Устройство для десублимации твердых веществ
Владельцы патента RU 2368414:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) (RU)
Изобретение относится к десублимационной технике и может быть использовано в химической и фармацевтической промышленности для получения смеси мелко и ультрадисперсных материалов в малых объемах продукта. Устройство для десублимации твердых веществ включает два десублиматора с отверстиями для подачи пара десублимированного продукта и холодного газа-носителя, снабженные парогазораспределительными камерами с решетками и сублиматорами, камеру смешения и узлы отделения готового продукта. Камера смешения расположена горизонтально, нижняя часть камеры представляет собой усеченную часть цилиндра или конуса, а верхняя выполнена в виде короба переменного сечения, причем отношение площадей максимального и минимального сечений короба составляет 1,25-2. Изобретение позволяет получать качественные смеси мелко- и ультрадисперсных материалов в объемах продукта до 5 мг. 2 ил., 1 табл.
Область техники
Изобретение относится к десублимационной технике и может быть использовано в химической и фармацевтической промышленности для получения смеси мелко и ультрадисперсных материалов в малых объемах продукта.
Уровень техники
Известно устройство для фракционной десублимации твердых веществ из смеси газа с парами [Заявка 3730747 ФРГ 4,B01D/00.// опубл. в Б.И. №20 от 30.03.1989]. Устройство представляет собой цилиндроконический аппарат, в нижней части которого размещены сопла подачи пара десублимируемого продукта. Эти сопла расположены параллельно оси аппарата. Имеется еще один ряд сопел для подачи холодного газа, установленных на боковой стенке аппарата. Сопла, размещенные на боковой стенке аппарата, наклонены к оси аппарата под углом (0,17-0,75)π радиан. Устройство снабжено дополнительным аппаратом или узлом для разделения твердых десублимированных частиц и газового потока.
Недостатком аппарата является невозможность получения смеси мелко и ультрадисперсных материалов в малых объемах продукта.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, т.е. прототипом, является устройство для десублимации твердых веществ [Патент РФ №2229918 опубл. в Б.И. №16 от 10.06.2004], включающее два десублиматора с отверстиями для подачи пара десублимированного продукта и холодного газа-носителя, снабженные парогазораспределительными камерами с решетками и сублиматорами, узлы отделения готового продукта и камеру смешения, в нижней части которой расположены щелевые отверстия с направляющими, причем на одной стенке камеры они расположены под одинаковыми углами к оси аппарата в интервале значений 30°-75°, а на противоположной стенке - под разными углами, увеличивающимися от 30° до 75°.
Недостатком прототипа является невозможность получения качественной смеси мелко- и ультрадисперсных материалов в объемах продукта до 5 мг.
Сущность изобретения
Изобретательская задача состояла в создании устройства для десублимации твердых веществ, которое позволило бы получать смеси мелко- и ультрадисперсных материалов в объемах продукта до 5 мг.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для десублимации твердых веществ включает два десублиматора с отверстиями для подачи пара десублимированного продукта и холодного газа-носителя, снабженные парогазораспределительными камерами с решетками и сублиматорами, камеру смешения и узлы отделения готового продукта, при этом камера смешения расположена горизонтально, нижняя часть камеры представляет собой усеченную часть цилиндра или конуса, а верхняя выполнена в виде короба переменного сечения, причем отношение площадей максимального и минимального сечений составляет 1,25-2.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг.1 представлен фронтальный вид устройства для десублимации твердых веществ.
На фиг.2 представлен вид А, включающий вид устройства сбоку, и устройство отделения готового продукта, включающее фильтр и сборник готового продукта, а также разрезы А-А и Б-Б, на которых показаны участки камеры смешения, имеющие максимальное и минимальное сечение соответственно.
Устройство для десублимации твердых веществ содержит два сублиматора 1, 2, две парогазораспределительные камеры с решетками 3, 4 и два десублиматора 5, 6, соединенные тангенциально своими верхними частями с нижней частью камеры смещения 7, расположенной горизонтально, а также устройство отделения готового продукта, включающее фильтр 8 и сборник готового продукта 9. В нижней части камера смешения представляет собой усеченную часть цилиндра или конуса, а верхняя выполнена в виде короба переменного сечения, причем отношение площадей максимального и минимального сечений составляет 1,25-2.
Устройство работает следующим образом.
В сублиматоры 1, 2 загружают, например, фталевый ангидрид и бензойную кислоту соответственно. Полученный пар фталевого ангидрида и бензойной кислоты поступает в парогазораспределительные камеры 3 и 4. Далее пар соответствующих веществ поступает в десублиматоры 5, 6. Пар фталевого ангидрида и бензойной кислоты смешивается с охлаждающим агентом (воздухом). В результате на выходе из десублиматора 5 получают фталевый ангидрид, а на выходе из десублиматора 6 бензойную кислоту.
Расход холодного воздуха 3,2 м3/час. Размер частиц фталевого ангидрида и бензойной кислоты на выходе из соответствующих десублиматоров составил (5-12) мкм и (10-27) мкм соответственно.
Температура потоков газ-твердые частицы на выходе из десублиматоров 5, 6 составляет порядка 31°С. Далее потоки газ-твердые частицы вводят тангенциально в нижнюю часть камеры смешения 7. Происходит предварительное смешение десублимируемых продуктов. Окончательное смешение производится при движении потока газ-твердые частицы в горизонтальном участке камеры смешения за счет возмущений, получаемых потоком при перемещении его из участка максимального сечения коробовой части к минимальной и наоборот. Полученная смесь выводится из камеры смешения и поступает в фильтр 8 и сборник готового продукта 9.
В таблице приведены результаты анализа отдельных проб, взятых из готовой смеси.
| Состав смеси | ||||||
| № пробы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Средняя концентрация, % |
| Фталевый ангидрид | 53,7 | 54,8 | 55,2 | 52,8 | 53,2 | 53,94 |
| Отклонение содержания в пробе от среднего значения, % | -0,24 | 0,86 | 1,26 | -1,14 | -0,74 | |
| Бензойная кислота | 46,3 | 45,2 | 44,8 | 47,2 | 46,8 | 46,06 |
| Отклонение содержания в пробе от среднего значения, % | 0,24 | -0,86 | -1,26 | 1,14 | 0,74 |
Вес пробы составляет 5 мг. Анализ проводили на спектрофотометре SPECORD-M 40.
Предложенное устройство позволяет получать мелко- и ультрадисперсные смеси высокого качества. Эффект высококачественного смешения достигается при уровне проб 5 мг.
Устройство для десублимации твердых веществ, включающее два десублиматора с отверстиями для подачи пара десублимированного продукта и холодного газа-носителя, снабженные парогазораспределительными камерами с решетками и сублиматорами, камеру смешения и узлы отделения готового продукта, отличающееся тем, что камера смешения расположена горизонтально, при этом нижняя часть камеры представляет собой усеченную часть цилиндра или конуса, а верхняя выполнена в виде короба переменного сечения, причем отношение площадей максимального и минимального сечений составляет 1,25-2.
