Способ смешения сыпучего материала с жидкостью Советский патент 1985 года по МПК B01F3/12 

1 Изобретение относится к технике для смешения сыпучих материалов с жидкостями и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства: химической, пищевой, строительных материалов и др., в частности в производстве экстракционной фосфорной кислоты для подачи фоссырья в экстрактор в виде смеси с рециркулируемой пульпой или с раствором разбавления. Цель изобретения - повьшение эффективности смешения сьтучего материала с жидкостью. На фиг, 1 изображено устройство реализующее предлагаемый способ; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг, 1, Устройство состоит из кольцевой камеры, образованной внешним 1 и внутренним 2 конусами, причем к внутреннему конусу укреплено кольцо 3, а к внешнему - цилиндр 4 и диффу зор 5, В верхней части кольцевой камеры тангенциально конусу 1 расположен патрубок 6 для жидкости, подключенный к коллектору 7. Послед ний соединен через упругий элемент 8 тангенциально расположенным патру ком 9 с изогнутым патрубком 10, уст новленным коаксиально кольцевой кам ре. На конце патрубок 10 имеет направляющее сопло, вьтолненное в виде диффузора 11, Кроме того, патрубок 10 снабжен вибропобудителем Устройство работает следующим образом. Жидкость подается с определенным давлением, как правило, от насоса в коллектор 7, где происходит распре.деление ее между двумя патрубками .6 и 9, За счет тангенциального ввод потоков-жидкости в кольцевую камеру, образованную конусами 1 и 2, а также в патрубок 10, происходит закрутка этих потоков в заданном направлении. На выходе из кольцевой камеры установлено кольцо 3, которое препятствует смачиванию выходящей жидкостью внутренней поверхности конуса 2 и исключает его постепенное зарастание сьшучим материа лом, вводимым в кольцевую полость, образованную конусом 2 и патрубком 10, Диффузор 11 позволяет создать необходимый угол раскрытия выходяще го закрученного потока жидкости из патрубка 10, что дает возможность последующего плавного пересечения 92 потоков 01 и 6 , Сыпучий материал, попадая на внешние поверхности потоков жидкости, вначале за счет их вращения равномерно распределяется по кольцевому сечению, одновременно частично смачиваясь, а затем попадает в область пересечения потоков с/ и f , где происходит их интенсивное смешение. Это смешение происходит на всем протяжении цилиндра 4 и диффузора 5, после чего смесь выходит из устройства. При создании виброколебаний с помощью вибропобудителя 12 патрубок 10 начинает колебаться в плоскости, перпендикулярной оси устройства, что ведет к колебаниям закрученного потока ff, выходящего из патрубка 10, Этот вибрирующий поток yвeличивi.eт степень захвата сыпучего материала и повьш1ает эффективность смешения компонентов, Для гашения колебаний и снижения вибрации устройства и подводящих коммуникаций установлен упругий элемент 8. Заданное распределение потоков жидкости достигается либо путем соответствующего подбора патрубков 6 и 9, либо установкой во фланцевые соединения коллектора 7 рассчитанных диафрагм, В некоторых случаях достаточно колебаний патрубка 10, обусловленных неравномерной подачей жидкости насосом и усиленных за счет консольного расположения патрубка 10 на упругом элементе 8, В некоторых случаях, например при использовании потоков жидкости, обладающих малой величиной энергии, что проявляется в незначительных скоростях вращения ее потоков, а также в случаях необходимости последующего транспортирования ползченной смеси, по трубопроводу, более целесообразно после распределения потоки жидкости закручивать в одном направлении. В месте соприкосновения этих потоков, а также в зонах их пересечения происходит их относительное скольжение и турбулизация, что приводит к смешению в этих зонах исходных компонентов и возникает возможность последующего транспортирования полученной смеси по трубопроводу с небольпшм уклоном, при этом часть энергии . жидкости расходуется на смешение, а оставшаяся часть - на транспортирование . 1 3 . Целесообразно амплитуду колебани подбирать равной (0,1-1,0) В, где В средняя ширина потоков жидкости в месте их пересечения, которая может регулироваться как за счет изме нения производительности подаваемой ЖИДКОЙ фазы, так и за счет изменения ее давления. Пример 1. 70 т фосфата смешивают с 160 м пульпы экстракционной фосфорной кислоты (соотношение Т;Ж в пульпе 1:2). При этом пульпу распределяют на два потока в соотношении 1:1, т.е. по 80 м, закру чивают в противоположные стороны (напор пульпы перед распределением 1,0 ати), вводят между закрученными потоками сыпучий материал, один из потоков жидкости подвергают виброко лебаниям- (внутренний поток) с ампли тудой, равной средней ширине потоко жидкости в месте их пересечения, т.е. 20 мм, и пртоки жидкости пере.секают. После пересечения потоков происходит равномерное смешение ком понентов без проскока сыпучего материала на высоте 300 мм, при этом смесь на выходе не имеет вращательного движения, что свидетельствует о полном использовании энергии жидких потоков. Соотношение твердой и жидкой фаз в смеси ,9:1. Пример2. 70т фосфата смешивают с 160 м пульпы экстракционной фосфорной кислоты (соотношение Т:Ж в пульпе 1:2,5). При этом пульпу распределяют на два потока в соотношении 2:1, т.е. 106 м и 53 м, закручивают в противоположные стороны (напор пульпы перед рас пределением 1,1 ати), внутренний поток жидкости подвергают виброколебаниям (53 м) с амплитудой, равной 8 мм, вводят между закрученными потоками сыпучий материал .и пото ки пересекают. После пересечения по 94 токов происходит смешение компонентов без проскока сыпучего материала на высоте 500 мм, при этом смесь на выходе имеет вращение, совпадающее по направлению с вращением большего потока (106 м ), что свидетельствует о неполном использовании его энергии. Соотношение твердой и жидкой фаз в смеси - . П р и м е р 3. 70 т фосфата смешивают с 160 м пульпы экстракционной фосфорной кислоты (соотношение Т:Ж в пульпе 1:3). При этом пульпу распределяют на два потока в соотношении 1:10, т.е. 15 м и 145 м , закручивают в противоположные стороны (напор пульпы перед распределением 1,4 ати), вйутренний поток жидкости подвергают виброколебаниям (15 м ) с a mлитyдoй, равной 0,1В, т.е. 2 мм, вводят между закрученными потоками сыпучий материал и потоки пересекают. Соотношение твердой и жидкой фаз в смеси ,1. После пересечения потоков происходит смешение компонентов без проскока сыпучего материала на высоте 1000 мм. П р и м е р А. Готовят компоненты,как в примере 1, потоки-жидкости закручивают в одну сторону, при этом применяют относительную скорость их вращения 4У - А . У (О,1-0,9)-У, ЛУ - относительная скорость вращения потоков, м/с; У - скорость вращения одного из потоков жидкости, м/с, У скорость вращения другого из этих двух потоков жидкости м/с, А диапазон изменения относительной скорости вращения потоков А ЛУ/ч.

1. СПОСОБ СМЕШЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА С ЖИДКОСТЬЮ путем подачи сыпучего материала между двумя пересекающимися потоками жидкости, о тCvnyvou нотериол личающийся тем, что, с целью повьппения эффективности смешения, жидкость распределяют между потоками в объемном соотношении 1:

0,2 0,07 0,30,1 1,00,33 2,00,67 , Проскок несмоченного сыпучего материала Качество удовлетворительное. Проскока нет Однородность вьш1е на 15-20% Однородность вьш1е на 25-30%

. Продолжение таблицы

Фиг. 2