Горизонтальную камеру смешения можно использовать как реактор для озонолиза в атомной энергетике для очистки ЖРО, в гидрометаллургии и др.

Озонирование концентрированных растворов в большинстве современных технологий проводится в чанах путем циклической подачи озона непосредственно в раствор. Конечное время движения газа в камере ограничивает производительность технологии.

Предложение смешивать газ с раствором в горизонтальной камере позволяет в непрерывном процессе озонирования достигнуть требуемую степень разрушения концентрированных примесей, сократить время процесса, снизить весовые и габаритные размеры камеры озонирования. Для активации озона в камеру смешения может быть добавлена перекись водорода

Озонирование растворов, содержащих концентрированные примеси кубовые остатки атомных станций, пульпу рудного концентрата и др. осуществляют путем инжекции в контактную камеру озона в режиме рециркуляции раствора.

Недостатком такого способа является длительное время накопления требуемой дозы озона, определяемое временем прохода через раствор пузырей с новой порцией озона. Перемешивание слоев раствора повышает в основном степень использования озона.

Именно низкая скорость подъема пузырей (V- 10-20 см/с) и требование ограничить их суммарный объем в растворе (не более 10%) определяют количество проходящего через раствор газа и, следовательно, длительность процесса озонирования.

В таких условиях стремление уменьшить диаметра пузыря с целью увеличить эффективность массообмена альтернативно повышению интенсивности перемешивания, однако за счет уменьшения скорости подъема пузыря и, следовательно, снижению расхода газа через камеру, это приведет к росту длительности технологии озонолиза.

Очевидно, что более эффективное растворение озона в соответствии с законом Генри будет проходить во встречном потоке жидкости, однако с увеличением площади сечения контактной камеры возникающие конвективные потоки приведут к интенсивному перемешиванию слоев раствора и выходу газа с высоким содержанием озона.

Применение реактора B виде сотового устройства из камер малого диаметра, в которых конвективные образования много меньше высоты камеры, (рис. 1) позволяет достигнуть практически полного использования озона из пузыря по мере его подъема, но количество подаваемого газа с озоном все же ограничено условием G_г <2см³/см²с.

рис. 1

Предложенный метод смешения в горизонтальном цилиндре (рис.2), где раствор течет в его нижней части, а в верхней полости на встречу раствору идет газовый поток с озоном исключает этот недостаток.

Для повышения эффективности взаимодействия озона с раствором вдоль оси цилиндра смешения располагается мешалка, которая периодически выносит в верхнюю полость камеры раствор в виде пленки в ячейках предварительно смоченных сеток.

Таким образом, эффективность массообмена определяется только растворением и реакционной активностью реагентов и не связана с ограниченной скоростью подъема пузыря в растворе.

Эксперименты, проведенные на контактном аппарате диаметром 3-4 см и длиной 1м показали, что процесс озонолиза для повышения валентности железа в такой камере успешно проводится при соотношении сечения камеры к расходу озона более 6 (CM ^ 3) / (CM ^ 2) * c

В сетке 2-4 мм раствор удерживается поверхностными силами.

В предложенной технологии требование ускорить процесс путем повышения расхода газа с озоном ограничено скоростью реакций и эффективностью перемешивания, но предельное время пребывания газа в камере должно быть меньше времени жизни озона 10-15 минут.
В предложенным горизонтальном реакторе реализуется непрерывный технологический процесс озонолиза при этом в отличие от чановых камер смешения с флотацией пузырей с озоном не требуется подводить озон при повышенном давлении или создавать условия (инжекция) для введения озона в область высокого давления.

В таком реакторе повышение производительности технологии озонолиза активных реагентов не ограничено скоростью перемещения в растворе пузырей с озоном, а практическое отсутствие конвективных образований вдоль потока раствора позволяет достигнуть высокой степени разрушения примесей.

Рис. 1. Зависимость коэффициента растворимости озона с от температуры раствора

Автор книги "Озон и другие экологически чистые окислители: Наука и технологии" 30-й Всероссийский семинар.
В.В. Лунин, Самойлович, В.Г., С.Н. Ткаченко, И.С. Ткаченко

По вопросам и предложениям свяжитесь с нами любым удобным способом

Телефон: 8 (800) 775-28-45
E-mail: info@ozonbox.pro
Соцсети: Вконтакте | Rutube