Сатуратор

1. Сатуратор, що містить колону насичення 1, засіб для подання в колону рідини, який включає нагнітальний насос 3, засіб 23, 24 для подання вуглекислого газу, засіб для розпилювання рідини та засіб для виведення з колони сатурованої рідини, який відрізняється тим, що усередині колони розташована труба 2, один з кінців якої сполучений з джерелом подання рідини для сатурації, а навколо труби та з зазором відносно неї, у середній та нижній частині колони, встановлена фільтраційна сітка 8, 11, 13 з чарункою розмірами 20...200 мкм, причому простір між трубою 2 та фільтраційною сіткою зверху та знизу перекритий непрозорими для рідини елементами 17, 12, 18, 14, а засіб для розпилювання рідини виконаний у вигляді розпилювальних головок 6, сполучених з трубою 2 та розташованих у вер хній зоні колони 1. 2. Сатуратор за п. 1, який відрізняється тим, що верхній край фільтраційної сітки знаходиться на рівні 0,4...0,8 висоти колони насичення 1, а нижній край - у зоні нижнього краю колони. C2 2 (11) 1 3 77841 4 послідовно з'єднаних двох або більше трубок Вензасіб для розпилювання рідини та засіб для виветурі, в кожній з яких у звуженій частині виконані дення сатурованої рідини, відповідно до винаходу, радіальні отвори для надходження вуглекислого усередині колони розташована труба, один з кінців газу. Ежектор розміщено в накопичуваній ємності якої сполучений з джерелом подання рідини для над поверхнею напою та з'єднаний з нагнітальним сатурації, а навколо труби та з зазором відносно насосом. неї, у середній та нижній частинах колони, встаВідомий пристрій для насичення рідин вугленовлена фільтраційна сітка з чарункою розмірами кислим газом, якій містить колону з засобами для 20...200 мкм, причому простір між трубою та тангенціального введення на великій швидкості фільтраційною сіткою зверху та знизу перекритий потоку вуглекислого газу в рідину, що міститься непрозорими для рідини елементами, а засіб для усередині. Пристрій споряджений обертальним розпилювання рідини виконаний у вигляді розписепаратором для відведення з рідини газових лювальних головок, сполучених з трубою та розбульбашок [ЕР 1072306, кл. B01F5/02, A23L2/54, ташованих у верхній зоні колони. публ. 31.01.01]. Таке рішення, по-перше, сприяє ефективному Відомий також пристрій для насичення рідини утворенню в рідині великої кількості газових бульгазом, який містить джерело надлишкового тиску башок, які мають велику площу поверхні для конгазу, розподільну апаратуру, ємність для рідини, тактування з вуглекислим газом. Оскільки товщина пристрій для зміни температури, з теплоповерхневого шару бульбашок занадто мала, це обмінником, та забірну тр убку для роздачі сатуропризводить до швидкого та ефективного насиченваної рідини. У середині ємності, паралельно її ня рідини вуглекислим газом. По-друге, гарантовертикальній осі, встановлена, з можливістю обервано усувається можливість проникання у простір тання, крильчатка. Остання споряджена соплами, між трубою та фільтраційною сіткою газових бульвнутрішні порожнини яких сполучені з порожниною башок, розміри яких більше розмірів чарунки осі та джерелом надлишкового тиску газу. Нижній фільтраційної сітки. Відомо, що високоякісне насикінець забірної трубки та теплообмінник встановчення рідини газом можливе тільки при утворенні у лені вище сопел крильчатки [RU 2230700 С2, кл. рідині газових (повітря та/або вуглекислого газу) B67D1/04, A23L2/54, публ. 11.27.03]. бульбашок малих розмірів: якщо у рідині опиняНайближчим до запропонованого за суються бульбашки великих розмірів, навколо їх купністю ознак є сатуратор, що містить колону наздійснюється нарощування бульбашок вуглекислосичення та трубопровід з нагнітальним насосом і го газу, а коли утворені таким чином великі бульзасобами регулювання для подання у верхню зону башки лопаються, внаслідок їх нестійкості, вуглеколони деаерованої води. У середині колони встакислий газ виділяється з рідини і його кількість у новлено кілька ярусів горизонтальних решіток для рідині знижується. Таким чином, запобігання можрозпилювання води. Знизу у колону надходить ливості проникання у згаданий простір газових вуглекислий газ. Патрубок для виведення сатуробульбашок великого розміру сприяє також зниваної води сполучений з газовою порожниною коженню втрат вуглекислого або іншого газу насилони стабілізації, розташованою поза колоною чення. насичення. У колону насичення вода надходить Крім того, верхній край фільтраційної сітки через вузол попереднього насичення, сполучений знаходиться на рівні 0,4...0,8 висоти колони насиз джерелом вуглекислого газу. Лінія додаткового чення, а нижній край - у зоні нижнього краю колоперемішування зі встановленим у неї насосом ни. сполучує вер хню та нижню зони колони насиченДоцільно фільтраційну сітку виконати у вигляді ня. Лінія відведення сатурованої води до газової двох або більше сітчастих смуг, виго товлених зі порожнини колони стабілізації споряджена клапасталі або пластмаси та обернутих відносно ном, виконаним у вигляді регулятора тиску [RU спільної для них осі у вигляді „пирога", з утворен2163081 С1, кл. A23L2/54, B01F3/04, G05D16/00, ням 2...10 примикаючих один до одного шарів, публ. 02,20.01]. Недоліком згаданого сатуратору є причому одна з цих смуг має чарунку згаданих його значна громіздкість, обумовлена наявністю розмірів, а друга має чарунку розмірами 1...4 мм. колони стабілізації та необхідністю створення веПри такому рішенні смуга з чарунками більшого ликого тиску рідини, що подається у колону насирозміру служить опорою для смуги з чарунками чення вуглекислим газом, для забезпечення неменшого розміру, яка, власне, виконує обхідного ступеня сатурації. фільтраційну функцію. Задачею винаходу є утворення промислового Для запобігання негативних явищ при несатуратора, у якому, за рахунок внесення змін у обхідності раптового різкого зменшення або повйого окремі елементи та зв'язки між ними, створені ного призупинення відбору сатурованої рідини, умови для ефективного насичення рідини вуглесатуратор додатково споряджено засобом для кислим газом та гарантованого вилучення з рідини рециркуляції рідини, до складу якого входять добульбашок газу великого розміру. Тим самим випоміжний насос та два зворотних клапана, один з лучається необхідність застосування колони яких встановлений між нагнітальним насосом та стабілізації та високого тиску в колоні насичення. вхідним кінцем згаданої труби, а другий - між доОстання обставина дозволяє покращити умови поміжним насосом та вхідним кінцем згаданої трубезпечної експлуатації сатуратору. би, та двома втулками різних діаметрів, конценДля вирішення поставленої задачі у сатуратричними трубі, а фільтраційна сітка виконана з торі, що містить колону насичення, засіб для подвох частин різних діаметрів, відповідних дання в колону рідини, який включає нагнітальний діаметрам втулок сітки, менша з яких встановлена насос, засіб для подання в колону газу насичення, з зазором навколо труби і розташована вище 5 77841 6 більшої, у середній, за висотою зоні колони, при При двохчастинному виконанні сітки (див. цьому нижній край меншої частини сітки Фіг.2...4) зверху розташована частина 11 меншого закріплений до верхнього краю меншої втулки, а діаметру, закріплена до втулки 12, а у нижній часбільша частина сітки встановлена з зазором навтині колони встановлена частина 13 більшого коло меншої з втулок і розташована у нижній зоні діаметру, закріплена до втулки 14. Верхній край колони, нижній край більшої частини сітки частини 11 знаходиться на рівні, приблизно, 0,8 закріплений до верхнього краю більшої втулки, від висоти колони. Нижні кінці втулок 12, 14 розтазазор між меншою частиною сітки та трубою спошовані декілька нижче нижнього кінця колони 1. У лучений з входом допоміжного насосу, а зазор між нижніх зонах втулок 12, 14 виконані отвори, більшою частиною сітки та меншою з втулок сповідповідно, 15, 16. Зверху простір між частиною 11 лучений з засобом для виведення сатурованої сітки та трубою 2 та простір між частиною 13 сітки рідини. та втулкою 12 закритий втулками, відповідно, 17, Винахід пояснюється кресленнями, де на: 18. Нижні кінці частин 11, 13 сітки закріплені до Фіг.1 показана принципова схема сатуратора; верхнього краю відповідної втулки. Фіг.2 - те ж, з засобом для рециркуляції рідини Простір між більшою, 13,3 частин сітки та та дво хчастинною фільтраційною сіткою. Режим втулкою 12 сполучений отвором 16 з лінією 19 звичайної роботи, з постійним, рівномірним виведення сатурованої рідини. Простір між менвідбором сатурованої рідини; шою, 11, з частин сітки та трубою 2 сполучений Фіг. 3 - те ж, що на Фіг.2. Відбір сатурованої отвором 15 з допоміжним насосом 20. Як і рідини призупинений, режим рециркуляції; нагнітальний насос 3, допоміжний насос 20 сполуФіг.4 - подовжній переріз колони насичення, чений з трубою 2 через зворотний клапан: умовно показаної без трубки для подання в колону нагнітальний насос 3 - через зворотний клапан 21, газу насичення. допоміжний насос 20 - через зворотний клапан 22. Сатуратор містить порожню циліндричну коВуглекислий газ подається з балону 23 у лону 1, усередині якої встановлена труба 2, споверхню зону колони 1 трубкою 24. лучена знизу через нагнітальний насос 3 з лінією 4 При надходженні під тиском рідини через подання в колону рідини для сатурації. У трубу 2 у корпус 5 вона відбивається його поверхдослідному зразку сатуратору колона виготовлена нями та розпилюється головками 6, що сприяє її з акрилу, замість якого може бути застосована, насиченню вуглекислим газом, який одночасно також, нержавіюча сталь. подається у колону. Оскільки зазор між сіткою 8 У верхній зоні колони 1 труба 2 сполучена з (див. Фіг.1) та центральною трубою 3 зверху та закріпленим на колоні корпусом 5 з розпилювальзнизу перекритий непрозорими для рідини елеменими головками 6, у які рідина надходить через нтами, рідина може опинитись у ньому тільки чеотвори 7, після відбивання від внутрішніх поверрез бічну поверхню сітки. При цьому бульбашки хонь корпусу 5. повітря або вуглекислого газу, розмір яких переУ середній та нижній частинах колони 1, конвищує розміри сітки з меншою чарункою, не моцентричне до труби 2, та із зазором відносно неї, жуть опинитися в цьому зазорі. Крізь отвір у згадавстановлена фільтраційна сітка 8. Вона утворена з ній суцільній втулці сатурована рідина виводиться двох сітчасти х смуг 9, 10, обернутих відносно з колони у лінію 19. спільної для них осі у вигляді „пирога" з утворенПри звичайній роботі модифікації пристрою зі ням 4...6 шарів, що примикають один до одного. зворотним зв'язком між колоною насичення та Одна з цих смуг, яка, власне, виконує функцію лінією 4 подання рідини для сатурації і з двохчафільтру, має чарунку розмірами 25...35 мкм, а у стинною фільтраційною сіткою (див. Фіг.2, 4) сатудругої см уги, яка служить прозорою для пропусрована рідина виводиться крізь отвір 16 у лінію 19 кання рідини опорою для першої смуги, чар унка і рівень рідини у колоні знаходиться на рівні дещо розмірами 2,..3 мм. Згадані розміри чарунок уяввищому верхнього краю більшої частини 13 ляються оптимальними, але можуть бути зменфільтраційної сітки. шені або підвищенні, у залежності від конкретних При виникненні обставин, зв'язаних з неумов, для фільтраційної смуги - від 20 до 200 мкм, обхідністю раптового різкого зменшення або приа опорної - від 1 до 4 мм. Також кількість шарів у зупинення відбору сатурованої рідини, рівень рі„пирогу" може бути менше або більше зазначеної, дини у колоні підвищується до, приблизно, наприклад, від 2 до 10, а кількість смуг може бути верхнього краю меншої частини 11 сітки (див. більшою двох, наприклад, рівною трьом. Товщина Фіг.3), що призводить до включення допоміжного фільтраційної сітки - 0,3...0,5 мм, товщина опірної насосу 20, подання ним у тр убу 2 рідини, яка просітки - 0,5...1,0 мм. Сітка виготовлена з недовжує надходити через отвір 15, та до виключенржавіючої сталі 12Х18Н9, але може бути і з пластня нагнітального насосу 3, Рідина буде рухатись маси. Її зовнішній діаметр - 70...80 мм. за замкненим колом: труба 2 - колона 1 - зазор між Нижній край сітки 8 знаходиться у зоні нижньотрубою 2 та частиною 11 сітки - отвір 15 - допоміго краю колони 1, а верхній, при виконанні сітки з жний насос 20 - труба 2. Режим рециркуляції буде одної частини (див. Фіг.1), тобто одного діаметру здійснюватись до тих пір, коли допоміжний насос вздовж усієї її висоти, знаходиться в середній, за зможе відкрити зворотний клапан 22, що призведе висотою, зоні колони. Конструктивно, для ордо включення нагнітального насосу 3 та поновганізації виведення рідини з простору між сіткою та лення звичайного режиму роботи з виведенням трубою, нижній край сітки закріплений до суцільної сатурованої рідини у лінію 19. втулки відповідного діаметру (умовно не показано). 7 Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін 77841 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601