Research of gas content and interfacial area in the downflow pipes of a circulation apparatus with jet injection gas filling

Abstract

Об'єктом дослідження є апарат зі струменево-інжекційним газонаповненням. Дослідження проводились на експериментальній установці на робочому середовищі вода-повітря. Досліджено розподіл бульбашок газової фази в залежності від робочих параметрів апарату. Визначено значення локального та загального газовмісту, а також питомої поверхні контакту фаз. Досліджено газовміст та поверхню контакту фаз в опускних трубах циркуляційного апарату зі струменево-інжекціцйним газонаповненням. Використання циркуляційних апаратів зі струменево-інжекційним газонаповненням є перспективним для проведення масообмінних та реакційно-масообмінних процесів. Завдяки використанню енергії рідини для газонаповнення реакційного простору, апарати мають переваги у порівнянні з ерліфтними та газліфтними апаратами, барботажними колонами при проведенні хемосорбційних процесів зі слаборозчинними газами. Експериментальні дослідження газовмісту та поверхні контакту фаз від режимно-технологічних та апаратурно-конструктивних параметрів дозволили визначити оптимальні режими роботи. За результатами досліджень встановлено, що діаметр бульбашок збільшується зі збільшенням числа обертів валу перемішуючого пристрою. Режим підвисання газової фази мав місце при числах оберту валу від 600 об/хв. до 750 об/хв. При збільшенні числа обертів збільшується протидія силі спливання бульбашок і режим підвисання переходить в режим циркуляції газорідинного потоку. Можливість керувати процесом газонасичення завдяки циркуляції рідини незалежно від навантаження по рідині апарату є однією з переваг розробленої конструкції. Встановлено, що загальний газовміст в опускних каналах змінювався від 0,07...0,10 до 0,1...0,18, що є характерним для газорідинних апаратів. Загальний газовміст в опускних каналах апарату знаходиться в діапазоні від 100 до 260 м 2 /м 3 реакційного об'єму і є характерним для більшості газорідинних апаратів барботажного типу. Отримані результати досліджень режимів роботи апарату зі струменево-інжекційним газонаповненням в режимі підвішування газової фази можуть бути використаними для розрахунку коефіцієнту масопереносу. Ключові слова: струменево-інжекційний апарат, опускна течія, циркуляційний контур, газовміст, поверхня контакту фаз.