Пульсационно-перемешивающееустройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИЖОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Саеетскик

Сецюаанстичесиих

Ресвублнк он822868 (6l) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 230379 (21) 2771516/23-26 с присоединением заявим Ио, (23) Приоритет

Опубликовано 230481.Бюллетень )49 15

Дата опубликования описания 230481 рцм. к.з

В 01 F 13/10

Государетвевнмй комитет

СССР по дмем изобретеиий н открмтмй (53) УДК бь.оез . (088. 8) (71)Заявители им. Ф.Э. Дэержинского и Шосткинский з ЙЪед„ химических реактивов (54) ПУЛЬСАЦИОННО-ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО!

Изобретение относится к оборудо- ванию химических процессов и аппара турного оформления процесса физического перемешивания в системах жидкость-жидкость, жидкость- твердое тело и может быть использовано в процессах .экстракции, выщелачивания при осуществлении химических процессов, в частности, сопровождающихся образованием твердой фазы или требующих применения в качестве катализатора или одного из реагентов твердой фазы, скорость протекания которых ограничена диффузионными параметрами.

В промыаленности широко применяют для интенсификации перемешиванкя в системах жидкость-жидкость, жидкость-твердое тело механическую энер гию вращающейся мешалки t1).

Однако для системы жидкость-твердая фаза снабжение емкостных аппаратов и реактивов мешалками недостаточно эффективно, так как твердая фаза концентрируется практически в жидкости нижней части реактора. При перемешивании коррозионноагрессивныХ, токсичных или ядовитых сред при помощи механических мешалок требуется применение сложных мер для изоляции (герметиэации) объема реактора от атмосферы.

Известно также пульсацйонно-перемешивающее устройство (ППУ), содержащее камеру смешения и размещенный в ней диспергатор, выполненный в виде коаксиально расположенных и сообщающихся между собой пульсационной трубы и наружной трубы с размещенными на ее поверхности наклонными соплами.

Сжатый воздух в пульсационную трубу подается при помощи пневматического пульсатора через рессивер, регулирующий вентиль, золстниково-рас- . пределительную камеру. При обратном ходе пульсатора воздух из пульсационной трубы сбрасывается через штуцер выхлопа пульсатора (2).

К недостаткам известной конструкции ППУ следует отнести недостаточную герметичность аппарата от атмосФеры, так как реактор через штуцер выхлопа пульсатора имеет соединение с атмосферой, и ограниченность применения; так как подача воздуха в аппарат не всегда возможна по услови ям техники безопасности из-эа обс паразования взрывоопасных смесей с р ами продукта повышенной пожароопааности и т д Кроме того В коррОзион ноактивных средах использованйе известного устройства затруднено, так как пары продукта контактируют с золотниково-распределительным механизмом и пневматическим пульсатором.

Сложность схемы требует наличия компрессора, рессивера, золотниковораспределительного устройства, диспергатора. Кроме того, требуется дополнительное оборудование для улавливания паров продукта из его смесей с воздухом, выбрасываемых из системы через выхлопы пульсатора. эффективность перемешивания недос:таточная. вследствие ограниченного объема пульсирующей жидкости через пульсационную трубу в аппарат относительно невысоких скоростей жидкостных потоков на выходе иэ сопел наружной трубы диспергатора.

Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания, повышение герметизации системы, упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено конденсатором, 2 установленным над камерой смешения, испарителем, установленным под камерой смешения, и верхней и нижней перегородками с патрубками, отделяющими конденсатор и испаритель соответ- >Q ственно от камеры смешения, при этом отводящий патрубок нижней перегородки соединен с пульсационной трубой, а нижний конец отводящего патрубка верхней перегородки размещен над нс- 35 парителем и снабжен регулирующим клапаном и разбрызгивателем. Регулирующий клапан выполнен в виде обратного клапана, а конденсатор и испаритель - в виде кожухотрубных вертикальных теплообменников.

При конструктивном выполнении пульсационно-перемешивающего устройства .Указанным образом достигается пол*ная герметизация системы, ее полное изолирование от атмосферы. Расширяется область применения, так как пульсационное перемешивание вызывается парами перемешиваемой жидкости, а не :ц путем импульсной подачи воздуха в пульсационную камеру внутреннего цилиндра диспергатора.упрощение устройства достигается эа счет исключения пульсатора (компрессора), рессивера, и использования только простейшего теплообменного оборудования. — типовых теплообменников. Использование в качестве перемешивающего агента парового потока вместо ограниченного объема жидкости, импульсно-поступаю- 60 щего в аппарат через сопла диспергатора, обеспечивает бОлее высокие скоро,сти перемешивающих потоков,периодический перевод жидкофазной системы в пенный режим, что приводит к интен- 65 сифи"ацин процесса перемешивания в, ЦЕЛОМ.

На чертеже схематически изображе-. но предлагаемое устройство.

Устройство состоит из камеры 1 смешивания,в которой осуществляется перемешивание жидкости, раствора или суспензии вертикальными кожухотрубными теплообменниками 2 и 3 соответственно.Верхний теплообменник отделен от камеры глухой перегородкой 4 с подводящими патрубками 5, отводящим патрубком 6, который по оси аппарата пронизывает последний и заканчивается регулирующим клапаном 7 и разбрыэгивателем жидкости 8 над верхней трубной решеткой нижнего теплообменника.

Нижний теплообменник отделен от емкостного аппарата глухой перегородкой 9 с отводящим патрубком 10, коаксиальным отводящему патрубку 6 и расположенным таким образом, что последний заключен в ней. Патрубок

l0 переходит в пульсационную трубу и заканчивается выше уровня жидкости в камере смешения.

Устройство содержит также трубу

11 с наклонными соплами 12,штуцеры 13 для загрузки и штуцеры 14 для его разгрузки.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Паровая Фаза иэ камеры 1 через патрубки 5 поступает в вертикальный теплообменник 2, в котором конденсируется.

Конденсат заполняет патруьок ь и собирается на глухой перегородке 4.

Регулирующий клапан 7 периодически с заданной частотой пропускает конденсат через раэбрыэгиватель 8 на верхнюю трубную решетку теплообменника 3.

В последнем жидкость испаряется и пары нэ теплообменника поступают в слой раствора камеры 1 (по патрубку 10 глухой перегородки 9 через трубу 11), в труба 11 паровая фаза распределяется по объему жидкости,: обеспечивая ее равномерное перемешиванне.

Благодаря импульсному поступлению конденсата в теплообменник 3 достигается пульсационное перемешивание жидкости в камере 1. Для того,,чтобы исключить проскок паров иэ теплообменннка 3 по патрубку 6 в теплообменннк 2, между последним и регулирующим клапаном необходимо Поддерживать столб жидкости высотой,достаточной для компенсации давления, требующегося для прохода жидкости через трубу 11 в камеру 1.

B случае использования в качест- ве регулирующего клапана обратиого клапана, обеспечивающего пропуск жидкой фазы иэ конденсатора в испарнтель н исключающего проскок паров чэ нспарителя в конденсатор, заявля822868 емое устройство работает в самонастраивающемся режиме. По достижении определенной высоты столба жидкости над клапаном, создающим большее давление, чем эа клапаном, последний открывается. Жидкость при этом поступает в теплообменник 3, где испаряется, эа счет этого давление за клапаном увеличивается, и клапан закрывается. Пары иэ теплообменника

3 через трубу 11 поступают в жидкость камеры 1 и перемешивают ее. Из камеры пары поступают через патрубки

5 в теплообменник 2, где конденсируются. Давление в системе уменьшается, а столб жидкости над клапаном увеличивается. Клапан открывается и цикл повторяется.

Технико-экономический эффект предлагаемого пульсационно-перемешивающего устройства достигается путем полной герметизации устройства от атмосферы, в результате чего не тре буется дополнительного оборудования и стадий на улавливание паров продукта, выбрасываемых в атмосферу; путем упрощения схемы исключения ком-." прессора, рессивера и т.д.; путем интенсификации процесса перемешивания, увеличения скоростей истечения жидкости через сопла диспергатора и последующего перемешивания содержимого паровым потоком, обеспечнваюшего импульсный перевод жидкофазной системы нли системы жидкость - твердое тело в гаэожидкостную.

Формула изобретения

Пульсационно-перемешивающее устройство, содержащее камеру смеше ния и размещенный в ней диспергатор, выполненный в виде коаксиально расположенных и сообщающихся между собой пульсационной трубы и наружной трубы с размещенными на ее поверхности на- . клонными соплами, о т л и ч а ю щ е-. е с я тем, что, с целью интенсифика ции процесса перемешивания с одновременным упрощением и расширением функциональных возможностей,оно снабжено ,О конденсатором, установленным над каме;рой смешения,испарителем,установленным под камерой смешения,и верхней и ниж:ней перегородками с подводящими. и отводящими патрубками,отделяющими кон,денсатор и испаритель соответственно

)$

5 от камеры смешения,при этом отводящий патрубок нижней перегородки соединен.. с пульсационной трубой, а нижний конец отводящего патрубка верхней перегородки размещен над испарителем и

20 снабжен регулирующим клапаном и разбрыэгивателем.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что регулирующий клапан выполнен в виде обратного

25 к а" "а

3. Устройство по п. 1, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что конденсатор и испаритель выполнены в виде вертикальных кожухотрубных теплообменников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л., Химия., 1975, с. 117.

2. Авторское свидетельство СССР

З5 В 212229, кл. В Ol F 7/12, 1961 (прототип).

822868

Составитель Г. Ольшанская

Техред С. Мигунова Корректор М. Коста

Редактор Н. Пушненкова

Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1933/5

Филиап ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4