Аппарат для отмывки твердой фазы

 

Изобретение может найти применение в биотехнической промышленности для отмывки масла, растворителя и отделения твердой фазы биологически-активного вещества цитолар. Целью изобретения является повышение качества отмывки. Поставленная цель достигается тем, что аппарат для отмывки твердой фазы дисперсных систем, содержащий отстойные зоны, зоны интенсивного перемешивания, продуктопроводм для подвода и отвода твердой Изобретение о гнссится к устройствам, содержащим последовательно соединенные смесители и отстойники, предназначенные для отмывки и отделения мелкодисперсной (dsx 100 мкм) твердой фазы в системах жидкость - твердое, и может найти применение в биохимической промышленности для отмывки масла, растворителя и отделения твердой фазы биологически активного вещества цитолар, . Известен смеситель, содержащий емкость , установленную в ней мешалку, труфазы , трубопроводы для подачи жидких фаз, снабжен турбулизирующими перфорированными пластинами, системами возбуждения малых изгибных колебаний в двух взаимна перпендикулярных плоскостях, гибкими герметизирующими элементами, причем зоны интенсивного перемешивания и отстойные зоны имеют отдельные цилиндрические корпуса, отстойные зоны снабжены перфорированными жесткими перегородками в торцах и соединяются с корпусами зон интенсивного перемешивания через гибкие герметизирующие злементы, а внутри корпусов зон интенсивного перемешивания установлены перфорированные пластины, которые крепятся к перегородкам отстойных зон с возможностью поворота пластины, которые крепятся к перегородкам отстойных зон с возможностью поворота пластины вокруг оси, причем каждый корпус зоны интенсивного перемешивания установлен между корпусами отстойных зон и снабжен системой возбуждения колебаний в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. бопроводы подвода и отвода перемешиваемой среды. Отличие смесителя состоит в том, что на валу мешалки установлены две лопасти, создающие встречное течение потоков , турбулизирующих зону перемешивания . Недостатком смесителя является низкая эффективность процесса отмывки твердой фазы, так как а нем организована турбулизация движения всей дисперсной системы, а движущим фактором отмывки является увеличение относительного трения VJ СП VI о ю ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (slit В 01 D 11/02

ГОСУДАРСТВЕ! lblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k (21) 4791186/26 (22) 14.02.90 (46) 30,08.92. Бюл, N. 32 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.Э,Дзержинского (72) Ю,К.Тараненко, О.И.Школа, А,П,Анисимов, M.Þ.Ëèòoî÷åíêo, И,И.Непочатов, В.И.Снегур, А,С.Роска, A.Ã.Ñêóèíüø и

Г.Ю.Аболиньш (56) Патент CUJA f+ 4701266, кл. В 01

D 21/00, 1967. (54) АППАРАТ ДЛЯ ОТМЫВКИ ТВЕРДОЙ

ФАЗЫ (57) Изобретение может найти применение в биотехнической промышленности для отмывки масла, растворителя и отделения твердой фазы биологически-активного вещества цитолар. Целью изобретения является повышение качества отмывки.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для отмывки твердой фазы дисперсных систем, содержащий отстойные зоны, зоны интенсивного перемешивания, продуктопроводы для подвода и отвода твердой

Изобретение относится к устройствам, содержащим последовательно соединенные смесители и отстойники, предназначенныв для отмывки и огделения мелкодисперсной (ds< 100 мкм) твсрдой фазы в системах жидкость — твердое, и может найти применение в биохимической промышленности для отмывки масла, растворителя и отделения твердой фазы биологически активного вещества цитолар, Известен смеситель. содержащий емкость, установленную в ней мешалку, тру»5 . „„1757699А1 фазы, трубопроводы для подачи жидких фаз, снабжен турбулизирующими перфорированными пластинами, системами возбуждения малых изгибных колебаний s двух взаимно перпендикулярных плоскостях, гибкими герметизирующими элементами, причем зоны интенсивного перемешивания и отстойные зоны имеют отдельные цилиндрические корпуса, отстойные зоны снабжены перфорированными жесткими перегородками в торцах и соединяются с корпусами 30Н интенсивного перемешива- . ния через гибкие герметизирующие элементы, .а внутри корпусов зон интенсивного перемешивания установлены перфорированные пластины, которые крепятся к перегородкам отстойных зон с возможностью поворота пластины; которые крепятся к перегородкам отстойных зон с возможностью поворота пластины вокруг оси, причем каждый корпус зоны интенсивного перемешивания утановлен между корпусами отстойных зон и снабжен системой возбуждения колебан:. и в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. 1 з.п. ф-лы. 2 ил, 4 бопроводы подвода и отвода перемешиваемой среды. Отличие смесителя состоит в том, что на валу мешалки установлены две О лопасти; создающие встречное течение потоков, турбулизирующих зону перемешивания, Недостатком смесителя является низкая эффективность процесса отмывки твердой фазы, так как в нем организована турбулизация движения всей дисперсной системы, а движущим фактором отмывки является увеличение относительного трения

1757699 жидкой и твердой фаз путем увеличенйя их относительной скорости.

Наиболее близким к йредлагаемому является устройство для обезвоживания твердого материала, содержащее вертикально 5 установленный цилиндрический аппарат с зонами перемешивания и отстойной зоной, разделеннйми границей раздела фаз. В нижней части вертйкзльно установленного аппарата под углом 20 — 45 к горизонту 10 установле трубопроводГо шнекомдля эвакуации бтделфнной твердой фазы. В данном устройстве при осаждении твердой фазы за

:счет вытеснения жидкости нескблько увеличивается относительная СкороСть йереме- 15 щения жидкость — твердое, что увеличивает их относительное трение. Это увеличенйе является недостаточным для отмывки таких диСперсных сйстем как гексан — цитолар, дистиллированная вода с поверхностно-активными веществами — цитолар. Другим недостатком установки является то, что ее производительность ограничена скоростью осаждения твердой фазы в травитационном поле. Прй этом необходимо увеличивать расход жидкой фазы, чтобы обесйечить ее сменяемость в зоне осаждения.

Существенным недостатком йрототипа является то, что зона ййтенсивйого перемешивания не обеспечивает интенсификацию процесса отмывки. Это обьясняется тем, что мешалка просто турбулизйрует поток, а для интенсификации массообмена обтекание . твердой фазы жидкостью должно пройсходит с заданной оптимальной частотой и под заданным углом.

Целью "изобретения является йовышение качества отмывки за счет колебаний дисперсной сйстемы в двух плоскостях.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для отмывки твердой фазы дисперснйх систем, содержащий отстоййые зоны; зоны интенсивного перемешивания, продуктопроводы для подвода и отвода" твердой фазы, трубопроводы для подачи жидких фаэ, снабжен турбулизируощим перфорированными пластинами. системами возбуждения малых изгибных колебаний в двух взаимно перпендикулярн ых -плоскостях, гибкими герметйзйрующими элементами, причем зоны интенсивного перемешивания и отстойные зоны имеют отдельные цилин-дрические корпуса, отстойные зоны снабжены перфорйрованными "жесткими .перегородками в торцах и соединяются с корпусами зон интенсивного перемещения через гйбкие герметизирующие элементы, а внутри корпусов зон интенсивного перемешивания установлены перфорированные пластины, которые крепятся к перегород20

55 кам отстойный зон с возможностью поворота пластин вокруг оси, причем каждый корпус зоны интенсивного перемешивания установлен между корпусами отстойных зон и снабжен системой возбуждения колебаний в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Другое отличие аппарата состоит в том, что система возбуждения колебанйй в двух взаимно перпендикулярных плоскостях выполнена в виде четырех электромагнитов, двух усилителей. фазовращателя и генератора, причем электромагниты установлены попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и включенй попарно встречно к выходам усилителей, причем выход генератора подключен к. входу одного усилителя непосредственно, а к входу другого через фазовращатель, Снабжение аййарата системами возбуждения малых изгибных колебаний цилиндрических корпуСов зон интенсивного перемешивания и соединение корйусов этих зон С корпусами отстойных зон при помощи гибких терметизирующих элементов и раСположение внутри корпусов зон интенсивного перемешивания перфорированных пластин, которые обоими концами крепятся с перфорированным перегородкам отстойных зон с возможностью поворота вокруг продольной оси позволяет обеспечить заданную траекторию движения жидкости относительно перфорированных пластин. 3io в свою очередь обеспечивает. оптимальные условия массопередачи процессов отмывки и экстракции в дисперсных системах.

Другое отличие аппарата состоит в технической реализации системы возбуждения колебаний корпусов зон интенсивного пе- ремешивания, Исйользование четырех электромагнитов по два в диаметральнопротивоположных точках корпусов зон интенсивного перемешивания, двух усилителей фазовращателя и генератора позволяет получить следующие траектории движения корпуса:::

x = A> COS (Cu t-p>} (1) у = Аг COS (cot- } (2)

Для исключения са преобразуем (1), (2) к виду

co t-p> = агссоз — . (3) х

А(cat-pz =arccos — (4)

У

Аг

Вычитая иэ(3) соотношение(4), получим . ٠— p> = агссоз — — агссоз - (5) У

А1 2

1757699

Беря функцию cos от (5) и используя конус4для регулирования расходадисперформулу cos разности углов, получим снай фазы, трубопровод 5 для подачи одной ,,2 Я „ из дисперсных (жидких) фаз, например feK + 2 А, A cos (pz PI) — . сана,трубопровод бдля отбора первой жид5 кой фазы, конус 4 дпя регулирования

-з п (щ — р1) (6) расхода дисперсной фазы, трубопровод 5

Из (6) следует, что если для подачи одной из дисперсных (жидких) + 2 ь (1+4 ) p) фаз, например гексана, трубопровод 6 для

2 2 . отбора первой жидкой фазы, трубопровод 7 то имеем эллипс 10 для подвода и трубопровод 8 для отвода

Г+Ы=1 второй жидкой фазы, например воды с поA) А верхностко-активными добавками. Для вазА А Е „(9) буждения колебаний Kîðnóñîe зок х интенсивного перемешйвакия во взаймно (- — Я = О, (10) 15 перпендикулярных йлоскостях используют то ямую лийия с угловым коэффи- электромагниты 9,10 и электромагййты 11, 12 соответственно для возбуждения колебациентом 19 Ю= 2

В приведенных соотношениях исполь- вк ч „, ний в плоскостях. лект омагниты 11, 12 зованы следующие Обоз, че сия: "ëþ"е"" последовательно вс Речйо к вы х, у Оси проходящие через две взаим 20 ходуу илителя13. Электрома ниты 9.10 пана перпендикулярные плоскости,вкотбрых . С ЕДО а ЕЛ Но ПОДКИОЧЕНЫ К ВЫХОДУ колеблется корпус зон интенсивного переусилителя 14, к входу усилителя 13 подклюAI,Aj — амплитуды колебаний вдольукалебакий

25 генератора 16 подключен на вход фазовращателя 15 и усилителя мощности 14. ля выгрузки отмытого продукта, например цигде f — циклйческая частота колебаний; толара, используется"механизм 17, содерл нии, жащий ш -leK с электропривадом. В корпусах

k — целое число, принимающее зйаче-

30 отстойных зон в торцах установлены жестt — время; кие перфорированные перегародкИ 18, К

:- начальные фазы колебаний, этим перегородкам крепятся устаковлен-

PI . A . ф .: ...,. ..:.ные вдоль оси зак интенсйвного перемешииз которых одна, найРимеР Р2, йзменЯетсЯ .. вания йластины 19. Пласти ус ластины установлены при помоЩи фазовращателя... 35 с вазможностью поворота на осях-20, котоИз пРиведекных соотношений (8) и (10) .Рые закреплены в перегородках 18, Доны слеДУе, что корпУс зоны интенсивного ne- . интенсивного перемешивания замкнуть1

РемешиваниЯможетДвигатьсяотноситель- жрстким цил«дрическим корпусом, кото ко перфорированных пластин по эллипсу, рый крепится котстойным зонам через гибокРУжности, прЯмой линии, Различкйм об-; 40 кие герметизирующие элементы, например

РазомоРиентиРованкь1хатносительно йло-:... сильфаны. Дто позволяет, снабдив корпус скастей колебаний, магнитными накладками 21, возбуждать его колебания отнасителько перфорированных

ПРеДложенное те нйческае Решекй пластин по взаимно перпендикулярных плоотличается от решений аналога (1) и прототипа (2) тем, что позволяет повысить качест- 45 во о мывки за счет соабщениЯ дисперснаи рабата устройства осуществляется слесистеме колебательных пеРемеЩений во дующим образа взаимно пеРпенДикУлЯрных плоскостях. - +SKI. е фазы подаются через трубопроКа фиг.1схематически изобРажен аппа- воды 5 и 7 и отводятся по трубопровОдам 6

Рат ДлЯ Отмывки тверДай фазы Дисперсных 50 и 8; унося отмываемые компоненты дисперсистем; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.: снйх систем, Q образовавшемся вдоль зон

АппаРат соДеРжит Отстойные зоны "° 1, 2, 1, 2, 1 гидростатическом столбе движутBbln0flHeHlIble в виДе ЦилинДРав с жестко ся твердые частицы отмываемого продукта, Установленнымv вдаль осей перегаРОДка- например циталара. Из желоба 3 через коми, эоны 2 интенсивною пеРемешиваниЯ, 55 нус 4 твердые частицы попадают в отстойпредставлЯющие собой цилиндРы, УкРеп- ную зону 1 р зоне 1 частицы ленные к отстойным зонам при помощи гиб- взаимодействуют с растворителем, уже пракихзлементов,напРимеРсильфоков,желоб шедшим через зону 2 и содержащим не3 ДлЯ поДачи ДиспеРскай (твеРДОй) фазы, большое количество отмываемаго

1757699 компонента. Корпус зон 2 интенсивного перемешивания при помощи электромагнитов

9-12 приводится в режим двухплоскостных колебаний. Частота колебаний определяется генератором 16, форма колебаний — фа- 5 зовращателем 15, амплитуда колебаний определяется коэффициентами усиления усилителей 13, 14. Дисперсная система, содержащая твердые частицы, омывает под определенным углом перфорированные пе- 10 регородки 18, угол установки которых на оси

20 может меняться, Жидкость и твердые частицы движутся через перфорацию с разной скоростью, что интенсифицирует процесс отмывки. Увеличить разность скоростей ча- 15 стиц и жидкости можно выбором формы, амплитуды и частоты колебаний корпуса зоны 2. Н зоне 2 интенсивного перемешивания частицы омываются чистым растворителем. Прошедший через весь 20 столб 1, 2, 1, 2, 1 продукт выводится механизмом 17.. Он отмыт от примесей и имеет заданную дисперсность.

Отличие предлагаемого аппарата от прототйпа состоит в том, что за счет выбора 25 формы, ампЛитуды и частоты двухплоскостных колебаний корпуса йри наличии перфорированных перегородок можно увеличить относительную скорость жидкости и интенсифицировать процесс отмывки. Изобрете- 30 нйе позволяет отказаться 0T традиционных мешалок с нерегулируемой системой турбулизации потока, Формула изобретения

1. Аппарат для отмывки твердой фазы, содержащий корпус с трубопроводами для подвода и отвода твердой фазы и для подачи жидкой фазы, и перемешивающий элемент, установленный в корпусе, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества отмывки, корпус выполнен из отдельных обечаек, соединенных между собой гибкими герметизирующими элементами, аппарат снабжен системами возбуждения колебаний в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, перфорированными жест-. кими перегородками, расположенными в торцах обечаек, перемешивающий элемент выполнен в виде перфорированных пластин, закрепленных в перфорированных перегородках с возможностью поворота вокруг оси.

2.Аппаратпо п.1, от:л и чаю щ ий ся тем, что система возбуждения колебаний в двух взаимно перпендикулярных плоскостях выполнена в виде четырех электромагнитов, двух усилителей, фазовращателя и генератора, причем электромагниты установлены попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и включены попарно встречно к выходам усилителей, а выход генератора подключен к входу одного усилителя непосредственно, а к входу другого через фазовращатель.

1757699

A-4

Составитель. А. Сондор

Редактор 3. Ходакова Техред М,Моргентал . Корректор С . Пекарь

Заказ 2953 Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CgCP

113035, Москва, Ж-38, Раушская наб„4/5 е

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