Массообменное устройство для обработки твердой фазы Советский патент 1980 года по МПК B01D11/02 C11B1/10 

1

Изобретение относится к массообменным устройствам,например,для обработки древесной щепы жидкими и газообразными реагентами в процессе варки целлюлозы, Устройство может быть 5 использовано в химической, лесохимической, целлюлозно-бумажной, гидрометаллургической , фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известны устройства для проведенияЮ массообменных процессов с дисперсной твердой фазой 1. Этот тип аппаратов требует больших расходов ожижающего агента, что не всегда отвечает требованиям технологии. Секционирова-15 ние слоя твердых частиц и продвижение их по аппарату затруднено.

Эффективными устройствами для про- ведения массообменных процессов являются колонны с перфорированными 20 тарелками.

Ближайшей к изобретению является колонна для ректификации или абс6 рбции с тарелками,выполненными в виде непрерывной перфорированной винтовой 25 спирали,идущей с постоянным углом наклона к горизонту,с радиальными перегородками между витками,витки спирашьной поверхности могут соединяться друг с другом переливными карманами 2. ЗО

Известный аппарат обеспечивает йнтенсивньй массообмен между газом и жидкостью, однако непригоден для непрерывной обработки твердой фазы вследствие невозможности транспортировки твердого вещества по аппарату.

Цель изобретения - интенсификсщия процесса обработки дисперсной твердой фазы путем создания непрерывно действующего аппарата, обеспечивающего транспортирование твердой фазы при интен- сивном контакте с жидкой и газообразной фазами.. :

Это достигается тем,что в устройстве, состоящем из .вертикешьного цилиндрического корпуса с размоценной внутри него неподвижной винтовой, или ступенчато-винтовой насгцхкой и расположенного в нижней части патрубка, соединенного с генератором импульсов, на винтовой насадке выполнены нак.лонные по отношению к ее поверхности отверстия,экранированные сверху и снизу пластинами,а угол подъема винтовой поверхности - переменный по высоте аппарата от 4 до 30°, при этом часть отверстий снабжеие наклонными соплами.

На этой же винтовой насадке сверху расположены ребра высотой 20 - 2ПЛ мм. Отверстия могут быть сна&жены соплаvm постоянного или переменного сечечия. С целью лучшего переманивания :лоя твердых частиц отдельные отверjTjjH снабжены соплами, выступакядими 1ад поверхностью НАСадкй на 20 -50 м На фиг. 1 показано схематически йредлагаемое устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 -вдрианты винтовой насадки. , , УстройстбЪс6с ойт из вартикальн го цилиндрического корпуса 1, имеющего штуцеры 2 для ввода и вывода газа и жидкости, снабжено загрузочным 3 и выгрузным 4 устройствами д.п твердой фазы и генератором Импульсов Ь. Внутри корпуса 1 вокруг вертикального цилиндра 6 расположена насадка 7, представляющая собой вин вую спиральную поверхность, угол подъема которой, переменный по высо те, выбирается от 4 до 30. Этот угол естественного откоса обрабатываемой твердой фазы. Элементы вийтовой насадки 7, используемые в предлагаемом устройстве имеют отверстия, снабженные сверху и снизу пластинами 8, ребра 9 и 10, расположены сверху и снизу насадки. Ребра могут иметь угол наклона к го ризонту от 60 до 90. Часть отверсти (см. фиг. 2, в) оборудована соплами выступающими над поверхностью насадки наЮ.-ЮОмм. Устройство-работает следующим образом. Твердые,частицы из загрузочного устройства 3 прпсщают на винтовую поверхность насадки 7. Импульс жидкости или газа от генератора импуль сов 5 проходит снизу вверх чёрёг отверстия в насадке, поднимает твер дые частицы над насгшкой, создавая пульсир ующий взвешенный слой. Отвер стия выполнены так, что легкая фаза гаэ или жидкость в момент импульса проходит через них под углом к поверхности насадки (наклонные отверстия или каналы, отверстия с наклонными -направляющими лопастями по обе стороны от насадки). Поднятая над насадкой частица под действием наклонного импульса продвигается в сто рону его подъема. При конфигурации насадки, показанной на фигГ 2, 17 твердые частицы продвигаеются вверх, при конфигурации насадки, показанной на фиг. 2, б, -вниз. Экранирующие одно или несколько отверстий пластины 8 препятствуют проскоку твердых частиц через отверстия и забиванию отверстий. Твердые частицы продвигаются по высоте аппарата от загрузочного устройства 3 до выгрузочного устройства; 4. В процессе обработки свойства твердых частиц и их общее количество изменяется. Для того, чтобы скорость их движения соответствовала требованиям технологии, насадка имеет переменный по высоте аппара- та угол подъема (различный в различ1шх зонах или изменяющийся плавно от входа к выходу). Углы подъема могут изменяться в пределах 4 - 30. Ребра. 10, расположенные над поверхностью насадки (см. фиг. 2, а и 2, б), способствуют образованию на насадке слоя твердых частиц. Ребра 9, расположенные снизу насадки, способствуют направлению импульса в отверстия насадки. Промешивание слоя твёрдых частиц осуществляется при помощи выступающих над насадкой сопел 11,Показанных на фиг. 2, в. Скорость продвижения твердого вещества зависит от конструкции насадки (угол подъема, высота ребер/ угол наклона отверстий) и от параметров пульсации (частота и размах колебаний). Достоинством предлагаемоto устройства является отсутствие движущихся частей и уплотнений валов в зоне реакции. Предлагаемое устройство обеспечивает высокую .интенсивность проведения процесса. Формула изобретения Массобменное устройство для обработки твердой фазы, преимущественно древесной щепы, включающее вертикальный цилиндрический корпус с неподвижно расположенной внутри него винтовой насадкой и расположенный в нижней части патрубок, соединенный с генератором импульсов, отличающееся тем, что, с целью транспортировки твердой фазы и интенсификации гфоцесса, йа винтовой насадке выполйе;ны наклонные по: отношению к ее поверхности отверстия, экранированные сверху и снизу пластин.ами, а угол винтовой поверхности переменный по высоте аппарата от 4 .до 30, при ЭТ.РМ часть отверстий снабжена наклонными соплами. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Гельперин Н.И. и др. .Основы техники псевдоожижения. М., Химия, 1967, с. 445 - 572, 2.Авторское свидетельство СССР 85573, кл. В 01 Р 3/16, 05.03.49 (прототип). .:

a