Пульсационный резонансный аппарат Советский патент 1992 года по МПК B01D11/00 

Изобретение относится к устройствам для проведения провесов в системах жидкость-жидкость и жидкость-твердое и может быть использовано в химической, нефтехимической, биотехнолоппг.ской и других промышленностях для экстракции, перемешивания, выщелачивания п растворения.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет создания циркуляционных контуров по высоте и аппарата и его надежности.

Для более равномерного распределения концентрации целевого компонента по объему аппарата ею секционируют равномерно расположенными по высоте направляющими элементами. В зтом случае создаются циркуляционные контуры по высоте аппарата.

При помощи циркуляционных контуров организуется переток жидкости, создающий возможность ее обмена между верхними и нижними зонами в аппарате, что улучшает условия масср- и теплообмена. Для лучшего теплоотвода поверхность образованных направляющими элементами канзлоо может служить и теплообменной поверхностью.

При разномерном размещении направляющих элементов и резонаторов по высоте и сечению аппарата создаются условия для рассредоточения колеблющейся жидкости, благодаря чему снижается динамическая нагрузка на фундамент. Аппарат стаиогится надежнее в эксплуатации и не требует мощных фундаментов.

Нч фиг.1 изображен предлагаемый аппарат с выносными трубами; на фиг.2 - разСП

рез А-А на фиг.1; на фиг.З - аппарат с внутренней перфорированной трубой; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - аппарат с плоскими перегородками; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5.

Пульсационный резонансный аппарат содержит корпус 1 с размещенными внутри резонаторами 2 в виде упругих тел, направляющими элементами в виде выносных труб 3, верхние и нижние концы которых соединены с полостью корпуса, причем нижние концы на одном уровне с резонаторами, а верхние - в сечении между резонаторами. Выносные трубы 3 заключены в герметичный кожух 4, в который через патрубки 5 и б подается и отводится хладоноситель. Корпус 1 снабжен нижней 7 и верхней 8 пульса- ционными камерами, отделенными от рабочей полости мембранами 9, соединен в верхней части с генератором 10 колебаний и имеет штуцеры 11 и 12 для заполнения исходными компонентами и вывода готового продукта.

Аппарат с внутренней перфорированной трубой 3. также содержит в корпусе 1 резонаторы 2 в виде упругих тел. Перфорации 13 (отверстия) во внутренней трубе 3 служат для перетока жидкости и расположены с равномерным шагом в сечениях, где находятся резонаторы 2, а также в сечениях между ними,

В аппарате с внутренними плоскими перегородками 14 имеются зазоры между ми- ми для перетока жидкости.

Аппарат работает следующим образом.

После заполнения аппарата 1 исходными компонентами и его герметизации включают генератор 10 колебаний, устанавливают необходимую-частоту резонансных колебаний. При резонансных колебательных воздействиях на жидкость в аппарате образуются стоячие волны, узлы давления которых находятся в сечениях, где расположены резонаторы, а пучности давления - в сечениях между ними. В результате возникающего между верхними и нижними концами каналов динамического напора как разности между максимумом среднего динамического давления и статическим давлением в них происходит движение жидкости сверху вниз, что способствует не только взвешивание твердой фазы, но и обмену жидкости в аппарате между выше- и нижележащими слоями. Соответствующим размещением концов переточных каналов можно создать в них и восходящее движение жидкости.

П р и м е р 1. Аппарат (см.фиг.1) диаметром 0,25 м и высотой 2 м при расстоянии между мембранами 1,8 м имеет двенадцать выносных труб диаметром 0,02 м и высотой

0,9 м, установленных по высоте аппарата в

виде двух секций по шесть труб в каждой из

них, и два резонатора диаметром 0,08 м,

размещенные по высоте с шагом 0,6 м.

П р и м е р 2. Аппарат (см.фиг.З) диаметром 0,25 м и высотой 2 м при расстоянии между мембранами 1,8 м содержит внутреннюю перфорированную трубу диаметром 0,24 м с шестью отверстиями диаметром 0,03 м в каждом из сечений и двумя резонаторами диаметром 0,08 м, размещенными по высоте с шагом 0,6 м.

П р и м е р 3. Аппарат (см.фиг.5) диаметром 0,25 м и высотой 2 м при расстоянии между мембранами 1,8 м имеет внутренние

плоские перегородки высотой 0,5 м и шириной 0,075 м, установленные в виде трех секций из парных перегородок с чередующимися на 90° их смещение, и два резонатора диаметром 0,08 м, размещениые по высоте с шагом 0,6 м.

В примерах 1-3 при резонансной частоте 50 Гц скорость восходящего движения жидкости в переточных каналах составляет 2 м/с, что соответствует кратности циркуляции 0,09 1/с и повышает коэффициент мас- сопереноса в 1,5 раза по сравнению с известным аппаратом. Для обеспечения такой же кратности циркуляции в известном решении требуется установка циркуляционного насоса типа Ш80-6-36/2.5 В-1 мощностью 11 кВт.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет повысить эффективность аппарата в полтора раза без увеличения эксплуатационных затрат, снизить нагрузку на фундамент и увеличить поверхность теплообмена.

Формула изобретения Пульсационный резонансный аппарат,

содержащий корпус с размещенными внутри него резонаторами, генератор колебаний, соединенный с верхней частью корпуса, штуцеры для подвода исходных компонентов и вывода готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет создания циркуляционных контуров по высотеап- парата и надежности, корпус снабжен вертикальными направляющими элементами, образующими каналы для перетока жидкости или вертикальными трубами, один конец которых расположен на уровне с резонатором, другой - между резонаторами.

//

±

А

Использование: изобретение относится к устройствам для проведения процессов в системах жидкость-жидкость и жидкостьтвердое и может быть использовано в химической, нефтехимической, биотехнологической и других промышленностях для экстракции, перемешивания, выщелачивания и растворения. Сущность изобретения: в пульсацмочном резонансном аппарате содержатся корпус с размещенными внутри резонаторами, генератор колебаний, соединенный с верхней частью.корпуса, штуцеры для подвода исходных компонентов и вывода готового продукта. Корпус снабжен вертикальными направляющими элементами, образующими каналы для перетока жидкости или вертикальные трубы, один конец которых расположен на уровне с резонатором, другой - между резонаторами. 6 ил.

. Фиг. Г А-А

Фив. 2

s L

ФШЗ

|Ј

Б-S

ftuz.fy

10

1757698