Колонный аппарат для контакта твердых веществ с жидкостью Советский патент 1981 года по МПК B01D3/32 B01J19/00 

(54) КОЛОННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ КОНТАКТА ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ С ЖИДКОСТЬЮ

Изобретение относится к контактным аппаратам для массообменных процессов и может применяться для промывки осадков, растворения и выщелачивания твердых минеральных и органических веществ. Известен контактный аппарат для контакта твердых веществ с жидкостью, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода фаз, тарелки, выполненные в виде обратных усеченных конусов, расположенных друг над другом, конусные отражатели, снабженные направляющими лопатками и механизмом для перемещения 1. Недостатками известного аппарата является то, что он сложен в эксплуатации, так как требует регулировки пропускной способности каждой тарелки с помощью механизма для перемещения, что невозможно выполнить без разборки всей колонны; не обеспечивает равномерного распределения твердой фазы по высоте колонны из-за конструктивного выполнения тарелок и отражателей, так как в верхней части колонны раствор более насыщен отмываемым веществом, плотность и вязкость его более высокая, чем в нижней части, а, следовательно, и условия сползания осадка по наклонной плоскости тарелок неодинаковые, обладает узким диапазоном нагрузок по фазам из-за того, что восходящий поток промывной жидкости, обтекая нижний и верхний отражатели, создает значительное сопротивление движущемуся сверху вниз осадку, уменьшая пропускную способность тарелок. Цель изобретения - упрощение конструкции, улучшение распределения твердой фазы по высоте аппарата, увеличение пропускной способности тарелок и повышение производительности. Указанная цель достигается тем, что угол конусности каждой тарелки увеличивается последовательно сверху вниз аппарата на 4-5 град, а угол конусности отражателей на 2-4 град больше угла конусности тарелок. На чертеже изображен аппарат, общий вид. Аппарат содержит корпус 1, тарелки 2 в виде обратных усеченных конусов, с углом конусности увеличивающимся сверху вниз аппарата, конусные отражатели 3, установленные под каждой из тарелок и выполненные из сетки, пропускающей жидкую и не пропускающей твердую фазу, причем угол конусности отражателей на 2- град больше угла конусности тарелок. Аппарат снабжен также отражателем 4, установленным под воронкой 5 для подачи отмываемого продукта и патрубками 6-8 для ввода промывной жидкости, удаления твердой фазы и удаления укрепленной промывной жидкости. Аппарат работает следующим образом. Исходная твердая фаза в виде порошка, гранул, пасты или суспензии загружается в воронку 5 и отражателем 4 отбрасывается на тарелку 2. С тарелки 2 осадок сползает на нижний отражатель 3 и снова отбрасывается на нижележащую тарелку 2. Пройдя таким образом через всю колонну, твердая фаза выводится через патрубок 7. Противотоком к осадку, снизу вверх, движется промывная жидкость, подаваемая через патрубок 6. После контакта с твердой фазой укрепленная промывная жидкость отводится через патрубок 8. Как показали экспериментальные исследования, в верхней части колонны раствор более насыщен отмываемым веществом, чем в нижней, а, следовательно, его плотность и вязкость в верхней части промывной колонны выше, чем в нижней. Так как на скорость сползания осадка по наклонной плоскости тарелки, кроме коэффициента трения, влияет вязкость и плотность окружающего раствора, то при постоянном угле конуса тарелок в верхней части колонны осадок по тарелкам будет сползать медленнее, чем в нижней. В процессе работы это приведет к накоплению в верхней части колонны большого количества твердой фазы и, как следствие, к нарушению процесса, для поддержания которого может потребоваться периодически прекращать подачу суспензии в аппарат. Увеличить скорость сползания осадка на верхних тарелках можно, уменьшив угол конусности (увеличив тем самым угол сползания осадка). Соответственно уменьшить скорость сползания осадка на нижних тарелках можно увеличением угла конусности тарелки (уменьшением угла сползания осадка). Увеличивая последовательно сверху вниз колонны угол конусности тарелок на 4-5 град можно добиться примерно одинаковой скорости сползания осадка на всех тарелках, а угол конусности отражателя. расположенного между тарелками должен измениться по крайней мере наполовину или несколько больше в зависимости от удаления отражателя от тарелки. При промывке продуктов; нигрозина спирторастворимого, пигмента красного и полиметнлметакрилата от поваренной соли, угол конусности тарелок в аппарате с числом тарелок, равном десяти, изменялся от 80 до 122 град. Концентрация соли при этом была уменьшена с 100 г/л в исходной суспензии до 1 - 2 г/л в промытом продукте. Производительность аппарата составила 25-28 кг/ч (по сухому) с 1 м рабочей части аппарата. При этом же расходе воды производительность конструкции по прототипу не превышала 22 кг м час. Предлагаемый аппарат более прост в изготовлении, так как в отличие от известного каждая тарелка снабжена только нижним отражателем упрощенной конструкции, позволит улучшить режим работы за счет более равномерного распределения твердой фазы по высоте аппарата, а также увеличить пропускную способность тарелок за счет снижения гидравлического сопротивления в переточных отверстиях и, тем самым, повысить на 5-10% производительность аппарата. Формула изобретения Колонный аппарат для контакта твердых веществ с жидкостью, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода фаз, тарелки, выполненные в виде обратных усеченных конусов, расположенных друг над другом, конусные отражатели, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, улучшения распределения твердой фазы по высоте аппарата, увеличения пропускной способности тарелок и повышения производительности аппарата, угол конусности каждой тарелки увеличивается последовательно сверху вниз аппарата на 4-5 град, а угол конусности отражателей на 2-4 град, больше угла конусности тарелок. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 418198, кл. В 01 D 3/32, 1971.