Аппарат с самовсасывающей мешалкой Советский патент 1978 года по МПК B01F13/02 B01J1/00 

1

Изобретение относится к конструкциям аппаратов для контактирования газа с жидкостями и может быть использоваho для проведения процессов смешения жидкости с газом или химического их взаимодействия.

Известен аппарат, содержащий корпус, полый вал, жестко соединенный с валом привода, и мешалки, образованные двумя диоками- и радиальными лопаС тями. Полый вал имеет входные отверстия для газа, расположенные выше уройня жидкости в аппарате, и выходные тверстия на конце вала, через которые газ выходит в каналы мешалки, образова Ные в междксковом пространстве лопас J 13.

При вращении мешалки, лопасти ее анлогично лопастям центробежного насоса создают движение жидкой среды в аппара те, при этом давление в потоке на входе на лопасти мешалки установится ниже чем-давление на поверхности жидкости в аппарате.Вследствие создавшегося перепададавления газ из верхней части аипарата начнет поступать через отверсти в полом валу в каналы мешалки и далее, пб:рем1апиваясь с жидкой средой, будет , выходить в реакционную зону аппарата. .Часть газа .буд;ет поглощаться при реак2

ции жидкостью, а остальная часть н виде пузырей выйдет через поверхность реакционной среды в газовую зону аппарата. Возвратившийся газ снова -поступает через полый вал на лопасти мешални,замешивается в рабочую среду аппарата и поглощается рабочей жидкостью,Та КИМ образом обеспечивается многократное прохождение газа через реакционную сред

Известный аппарат обладает рядом недостатков.

Мешалка, примененная в аппарате не обеспечивает равномерного перемешивания газожидкостной среды по всему объему аппарата в зоне мешалки перемешивание будет более интенсивным, нежели у стенок аппарата), газовые пузырьки в верхней части аппарата будут значительно крупнее, нежели в нижней его части, так как по мере всплытия их В9 вращающейся жидкости пузырьк5-5. будутсоединяться между собой, образуя пузырьки более крупных размеров. Кроме .того, мешалка, примененная в аппарате, создает, в основном, зращательное движение жидкости, при котором будет иметь место сепарация газовой фазы, при этом пузырьки газа будут стремитьСя занять центральное положение в аппарате, а жидкость вследствие большей плотности будет занимать место на периферии. В мешалках подобного типа скорости потока жидкости на входе на лопал:ти сравнительно невелики (аналогично скоростям потока в-низконапорном центробежном насосе), поэтому всасывающая способность мешалки и расход газа ограничены небольшим перепадом давления, создаваемого мешалкой. Газ, поступающий на повторную рециркуляцию не очищается от частиц жидкой среды, прореагировавшей и насыщенг ной газом, поэтому эффективность его как реагента значительно уменьшается и в некоторых случаях ведет к образова нию побочного продукта. Известен также аппарат с самовсасывающей мешалкой, включающий корпус, циркуляционную трубу, расположенную по оси корпуса, отражатель, закрепленный над циркуляционной трубой, патрубки Ввода и вывода компонентов и мешалку, размещенную по оси корпуса внутри циркуляционной трубы 2 , Известный аппарат имеет следующие недостатки. Аппарат не имеет циркуляционного Контура, поэтому- интенсивность перемешивания, а следовательно и величина газовых пузырьков в различных зонах аппарата, и условия протекания химического процесса, и неоднородность получаемого продукта будут различными. Газ поступающий на повторную рециркуляцию не очищается от частиц жидкой среды, прореагировавшей и насыщенной газом, поэтому эффективность его/ как реагента, значительно уменьшается. С целью интенсификации процессов, аппарат снабжен тороидальной обечайкой, установленной внутри циркуляционной трубы снаружи мешалки, во внутрен ней стенке которой выполнены отверстия и трубами для подвода и рециркуляции газа, соединенными с тороидальной обечайкой. Кроме того, дополнительно с целью очистки рециркулирующего газа от сопу ствующих примесей, аппарат снабжен.сепаратором, размещенным в верхней части корпуса и соединенным с трубой рециркуляции газа, а патрубок вывода жидких компонентов установлен наклонно над отражателем и снабжен приемной -воронкой, расположенной по оси корпуса. На фиг.1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг.2 узел фиг.1 в случае движения пото ка компонентов сверху вниз; на фиг.З то же, в случае направления потока сни зу вверх. Аппарат с самовсасывеоощей мешалкой состоит из корпуса 1, циркуляционной трубу 2, расположенной по оси корпуса отражателя 3, закрепленного над циркуляционной трубой, патрубков 4, 5, 6 и для ввода и вывода компонентов и ешалки 8, .размещенной по оси корпуса нутри циркуляционной трубы. Внутри циркуляционной трубы снаружи ешалки установлена тороидальная обеайка 9, выполненная с отверстиями 10 во внутренней стенке, направленными в торону мешалки, с тороидальной обеайкой соединены трубьр 11 и 12 для подода и рециркуляции газа. . В верхней части корпуса размещен епаратор 13, соединенный с трубой 12 ециркуляции газа. Патрубок 6 вывода кидких компонентов установлен наклонно верхней части корпуса над отражателем снабжен приемной воронкой 14, распооженной по оси корпуса. Аппарат работает следующим образом. Жидкость подводится в аппарат по патрубку 4. Мешалкой 8 создается восходящий или нисходящий поток компонентов по аппарату за счет направления ее вращения. Газ поступает по трубе 11 в тороидальную обечайку 9 и далее через отверстия 10 вводится в контактную зону, где происходит его энергичное контактирование с жидкостью. Часть газа подается через сепаратор 13 на рециркуляцию по трубе 12. Основная же часть газа отводится из аппарата через сепаратор 15 по патрубку 7. Жидкие компоненты выводятся через воронку 14 по патрубку 6. Формула изобретения 1.Аппарат с самовсасывающей мешалкой, включаюищй корпус, циркуляционную трубу, расположенную по оси корпуса, отражатель, закрепленный над циркуляционной трубой, патрубки ввода и вывода компонентов и мешалку, размещенную по оси корпуса внутри циркуляционной трубы, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов, он снабжен тороидальной обечайкой, установленной внутри циркуляционной трубы снаружи мешалки, во внутренней стенке которой в.ыполнены отверстия, и трубами для подвода и рециркуляции газа, соединенными с тороидальной .обечайкой . 2.Аппарат по; п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью очистки рециркулирующего газа от сопутствующих примесей, он снабжен сепаратором, размещенным в верхней части корпу..са и соединенным с трубой-рециркуляции газа. 3.Аппарат по п,1, отличающ-и и с я тем, что патрубок вывода жидких компонентов установлен наклонно над отражателем и снабжен приемной воронкой, расположенной по оси корпуса . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент ФРГ 1189952 кл 12е 4 1966. г. Патент СОЙ 3512762, кл. 261-124 1970.