Способ растворения веществ и устройстводля ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК B01F1/00 B01F9/00 

Изобретение относится к растворению и может быть использовано в нефтехимической, фармацевтическсй и любой другсй отрасли народного хозяйства для одновременного растворения, смешения в измельчения с проведением и без проведения реак- ций. Известен способ растворенкя веществ в поле центробежных сил, осуществляемый в аппарате двумя коаксиально установленными рабочими органами, выполненными в виде усеченных конусов, рабочие поверхности которых снабжены зубцами . Оряако в известном способе офазуется неразрушающийся вязкий подслой, в котором происходит затухание турбулентности, интенсивность процесса растворения, определяемая сксфостью молекулярной диф фузии, резко падает, образуется воронка. Наиболее близким к предлагаемому по техняческсй сущности и достигаемому результату является способ растворения веществ в пленочном, объемном или смешанном режимах путем диспергирования компонентов в поле центробежных сил, проводимый в аппарате, содержащем вращающийся барабан, в котором свободно размещены один в другом рабочие органы, вы полненные в виде перфорированных тел вращения, например, цилиндрических или конический обечаек, свободно перекатывающихся при вращении корпуса . Однако способ не может быть приме-г нен для эффективного растворения из-за большого уноса твердых , что требует дополнительных операций и снижает выход готового продукта, кроме того, оно не обеспечивает и эффективного диспергирования, так как- твердые зерна будуг перемещаться вдоль цилиндрического барабана, не попадая в зону действия рабочих органов, пршщип действия которых требует свободного перекатывания, без падений, пробуксовок и ударов. В аппарате исключена возможность встречи свежего раств. ра с новыми порциями поступающего твердаго продукта, что также снижает эффектввность работы устройства в цепом. Цель изобретения - интенсификация процесса растворения веществ, за счет увеличения поверхности контакта фаз. Поставленная цель достигается тем, что в способе растворения веществ, осуще ствляемом путем диспергирования в поле центробежных сил, .компоненты предварительно смешивают, а диспергирование про водят при частоте вращения на 50% ниже критической. При этом растворитель подают под дав лением 1-3 ат. Устройство для осуществления указанного способа, содержащее вращающийся барабан и свободно размещенные в нем один в другом рабочие органы, снабжено камерсЛ предварительного смешения, а барабан - перегородками, разделяющими его на секции:, в каждой из которых размещены рабочие органы. При этом одни перегородки имеют цент ральное отверстие, другие - периферийные И установлены в чередующемся порядке, а внешние рабочие органы выполнены с огбортовксй. Камера предварительного смешения сна бжена перфорированной трубой для ввода растворителя и устаноЁленнсй на ней винтовсА лопастыо, соединенней с барабаном. Пример. Для получения метабората натрия в производстве пербората натрия берут О,8 т борнсй кислоты, 1 м щелочи (брО г NaOH в литре). Коэффициент заполнения барабана составляет 45 48%, давление на вводе растворителя 1ат, скорость вращения б абана 30 об/мин. Длительность процесса раство рения составляет 1О,2 мин. На фиг. 1 схематично изображено устройство для раствсфения веществ; на фиг.2 разрез А-А фиг. 1. . Устройство содержит барабан 1 цилиндрической фс)мы с торцовыми крышками 2и 3, на которых закреплены штуцеры 4 и 5, устан(юленные на 6 и 7, связанные с paMdt 81, Барабан разделен перегородками 9 с ценТр 1льным отверстием Ю и перегородками .11 с периферийными отверстиями 12 на секции 13, в каждой из которых размещены ддин в другом рабочие органы 14-16, выполненные в виде перфорировадаых цилинфических обечаек. При этом внешние рабочие органы 14.имеют отбортовку 17, nepeкрывающую оер11фер11йные отверстия 12 перегородок -ll. Устройство снабжено камерой аредвари: тельного 18 смешения, выполненной в виде цилиндра, внутри которого размещена заглушенная перфорированная труба 19, на которой размещена винтовая лопасть 2О, соединенная с барабаном 1. Камера 18 предварительного смешения снабжена самоочищающимся питателем 21 и соединена со штуцером 5 при помощи сальникового уплотнения 22. Таким образом, винтовая лопасть 2О, камера 18 и труба 19 в совокупности с вращающимся барабаном образуют спирально-винтовое шнековое устройство с приводом от барабана. На крышке 3 закреп- лено зубчатое колесо 23 привода вращения барабана (не показан). Устройство работает следующим образом. Из питателя 21 зерна твердого вещества попадают в камеру 18 предварительного смешения и под действием винтовсй лопасти 20 и потока свежего растворителя, поступающего под давлением из перфорации трубы 19, происходит предварительное смешение компонентов. Полученная суспензия транспортируется в барабан 1 внутрь рабочих органов, перекатывающихся, падающих и пробуксовывающих один относительно другого, в результате чего компоненты интенсивно диспергируются. Полученный раствор перетекает из секции в секцию поочередно через периферийные отверстия 12 и центральные отверстия 1О перегородок 11 и 9 соответственно. В результате осуществляется полное растворение и глубокое извлечение целевсго продукта. Готовый раствор отводится через штуцер 4. Предлагаемый способ позволяет увеличить производительность раствсрения трудорастворимого материала по.сравнению известным в 4-8 раз. Формула изобретения 1.Способ растворения веществ путем испергирования компонентов в поле центобежных сил, отличающийся ем, что, с целью интенсификации процеоа за счет увелич«1ия пов хноств контака фаз, компоненты щ едварительно смешиват, а диспергирование осуществляют при астоте вращения на 5О% ниже критичекс. 2,Устройство для осуществления спооба, содержащее вращающийся барабан и

свободно размещенные в нем один в другом рабочие органы, выполненные в виде перфорированных тел вращения, отличающееся тем, что оно снабжено камерой предварительного смешения, а барабан - перегородками, разделяющими его на секции, в каждой из которых размеще ны рабочие органы.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что перегородки имеют центральное и периферийные отверстия к установлены поочередно, а внешние рабочие органы выполнены с отбортовкой.

4. Устройство по п. 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что камера гфедвар ительного смещения снабжена перфорирсданной трубой для ввода растворителяи установленнсА на ей винтовсА лопастью, соединенной с барабаном.

Источники т{фс маиии, принятые во внимание при экспертизе

1.Штербачек 3. и Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. Л., Госхимиздат, 1963, с. 316, рис. 156.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 216616, кл, В 01 D 1/22, опублик. 1966.

Лх

It

(Риг. 2