подавать жидкость сквозь оба. Кроме того, электрод 6 разделен на две сскции, каждая из которых является стенкой камер 13 и 14, заполненных разными жидкостями. Электр род 5 также является стенкой резервуара 8.

Отверстие предусмотрено для подачи газа.

Этот аппарат работает аналогично первой модификации. Только барьерный разряд,здесь осуществляется с обеих сторон диэлектрического барьера и можно подавать в аппарат одновременно различные жидкости.

Массообменный аппарат многофункциональный. Он может быть. использован как горелка, если в межэлектродный промежуток непрерывно подавать, например, спирт.

Последний под воздействием разряда превращается в пар и в реакции с озоном образовывает горячую смесь.

Этот же аппарат может быть использован как камера внутреннего сгорания, если горючую жидкость, например бензин, подавать дискретно. В комплексе с поршневым механизмом такая камера образует двигатель. В камеру могут одновременно подаваться бензин и вода, превращаться совместно с озоном в горючую парообразную смесь, которая взрывается от воздействия разряда.

Массообменный аппарат позволяет эффективно диспергировать и испарять электропроводные ток и диэлектрические жидкости. Аппарат может найти применение также как для осуществления массообменных процессов, так и для создания горелок и двигателей.