Массообменный аппарат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К, АВТОУСКОМУ СВИ ТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Уеслублик

<>806055

*г (61) Дополннтелынае к аат. саид-ау— (22) Завалено 300378 (23) 2597276/23-26 . с npwñoeäèìåìèåì заявки Но (23) Приоритет (51)М. Кл 3

В 01 D 11/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опублнкоаано2 30231. Ьизллетень HQ 7

Дата опубликования описания 250281 (53) УДК 66.061.5 (088. 8) (72) Автор изобретения (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратам, в которых проводят контакт между жидкой и твердой фазами, перемешивая их газом, и которые можно применить для проведения процессов экстрагирования, выщелачивания, ионообмена. Аппарат может быть использован в химической, гидрометаллургической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известны карусельные экстракторы для системы Т:Ж, в которых контакт между фазами осуществляется путем прокачки экстрагента через гранулированный материал в режимах фильтрации, либо перемешивания, либо кипящего слоя (11.

Однако в таких аппаратах наибольшие конструктивные трудности связаны с секционированием, загрузкой и выгрузкой твердой фазы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является карусельный экстрактор, содержащий вращающийся ротор, нижние сборники экстракта, питатель, откидные днища в роторе и корпусе (2), Недостатком экстрактора является то, что циркуляция экстрагента производится через слой неподвижного материала, что ухудшает условия и снижает скорость массопередачи. Кроме того, сложна система циркуляции экстрагента, применяемая для создания равномерного орошения твердого гранулированного материала.

Цель изобретения — принудительное разделение твердой.и жидкой фаз, регенерация дренажных. пластин и достижение равного времени обработки твер10 х частиц

Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен. секционированной переливной емкостью с расположенной в ее верхней части реверсивной газо35 дувкой, при этом в нижней части каждой секции переливной емкости выполнен переточный канал, соединяющий соседние секции и снабженный клапанами с газораспределителем.

20 На фиг.1 изображен аппарат, общий вид;. на фиг.2 - разрез A A на фиг.1.

Аппарат содержит вращающийся ротор 1, разделенный перегородками 2 на секции, имеющие укос-3 с внутренней стороны ротора, и оснащенный штуцером 4 для подачи твердого гранулированного материала.

В нижней части ротор снабжен газораспределителем 5 и перфорирован30 ной (дренажной) пластиной 6, играю806055 щей роль либо дренажного устройства, либо газораспределительной решетки.

Газораспределитель 5 включает штуцер 7 выгрузки обработанного гранулированного материала и соединен перетоками 8, содержащими клапаны 9 и

10, с секциями переливной емкости 11, в верхней части которой выполнена реверсивная газодувка 12.

Переливная емкость 11 разделена на о секции перегородками 13, которые делят перетоки 8 на два канала так, что клапаны 9 находятся со стороны газораспределителя 5, а клапаны 10 со стороны переливных емкостей 11.

Аппарат работает следующим образом.

При подаче газа сверху вниз газодувкой 12 в емкости 11 закрыты клапаны 10 и открыты клапаны 9,поэтому газ из газораспределителя 5 через пласти- 20 ну б .попадает в секции ротора 1 (волнистые-стрелки). Твердая фаза (сплош— ная стрелка) н жидкая (прерывистая) циркулируют под действием газовой струи в каждой секции по замкнутому контуру и одновременно контактируют между собой либо физически (.лассообмен), либо химически (химическая или каталитическая реакции). Интенсивность взаимодействия высока, чему способствует эффективное первмешивание, и полностью открытая для взаимодействия поверхность твердых частиц, так как последние находятся в условиях кипящего слоя.

После окончания заданного времени контакта фаз переключают газодувку в обратном направлении так, что под крышкой 14 ротора 1 создается давление, а в емкостях 11 — раэряжение.

Клапаны 9 закрываются, а клапаны 10- 40 открываются и жидкость из секций принудительно фильтруется через пластины б и перетоки 8 в емкости 11. В зависимости о= требований процесса перекачивание.жидкости из секции в емкости 11 можно производить либо частично, либо полностью удалить межгранульную жидкость.

После отбора жидкости ротор поворачивается против часовой стрелки на одну секцию. Из секции, разместившейся над разгрузочным штуцером 7, материал разгружается, а в следующую секцию 15 загружается. При каждом перемещении ротора в каждой секции сохраняется одна и та же порция гранулирован-55 ного материала, перемешивание которого между секциями не происходит. Поэтому время пребывания твердых частиц в каждой секции одинаково, а сам материал при обработке находится в ус- g0 ловиях кипящего слоя;

С окончанием разгрузки и загрузки начинается цикл, реверсируется газодувка, жидкость, выдавливается из емкости 11 и регенерирует пластину 6, очищает ее перфорации от частиц гранулированного материала, которые создают слой осадка при выдавливании жидкости в емкости 11.

В масштабах всего аппарата жидкость движется противотоком к твердому материалу. При движении газа снизу — вверх она засасывается через штуцер 16, с каждым циклом проталкивается в следующую секцию по часовой стрелке и, когда гаэ движется сверху вниз, сливается через штуцер 17..

Поворот ротора 1 осуществляется, например, с помощью червячной пары

18.

По сравнению с известным в предлагаемом устройстве контактирование фаэ организовано в режиме кипящего слоя, вследствие чего - интенсификация взаимодействия фаз, по сравнению с орошаемыми слоями, где частицы защемляют друг друга. Система .газораспределения проще системы орошения с .циркуляцией жидкости, а реверс газодувки позволяет принудительно отжать межгранульную жидкость. В случаях гранулированных материалов с плохими дренажными свойствами принудительное выдавливание жидкости один из не лногих методов ускорения фильтрации. В аппарате, вследствие использования газовой фазы, до минимума сокращена площадь трения материала при поворотах ротора, а это уменьшает расход энергии и габариты привода, нет выбросов газовой фазы, которая заключена в цикл и может расходоваться лишь на растворение в жидкой фазе, а также достигается одинаковое время пребывания твердых частиц по секциям.

Формула изобретения

Массообменный аппарат, содержащий вращающийся секционированный ротор, неподвижное основание с дренажным устройством, штуцера для ввода и вывода взаимодействующих фаз, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью принудительного разделения твердой и жидкой фаз, регенерации дренажных устройств и равномерной обработки твердой фазы, он снабжен секционированной переливной емкостью с расположенной в ее верхней части реверсивной газодувкой, при этом в. нижней части каждой секции переливной емкости выполнен переточный канал, соединяющий соседние секции и снабженный клапанами с газораспределителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гриншпун В. Я. Экстракторы для системы твердое тело-жидкость.

М., "ЦИНТИХИМнефтемаш", 1972, с.12.

2. Там же, с.13 (прототип)..