Аппарат для отделения и гашения пены

 

АППАРАТ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ И ГАШЕНИЯ ПЕНЫ, содержащий корпус, патрубки подвода газожидкостной систейы, коаксиально размещенную сливную трубу с конической насадкой, расположенную в нижней части аппарата, камеру сбора жидкости с патрубком вьшода продуктов, коаксиально смонтированную камеру вывода пены, закрепленную в крышке и соединенную с камерой разрушения пены, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности процессов пеноотделения и пеногашения с одновременной флотацией мелких фракций, корпус аппарата выполнен из двух размещенных одна над другой ступеней, нижняя из которых снабжена тангенциальным патрубком ввода чистой жидкости и выполнена с перфорированной стенкой для подачи инертного газа, верхняя ступень и камера вывода пены выполнены ци§ линдроконическими, коническая часть верхней ступени размещена внутри нижней ступени, а цилиндрическая часть камеры вывода пены выполнена из эластичного материала, при этом камера вывода пены снабжена перфорированной конической насадкой, размещенной в камере разрушения, и устройством подачи инертного газа, установАенным в конической насадке. :о :д со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(б1) В 01 D 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3562219/23-26 (22) 05.03.83 (46) 07.06 ° 84. Бюл. Ó 21 (72) В.А. Раков, А.И. Зайцев, А.А. Кораблев, В.М. Готовцев, М.К. Булычев, А.А. Суетинов, К.Г. Садыков и В.Т. Евмененко (71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофугицидам им. проф. Я.В. Самойлова и Ярославский политехнический институт (53) 66.066.8(088.8) (5e) 1. Авторское свидетельство СССР

В 912206, кл. В 01 D 19/02, 1980.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 1011233, кл. В 01 J 19/00, 1982 (публик.). (54)(57) АППАРАТ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ И ГАШЕНИЯ ПЕНЫ, содержащий корпус, патрубки подвода газожидкостной систейы, коаксиально размещенную сливную трубу с конической насадкой, расположенную в нижней части аппарата, камеру сбора жидкости с патрубком вывода продуктов, коаксиально смонтированную камеру вывода пены, закрепленную в крышке и соединенную с камерой разрушения пены, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности процессов пеноотделения и пеногашения с одновременной флотацией мелких фракций, корпус аппарата выполнен чз двух размещенных одна над другой ступеней, нижняя из которых снабжена тангенциальным патрубком ввода чистой жидкости и выполнена с перфорированной стенкой для подачи инертного газа, верхняя ступень и камера вывода пены выполнены цилиндроконическими, коническая часть верхней ступени размещена внутри нижней ступени, а цилиндрическая часть камеры вывода пены выполнена иэ эластичного материала, при этом камера вывода пены снабжена перфорированной конической насадкой, размещенной в камере разрушения, и устройством подачи инертного газа, установленным в конической насадке.

1О95937

4

Изобретение относится к устройствам для отделения и гашения пены, использующимся при проведении химических реакций с твердой дисперсной фазой, сопровождающихся обильным пенообразованием, когда требуется провести отделение мелких твердых фракции °

Предлагаемое устройство может быть использовано в химической промышлен- 1п ности, в частности в производстве экстракционной фосфорной кислоты при первичной обработке фосфатного сырья кислотами перед вводом пульпы в экстрактор. Устройство может быть исполь-15 зовано для отделения и гашения пены в реакциях, время протекания которых в пределах нескольких минут, когда процесс идет с образованием пены и ,требуется отделение мелких твердых рб фракций.

Известно устройство для разрушения пены, состоящее из кольцевой камеры с соплами и патрубком подвода сжатого газа, размещенной коаксиаль- 25 но трубе Сопла установлены равномерно по окружности рядами, тангенциально кольцевой камере в плоскостях, перпендикулярных оси камеры. Сопла установлены под острым углом к оси каJ меры в сторону движения в ней газа и выполнены в виде целей. Соседние ряды сопел установлены с противоположным направлением истечения газа и под углом друг другу с пересечением

35 их осей на внутренней поверхности цилиндрической камеры 31).

Устройство позволяет разрушать пену за счет увеличения суммарной поверхности высоконапорных струй, где происходит непосредственное пеноразрушение, и многократных ударных воздействий на пузыри пены на внутренней поверхности камеры. Требуемая степень пенораэрушения и производительность по засасываемой пене обеспечивается количественным изменением, а также применением различных по давлению потоков сжатого газа, идущих на транспортирование газовой фазы и на разбивание пузырей пены. В том случае, когда необходимо разрушать пену, содержащую твердые частицы, возможно забивание камеры вви ду наличия узких проходных щелей. Недостатком является и тот факт, что данное устройство низкопроиэводительно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является аппарат для отделения и гашения пены, содержащий корпус, патрубки подвода гаэожидкосткой системы, коаксиально размещенную спивную трубу с конической насадкой, расположенную в нижней части аппарата, камеру сбора жидкости с патрубком вывода продуктов, коаксиально смонтированную камеру вывода пены, закрепленную в крышке и соединенную с камерой разрушения пены Е23.

В данном аппарате пеногашение ниэкоэффективно, осуществляется каплями жидкости, распыливаемой форсунками.

Требуется большое количество форсунок, дающих очень тонкую дисперсность жидкостей. Кроме того, каплями жидкости можно гасить не все виды пен. Особенно сложно давить пены, содержащие твердые частицы, ибо в этом случае возможно оседание капель в верхних слоях пены.

Кроме того, в некоторых случаях ввиду малой скорости движения газожидкостной смеси на входе в центральный канал возникают трудности с отделением пены. Пена может полностью не выделиться и попасть далее в реакционный аппарат. Когда реакция происходит с выделением продуктов, склонных к адгезии, возможно отложение последних на внутренних стенках камеры сбора жидкостей. Так в производстве экстракционной фосфорной кислоты возможно зарастание внутренней поверхности продуктами реакции. Это эарастание происходит в зоне границы раздела жидкость-газ.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и повышение эффективности проведения реакций, протекающих с интенсивным пенообраэованием.

Указанная цель достигается тем, что в аппарате для отделения и гашения пены, содержащем корпус, патрубки йодвода, сливную трубу с конической насадкой, камеру сбора жидкости, камеру вывода пены, соединенную с камерой разрушения пены, корпус аппарата выполнен из двух размещенных одна над другой ступеней, нижняя из которых снабжена тангенциальные патрубком ввода чистой жидкости и выполнена с перфорированной стенкой для подачи, инертного газа, верхняя

3 1095937 4 ступень и камера вывода пены выполнены цилиндроконическими, коническая часть верхней ступени размещена внутри нижней ступени, а цилиндрическая часть камеры вывода пены выполнена

5 из эластичного материала, при этом камера вывода пены снабжена перфори- насосу. рованной конической насадкой, размещенной в камере разрушения пены и устройством подачи инертного газа, установленным в конической насадке.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый аппарат для отделения и гашения пены на фиг. 2 — сечение ф °

А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг. 1.

Аппарат состоит из корпуса 1, содержащего верхнюю ступень 2 и нижнюю ступень 3, камеры 4 сбора жидкости, 20 камеры 5 вывода пены, крышки 6. Верхняя ступень 2 корпуса 1 снабжена тангенциальным патрубком 7 подвода газожидкостной системы, а нижняя ступень жидкостной системы, а нижняя ступень 3—

25 тангенциальным патрубком 8 ввода чистой жидкости, а также устройством 9 подачи инертного газа через перфорированную стенку 10. Камера 4 сбора жидкости имеет патрубок 11 для вывода продуктов. Камера 5 вывода пены имеет цилиндрическую часть 12 с перфорированной конической насадкой 13.

Камера 5 соединена с камерой 14 разрушения пены, имеющей патрубок 15 вывода продукта и патрубок 16. Вверху камеры 5 находится патрубок 17 подачи инертного газа с набором сегнеровых колес 18.

Аппарат работает следующим образом.

Трехфазная система, состоящая иэ 40 жидкости, твердой фазы и пены, подается по еангенциальному патрубку 7 в верхнюю ступень 2 и движется по стенке верхней ступени вниз, теряя за счет сопротивления окружную скорость, поступает в нижню.о ступен 3.

Здесь для увеличения окружной скорости жидкости с образованием подложки по тангенциальному патрубку 8 подается дополнительная пена вместе с мелкими твердыми частицами поднимается вверх по центральной части аппарата в камеру 5. Флотация осуществляется как в верхней, так и в нижней ступенях. Для увеличения 55 пенообразования средняя часть нижней ступени 3 снабжена устройством подачи инертного газа. Это необходимо лишь в том случае, когда содержание пены в исходной смеси мало, а необходимо отделить достаточно много мелкой фракции твердой фазы. Гашение пены производится в камере 5, подключенной через патрубок 16 к вакуумСоздаваемое в аппарате разрежение способствует интенсивности подъему пены вверх. Гашение пены осуществляется на перфорированной конической насадке инертным газом, подаваемым по патрубку 17 через набор сегнеровых колес 18. Образовавшаяся в результате гашения жидкость вместе с твердыми частицами проходит через перфорированную коническую насадку 13 и удаляется через патрубок 15. Основная часть продукта — суспензия, состоящая из жидкой фазы и крупных твердых частиц, через коническую насадку нижней ступени 3 попадает в камеру сбора жидкости 4. Диаметр патрубка 11 рассчитан так, чтобы жидкость иэ камеры 4 могла выходить из патрубка 1! и одновременно при изменении расхода переливаться через край камеры. Для тех продуктов, которые способны на границе газ-жидкость образовывать наросты на стенках аппарата, необходимо, чтобы камера 4 сбора жидкости была полностью заполнена жидкостью. В частности, это очень важно в производстве экстракционной фосфорной кислоты.

При подаче чистой жидкости с большой скоростью через тангенциальный патрубок нижней ступени резко ускоряется газожидкостная система, движущаяся по внутренней поверхности верхней ступени в нижнюю. Это способствует интенсивному отделению пены, выводу ее во внутренний объем аппарата. Пузырьки пены, движущиеся из прилегающих к стенке жидкостных слоев к свободной поверхности, захватывают мелкие фракции твердой фазы, которые оседают на пузырьках. Крупные фракции твердой фазы за счет больших центробежных сил, действующих на них, не захватываются пузырьками пены, а остаются в жидкости и вместе с нею перемещаются в камеру сбора жидкости.

За счет выполнения цилиндрической части камеры вывода пены иэ эластичного материала не происходит брыэгообраэования при входе газожидкостной системы в верхнюю ступень. Движение потока носит ламинарный характер, так как волны гасятся постоянным

937

Х приемкой емкого си и

Заказ 3671/

Подписиое

ВНИИПИ . Тираж 682 4В

5 1095 прижатием цилиндрической части камеры к слою жидкости.

Наличие перфорированной конической насадки обеспечивает надежное гашение на ней флотационной пены 5 .газовым потоком и вывод обращовавшегося продукта, представляющего собой мелкие твердые частицы с небольшим количеством жидкости.

t 10

Устройство подачи инертного газа компактно размещается во внутреннем объеме перфорированной конической насадки. Это способствует хорошему распределению газового потока ва внут-,5

°ренней поверхности насадки. В зоне верхней ступени происходит отделение примерно половины содержащейся пены и треть подлежащих флотации мелких твердых фракций. Остальная часть пе- 20

Филиал ППП "Пвтевт", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ны и твердых мелких частиц выводится из системы в нижней ступени.

3а счет того, что аппарат для от- . деления и гашения пены подключен к источнику разрежения, осуществляется интенсивное движение флотационной пены в зону гашения ее. Цилиндрическая обечайка вывода продукта подсоединена к приемной емкости барометрической трубы. Тем самым поддерживается постоянный уровень продукта в системе, что исключает зарастание поверхностей продуктами реакции.

Предлагаемый аппарат для отделения и гашения пены является надежным аппаратом непрерывного действия.

В нем осуществляются одновременно процессы отделения пены, выделения из системы мелких частиц, гашения флотируемой пенью.