Газлифтный аппарат Советский патент 1992 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано в химической и смежных с ней отраслях промышленности для проведения массооб- менных и реакционных процессов в многофазных системах газ-жидкость - твердое с участием в качестве реагентов или продуктов реакции малорастворимых дисперсных частиц, склонных к флотации, а также для осуществления других процессов, связанных с обработкой суспензий.

Известны аппараты с механическим перемешиванием для проведения массооб- менных и реакционных процессов в многофазных системах.

Недостатками таких аппаратов являются, возможность расслаивания суспензий, флотация мелкодисперсных частиц, залегание крупнодисперсных фракций, абразивный износ механических мешалок.

Более эффективными для обработки суспензий являются аппараты с пневматическим перемешиванием. Известны цилиндрические аппараты с коническим днищем с внутренними или внешними газлифтными трубами, в которые подается газ и осуществляется циркуляция суспензии из нижней части аппарата в верхнюю.

Недостатками таких аппаратов являются сепарация мелкодисперсных флотируемых частиц в верхней части слоя, ухудшение однородности суспензии и, как следствие, снижение эффективности работы.

Известен, газлифтный барботажный реактор, состоящий из цилиндрического корпуса, крышки, днища, газораспределительной решетки, выносных циркуляционных труб. Реактор такого типа может использоваться и для обработки суспензий.

Недостатками конструкции данного аппарата являются слабая циркуляция суспензии в выносных трубах, возможность сепарации и залегания твердых частиц в трубах, вплоть до их полной забивки.

Наиболее близким по технической сущ- -ности и достигаемому результату к предлагаемому является газлифтный массообменный аппарат, который рассматривается в качестве прототипа. Аппарат включает цилиндрический корпус, крышку, днище с газораспределителем, циркуляционные выносные трубы с устройствами подвода газа, патрубки для подвода и отвода фаз. В аппарате исключено залегание частиц суспензии в нижней части, экономно расходуется газ. для перемешивания.

Недостатком аппарата является флотация мелкодисперсных частиц в верхней части, что существенно ухудшает массообмен

и снижает эффективность работы аппарата в целом.

Цель изобретения - повышение эффективности работы аппарата за счет исключения расслаивания фаз, равномерного перемешивания суспензии и предотвращения флотации мелкодисперсных частиц.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат включает цилиндрический корпус,

0 крышку, днище с газораспределителем, выносные циркуляционные трубы, патрубки для подвода и отвода фаз, расположенный в верхней части корпуса кольцевой распределитель жидкости, соединенный с верхни5 ми концами одной или нескольких циркуляционных труб, нижние концы которых могут быть снабжены фильтрующими элементами, другие циркуляционные трубы, верхние концы которых расположены ниже

0 кольцевого распределителя жидкости, а устройства подвода газа встроены в эти трубы соосно нижним входным патрубкам и направлены соплами к вертикальной оси аппарата.

5 Преимущество предлагаемого аппарата заключается в том, что в циркуляционных трубах, соединенных с кольцевым распределителем жидкости, движение потока организовано снизу вверх, а в циркуляционных

0 трубах, верхние концы которых находятся под распределителем жидкости, движение потока осуществляется сверху вниз. Поэтому основное количество флотируемых мелкодисперсных частиц захватывается

5 потоком из верхней частицы аппарата и поступает под слой суспензии, благодаря чему исключается расслаивание жидкости и твердых частиц. Одновременно часть потока поступает из нижней части по циркуля0 ционным трубам в кольцевой распределитель, разбрызгивается над слоем суспензии, осаждает флотируемые частицы и гасит образующуюся пену. Таким образом, предлагаемое техническое решение

5 обеспечивает однородность суспензии, исключает расслаивание фаз, снижает пено- образование и в целом повышает эффективность работы аппарата.

На чертеже изображен газлифтный ап0 парат.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, верхней крышки 2, днища 3 с газораспределителем 4, выносных циркуляционных труб 5 и 6 с устройствами 7-и 8

5 подвода газа, кольцевого распределителя жидкости, соединенного с верхними концами циркуляционных труб 6, патрубков 10-17 для подвода и отвода фаз. Устройства 7 подвода газа установлены соосно нижним входным патрубкам 15 и и-шрот; пены соплами к

вертикальной оси аппарата. Верхние концы циркуляционных труб 5 установлены ниже кольцевого распределителя 9 и при работе находятся под слоем жидкости. Кольцевой распределитель 9 жидкости находится над уровнем жидкости. Нижние концы газлифт- ных труб 6 могут быть снабжены фильтрующими элементами (не показаны).

Аппарат работает в периодическом режиме следующим образом.

Расчетное количество ионообменной смолы гидротранспортом загружают через штуцер 10 в аппарат. Через этот же штуцер доливают воду до заданного уровня таким образом, чтобы верх циркуляционных труб 5 находился под слоем жидкости. Затем через штуцер 11 в аппарат загружают заданное количество порошка хлорактйвного вещества для модификации ионообменной смолы. После загрузки реагентов подают воздух в циркуляционные трубы через устройства 7 и 8 подвода газа. По циркуляционным трубам 5 поток движется сверху вниз, захватывает плавающие на поверхности мелкодисперсные частицы хйорак- тивного порошка, увлекает под слой суспензии, где частицы частично растворяются и. взаимодействуют с ионообменной смолой. Одновременно часть потока по циркуляционным трубам 6 поступает в кольцевой распределитель 9, сливается на поверхность суспензии, смачивает плавающие частицы хлорактивного вещества и одновременно гасит образующуюся пену. .

Рабочий газ, поступающий в циркуляционные трубы, выходит из аппарата через штуцер 17. Перемешивание суспензии производят до полного растворения и срабатывания хлорактивного порошка. После этого подачу газа прекращают, жидкость сливают через штуцер 14. В аппарат заливают воду, и модифицированную ионообменную смолу выгружают через штуцер 12 гидротранспортом для последующего использования.

Благодаря расположению верхних концов циркуляционных труб 5 в слое суспензии под кольцевым распределителем 9 и наличию устройств 7 подвода газа, встроенных в эти трубы соосно. входным штуцером 15 и направленных соплами к вертикальной оси аппарата, достигается устойчивое перемешивание суспензии, исключаются расслаивание фаз и флотация мелкодисперсных частиц, улучшаются условия маесооб- мена, повышается эффективность работы. Циркуляция части потока через верхний кольцевой распределитель 9 уменьшает пе- нообразование.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1.Тазлифтный аппарат для проведения массообменных и реакционных процессов, включающий цилиндрический корпус, крышку, днище с газораспределителем, выносные циркуляционные трубы с устройствами подвода газа в виде трубок с соплами, патрубки для подвода и отвода фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы аппарата за счет исключения расслаивания фаз, равномерного перемешивания суспензии и предотвращения флотации мелкодисперсных частиц, корпус снабжен кольцевым распределителем жидкости, соединенным с верхними концами одной или нескольких циркуляционных труб и установленным над слоем жидкости, при этом ьерхние концы других циркуляционных труб расположены ниже кольцевого распределителя жидкости, а устройства подвода газа встроены в эти трубы соосно с нижними входными патрубками и направлены соплами к вертикальной оси аппарата.

2. Аппарат поп. 1, отличающий- с я тем, что нижние концы циркуляционных труб, соединенных с кольцевым распределителем жидкости, снабжены фильтрующими элементами.

Изобретение может быть использовано для проведения массообменных и реакционных процессов в многофазных системах, связанных с обработкой, суспензий. Цель изобретения состоит в повышении эффективности работы аппарата за счет исключения расслаивания фаз, равномерного перемешивания суспензии и предотвращения флотации мелкодисперсных частиц. Наличие специальным образом расположенных циркуляционных труб 5 с устройствами подвода газа 7, установленными соосно входным патрубком 15 и направленными соплами к вертикальной оси аппарата, обеспечивает устойчивую циркуляцию суспензии из верхней части слоя в нижнюю и исключает скапливание там флотируемых мелкодисперсных частиц. В верхней части аппарата имеется кольцевой распределитель 9, в который поступает эрлифтом часть потока по циркуляционным трубам 6, разбрызгивается на поверхность суспензии, что позволяет смачивать флотируемые частицы и уменьшить пе- нообразование. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.