Устройство для перегонки жидкостей Советский патент 1987 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к различным технологическим процессам, к тепломассообмен- ным аппаратам, в частности к ректификационным колоннам, в которых жидкость вбрызгивается в пар или двухфазная смесь проходит в одном направлении, и может быть использовано в химических лабораториях исследовательских учреждений и промышленных предприятий для перегонки большого количества жидкости за короткий промежуток времени.

Целью изобретения является повышение интенсивности перегонки жидкостей путем увеличения площади испарения и улучшение качества очистки фракции путем создания низкотемпературного барьера на пути продвижения паров перегоняемой смеси. На чертеже изображено предлагаемое устройство, обш,ий вид.

Устройство содержит возвратный холодильник 1, соединенный с резервуаром 2 для смеси жидкостей через распылительную трубку 3. В боковую часть распылительной трубки 3 вмонтирован насос 4, соединенный с резервуаром 2 для смеси жидкостей. Ниже первого насоса 4 вмонтирован другой насос 5, соединенный с накаливате- лем 6 газа. Выше распылительной трубки 3 в корпусе возвратного холодильника 1 на кронштейнах 7 прикреплена нагреваемая вибросетка 8. Выше вибросетки 8 соосно прикреплены по крайней мере три терморегулируемых блока 9, соединенных с приводом 10 электродвигателя. Над каждым терморегулируемым блоком 9 в стенку возвратного холодильника 1 вмонтирован канал 11, соединенный с приемником 12. Каждый терморегулируемый блок 9 выполнен в виде сплетения извилистой трубки 13 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Верхний конец извилистой трубки 13 соединен с каналом 14 для подачи термоагента, а нижний - с каналом 15 для вывода термоагента в охлаждающую систему (не показана).

Устройство работает следующим образом. Насос 4 вбрызгивает смесь жидкостей из резервуара 2 в распылительную трубку 3. Для интенсификации испарения фракции насос 5 подает в распылительную трубку 3 накаленный газ, нагретый в накали- вателе 6 газа до температуры, ускоряющей процесс испарения (в 1,5-2 раза выше температуры кипения). Полученная паро- аэрозольная смесь жидкостей поступает в возвратный холодильник 1, в нижней части которого на кронштейнах 7 прикреплена нагреваемая вибросетка 8 для конечного выпаривания аэрозольных частиц. Пар, поступивший в корпус возвратного холодильника 1, попадает на вращающееся сплетение извилистой трубки 13. Пар фракции с более высокой температурой кипения проходит через первый вращающийся вокруг вертикальной оси терморегулируемый блок 9 и конденсируется при помощи термоагента, протекающего по извилистой трубке 13. Для более эффективного удаления одной фракции

из смеси жидкостей нижние вращающиеся терморегулируемые блоки 9 поддерживают температуру, достаточную для конденсации пара основной фракции с более высокой температурой кипения жидкости, а верхQ ние - температуру, при которой ускоряется удаление пара фракции с более низкой температурой кипения. Каждую фракцию смеси жидкостей можно отвести в приемник 12 через каналы 11.

Пример. Смесь жидкостей, состоя5 шую из 70% дистиллированной воды и 30% ацетона, помещают в резервуар 2 для смеси жидкостей. При помощи насоса 4 смесь жидкостей вбрызгивают в распылительную трубку 3.

Диаметр распылительной трубки 10 см.

В качестве газа, подаваемого насосом 5, применяют гелий, накаленный до 150°С. Полученная пароаэрозольная смесь жидкостей поступает на нагреваемую до 200°С вибросетку. Частоту вибрации вибросетки для ко5 вечного выпаривания капель смеси жидкостей можно подсчитать по формуле

f f

где (1) - частота вибрации вибросетки; а - толщина вибросетки;

0 V - скорость газового потока.

Амплитуда вибрации вибросетки не превышает величину 1, 5, г (где г - диаметр дырки вибросетки).

Пар фракции с более высокой температурой кипения проходит первый снизу

5 вращающийся терморегулируемый блок 9 и конденсируется при помощи охлаждающего термоагента, например HzO, протекающего по сплетению извилистой трубки 13. Нижние терморегулируемые блоки 9 охлаждаются до

„ температуры конденсации пара основной фракции с более высокой температурой кипения жидкости, а верхние - прогреваются, например горячей водой, до температуры, ускоряющей удаление пара фракции с более низкой температурой кипе5 ния. Первый снизу вращающийся терморе- гулирующий блок 9 охлаждает. Частоту вращения терморегулируемого блока определяют по формуле

50

W 3-,

где № -частота вращения терморегулируемого блока;

и - скорость газового потока; I - ширина терморегулируемого блока. Данные о результатах скоротечной пере- гонки приведены в таблице.

70

30

100 1,2-1,3 3-3,5 10 50 70 0,01 56,2

При вбрызгивании смеси жидкостей в нижнюю часть возвратного холодильника и при одновременном ее нагревании накаленным газом отпадает необходимость кипячения смеси жидкостей вследствие чего уско- ряется процесс перегонки. Благодаря воздействию на пароаэрозольную смесь вибрирования достигается более интенсивное испарение перегоняемой смеси жидкостей. Одновременно с охлаждением паров фракции с более высокой температурой кипения про- водят нагревание паров фракции с более высокой температурой кипения, что позволяет ускорить удаление последней фракции из системы и тем самым интенсифицировать процесс перегонки.

Предлагаемое устройство для перегонки жидкостей дает возможность достичь высокой частоты перегоняемых фракций. Это достигается благодаря высокой селективности, обеспечиваемой при помощи термо- регулируемых блоков. Нижние терморегулируемые блоки в системе охлаждаются ниже температуры кипения фракции с более высокой температурой кипения, но выше температуры кипения фракции с более низкой

температурой кипения, что способствует более эффективному разделению фракций.

Формула изобретения Устройство для перегонки жидкостей, включающее испаритель, соединенный с возвратным холодильником с терморегулируемыми блоками, накаливатель газа, устройство для подачи термоагента, приемники, отличающееся тем, что, с целью повышения интенсивности перегонки жидкостей путем увеличения площади испарения и улучшения качества очистки фракций путем создания низкотемпературного барьера на пути продвижения паров перегоняемой смеси, испаритель снабжен резервуаром для смеси жидкостей, соединенным насосом с испарителем, выполненным в виде трубки с отверстиями, выше ввода накапливателя газа, возвратный холодильник снабжен вибросеткой, установленной в его нижней части, а терморегулируемые блоки выполнены в виде переплетенных между собой трубок, установленных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, при этом верхний конец соединен с каналом подачи термоагента, а нижний - с каналом вывода термоагента.

Изобретение относится к различным технологическим процессам, а именно к теп- ломассообменным аппаратам, в частности к ректификационным колоннам, в которых жидкость вбрызгивается в пар или двухфазная смесь проходит в одном направлении, и может быть использовано в химических лабораториях исследовательских учреждений для перегонки большого количества жидкости за короткий промежуток времени. Цель изобретения - повышение интенсивности перегонки жидкостей и улучшение качества очистки фракций. Устройство содержит испаритель, соединенный с возвратным холодильником с терморегулируемыми блоками, приемник и накаливатель газа, устройство для подачи термоагента. Испаритель снабжен резервуаром для смеси жидкостей, соединенным насосом с испарителем, выполненным в виде трубки с отверстиями, выше ввода накаливателя газа, возвратный холодильник снабжен вибросеткой, установленной в его нижней части, а терморегулируемые блоки выполнены в виде переплетенных между собой трубок, установленных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, при этом верхний конец соединен с каналом подачи термоагента, а нижний - с каналом вывода термоагента. 1 ил., 1 табл. i (Л О5 СО