Вибрационный массообменый аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01D11/04 

(54) ВИБРАЦИОННЫЙ МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

1

Изобретение относится к аппаратам для массообменных процессов в жидких средах и может быть применено для процессов экстракции, абсорбции, промывки.

Известен вибрационный массообменный аппарат, включаюш,ий корпус с тарелками, закрепленными на вертикальном штоке и совершающими продольно-поперечные колебания 1.

Недостатком данного аппарата является Небольшое поперечное перемещение тарелок, поэтому не создается достаточно интенсивное поперечное перемещение фаз, следствием чего является недостаточная интенсивность процесса массообмена.

Кроме того, производительность аппарата, снабженного сплошными тарелками определяется только величиной зазора между стенками аппарата и тарелками и площадью сечения отверстий в тарелкаг, что ограничивает возможность увеличения производительности аппарата, так как большой зазор между стенками аппарата и тарелками снижает эффективность процесса массообмена.

Цель изобретения - увеличение производительности аппарата и интенси фикция

процесса массообмена за счет создания зон разрежения и сжатия.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат, включающий корпус, центральный шток, сплошные диски и расположенные между ними попарно тарелки, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения, снабжен боковыми штоками, а тарелки выполнены кольцевыми, при этом диски и тарелки поочередно жестко связаны с центральным или боковыми штоками.

Выполнение тарелок из кольцевых и центральных частей, а также крепление их указанным способом позволяет создать зоны разрежения и сжатия как по высоте аппарата между центральными дисками и кольцевыми тарелками, так и в поперечном направлении, приче.м в последнем случае зоны разрежения и сжатия сообщаются непосредственно друг с другом, а в первом случае - через кольцевой зазор .между стенкой аппарата и тарелками.

Зоны разрежения и сжатия способствуют энергичному перетоку фаз в поперечном направлении из периферийной зоны в центральную и наоборот. Такой же переток фаз имеет место и в осевом направлении через кольцевой зазор, причем движение фаз имеет встречйый характер.

Благодаря такому движению до стигается интенсивное поперечное перемешивание фаз, уменьшающее поперечную неравномерность потоков и концентраций, -а также создаются условия для более активного дробления фаз, ведущего к увеличению поверхности массообмена и интенсификации процесса.

При сдвинутом на полпериода движении кольцевых и центральных тарелок можно практически при той же площади тарелок, что и в известном аппарате, увеличить производительность аппарата за счет увеличеиия зазора между кольцевыми и центральными частями тарелок (величина которого определяется амплитудой колебаний), что способствует прохождению твердой фазы сверху вниз аппарата через кольцевые зазоры с тарелки на тарелку. Таким образом, в устройстве обеспечивается более высокая производительность и интенсивный процесс массообмена.

На фиг. I изображен аппарат, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; йа фиг. 3 - схема циркуляции фаз в объеме аппарата.

Дппарат состоит из корпуса J, подводящих патрубков 2 и 3 твердой и жидкой фазы, отводящих патрубков 4 и 5 жидкой и твердой фазы, привода 6, центральных дисков и кольцевых тарелок 7 и 8 центрального щтока 9, боковых штоков 10, кронштейнов 11 и втулок J2.

Аппарат работает следующим образом.

Сверху в корпус 1 по патрубку 2 подается твердая фаза, а снизу по патрубку 3 - жидкая фаза, которая, поднимаясь по аппарату, распределяется между тарелками. Отвод жидкой фазы осуществляется по. патрубку 4, а твердой -- по патрубку 5. От привода 6 центральный шток 9 и боковые штоки 10 совершают возвратно-поступательные движения, сдвинутые по фазе на полпериода.

Кольцевые тарелки 8 поочередно Жестко связаны с боковыми штоками 10 и с центральным штоком 9 посредством кронштейнов I таким образом, что любая пара смежных кольцевых тарелок колеблется в противофазе (навстречу друг другу или друг от друга), центральные диски поочередно жестко закреплены на штоке 9 и установлены на

втулках 12, жестко связанные с боковыми штоками 10, что дает им возможность перемещаться вдоль центрального штока вместе с боковыми штоками.

Такое крепление сплои Ных дисков дает возможность любой, паре смежных тарелок колебаться, в противофазе, причем в противофазе колеблется смежная пара кольцевых и центральных частей, тарелок, расположенных на одном уровне по высоте аппарата.

Таким образом, благодаря предлагаемой конструкции аппарата, удается создать зоны разрежения и сжатия как по высоте между центральными и кольцевыми частями тарелок, как и в поперечном направлении, причем в последнем случае зоны разрежения и сжатия сообщаются друг с другом. Это способствует энергичному перетоку фаз в поперечном и осевом направлении, что значительно интенсифицирует процесс массообмена. При сдвинутом на полпериода движении кольцевых и центральных тарелок можно при той же площади тарелок, что и в извectнoм аппарате увеличить производительность аппарата за счет увеличения зазора между кольцевыми и центральнь{ми частями тарелок, что способствует прохождению твердой фазы сверху вниз аппарата через кольцевые зазоры с тарелки на тарелку. Применение данного устройства позволит значительно интенсифицировать массообменные процессы, увеличить производительность.

Формула изобретения

Вибрационный массообменный аппарат, включающий корпус, центральный шток, сплошные диски и расположенные между йими попарно тарелки, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности аппарата и интенсификации процесса массообмена за счет создания зон разрежения и сжатия, аппарат снабжен боковыми штоками, а тарелки выполнены кольцевыми, при этом диски и тарелки поочередно жестко связаны с центральными или боковыми штоками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Городецкий И. Я. и др. Вибрационные массообменные аппараты. М., «Химия, 1980, с. 49, рис. П-7.

ЛА

фиг.1

./