ТПиА
Кафедра технологических процессов и аппаратов
Механико-технологический факультет
Учебная и научно-методическая деятельность
Научная деятельность
Научные и научно-методические мероприятия
Портал НГТУ
pk@nstu.ru, +7 (383) 319 59 99 — приёмная комиссия

Дополнительная информация о направлении научных исследований

Разработка вихревых многофазных аппаратов


Список исследователей

Рис. 2 Трехфазный вихревой слой


Область применения
• Абсорбционная очистка газов.
• Технологические процессы взаимодействия газа и жидкости.
• Мокрое улавливание тонкодисперсного аэрозоля и пыли.
• Охлаждение (нагрев), увлажнение (осушка) газа.
• Использование как химического реактора, биореактора.

Технические характеристики
• Производительность по газу, м3/час 100 - 100 000.
• Эффективность абсорбции , более 99%.
• Гидравлическое сопротивление, не менее кПа 1.
• Эффективность улавливания пыли размером более 1мкм 99,5%.
• Плотность орошения, кг/кг 0,04-30.
• Удельная поверхность контакта фаз, м2/м3 1000 - 6000.

Основные преимущества


Снижение металлоемкости (по сравнению с барботажными скруберами в 10-100 раз).
Простота конструкции ( отсутствие вращающихся деталей).
Высокая надежность.

Предлагаемые услуги
Разработка рабочей документации.
Изготовление аппаратов различного масштаба и назначения.
Курирование пуско-наладочных работ.

Максимальный эффект от внедрения
• При реконструкции предприятий, имеющие ограниченные производственные площади.
• При необходимости изготавливать оборудование из дорогостоящих материалов.
• При проведении процессов под большим избыточным давлением.
• При проведении быстрых хемосорбционных процессов.

В настоящее время в различных отраслях промышленности успешно работают центробежно-барботажные аппараты производительностью по газу от 100 до 10 000 м3/час в следующих процессах: Абсорбция водой хлористого водорода, аммиака, сероводорода, уксусной кислоты, пропанола, этанола. Нейтрализация щелочными растворами хлора, хлористого водорода, сернистого ангидрида, жидкофазное окисление, улавливание пыли.


Рис. 1 Пенно-вихревой слой Проблема интенсификации процессов тепломассообмена и химических превращений в 2-х фазных средах является чрезвычайно актуальной для многих технологий. Способы решения рассматриваемой проблемы могут быть различными, тем не менее, все они основаны на увеличении интенсивности межфазного взаимодействия за счет увеличения поверхности контакта фаз, повышения скорости относительного движения фаз, индуцировании локальных течений у поверхностей раздела фаз.
Существенная интенсификация процессов переноса и химических превращений может быть достигнута при осуществлении процессов в пенно-вихревом слое в поле центробежных сил, создаваемом за счет вращения слоя относительно стенок цилиндрического аппарата (вихревой камеры). В литературе аппараты такого типа часто называют пенно – вихревыми или центробежно-барботажными аппаратами (ЦБА).

Принцип работы ЦБА
Принцип работы ЦБА основан на барботаже газа сквозь газожидкостный слой, который вращается и удерживается газовым потоком в вихревой камере. За счет вращения в газожидкостном слое возникают значительные центробежные силы, что обеспечивает высокую дисперсность и устойчивость барботажного слоя. Как следствие этого в ЦБА реализуются высокая удельная поверхность контакта и высокие относительные скорости фаз, поэтому аппараты характеризуются малыми габаритами и высокой эффективностью. Изображение пенно-вихревого слоя показано на рис. 1.

Интенсификация процессов межфазного обмена является актуальной проблемой и для трехфазных каталитических реакторов. При введении в пенно-вихревой слой твердой фазы, могут быть реализованы режимы как проточные, так и непроточные по твердой фазе. Последний случай интересен с точки зрения осуществления в 3-х фазном пенно-вихревом слое каталитических и электрохимических процессов с участием твердого катализатора. Изображение трехфазного вихревого слоя показано на рис. 2.

Наверх