Роторно-дисковый массообменный аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01D11/04 

(5) РОТОРНО-ДИСКОВЫЙ МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

I

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к роторно-дисковым массообменным аппаратам для проведения экстракции в системе .жидкость-жидкость, применяемым в различных областях химической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях промышленности в процессах разделения реакционных смесей.

Известен массообменный аппарат, в корпусе которого расположены два вращающихся ротора с плоскими диспергирующими дисками, причем диспергирующие диски одного ротора смещены по высоте по отношению к дискам второго ротора-, а между дисками расположены горизонтальные перегородки 1.

Устройство характеризуется тем, что процесс массопередачи в нем идет недостаточно эффективно.

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет повышения степени турбулизации потоков фаз.

Цель достигается тем, что в роторно-дисковом массообменном аппарате, включающем вертикальный корпус с закрепленным на нем перегородками,два ротора с диспергирующими дисками, расположенными в чередующейся последовательности с перегородками, и устtoройства для ввода и вывода фаз, диски одного вала расположены между дисками другого вала, а перегородки выполнены в виде кольцевых сегментов.

На фиг. 1 изображен экстрактор,

15 общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Роторно-дисковый экстрактор состоит из вертикального корпуса I, выполненного из двух частей 2 и 3 в виде

20 цилиндрических сегментов, роторов и 5 установленных по оси обечаек 2 и 3 соответственно, верхней 6 и нижней 7 отстойных зон. Внутри обе39чаек 2 и 3 расположены статорные эле менты 8, представляющие собой кольцевые сегменты, срезанные со стороны смежной обечайки. Ротор представляет собой вал 9 с насаженными на нем дис пергирующими дисками 10 и крепится в нижней 11 и верхних 12 и 13 опорах Диспергирующие диски 10 расположены посредине высоты секций,образованных статорными элементами 8. Диспергирующие диски 10 роторов и 5 перекрывают частично друг друга по высоте и расположены таким образом, что диски 10 одного ротора находятся посредине расстояния между дисками другого. Аппарат снабжен штуцерами 14 и 15 ввода и 16 и 17 вывода ле1- кой и тяжелой фаз соответственно. Вращение роторов может производиться или в одну сторону, или в разные. Скорости вращения роторов могут различаться. Диспергирующие диски каждого ротора могут быть выполнены из различных по смачиваемой способности материалов. Аппарат работает следующим образом. Тяжелая фаза подается через штуцер 15 в верхнюю часть аппарата,контактирует по мере прохождения через рабочую зону аппаратах легкой фазой поступает в нижнюю сепарационную зону 7 и выводится по штуцеру- 17.Лег кая фаза входит через распределительное устройство Н в нижнюю часть аппарата, движется вверх и выводится из верхней сепарационной зоны штуцером 16. В рабочем объеме аппарата под действием вра1цающихся дисков 1.0 роторов происходит вихревое движение обеих фаз, Ъ также движение меньшей степени интенсивности вдоль поверхности диспергирующих дисков 10 по направлению от оси ротора и обратное движение к оси ротора между диспергирующими дисками. На эти движения накладывается противоточное движение легкой и тяжелой фаз. Диспергирующие диски одного ротора,кроме этого, турбулизируют и перемешивают объем жидкости между диспергирующими дисками второго ротора, что интенсифицирует процесс массообмена в этой части аппарата, и, в конечном счете, способствует повышению степени извлечения экстрагируемого вещества. Встречные вращения дисков 10, когда линейные скорости перекрывающихся ЗОЙ диспергирующих дисков обеих роторов k и S направлены в противоположные стороны, нужно применять в том случае, когда обрабатываемые среды сильно отличаются по плотности и не являются легкоэмульсируемыми. Если же среды легкоэмульгируемые, то необходимо роторам k и 5 придавать спутное движение (линейные скорости перекрывающихся участков диспергирующих дисков обеих роторов налравлены в одну сторону). Это.позволяет предотвратить образование устойчивой эмульсий. Этой цели служит также различие в скоростях вращения роторов и 5Применение для диспергирующих дисков 10 одного ротора материала, смачиваемого тяжелой фазой, а для диспе|5гирующих дисков 10 второго ротора материала, смачиваемого легкой фазой, позволяет получи.ть инверсию фаз в зонах корпуса, ограниченных обечайками 2 и 3. способствует дополнительному повышению интенсивности массопередачи. Предложенное техническое решение позволяет значительно интенсифицировать процесс массопередачи за счет повышения степени перемешивания и турбулизации потоков фаз и может быть использовано в широком диапазоне свойств обрабатываемых систем. Формула изобретения Роторно-дисковый массообменный аппарат, включающий вертикальный корпус с закрепленными на .нем перегородками, два ротора с диспергирующими дисками, расположенными в чередующейся последовательности с перегородками, и устройства для ввода и вывода фаз, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса за счет повышения степени турбулизации потоков фаз, диски одного вала расположены между дисками другого вала, а перегородки выполнены в виде кольцевых сегментов. Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе 1. Патент Японии № t8-33874, кл. В 01 D И/О, 197 (прототип).