Массообменный аппарат

 

0 П И С А Н И Е <>886932

ИЗОЫ Ите Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.04.80 (21) 2913187/23-26 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (51)М.Кл. В 01 D 11/04

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень ¹ 45 (53) УДК 66.061 5 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.12.81 (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к массообменным аппаратам и может быть использовано, например, в процессах жидкостной экстракции в различных отраслях промышленности.

Известен колонный экстрактор, содержащий корпус с расположенными по высоте слоями неподвижной насадки, при этом над слоями неподвижной насадки размещены слои плавающей контактирующей насадки (1).

К недостаткам известного экстрактора следует отнести его низкую производительность из-за нарушения ритмичности н режима работы колонны ввиду вынужденных остановок, в результате которых происходит полное расслаивание фаз по высоте аппарата. При последующем пуске аппарата требуется значительный промежуток времени для достижения оптималь.ного режима массообмена.

Кроме того, наличие в аппарате неподвижной насадки не позволяет перерабатывать растворы, содержащие твердые взвеси, так как неподвижная насадка забивается твердыми частицами, увеличивающими ее сопротивление, что приводит к уменьшению производительности аппарата.

Целью изобретения является повышение производительности аппарата путем исключения процесса разделения фаз по высоте аппарата в моменты вынужденных остановок.

Цель достигается тем, что в известном массообменном аппарате, включающем корпус, разделенный по высоте перфорированными перегородками на секции, снабженные насадкой из двух слоев, один из которых выполнен подвижным, переточные трубы для сплошной фазы, штуцеры для ввода и вывода фаз, второй слой насадки выполнен подвижным, при этом плотность одного слоя больше плотности тяжелой фазы, а плотность другого слоя меньше плотности легкой фазы, и, кроме того, один слой насадки выполнен из гидрофильного, а другой — из олеофильного материалов.

На чертеже представлен массообменный аппарат, обший вид (для случая, когда дисперсной фазой является легкая фаза).

25 Аппарат содержит вертикальный корпус 1, разделенный по высоте на секции 2 перфорированными перегородками 3, переточные трубы 4 дл сплошной фазы, расположенные внутри или снаружи корпуса, слои подвижной контактирующей насадки

886932

5 из гидрофильного материала и слои подвижной контактирующей насадки 6 из олеофильного материала, размещенные в каждой секции.

При этом в зависимостй от .плотности и смачиваемости жидких несмешивающихся фаз каждый тип насадки (тидрофильной и олеофильной) может быть легче легкой фазы или тяжелее тяжелой.

Аппарат снабжен также штуцерами 7 и 8 соответственно ввода и вывода легкой фазы и штуцерами 9 и 10 соответственно ввода и вывода тяжелой фазы.

В случаях, когда диаперсной,фазой является легкая фаза, аппарат работает следующим образом.

Легкая фаза подается под нижнюю перфорированную перегородку и, проходя далее через перфорированную перегородку, диспергируется в тяжелой фазе нижней секции с образованием мелких капель, при этом наличие тяжелой подвижной контактной насадки, которая под действием потока легкой фазы псевдоожижается, способствует столкновению, разрушению и повторному образованию капель, что приводит к возрастанию скорости массопередачи, Далее легкая фаза коалесцирует под вышерасположенной перфорированной перегородкой в слое легкой подвижной контактной насадки, которая смачивается легкой фазой, что способствует процессу коалесценции, Затем легкая фаза вновь диспергируется при прохождении через перфорированную перегородку в слой тяжелой подвижной контактной насадки, которая не смачивается легкой фазой, в слой сплошной жидкой фазы вышележащей секции. Выводится легкая фаза из верхней секции айпарата.

Тяжелая фаза поступает в аппарат в верхнюю секцию, вступает в контакт с диспергированной легкой фазой и по переточной трубе поступает .на нижележащую секцию, где контактирует с каплями легкой фазы. Выводится тяжелая, фаза из нижней секции аппарата. В случае, когда дисперсной фазой является тяжелая фаза, движение потоков жидких фаз по аппарату аналогичное, только легкая сплошная фаза перетекает с нижележащей секции на вышележащую по переточным трубам, а диспергированная тяжелая фаза перетекает с вышечежащей секции на нижележащую секцию через перфорированные перегородки.

Таким образом, при общем противоточном движении фаз по аппарату в каждой секции фазы движутся прямотоком, при этом одна из жидких фаз многократно лиспергирует и коалесцирует, протекая чепез перфорированные перегородки и подвижные контактные насадки. Наличие в каждой секции аппарата двух взаимно не связанных слоев подвижных контактных

l0

65 насадок сйособствует значительному повышению эффективБости массообмена и производительности BlIIIIBpBTB за счет интенсификации процесса диспергирования и коалесценции капель, что обеспечивается соответствующим подбором материалов для каждого слоя насадки в зависимости от физико-химических свойств конкретной систеМы двух не смешивающихся между собой жидкостей.

При этом главным критерием подоора материалов насадка является их смачиваемость, удельный вес .и химическая стойкость по отношению к используемым жидким .средам.

Наличие в каждой секции аппарата гидрофильной н олеофильной подвижных контактных насадок позволяет увеличить степень диспергации одной из фаз, и, следовательно, повысить поверхность, скорость и эффективность массообмена, а также скорость,и полноту коалесцевции капель, что также позволяет значительно повысить производительность аппарата.

1 роме того, наличие в каждой секции двух типов подвижной контактной насадки с различной смачиваемостью (гидрофильной и олеофильной) и различными удельными весами позволяет полностью исключить процесс разделения фаз по высоте аппарата в случае вынужденных остановок, так как благодаря совокупности указанных отличительных признаков при вынужденных остановках аппарата происходит разделение фаз только в каждой секции аппарата и исключен межсекционный переток фаз. Это позволяет поддерживать при остановках равновесное состояние жидких фаз в каждой секции аппарата, что способствует практически моментальному вхождению в рабочий режим после остановки.

Формула изобретения

1, Массообменный аппарат, включающий корпус, разделенный по высоте перфорированными перегородками на секции, снабженные насадкой из двух слоев, один из которых выполнен подвижным, переточные трубы для сплошной фазы, штуцеры для ввода и вывода фаз, о тли ч а ю щи йс я тем, что, с целью исключения процесса разделения фаз по высоте аппарата в моменты вынужденных остановок, второй слой насадки выполнен подвижным, при этом плотность одного слоя больше плотности тяжелой фазы, а,плотность друтого слоя меньше плотности легкой фазы.

2. Аппарат по п. 1, о тл ич а ю щи йся тем, что один слой насадки выполнен из гидрофильного, а другой — из олеофильного материалов.

886932

Составитель И. Неиашева

Текред Л. Куклина

Корректор С. Файн

Редактор Н. Багирова.Заказ 1633/1232 . Изд. № 597 Тираж 712 Подписное

НГ10 <Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харви. фил. пред. сПатент»

Источник информации, принятый во

:внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 258267, кл. 801D 1104, 1968 (прототип),