Устройство для перемешивания Советский патент 1991 года по МПК B01F7/16 

Изобретение относится к химическому оборудованию, конкретно к устройствам для перемешивания, предназначенным для проведения химико-технологических процессов в системах газ-жидкость, газ-жидкость-твердое, и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена.

На фиг, 1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2-разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства; на фиг. 4 и В - вариант выполнения устройства с шарнирным i креплением насадка.

Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость 1, мешалку 2 с

укрепленными на ней лопастями 3 и 4, патрубки 5 и 6 для подвода жидкой и газообразной регулирующих сред и патрубок 7 для отвода готового продукта. Каждая лопасть выполнена винтообразной и снабжена цилиндрическим насадком 8 с участком в виде конуса 9, соединенного меньшим основанием с ближайшим к валу отверстием насадка. Соседние лопасти имеют противоположное направление закрутки. Насадок 8 может быть снабжен дополнительным участком 10 в виде конуса, соединенного меньшим основанием с периферийным отверстием насадка. При этом насадок имеет форму трубы Вентури. Емкость снабжена барботером 11 для проведения процесса перемешивания, когда дисперсной фазой является газ, а также теплообменной

о

00

а

ч со о

рубашкой 12. Цилиндрический насадок с лопастями может быть также закреплен шар- нирно, при этом угол а между его осью и и радиусом емкости изменяется в пределах 0-90°.

Устройство для перемешивания работает следующим образом.

Емкость 1 заполняют до определенного уровня жидкой средой (или жидкостью, содержащей твердую фазу), через барботер подают реагирующий газ и включают мешалку 2, При вращении мешалки перемешиваемая среда циркулирует по основному контуру циркуляции, участвует также и в дополнительном контуре циркуляции - перемешиваясь сверху и снизу от вертикальной оси мешалки, жидкая среда засасывается через конус 9 цилиндрического насадка 8, движется вдоль винтовых направляющих внутри цилиндрического насадка с повышенной скоростью и выбрасывается из насадка в виде закрученной струи на стенку емкости, прорабатывая пристенную область. При этом возрастает зона активного массопереноса. Готовый продукт выводится через патрубок 7, выделяющееся тепло отводится хладагентом, поступающим в теплооЬменную рубашку V2..

Выполнение лопастей мешалки в виде горизонтальных винтовых направляющих позволяет перемешивать реагирующие среды в закрученных винтовых потоках, интенсивность массообмена в которых более высока, Закрученные вихревые струи, истекая из насадка, интенсивно прорабатывают пристенные области емкости и увеличивают тем самым зону активного массообмена.

При выполнении в каждой паре соседних лопастей направления витков противоположным выбрасываемые из насадков струи помимо проработки пристенной области активно взаимодействуют друг с другом, увеличивая вихревую турбулентную зону массообмена.

Снабжение винтообразных лопастей мешалки цилиндрическим насадком организует дополнительный контур циркуляции, увеличивает радиальную скорость жидкой фазы и повышает кратность циркуляции реагирующих сред. Выполнение насадка в виде трубы Вентури (фиг. 3) позволяет снизить гидравлическое сопротивление при истечении струи из расширенной диффузионной части.

Выполнение цилиндрического, насадка с конусом 9, обращенным большим основанием в сторону вертикальной оси мешалки,

препятствует образованию осадка; так как твердые частицы интенсивно засасываются в расширенную часть со дна емкости.

Газовая фаза, попадая в насадок, вследствие повышенной скорости жидкости в нем, диспергируется на более мелкие пузырьки. При этом эффект захлебывания мешалки наступает при больших нагрузках по газовой фазе, так как газ интенсивно отводится из зоны мешалки на периферию.

В случае шарнирного крепления происходит переменное расширение и сужение струи, истекающей из насадка и поступающей снова в насадок, интенсифицируются

условия массопереноса. В зависимости от вязкости перемешиваемой среды насадок зак, епляется под углом 0 а 90° между его осью и радиусом емкости. Для маловязких сред (фиг. 1) а 0, для вязких сред предпочтительнее а 90° (фиг. 5).

Изобретение повышает объемные коэффициенты массоотдачи за счет увеличения зоны активного массопереноса, при этом возрастает среднее время пребывания газовой фазы в емкости за счет уменьшения диаметра газовых пузырьков, повышается равномерность распределения дисперсной фазы по объему аппарата за счет увеличения кратности циркуляции перемешиваемой среды.

Формула изобретения

1.Устройство для перемешивания, со- держащее цилиндрическую емкость, мешалку в виде закрепленных на валу смесительных элементов, размещенных внутри цилиндрических насадков, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса масообмена, смесительные элементы выполнены в виде винтообразных лопастей, при этом соседние лопасти имеют противоположное направление закрутки, а цилиндрические

насадки снабжены участками в виде конусов, соединенных меньшими основаниями с ближайшими к валу отверстиями насадков.

2.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что насадок снабжен дополнительным участком в виде конуса, соединенного меньшим основанием с периферийными отверстиями насадков.

3.Устройство по пп. 1и2, отличаю- щ е е с я тем, что насадки с лопастями

закреплены шарнирно.

Изобретение относится к химическому оборудованию, а именно к устройствам для перемешивания, предназначенным для проведения химико-технологических процессов в системах газ-жидкость, газ-жидкость-твердое, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса массо- обмена. Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость 1, мешалку 2 с укрепленными на ней лопастями, патрубки 5 и 6 для подвода жидкой и газообразной реагирующих сред и патрубок 7 для отвода готового продукта. Каждая лопасть выполнена винтообразной и снабжена по цилиндрическим насадкам 8 с входным конусом 9, обращенным большим основанием в сторону вертикальной оси мешалки. В каждой паре соседних лопастей направление витков протовоположное. Насадок может быть выполнен в виде трубы Вентури. Цилиндрический насадок может быть также закреплен шарнирно, при этом угол между его осью и радиусом емкости изменяется в пределах 0-90°. 2 з п. ф-лы, 5 ил. сл

ОС61891

v

VzJr;

I i f

б-б

Фиг. 4

фиг.З

6-6

Фиг. 5