Аппарат для непрерывного осаждения твердых соединений

 

Использование: для осаждения твердых соединений и может быть использовано в химической промышленности. Сущность изобретения: осаждение проводят в цилиндрическом аппарате с коническим дном. Для обеспечения непрерывности процесса и повышения его производительности внутри корпуса дополнительно установлены цилиндрический смеситель, а перемешивающее устройство выполнено в виде эрлифта, в верхней части подъемной трубы которого тангенциально и под углом 20 - 30^o к горизонтали, размещен штуцер, соединенный со смесителем в его средней части. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к получению твердых соединений, например гидроксида магния, и может быть использовано в химической промышленности.

Наиболее близким по сущности к изобретению является пульсационный аппарат периодического действия для осаждения твердых соединений.

Реактор представляет собой коаксиальный аппарат с коническим дном.

Исходный раствор элемента подают в реактор и начинают пульсационное перемешивание раствора. В емкости, содержащей осадитель, создают избыточное давление и подают осадитель в реактор.

После сливания раствора образующуюся суспензию элемента перемешивают в реакторе в течение 30 минут. Затем давление в аппарате увеличивают и начинают выдачу суспензии на фильтр.

Недостатками известной установки являются сложность, периодическое действие оборудования, вследствие этого низкая производительность.

Техническим эффектом настоящего изобретения является создание высокопроизводительного, непрерывно действующего аппарата для осаждения твердых соединений.

Указанный эффект достигается тем, что осаждение проводят в цилиндрическом аппарате с коническим дном, а в качестве устройства для перемешивания исходных компонентов, поддержания постоянного уровня суспензии в аппарате и непрерывной выдачи ее на фильтр используют эрлифт, подъемная труба которого в верхней части с помощью штуцера соединена со средней частью цилиндрического смесителя, причем расположение штуцера тангенциальное, а угол расположения штуцера к горизонтали 20 30^o.

На чертеже показан описываемый аппарат, продольный разрез.

В цилиндрическом корпусе аппарата с коническим дном 1 смонтирована эрлифтная труба 2, а также цилиндрический смеситель 3, в который поступает раствор элемента 4 и осадителя 5.

Смеситель в средней части связан штуцером 6 с подъемной трубой эрлифта 2. Штуцер размещен под углом 20 30^o к горизонтали.

Работу аппарата при осаждении твердых соединений можно представить следующим образом.

В аппарат 1 заливают 0,5 моль/л азотная кислота до уровня или ниже уровня врезки штуцера 6, и в нижнюю часть подъемной трубы 2 эрлифта подается сжатый воздух с таким расходом, который обеспечивает интенсивное перемешивание реагентов в смесителе, циркуляцию суспензии в аппарате и ее непрерывное поступление на фильтрацию. Расход воздуха выбирается таким образом, чтобы поток суспензии, поступающий в подъемную трубу, был больше потока исходных компонентов.

Сжатый воздух поступает в штуцер 6. Тангенциальное расположение штуцера и его размещение под углом 20 30^o к горизонтали не являются препятствием для поступления в него воздуха.

Если уровень раствора в аппарате меньше или равен уровню врезки штуцера 6, то в последний поступает больше воздуха, чем в подъемную трубу 2.

Поступление воздуха в нижнюю часть подъемной трубы эрлифта приводит к циркуляции содержимого аппарата за счет образования более легкой смеси воздуха с раствором. Жидкость из смесителя опускается на дно аппарата, затем поднимается по подъемной трубе, поступает в штуцер 6, опускается на дно аппарата и т. д.

Исходные компоненты азотнокислого магния и аммиака поступают в смеситель и перемешиваются воздухом, который поступает в смеситель из штуцера (в дальнейшем и суспензией, циркулирующей внутри аппарата). При этом образуется гидроксид магния.

Если уровень суспензии гидроксида магния в аппарате ниже или равен уровню врезки штуцера, то суспензия циркулирует в аппарате и не поступает на фильтрацию. Если уровень суспензии в аппарате на 5 мл превысит уровень врезки штуцера, то поток воздуха в боковой штуцер уменьшится вследствие увеличения гидростатического давления (роста столба жидкости), но останется достаточным для перемешивания реагентов и циркуляции суспензии.

Увеличивается поток воздуха в подъемную трубу и суспензия поступает на фильтрацию, при этом уровень жидкости в аппарате падает. Непрерывное поступление реагентов в смеситель приводит к образованию суспензии гидроксида магния и повышению уровня жидкости в аппарате. Происходит перераспределение потока воздуха и выдача образовавшейся суспензии на фильтрацию.

Таким образом, в аппарате осуществляется эффективное перемешивание исходных компонентов, динамическое равновесие суспензии, ее непрерывная циркуляция внутри аппарата и поступления на фильтрацию.

Пример. Испытание аппарата проводили в полупромышленных условиях при осаждении гидроксида магния.

В таблице приведены результаты опытов по осаждению гидроксида магния из азотнокислого раствора состава: магний 50 г/л, азотная кислота 0,5 моль/л. Осаждение проводили 25 мас. раствором гидроксида аммония. Время задержки суспензии в аппарате 30 мин. Рабочий объем опытного образца аппарата составлял 0,35 л.

Полученные данные подтверждают непригодность использования эрлифта известной конструкции для непрерывного осаждения гидроксида магния (в маточном растворе 7,2 г/л магния). При изменении оптимального угла врезки штуцера, как видно из таблицы, показатели процесса осаждения гидроксида магния также резко ухудшаются.

Формула изобретения

Аппарат для осаждения твердых соединений, содержащий корпус с коническим дном и перемешивающее устройство, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрическим смесителем, размещенным внутри корпуса, а перемешивающее устройство выполнено в виде эрлифта, подъемная труба которого в верхней части снабжена штуцером, соединенным со средней частью смесителя тангенциально под углом 20 30^o к горизонтали.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2