Прямоточный смеситель-отстойник Советский патент 1981 года по МПК B01D11/04 

HiMcYify.jHbin СМЕСИТГ::ЛЬ()ТСТОП 11 К

1

Изобретение относи гея к констру-, ированню массообменшлх аппаратов для химической технологии и, в частност: к конструированию ящичных многосекционных, горизоитальн 1х смесителейотстойников для массообмена в системах жидкость-жидкость, и может быть использовано в области извлечения экстракцией таких элементов, как цирконий, медь, никель, кобальт, редкие земли, где величина потерь экстрагента составляет 70-80% в себестоимости передела.

Известен горизонтальный ящичный смеситель-отстойник для экстракции цветных и редких металлов из рудных растворов, выполненный в виде прямоугольной камеры, разделенной вертикальными перегородками на секции смесительной и отстойной зоны. Смесительные зоны снабжены быстроходными турбинными мешалками закрытого типа, работающими при окружной скорости 3-3,5 м/сек. ЕГО камеры снабжены заслонками, совершающими безвозвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости при помощи винта, соединенного с приводом. С целью изменения соотношения фаз всасывающий.патрубок турбинных мешалок выполнен подви кньм в вертикальной плоскости 1 J .

Все ступени- аппарата гидравлически зависимы, вследдствие чего, КПД аппарата на различных системах не превышает 80%, потери органической фазы составляют 0,3-0,5 л на 1 м обрабатываемого раствора, удельная производительность аппарата составляет 5-8м/ч

0 с 1 м - объема.

Цель изобретения - повышение производительности аппарата, а также расширение области примйнрния аппаратов типа смеситель-отстойник.

5

Указанная цель достигается тем, что, с целью увеличения производительности путем создания в зоне смешения параллельного тока фаз, уст-, ройство для ввода тяжелой фазы

0 выполнено в виде емкости, снабженной штуцером ввода сжатого воздуха и вертикально расположенными каналами-гидрозатворами, устройство для передачи смеси фаз из зоны сме5шения в зону отстоя выполнено в виде щелевидного раструба, верхний торец которого расположен на уровне границы раздела фа:.

На фиг. 1 изображсмю устройство, 0 обьчий вид; на фиг. 2 - разрез Л-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг..1. Устройство состоит из корпуса 1, разделенного перегородками 2 на смесительные и отстойные зоны, которые снабжены патрубками 3 и 4 для ввода и вывода фаз,- мешалок 5, закрепленных на консольном валу 6, и вращающихся от привода 1., горизонтальных перегородок 8,. делящих смесительную камеру 9 на несколько последовательных отсеков, в каждом из которых производится контактирование фаз. Поеледовательное соединение отсеков приближает характер движения фаз к поршневому, уменьшает вертикальную рецир куляцию, препятствует выравнива нию концентраций и повышает как скорость массопередачи, так и КПД ступе Устройство имеет щелевидный раструб 10, предназначенный для передачи смеси фаз из камеры смешения в отстойную зону, на границу раздела фаз, пневматическое приспособление 11 пульсационного типа, служащее для транспортировки тяжелой фазы в отстойную зону, канал 12 и перелив 13,Штуцер 14 и трубу 15. Прямоточный смеситель-отстойник работает следующим образом. Легкая фаза из секции в камеру смещения 9 следующей секции поступае самотеком. Транспортировку .тяжелой фазы осуществляют специальным пневма тическим приспособлением пульсационного- типа. Тяжелая фаза через патрубок 3 по каналу 12, через перелив 13 поступае в приемную камеру транспортирующего приспособления 11. После заполнения камеры до уровня, соответствующего удельным весам фаз и высотам их слоев в отстойных зонах, через штуцер 14 подводится сжатый воздух, выдавливающий тяжелую фазу через трубу 15 в смесительную зону 9. Подача воздуха с его стравливанием для опре деленного заполнения приемной камеры 11 тяжелой фазой. ,В смесительной зоне 9 осуществляется контактирование фаз. Движение смеси фаз по отсекам смесительной зоны и из смесительной зоны в отстой ную присходит как за счет разности удельных весов, так и за счет неболь шого нагнетающего действия мешалок 5 Величина наг нет;а1ощего действия мешалок S зависит от расстояния их до перегородок 8. Расстояние от мешалок до перегородок должно быть подобрано экспериментально, так как изменение нагнетающего действия приводит к снижению уровня в смесительной зоне. Тяжелая фаза подается пневматическш приспособлением пульсационного типа 11 на высоту, равную 400500 мм, и поэтому для работы может быть использован воздух, подаваемый вентилятором. Периодичность подачи воздуха достигается работой автома- I тически действующего клапана или золотника. Соотношение объемов смесительных и отстойных зон изменено до 1/2 обычно оно равно- ||l ). Относительное увеличение объема смесительной зоны увеличивает время контактирования фаз, что в совокупности с эффектом, полученным от осуществления параллельного тока фаз позволяет уменьшить степень диспергирования фаз путем снижения окружной скорости мешалок с 3 до 1,5-2 м/сек. Уменьшение дисперсности фаз позволяет уменьшить объем, отстойной зоны на величину, большую, чем увеличение смесительной зоны 9, а уменьшение общего объема аппарата позволяет увеличить объем с 1 полезного объема в два. раза. Уровень раздела фаз в отстойных зонах 15 зависит от высоты расположения переливного порога 13. Можно понизить высоту.переливного порога на величину и одновременно компенсировать это понижение дополнительным давлением воздуха. Давление воздуха в приемной камере приспособления 11 в момент заполнения тогда должно равняться 4 h. Для регулирования уровня раздела фаз в каждой отстойной зоне, достаточно изменить величину остаточного давления воздуха после его стравливания из устройств 11, Предлагаемое устройство отличается от известного вдвое большей производительностью, при этом на 15% увеличивается КПД и в 10 раз сокращаются потери экстрагента с водной фазой. Формула изобретения 1.Прямоточный смеситель-отстойник с принудительной транспортировкой тяжелой фазы, включающий горизонтальный корпус ящичного типа, разделенный на зоны смешения и отстоя, перемешивающее устройство, устройство для вода тяжелой и легкой фаз, и устройство для передачи смеси фаз, тличающийся тем, что, с елью увеличения производительности утем создания в зоне смешения, паралельного тока фаз, устройство для вода тяжелой фазы выполнено в виде мкости, снабженной штуцером ввода жатого воздуха и вертикально распооженными каналами-гидрозатворами. 2.Смеситель-отстойник по п. 1, . тличаю щийс я тем, чтоустойство для передачи смеси фаз из оны смешения в зону отстоя выполнео в виде щелевидного раструба, верхий торец которого расположен на ровне границы раздела фаз. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 135220, кл. С 22 В 3/00, 1961 (прототип) .