Массообменный аппарат Советский патент 1984 года по МПК B01D11/02 

&д

СО

о

4

СО.

Изобретение относится к конструциям массообменных аппаратов для систем твердое-жидкость,

Известен массообменный -annapeiT содержащий вертикальный корпус, пульсационную камеру с патрубком, соединенную с нижней частью корпу,са, циркуляционную трубу с подводо барботажного воздуха, штуцера загрузки и выгрузки реагентов i.

Недостатками этого аппарата явлются забивание нижней части корпус осадком, невысокая надежность и эффективность.

Известен также массообменный аппарат, содержащий вертикальный корпус, пульсационную камеру, циркуляционную трубу с подводкой барботажного воздуха, сообщающуюся с пульсационной камерой с помощью патрубка, штуцера загрузки и выгруки 2 .

Недостатком этого аппарата является накопление осадка в нижней части аппарата из-за низкой .интенсивности перемешивания, что в конечном итоге приводит к снижению производительности.

Кроме того, оба известных аппарата обладают общим недостатком: ба,рботажный воздух, уходящий в вентиляцию, оказывается сильно загрязненным аэрозолями.

Целью изобретения является повышение производительности аппарата и уменьшение загрязнения воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что массообменный аппарат, содержащий вертикальный корпус, пульсационную камеру, соединенную, с нижней частью корпуса, циркуляционную трубу, штуцера для загрузки и выгрузки реагентов, согласно изобретению, снабжен конической перегородкой с цилиндрическим насадком, расположенной в нижней части корпуса, и транспортирующим устройством, установленным коаксиально внутри циркуляционной трубы, по высоте которого выполнены кольцевые щели с направленными вверх отражателями , при этом нижняя часть транспортирующего устройства расположена внутри цилиндрического насадка, а верхний конец транспортирующего устройства снабжен установленным над ним диском, диаметр которого больше диаметра циркуляционной трубы. Кольцевой зазор между транспортирующим устройством и циркуляционной трубой составляет треть диаметра транспортирующего устройства, кольцевьте щели с отражателями расположены по высоте на расстоянии 5-6 гидравлических диаметров щели.

На фиг.1 изображен продольный разрез аппарата; на фиг.2 - транспортирующее устройство в форме патрубков с отражателями; на фиг.З транспортирующее устройство из одной трубы с поперечными щелями.

Массообменный аппарат состоит из вертикального корпуса 1, пульсационной камеры 2, конусной перегородки 3 с цилиндрическим насадком 4, 10 циркуляционной трубы 5 с расположенным внутри ее транспортирукяцим устройством 6. В транспортирующем устройстве проделаны кольцевые щели 7 с отражателями 8. Верхняя 5 часть транспортирующего устройства закрыта диском 9. Корпус снабжен штуцерами загрузки 10, 11, выгрузки. 12 и штуцером сдувки 13.

Аппарат работает следующим обQ разом.

Перед началом работы заполня- ется реагентами (жидкими и тверды ми материалами), затем включается генератор пневматических импульсов 5 (не показсш), создающий над уровнем жидкости в пульсационной камере 2 колебания давления сжатого воздуха, которые вызывают возвратно-поступательное движение жидкости в пульса- ционной камере 2 и, как следствие, истечение пульсирующих струй через цилиндрический насадок 4 и кольцевые щели 7. В результате твердая фаза Cofaдoк), взмученная струями, из насадка 4 поступает в циркуляционную

трубу 5 и под действием пульсирующих струй,, истекающих из щелей 7 и направленных вверх отражателями 8, устремляется в верхнюю часть аппарата. Диск 9 препятствует образованию брызг реагентов. Конусная

перегородка 3.способствует движению твердой фазы к насадку 4.

Поскольку в пульсационных реакторах форма колебаний жидкости пилообразная, т.е. время опускания жидкости в пульсационной камере в 3-5 раз меньше времени подъема, то преобладает движение реагентов в одном направлении. Это явление

0 реализуется в данной конструкции массообмеиного аппарата, для транспортировки твердого материала по циркуляционной трубе в верхнюю часть аппарата. Щели на транспортирующем устрой.стве находятся друг от друга на расстоянии 5-6 гидравлических диаметров щели. В случае, если расстояние между щелями больше, то твердая фаза в момент импульса не может достигнуть зоны действия соседней щели и транспортировка твердого материала резко ухудшается. В случае, если расстояние меньше указанного значения, то количество щелей, расположенных

по всей высоте транспортирующего устройства, резко возрастает и объема импульса не будет хватать на перемешивание твердого материала в донной части и транспортировка также резко ухудшается. Величина зазора между транспортирующим устройством и циркуляционной трубой была выбрана из условия создания в трубе скорости течения жидкости, большей в 1,5-2 раза скорости осгикдения твердых частиц.

Были проведены сравнительные стендовые испытания аппарата-прототипа и аппарата донной конструкции. Испытания показали, что при частоте пульсации 42 и

в ресивере 0,95 ат, в предлагаемом аппарате залегания твердой фазы у дна не происходит в отличие от прототипа. Для оценки распределения двухокиси кремния в жидкости отбиргшись.пробы по высоте аппаратов. При расчетном соотношении твердого к жидкому 1:10 (по объему) в данном аппарате не превышали 10%, в то время как у прототипа отклоoнения .составл51ли до 35-40%, что позволяет повысить прризводительность аппарата иа 30%. Кроме того, в случае использования данной конструкции полиостью отсутствовало

5 загрязнение воздуха, выходящего из гшпарата.

1. МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий вертикальный корпус, пуЛьсационную камеру, соединенную . с нижней частью корпуса, циркуляционную трубу и штуцера для загрузки и выгрузки реагентов, о т л ича ют ий с я тем,,что, с целью повышения производительности аппарата и уменьшения загрязнения воздуха, он снабжен конической перегородкой с цилиндрическим насадком,рас 1 М51МГ;Г- положенной в нижней части корпуса, транспортируквдим устройством, установленным коаксиально внутри циркуляционной трубы, по высоте которого выполнены кольцевые щели с направленными вверх отражателями/ причем нижняя часть транспортирующего устройства расположена внутри цилиндрического насадка, а верхний конец транспортирующего устройства снабжен установленным над ним диском, диаметр которого больше диаметра циркуляционной трубы. 2. Аппарат по п.1, о т л ич ающ ий с я тем, что кольцевые щели с отражателями расположены по высоте на расетояйии 5-6 гидравлических диаметров щели, а кольцевой зазор между транспортирующим устройством и циркуляционной трубой составляет треть диаметра транспортирующего устройства.