Вибрационный массообменный колонный аппарат Советский патент 1983 года по МПК B01D11/04 

00

о:

Изобретение относится к конструкциям химической аппаратуры, предназначенной для осуществления процессов массообмена и может быть использовано в химической, нефтехимической, гидрометаллургической, ,пии1евой и других отраслях промышленности.

Известен вибрационный массообменный колонный аппарат с подвижной насадкой, состоящей из перфориоованных таоелок. жестко закрепленных на центральной штанге, соединенной с приводом, сообшаюшим штангес закрепленными на ней тарелками, возвратно-поступательнью движения в вертикальной плоскости. Тарелки насадки представляют собой круглые плоские диски, перфорированные отверстиями, через которые проходят движущиеся противотоком легкая и тяжелая фазы tl Однако такая насадка не обеспечивает достаточной эффективности и производительности аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является вибрационный массообменный колонный аппарат, включающий корпус, внутри которого установлена подвижная штанга с закрепленными на ней тарелками и распределительными дисками,, снабженными отбортовками и патрубками, равномерно расположенными по поверхности дисков Диаметр патрубков в 20-75 раз больше отверстий перфорации дисков, при этом патрубки и отбортовки направлены в сторону распределительны5 труб. При установке -таких дисков дисперсная фаза периодически коалесцирует в объеме, ограниченном плоскостью диска и отбортовкой, а затем диспергируется через мелкие отверстия перфорации. Сплошная фаза проходит через равномерно расположенные по поверхности диска патрубки С. 3

Недостатком известной конструкции является то, что на каждом диске происходит, только однократная коалесценция и диспергирование дисперсной фазы, а в объеме патрубков не происходит контактирования между дисперсной и сплошной фазами. Поэтому эффективность аппарата остается недостаточно высокой.

Цель изобретения - повышение эффективности вибрационногомассообменного колонного аппарата путем создания дополнительной зоны контакта между дисперсной и сплошной фазами и увеличения.частоты последовательных актов коалесценции и диспергирования дисперсной фазы.

Поставленная цель достигается 5 тем, что патрубки распределительных дисков перфорированы по высоте.

На фиг, 1 представлен вибрационный массообиенный колонный аппарат, продольный разрез; на фиг, 2 - распределительный отбортованный перфорированный диск, разрез по диаметру; на фиг. 3 распределительный диск в плане.

Аппарат имеет корпус 1 с крышкой 2, верхнюю 3 и нижнюю k отстойные зоны, патрубки 5 и 6, служащие для ввода тяжелой и легкой фаз, пат рубки 7 и 8 для вывода легкой и тяжелой фаз, распределители 9 и 10 легкой и тяжёлой фаз, массообменные диски 11, распределительные диски 12, дистанционные втулки 13-, подвижную штангу 14, Плоские распределительные диски 12 перфорированы мелкими 5 отверстиями 15 для прохода дисперсной фазы. По окружности диски 12 имеют отбортовку 16, направленную навстречу движения диспеосной Фазы (на фиг, 1-3 показан случай, когда Д14сперсной является легкая фаза ). По площади дисков 12 равномерно расположены вертикальные патрубки 17 для про |;ода сплошной фазы, перфорированные tio высоте мелкими отверстиями 18,

Р Аппарат работает следующим образом.

Тяжелая сплошная фаза движется сверху вниз, контактируя с противоточно движущимися снизу вверх каплями дисперсной фазы. Сквозь распредеQ лительные диски 12 сплошная фаза проходит через патрубки 17. Капли дисб1ерснрй фазы собираются под дисками 12 и коалесцируют. При движении дисков вниз дисперсная фаза с большой скоростью диспергируется через мелкие отверстия 15 дисков 12 и отверстия 18 патрубков 17. Вышедшие из отверстий 15 капли дисперсной фазы всплывают к вышележащему диску, по пути контактируют с противоточно движущейся сплошной фазой. Под вышележащим распределительным диском дисперсная -фаза опять коалесцирует и цикл ее превращений повторяется. Вышедшие из отверстий 18 капли дисперсной фазы с большой скоростью контактируют внутри патрубков 17 с проходящей по ним сплошной фазой и увлекаются вниз под диск. Там они снова начинают всплывать (продолжая контактировать со сплошной фазой), попадают в пространство, ограниченное плоскостью распределительного диска 12 и отбортовкой 16, и коалесцируют с другими каплями дисперсной фазы. Далее цикл повторяется. За счет такого устройства аппарата создается дополнительная зона контакта дисперсной и сплошной фаз внутри патрубков 17 и на выходе из них. Причем внутри патрубков происходит контактирование наиболее бедного для данной секции аппарата по передаваемому компоненту экстракта с наиболее концентрированным рафинатрм. Это создает возможность при благоприятных условиях получения в одной секции аппарата больше .одной ступени или КПД 100%. 1{иркуляция части дисперсной фазы через отверстия 18 и патрубки 17 увеличиаает кратность коалесценций, приходяи1ихся на общее количество дисперсной фазы, что также способствует увеличению эффективности массообмена.

Распределительные диски данной конструкции обладают свойством саморегулирования . При yвeличeни f нагрузки по дисперсной фазе растет слой скралесцировавшей дисперсной фазы под диском. При этом все большее число расположенных по высоте патрубков 17 отверстий 18 вступает в работу, увеличивая соответственно повышение нагрузки, эффективность иассообмена и кратность коалесценций.

Распределительные диски предлагаемой конструкции могут использоваться в комбинации с массос менными элементами (дисками, тарелками, насадками ) известных конструкций, или использоваться в качестве самостоятельных массообменных элементов, заполняя весь рабоч14Й объем колон- i ного вибрационного массообменыого аппарата.

Сравнительные испытания известной крн.струкции с предляпаемой при экстракции уксусной кислоты из четыреххлористого углерода водой показывают, что величина ВЕП снижает ся с 0,28 и до 0,24 м. Таким образом, технико-экономический эффект заключается в увеличении эффектив.ности аппарата на 16%.

ВИБРАЦИОННЫЙ МАССООБМЕННЫЙ КОЛОННЫЙ АППАРАТ, включаюи(ий корпус, внутри которого установлена подвижная штанга с закрепленными на ней тарелками и распределительными дисками, снабженными отбортовками и патрубками, о тли чаю щи и с я тем, что, с целью повышения эффективности аппарата за счет создания дополнительной зсМы контакта между дисперсной и сплошной фазами и увеличения частоты последовательных актов коалесценции и диспергирования дисперсной фазы, патрубки распределительных дисков выполнены перфорированными по высоте.е ko

12

15