Сорбционная пульсационная колонна

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1НЭ78915 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.12.80(21) 3215247/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 07.12.82 (5l jM. Кл.

В 01 J 47/04 веударстеенный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (53) УЙК669.053. .4(088.8}. B. Н. Гладкий, Ф. П. Гуцал, B. Н. Евстратов, N; И. Киевский, Ъ: » (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СОРББИОННАЯ ПУЛЬСАБИОННАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к конструкциям аппаратов для проведения непрерывных,гетерогенных пропессов в аппаратах химической и гидрометаллургической промышленности, а также при очистке сточных вод сорбентами.

Известен противоточный массообменный аппарат непрерывного действия для очистки сточных вод адсорбентами. Аппарат включает в себя корпус с патрубками

10 подвода и отвода жидкости и адсорбентов и устройства в виде мешалки в цилиндре с окнами для сбора плаваютцего и осевшего на сетку сорбента (1) .

Недостатком этого аппарата является

° 15 поперечная неравномерность концентрации фаз и зависимость его производительности от скорости осаждения частиц адсорбента, Известна сорбционная пульсационная колонна, включаюшая цилиндричесщй корпус с патрубками и трубопроводами ввода и вывода фаз, верхнюю и нижнюю отстоянуто камеры, реакционную зону с контактными элементами и устройство для создания пульсаций f2 ) .

К недостаткам этой колонны. относятся низкий коэффициент полезйого действия передачи энергии от привода воздушного компрессора к потоку жидкости в реакционной зоне, который составляет 5+7%, незначительная интенсивность пульсаций потока в реакционной зоне 3 =30 мм/с, большие габариты пульсационной камеры.

Для колонны с диаметром реакционной зоны Dä =3 мм, Э =25 мм/с диаметр пульсационной камеры составляет Д„ =5 и более метров.

Кроме того, использование пульсации с локальным подводом импульсов одинаковой длительности и амплитуды не поэ» воляет повысить производительность противоточной колонны без увеличения сечения реакционной эоны.

Белью изобретения является повышение производительности колонны при сохранении герметических размеров реакционной эоны.

3 9789

Цель достигается тем, что сорбционная пульсационная колонна, включающая в себя цилиндрический корпус. с патрубками и трубопроводами ввода и вывода фаз, верхнюю и нижнюю отстойные каме5 ру, реакционную зону с контактными элементами и устройство для создания пульсаций, снабжена гидрораспределителем и дополнительными патрубками, размещенными вдоль образующей корпуса и соединенными дополнительными трубопроводами через гидрораспределитель с устройством для создания пульсаций, выполненным в энде гидропульсатора несим метричных импульсов.

На фиг. 1 представлена предлагаемая колонка; на фиг. 2 — график изменения скоростей движения сред в рабочей зоне за время одного оборота золотника гидрораспределителя, 1

2О где Фп, %,, и ь — соответственно амплитуда г длительность циркулярных, импульсов;

Ф/, % — скорость осах;

Ч дения и абсолютная скорость движения

31 дисперсных частиц; 4l - средняя во времени скорость движения жидкости через реакционную зону.

Пульсационная колонна содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 отстойные камеры, между которыми размещена реак40 ционная зона 3 с контактными элементами 4. По длине реакционной зоны 3 установлены дополнительные патрубки

5, соединенные дополнительными трубопроводами через разделительные емкости 6 с патрубками гидрораспределителя потоков 7, противоположные патрубки которого поочередно соединяются с всасывающим и нагнетательным патрубками насоса 8 через гидропульсатор несимметричных импульсов 9, рабочим органом которого является вращающийся вал-затвор 10 с диаметрально противоположными отверстиями 11. Подвод и отвод сплошной фазы осуществляется s5 через патрубки 12 и 13, а отвод сорбента - через патрубки 14 и 15. На нагнетательном патрубке насоса 8 установ15 ф лен компаратор гидравлического удара

16 с указателем уровня 17 и манометром 18.

Синхронизация вращения рабочих органов гидрораспределителя потоков 7 и гидропульсатора 9 осуществляется с помощью зубчатой передачи 19.

Колонна работает следующим образом.

Жидкость поступает в нижнюю отстойную камеру 2 по патрубку 12. Поднимаясь в реакционной зоне в противотоке с сорбентом, подаваемым в колонну ерез патрубок 14, жидкость проходит соответствующую обработку и удаляется с верхней отстойной камеры 1 через патрубок 13. Сорбент из колонны выводится через патрубок 15. Наличие в реакционной зоне контактных насадок приводит к интенсивному перемешиванию фаз в сечении и соответственно к повышению эффективности гетерогенного npomecca. При наложении рециркуляционного импульса %„„,совпадающего по направлению с движением дисперсной фазы, абсолютная скорость последней увеличивается и, наоборот, при противополож.ном направлении рециркуляционного импульса %„ - уменьшается.

Так как 3Ч, > 4/ и ь„7 (см. фиг, 2), то средняя во времени скорость движения частиц дисперсной фазы через реакционную зону будет больше скорости движения частиц при условии отсутствия несимметричных по амплитуде и длительности рециркуляционных импульс сов.

Для обеспечения необходимого времени контакта дисперсной и сплошной фаз

s реакционной зоне длиной (, определяюmего степень проведения процесса сорбции, требуется увеличение средней скорости движения сплошной фазы (С.Ф.) через реакционную зону на величину, численно равную увеличению средней скорости движения частиц дисперсной фазы (Q.Ô.) в реакционной зоне. Длительность и амплитуда рециркуляционных импульсов задается временем открытия и сечением отверстий 11.

Разделительные емкости 6 предотвращают попадание частиц дисперсной фазы в трубопроводы, связывающие колонну с гидрораспределителем 7, гидоопульсатором 9 и насосом 8.

Использование секционирования по высоте рабочей зоны устраняет проскок необработанной жющкости через аппарат.

5 9789

Наличие несимметричных пульсаций потока жидкости интенсифицирует внешний массобмен между частицами и жидкостью, повышает эффективность работы колонны. Кроме того, КПД передачи энергии от привода насоса к потоку жидкости в данном алпарате сушественно выше, и составляет 50+70%, а интенсивность создаваемых импульсов ограничена только механической прочностью аппарата

1( и удерживающих его конструкций.

Таким образом, изобретение позволит сушественно повысить производительность, существующих сорбционных колонн (на

70-90%), а также создать новые сорбционные колонны большей единичной мощности при сравнительно небольших герметических размерах. Кроме того, изобретение позволит существенно расширить перечень гетерогенных процессов, прово- димых в непрерывно действующих колоннах аппаратов.

Формула изобретения

Сорбционная пульсационная колонна, включающая цилиндрический корпус с

15 4 йатрубками и трубопроводами ввода и вывода фаз, верхнюю и нижнюю отстойные камеры, реакционную зону с контакт-. ными элементами и устройство для создания пульсаций, о т л и ч а ю ш в яс я тем, что, с целью повышения производительности колонны при сохранении герметических размеров реакционной зоны, она снабжена гидрораспределителем, и дополнительными патрубками, размещенными вдоль образующей корпуса и соединенными дополнительными трубопроводами через гидрораспределитель с устройством для создания пульсаций, выполненным в виде гидропульсатора несимметричных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 562292, 9 01 D 15/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

% 282898, В 01 J 1/01, 1971 (прототип).

978915

Составитель Л. Эпштейн

Редактор О. Юркова Техред Е.Харитончик Корректор М. Демчик

Заказ 9449/10 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушсхая наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4