Массообменный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратам для контактирования в трехфазных системах твердое тело-жидкость-газ и может быть использовано для проведения химических процессов, например для регенерации и промывки ионита и т.д. Цель изобретения - сокращение расхода газа путем создания равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фазы и расширения рабочего диапазона аппарата по фракционному составу. Аппарат состоит из нескольких секций, каждая из которых включает барботажную и циркуляционную емкости, соединенных скобообразным трубопроводом со штуцером для подачи газа, и эрлифт. Барботажная емкость содержит дренаж, через который сливается избыток жидкости в соседнюю секцию. Циркуляционная емкость имеет под лотком прямоугольную форму, переходящую в коническую. По центру циркуляционной емкости установлен штуцер для ввода твердой фазы с муфтой, имеющие на концах профилированную поверхность. Одновременно с перемешиванием суспензии путем барботажа формируется циркулирующий поток, который смешивается с поступающей твердой фазой в условиях равномерного распределения скоростей благодаря наличию подвижной муфты. Часть циркулирующей суспензии смывается потоком жидкости из распылителя и выводится в соседнюю секцию. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ.БЛИН

А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4308843/23-26 (22) 20.08.87 (46) 07. 12.89. Бюл. ¹ 45 (75) В.И.Полтавцев (53) 66.015.23.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1310018, кл. В 01 J 47/00, 1987. (54) МАССООБМЕННЫИ АППАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратам для контактирования в трехфазных системах твердое тело †жидкостьгаз и может быть использовано для проведения химических процессов, например для регенерации и промывки ионита и т.д. 1(ель изобретения— сокращение расхода газа путем создания равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фа= зы и расширения рабочего диапазона аппарата по фракционному составу.

Аппарат состоит иэ нескольких секций, каждая из которых включает барИзобретение относится к аппаратам для контактирования в трехфаэных системах твердое тело-жидкостьгаз и может быть использовано при проведении различных химических процессов, например для регенерации сорбентов, промывки ионита и т.д.

Цель изобретения — сокращение расхода газа путем создания равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фазы и расширения рабочего диапазона аппарата по фракционному составу.

На фиг. 1 схематически изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — одна из секций аппарата. (51) 4 В 01 J 47/009 В 01 D 15/00

2 ботажную и циркуляционную емкости, соединенных скобообразным трубопроводом со штуцером для подачи газа, и эрлифт. Барботажная емкость содержит дренаж, через который сливается избыток жидкости в соседнюю секцию.

Циркуляционная емкость имеет под лотком прямоугольную форму, переходящую в коническую. По центру циркуляционной емкости установлен штуцер для ввода твердой фазы с муфтой, имеющие на концах профилированную поверхность. Одновременно с перемешиванием суспенэии путем барботажа формируется циркулирующий поток, который смешивается с поступающей твердой фазой в условиях равномерного распределения скоростей благодаря наличию подвижной муфты. Часть циркулирующей суспенэии смывается потоком жидкости из распылителя и выводится в соседнюю секцию. 2 ил.Массообменный аппарат содержит несколько секций, каждая иэ которых включает барботажную 1 и циркуляционную 2 емкости, соединенных скобообраэным трубопроводом 3 со штуцером 4 для подачи газа (пара), и эрлифт 5.

Барботажная емкость 1 содержит съемный дренаж 6, а в циркуляционной емкости 2 установлен лоток 7 со штуцером 8 для ввода твердой фазы в виде суспенэии, на котором имеется подвижная муфта 9.

Штуцер 8 и муфта 9 имеют на концах профилированную поверхность.

1526816

Циркуляционная емкость 2 имеет под лотком 7 прямоугольную форму, переходящую в коническую.

Барботажная емкость 1 оснащена штуцером 10 вывода жидкости из-под съемного дренажа 6. Штуцер 10 с помощью гибкого трубопровода 11 соединен с тройником 12, в который подается гаэ (пар), выталкивающий жид- 1р кость в распылитель 13, установленный в циркуляционной емкости 2 над лотком 7.

Движение фаз показано линиями: твердая (Т) — непрерывной, жидкая 15 (Ж) — пунктирной, газовая (Г) — волнистой.

Аппарат работает следующим образом.

0сН0ВНоН JI0T0K жидкости IIQ+BNT B 20 крайнюю правую секцию, а тверцую фазу — в левую, осуществляя противоток фаз в аппарате.

В емкость 2 каждой секции твердая фаза в виде суспензий подается че- 25

pcs штуцер 8 лотка 7.

Газ, поданный через штуцер 4, захватывает суспензию и эрлифтом 5 транспортирует ее в рабочее пространство барботажной емкости 1, в ко- 30 торой суспензия перемешивается в условиях барботажного режима. Уровень жидкости в барботажной емкости 1, из- быток которой уходит через дренаж 6 и штуцер 10 по гибкому трубопрово35 ду 11 в соседнюю секцию, определяется положением тройника 12. Одновременно с перемешнванием суспензии формируется циркулирующий поток суспензии через емкости 1 и 2, который, 40 проходя под лоток 7, имеет различное распределение скоростей по сечению, но, проходя в пространство между корпусом емкости 2 и подвижной муфтой

9, профиль скоростей становится по- 45 стоянным, что позволяет достичь равномерного распределения потока суспензии, вытекающего иэ штуцера 8 в циркулирующем потоке, чем повышается массообмен и сокращается расход газа.

Выполнение конца штуцера 8 и муфты 9 профилированными, например с выстуе пами, позволяет распределять суспензию с лотка 7 в циркулирующем потоке так, чтобы размеры полученных включений суспензии при барботаже и смешении были равны. Тогда среднее время существования этих включений будет по возможности большим, что способствует сохранению движущей силы массообмена, которая в каждой секции имеет максимум в момент слияния твердой и жидкой фаз в лотке.

Путем передвижения муфты 9 по высоте достигают одинаковой скорости циркуляционного потока и потока, выходящего из штуцера 8, что позволяет обрабатывать твердые фазы с различной плотностью.

Наличие циркуляционного контура и барботажа позволяет при минимальных расходах газа получить эффективный массообмен за счет равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фазы.

Часть циркулирующей суспенэии смывается потоком жидкости иэ распылителя 13 в лоток следующей секции и таким образом выводится из секции.

Иэ штуцера 10 дренажа 6 жидкость через гибкий трубопровод 11 попадает к распыпителю 13 средней секции, где смешивается в лотке этой секции. с твердой фазой.

В средней секции описанный процесс повторяется.

Формула изобретения

Иассообменный аппарат для системы твердое тело-жидкость-газ, содержащий секционированный корпус, каждая секция которого включает барботажную емкость с дренажом, эрлифтом, газопроводы и систему трубопроводов для подачи и вывода твердой и жидкой фаэ, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода газа путем создания равномерного профиля скоростей суспензии в зоне ввода твердой фазы и расширения рабочего диапазона аппарата по фракционному составу, каждая секция снабжена цилиндроконической емкостью, в центре которой установлен штуцер ввода суспензии с расположенной на нем подвижной муфтой, соединенной скобообразным трубопроводом с барботажной емкостью.

1526816

Составитель И.Рогачева

Редактор Е.Папп Техред Л.Сердюкова Корректор .О.Кравцова

Заказ 7439/12 Тирах 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101