Устройство для импульсного перемешивания систем жидкость- жидкость,жидкость-твердое тело

 

В.В.Солодовников, Я.A.Kðóòüêî, Ф.П. и К.А.Мельников (72) Авторы изобретения

Днепропетровский химико-технологичес им. Ф,Э.Дзержинского и Шосткинский з реактивов (7I} Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИИПУЛЬСНОГО ПЕРЕМЕЫИВАНИЯ

СИСТЕИ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ, ЖИДКОСТЬ-ТВЕРДОЕ

ТЕЛО

Изобретение относится к химической и смежным с ней отраслям промышленности, а, именно к смесителям, реакторам и аппаратам для жидкофазных процессов и процессов, протекающих

5 в системе жидкость-твердое тело, и может быть использовано в производствах, требующих интенсивного перемешивания жидкостей или жидкостей и твердого тела.

Известно принудительное перемешивание жидкостей с помощью механичес" кой мешалки 1).

Однако при перемешивании коррозионно-агрессивных, токсичных или ядовитых сред при помощи механических мешалок требуется применение сложных мер для изоляции (герметизации) объема реактора от атмосферы.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является конструкция пульсационно-перемешивающего устройства (ППУ), которая не имеет движущихся частей внутри объема аппарата, что исключает необходимость сальниковых уплотнений. Эта конструкция содержит размещенный в еикостном аппарате диспергатордва сообщающихся коаксиальных цилиндра. Поверхность наружного цилиндра снабжена соплами, имеющими различный наклон. Через сопла пространство между цилиндрами (распредельная полость) сообщается с объемом емкостного аппарата, Внутренний объем второго цилиндра (пульсационная камера) сообщается с пневматическим пульсатором. При подаче воздуха (прямой ход пульсатора) в гаговой фазе пульсационной камеры создается движение, уровень жидкости в ней опускается и жидкость через распределительную полость и сопла выбрасывается в емкостной аппарат, перемешивая таким образом его содержимое. При обратном ходе пульсатора давление в пульсационной камере сбрасывается жидкость из объема an899108 парата заполняет через сопла распре-, делительную полость и пульсационную камеру и цикл повторяется. Сжатый воздух в пульсационную камеру подается при помощи пневматического пульсатора через ресивер, регулирующий вентиль, золотниково-распределительную камеру. При обратном ходе пульсатора воздух из пульсационной камеры сбрасывается через штуцер выхлопа пульсатора(2), Недостатками известной конструкции ППУ являются".

1. Недостаточная герметичность аппарата от атмосферы, так как реак тор через штуцер выхлопа пульсатора имеет соединение с атмосферой, 2 ° Ограниченность области применения, так как подача в аппарат не всегда возможна по условиям техники безопасности из-за образования взрывоопасных смесей с парами продукта повышенной пожароопасности, и т.д. Использование же вместо воздуха инертного газа нецелесообразно из экономических соображений.

3. Сложность схемы ППУ требует наличия компрессора, рессивера, золотниково-распределительной камеры, диспергатора. Кроме того, требуется дополнительное оборудование для улавливания паров продукта из его смесей с воздухом, выбрасываемых из системы через штуцер выхлопа пульсатора.

4. Недостаточная эффективность . перемешивания за счет ограниченного обьежа пульсирующей жидкости через пульсационную камеру в аппарат, относительно невысоких скоростей жидкостных потоков на выходе из со" пел наружного цилиндра диспергатора.

Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания, повышение герметизации системы, упрощение конструкции и расширение области его применения.

Поставленная цель достигается тем, что пульсатор выполнен в виде испарителя, паровое пространство которого сообщается с верхней частью внутреннего и нижней частью наружного цилиндров диспергатора.

На чертеже схематично. изображена конструкция устройства для импульсного перемешивания систем жидкостьжидкость, жидкость-твердое тело.

И

3$

36

3$

4$

$0

Внутри емкостного аппарата 1 ниже уровня жидкости размещен диспергатор 2, представляющий собой два коаксиальных сообщающихся цилиндров внутренний 3 и наружн;.-.й 4 с наклонными соплами 5. Нижняя часть наружного цилиндра диспергатора соединена трубой 6 с испарителем 7. Верхняя часть внутреннего цилиндра диспергатора при помощи трубопровода 8 также соединена с испарителем 7. Емкостной аппарат с рубашкой 9 снабжен штуцерами 10 и 11 для загрузки и выгрузки продукта соответственно.

Устройство для импульсного перемешивания систем жидкость-жидкость, жидкость-твердое тело работает следующим образом.

Жидкость из емкостного аппарата

11 через сопла 5 диспергатора 2 запол.няет внутренний объем коаксиальных цилиндров диспергатора. При этом через соединительную трубу 6 порция жидкости поступает в испаритель 7, где испаряется. В испарителе создается давление выше, чем в диспергаторе, в результате чего пары из испарителя по соединительным трубам 6 и 8 поступают в диспергатор 2, вытесняют из него через сопла 5 жидкость и поступают s жидкость емкостного аппарата, перемешивая при этом содержимое аппарата. Из-за того, что в аппарате за счет подачи хладоагента в рубашку поддерживается температура нине температуры кипения жидкости пары конденсируются. Давление внутри диспергатора 2 понижается и жидкость из аппарата через сопла 5 заполняет внутренний объем коаксиальных цилиндров диспергатора. Цикл повторяется, Таким образом, обеспечивается vìïóëüñíoå перемешивание содержимого емкостного аппарата перио" дическими жидкостными и паровыми потоками и за счет гериодического перевода жидкофазной системы в газожидкостную.

Регулирование частоты пульсаций перемешивания возможно за счет изменения поверхностей теплообмена испарителя 7 и рубашки 9 для охлаждения емкостного аппарата, Таким образом подбираются оптимальные частоты перемешивания для каждого конкретного процесса.

В случае необходимости перемешивания жидкости в емкостном аппара8991 те при температурах значительно ниже температуры кипения на соединительной трубе 6 дополнительно устанавли" вается регулирующий клапан. При этом за один проход через регулировоч" s ный клапан проходит такое количество жидкости, при испарении которой образуются пары в объеме равном объему внешнего цилиндра диспергатора. В результате из диспергато- 10 ра через сопла вытесняется только жидкость. Поступающие же из испарителя пары не попадают в объем аппарата, а конденсируются непосредствен1 но внутри диспергатора. 33

Предлагаемое выполнение устройства для импульсного перемешивания позволяет достичь полную герметизацию системы. Расширяется область применения эа счет исключения контакта воздуха с перемешиваемым продуктом. Использование в качестве перемешивающего агента парового потока вместо ограниченного объема жидкости, импульсно поступающего в .аппарат, через сопла диспергатора, обеспечивает более высокие скорости перемешивающих потоков, периодический перевод жидкофазной системы в

08 4 пенный режим, что обеспечивает ин .тенсификацию процесса перемешивания.

Формула изобретения

Устройство для импульсного перемешивания систем жидкость-жидкость, жидкость-твердое тело, содержащее размещенный в емкостном аппарате диспергатор, выполненный иэ двух коаксиальных сообщающихся цилиндров, наружный иэ которых имеет наклонные сопла, и пульсатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания, повышения герметичности системы, упрощения конструкции и расширения области применения, пульсатор выполнен в виде йспврителя, паровое пространство которого сообщается с верхней частью внутреннего и нижней частью наружного цилиндров диспергатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Стренк ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л., "Химия", 1975, с.,46, рис. 11-1.

2. Авторское свидетельство СССР

И 216636, кл. В 01 F 3/04, 1966, 899108

Составитель 3.Скачкова

Редактор N.Þðêoaåöêèé Техред М.Тепер Корректор М.Пожо

Заказ 11998/8 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., р. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4