Массообменный аппарат Советский патент 1989 года по МПК B01J47/00 B01D15/00 

1

(21)4308843/23-26

(22)20.08.87

(46) 07.12.89. Бюл. № 45 (75) В.И.Полтавцев

(53)66.015.23.05(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1310018, кл. В 01 J 47/00, 1987.

(54)МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

(57)Изобретение относится к аппаратам для контактирования в трехфазных системах твердое тело - жидкость - газ и может быть использовано для проведения химических процессов, например для регенерации и промьш- ки ионита и т.д. Цель изобретения - сокращение расхода газа путем создания равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фа - зы и расширения рабочего диапазона аппарата по фракционному составу. Аппарат состоит из нескольких секций, каждая из которых включает барботажную и циркуляционную емкости, соединенных скобообразным трубопроводом со штуцером для подачи газа, и эрлифт. Барботажная емкость содержит дренаж, через который сливается избыток жидкости в соседнюю секцию. Циркуляционная емкость имеет под лотком прямоугольную форму, переходящую в коническую. По центру циркуляционной емкости установлен штуцер для ввода твердой фазы с муфтой, имеющие на концах профилированную поверхность. Одновременно с перемешиванием суспензии путем барботажа формируется циркулирующий поток, который смешивается с поступающей твердой фазой в условиях равномерного распределения скоростей благодаря наличию подвижной муфты. Часть циркулирующей суспензии смывается потоком жидкости из распылителя и выводится в соседнюю секцию. 2 иЛ.-.

i

(Л

Изобретение относится к аппаратам для контактирования в трехфазных системах твердое тело-жидкость-газ и может быть использовано для проведения химических процессов, например для регенерации и промывки ионита и т.д. Цель изобретения - сокращение расхода газа путем создания равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фазы и расширения рабочего диапазона аппарата по фракционному составу. Аппарат состоит из нескольких секций, каждая из которых включает барботажную и циркуляционную емкости, соединенных скобообразным трубопроводом со штуцером для подачи газа, и эрлифт. Барботажная емкость содержит дренаж, через который сливается избыток жидкости в соседнюю секцию. Циркуляционная емкость имеет под лотком прямоугольную форму, переходящую в коническую. По центру циркуляционной емкости установлен штуцер для ввода твердой фазы с муфтой, имеющие на концах профилированную поверхность. Одновременно с перемешиванием суспензии путем барботажа формируется циркулирующий поток, который смешивается с поступающей твердой фазой в условиях равномерного распределения скоростей благодаря наличию подвижной муфты. Часть циркулирующей суспензии смывается потоком жидкости из распылителя и выводится в соседнюю секцию. 2 ил.

Изобретение относится к аппаратам для контактирования в трехфазных системах твердое тело-жидкость- газ и может быть использовано при приведении различных химических процессов, например для регенерации сорбентов, промьшки ионита и т.д.

Цель изобретения - сокращение расхода газа путем создания равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фазы и расширения рабочего диапазона аппарата . по фракционному составу.

На фиг. 1 схематически изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - одна из секций аппарата.

Массообменный аппарат содержит несколько секций, каждая из которых включает барботажную 1 и циркуляционную 2 емкости, соединенных скобообразным трубопроводом 3 со штуцером 4 для подачи газа (пара), и эрлифт 5.

Барботажная емкость 1 содержит съемный дренаж 6, а в циркуляционной емкости 2 установлен лоток 7 со штуцером 8 для ввода твердели фазы в виде суспензии, на котором имеется подвижная муфта 9.

Штуцер 8 и муфта 9 имеют на концах профилированную поверхность.

ел ю

Од 00

Од

Циркуляционная емкость 2 имеет под лотком 7 прямоугольную форму, переходящую в коническую.

Барботажная емкость 1 оснащена штуцером 10 вывода жидкости из-под съемного дренажа 6. Штуцер 10 с помощью гибкого трубопровода 11 соединен с тройником 12, в который подается газ (пар), выталкивающий жидкость в распылитель 13, установленный в циркуляционной емкости 2 над лотком 7.

Движение фаз показано линиями: твердая (Т) - непрерывной, жидкая (ж) - пунктирной, газовая (Г) - волнистой.

Аппарат работает следующим образом.

Основной лоток жидкости подают в крайнюю правую секцию, а твердую фазу - в левую, осуществляя противоток фаз в аппарате.

В емкость 2 каждой секции твердая фаза в виде суспензий подается через штуцер 8 лотка 7.

Газ, поданный через штуцер 4, захватывает суспензию и эрлифтом 5 транспортирует ее в рабочее пространство барботажной емкости 1, в которой суспензия перемешивается в условиях барботажного режима. Уровень жидкости в барботажной емкости 1, избыток которой уходит через дренаж 6 и штуцер 10 по гибкому трубопроводу 1 1 в соседнюю секцию, определяется положением тройника 12, Одновременно с перемешиванием суспензии формируется циркулирующий поток суспензии через емкости 1 и 2, который, проходя под лоток 7, имеет различное распределение скоростей по сечению, но, проходя в пространство между корпусом емкости 2 и подвижной муфтой 9, профиль скоростей становится постоянным, что позволяет достичь равномерного распределения потока суспензии, вытекающего из штуцера 8 в циркулирующем потоке, чем повьшается массообмен и сокращается расход газа Выполнение конца штуцера 8 и муфты 9 профилированными, например с выступами, позволяет распределять суспензию с лотка 7 в циркулирующем потоке так, чтобы размеры полученных вклю0

5

0

5

0

5

0

5

0

чений суспензии при барботаже и смешении были равны. Тогда среднее время существования зтих включений будет по возможности большим, что способствует сохранению движущей силы массообмена, которая в каждой секции имеет максимум в момент слияния твердой и жидкой фаз в лотке.

Путем передвижения муфты 9 по высоте достигают одинаковой скорости циркуляционного потока и потока, выходящего из штуцера 8, что позволяет обрабатывать твердые фазы с различной плотностью.

Наличие циркуляционного контура и барботажа позволяет при минимальных расходах газа получить эффективный массообмен за счет равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фазы.

Часть циркулирующей суспензии смывается потоком жидкости из распылителя 13 в лоток следующей секции и таким образом выводится из секции.

Из штуцера 10 дренажа 6 жидкость через гибкий трубопровод 11 попа дает к распылителю 13 средней секции, где смешивается в лотке этой секции, с твердой фазой,

В средней секции описанный процесс повторяется.

Формула изобретения

Массообменный аппарат для системы твердое тело-жидкость-газ, содержащий секционированный корпус, каждая секция которого включает барботажную емкость с дренажом, эрлифтом, газопроводы и систему трубопроводов для подачи и вывода твердой и жидкой фаз, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода газа путем создания равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фазы и расширения рабочего диапазона аппарата по фракционному составу, каждая секция снабжена ци- линдроконической емкостью, в центре которой установлен штуцер ввода суспензии с расположенной на нем подвижной муфтой, соединенной скобооб- разным трубопроводом с барботажной емкостью.

гм

ФиП