Аппарат для агломерации дисперсной фазы из водной суспензии

Аппарат для агломерации дисперсной фазы из водной суспензии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. АППАРАТ ДЛЯ АГЛОМЕРАЦИИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ ИЗ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ, вк вочакиций корпус, выполненный из секций, расположенных под углом относительно друг друга и соединенных криволинейными трубами, мешалки, установленные в каждой секции, патрубок ввода суспензии, подсоединенньй к первой секции, и патрубок ввода агломерирующей жидкости, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения однородности получаемых гранул и степени осветления суспензии , он снабжен циркуляционной трубой , подсоединенной одним концом к первой секции после зоны расположения первой мешалки и вторым концом перед зоной расположения второй мешалки , а патрубок ввода агломерирующей жидкости подсоединен к циркуляционной трубе. 2.Аппарат по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что циркуляционная труба снабжена мешалкой, расположенной в ее конце, подсоединенном к первой секции после зоны расположе- 3 ния первой мешалки. (Л 3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что конец циркуляционной трубы, подсоединенный к первой секции после зоны расположения первой мешалки, расположен под острым углом, к продольной оси первой секции. СП о о 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (19) (11) 4(5l) В 01 J 2 06

3 Дй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ)Й КОМИТЕТ СССР

А0 ДДЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3569593/23-26 (22) 01. 04. 83 (46) 15,04.85. Бюл. В 14 (72) Б.И.Высоков, С.А.Бабенко, Н.И.Николаев, Н.А.Кириченко, Б.А.Климов и Г.А.Иеринов (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (53) 66.099.2(088.8} (56} 1. Авторское свидетельство СССР

)) 808116, кл. В 01 J 2/06, 1978. (54)(57) 1. .АППАРАТ ДЛЯ АГЛОМЕРАЦИИ

ДИСПКРСНОЙ ФАЗЫ ИЗ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ, включающий корпус, выполненный из секций, расположенных под углом относительно друг друга и соединенных криволинейными трубами, мешалки, установленные в каждой секции, патрубок ввода суспенэии, подсоединенный к первой секции, и патрубок ввода агломерирующей жидкости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения однородности получаемых гранул и степени осветления суспензии, он снабжен циркуляционной трубой, подсоединенной одним концом к первой секции после зоны расположения первой мешалки и вторым концом— перед зоной расположения второй мешалки, а патрубок ввода агломерирующей жидкости подсоединен к циркуляционной трубе.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что циркуляционная труба снабжена мешалкой, расположенной в ее конце, подсоединенном к первой секции после зоны расположения первой мешалки.

3. Аппарат по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что конец циркуляционной трубы, подсоединенный к первой секции после зоны расположения первой мешалки, расположен под острым углом к продольной оси первой секции.

1150018 2

Изобретение относится к устройствам для агломерации дисперсной фазы. преимущественно из водной среды, в которой взвешены тонкие частицы, например сажа, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Аппарат для агломерации дисперсной фазы из водной суспензии включает корпус, выполненный из секций, рас- 10 положенных под углом относительно друг друга и соединенных криволинейными трубами, мешалки, установленные в каждой секции, патрубок ввода суспенэии, подсоединенный к первой секции, и патрубок ввода агломерирующей жидкости, подсоединенный к первой секции корпуса. Известный аппарат работает следующим образом: сажево- дяная суспензия и мазут непрерывно щ

° по патрубкам вводятся в первую секцию аппарата, где высокоскоростной мешалкой суспензия турбулизируется,а мазут тонко диспергируется. При этом частицы сажи, находящиеся в суспензии, сталкиваясь с капельками мазута, прилипают к ним, образуя зародыши агломератов, и по мере прохождения аппарата растут при последующих соударениях агломератов с частицами сажи.

Полученные гранулы выносятся из аппарата общим потоком (1).

Однако известное устройство характеризуется неравномерностью гранулометрического состава полученных гра- 3 нул и недостаточно высокой степенью осветления суспенэии. Различная величина образующихся гранул объясняется тем, что несмотря на интенсивное перемешивание сажеводяной суспен-40 зии с мазутом в первой секции аппарата образуются различные по размерам зародыши. При движении суспензии вдоль аппарата крупные зародыши соударяются с частицами сажи чаще, чем 45 мелкие, что приводит к неравномерному их росту и различию в гранулометрическом составе. Нарушение соотношения подаваемых сажи и мазута приводит при увеличении доли. мазута к образованию 50 пасты, а при уменьшении †к получению очень мелких гранул и неполному связыванию сажи. Неравномерность грансостава и наличие. мелких гранул в значительной степеииусложняет отделе"55 ние гранул от воды на ситах, приводит к прохождению их s подрешетный продукт и забиванию отверстий сит.

Возникает необходимость остановки и очистки грохота.

Цель изобретения — повышение однородности получаемых гранул по размерам и степени оснетления суспенэии.

Указанная цель достигается тем, что аппарат для агломерации дисперсной фазы из водной суспензии, включающий корпус, выполненный из секций, расположенных под углом относительно друг друга и соединенных криволинейными трубами, мешалки, установленные в каждой секции, патрубок ввода суспензии, подсоединенный к первой секции, и патрубок ввода агломерирующей жидкости, снабжен трубой, подсоединенной одним концом к первой секции после зоны расположения первой мешалки и вторым концом перед зоной расположения второй мешалки, а патрубок ввода агломерирующей жидкости подсоединен к трубе.

Кроме того циркуляционная труба снабжена мешалкой, расположенной н ее конце, подсоединенном к первой секции после зоны расположения первой мешалки.

При этом конец циркуляционной трубы, подсоединенный к первой секции после зоны расположения первой мешалки, расположен под острым углом к продольной оси первой секции.

Снабжение аппарата трубой, укрепленной укаэанным образом, с патрубком ввода агломерирующей жидкости обеспечивает оптимизацию работы аппарата, достигаемую благодаря возврату части сформировавшихся мелких зародышей агломератов иэ конца первой секции в ее начало, т.е. в зону наибольшей концентрации частиц сажи и диспергированных капель мазута. Это позволяет увеличить число с,>ударений частиц сажи и капель мазута с зародышами агломератов, что приводит к их ускоренному равномерному росту. Мелкие зародыши, передвигаясь с общим потоком суспенэии вдоль первой секции, попадают в зону действия осевого потока, значительная часть их увлекается потоком в переточную трубу и передается по ней н начальную зону первой секции аппарата. Более крупные зародыши с основным потоком суспензии поступают в следующую секцию, где происходит дальнейший рост гранул. Подача хотя и мелких, но уже сформировавшихся зародышей s

3 11500 активную зону первой секции аппарата способствует более равномерному агломерированию и повышению однородности образующихся гранул по размерам.

Это, в свою очередь, способствует повышению равномерности частоты взаимных столкновений и роста гранул в последующих секциях аппарата и выравниванию фракционного состава готовых сажемазутных гранул. Оснаще- 10 ние аппарата переточной трубой также способствует повышению однородности

1 размеров гранул и устойчивости работы аппарата при колебании концентрации сажи в исходной .суспензии. 15

Так, при повышении концентрации сажи (недостатка мазута) в активной зоне первой секции аппарата образуется значительно большее количество очень мелких зародышей. Проскок их в следующие секции нежелателен, поскольку это приводит к быстрому обеднению суспензии диспергированными капельками мазута и соответственно снижению интенсивности или прекращению процесса агломерации и появлению в готовом продукте значительной доли мелких гранул.

Отбор в конце первой секции аппаРата значительной доли мелких зароды30 шей и возврат их в активную зону повышает количество сформировавшихся в этой зоне до средней величины зародышей гранул, что положительно сказывается на быстром их росте в пер3S вои секции. дальнейший рост зародышей в гранулы в последующих секциях аппарата происходит sa счет соударений укрупненных зародышей, для агломерации которых требуется соответст40 венно меньшее количество мазута.

Конец трубы, подсоединеннЫй в зоне непосредственно эа первой мешалкой, может быть снабжен дополнительной мешалкой, что усиливает эффект цирку45 ляции по трубе. Возврат потока as трубы в первую секцию облегчается при установке конца трубы с дополнительной мешалкой под острым углом к первой секции. При установке под

50 углом, отличающимся от острого, возврат смеси в nepal секцию был бы более затруднителен.

При уменьшении концентрации саки (избытке мазута) в активной зоне SS первой секции аппарата рост зародышей резко активизируется и за счет осевой силы, создаваемой дополнительной ме18 4 шапкой, мелкие зародыши поступают в переточную трубу, где происходит их формирование в более крупные частицы, а на это идет поглощение избытка мазута и тем самым предотвращается образование пасты. Далее они поступают в первую секцию уже сформировавшимися в небольшие гранулы, насыщенные избытком мазута.

На фиг. 1 схематически изображен аппарат, разрез в горизонтальной плоскости; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.

Аппарат состоит из корпуса, выполненного из секций 1-3, расположенных под углом друг к другу и соединенных криволинейными трубами 4, мешалок 5-8, размещенных в секциях

1-3 и трубе 9. Труба 9 сообщается с полостью первой секции обоими отогнутыми концами, один из которых укреплен перед зоной расположения мешалки

6, а другой, снабженный дополнительной мешалкой 8, укреплен непосредственно после зоны расположения мешалки 5 и расположен под острым углом к секции

1 со стороны ввода сажеводяной суспгнзии. Секция 1 имеет закрепленный на ней патрубок 10 для подачи сажеводя-. ной суспензии. На трубе 9 укреплен патрубок 1 1 для ввода агломерирующей жидкости (мазута). Последняя секция корпуса снабжена гидрозатвором 12, соединенным с виброгрохотом 13.

Аппарат работает следующим обраsoM °

В секцию 1 корпуса аппарата поступает по патрубку 10 сажеводяная суспензия, а по патрубку 11 — мазут.

Под действием мешалки 5 они перемешиваются, при этом происходит связывание сажи капельками мазута с образованием зародышей гранул. Осевым потоком, создаваемым мешалкой 5, смесь с зародышами гранул перемеща- . ется вдоль секции 1 и в конце ее часть смеси с зародышами отделяется от общего потока и поступает в трубу

9, чему способствует эффект подсасывания, создаваемый мешалкой 8.

Иешалка 8 направляет смесь с зародышами и частично разделяемым ею на капельки мазутом в начальную зону секции 1, где зародыши гранул сталкиваются с исходными частицами саки, а также частицами мазута, увеличиваясь в размере. Возврат потока из трубы 9 в секцию 1 при установке

В 11500 конца трубы с мешалкой 8 под острым углом к первой секции облегчен.

Отбор в конце секции 1 значительной доли мелких зародышей и возврат их в начало секции повышает количество сформировавшихся в этой зоне до средней величины зародышей гранул, что улучшает условия их роста при перемещении по секции 1.

Образовавшиеся в секции 1 гранулы 10 перемещаются в последующие секции

2 и 3 аппарата, где формируются в гранулы за счет турбулизирующего потока, создаваемого мешалками 6 и 7, находящимися в каждой секции аппара- 15 та. Выходящая из последней секции 3 смесь сажемазутных гранул и осветленной воды поступает на виброгрохот 13, где гранулы отделяются от воды. 26

Опыты по агломерироваиию сажи иэ сажеводяной суспензии проводили на лабораторном грануляторе, имеющем общую длину 1456 мм с тремя секциями и переточной трубой, в которых уста- 25 навливали электродвигатели (мощность

40 Вт) с мешалками. Температура рабочей среды 70-80 С, давление рабочеепод налив..

При проведении опытов без переточной трубы использовали три секции, выполненные из стекла диаметром

40х1,5 мм и длиной 400 мм каждая.

Число оборотов мешалок, например в первом опыте, составляло 3000, 2900, 2800 соответственно.по ходу среды.

Также проведены опыты с переточной трубой, которую устанавливали на первой секции. Диаметр трубы

30х1,5 мм, общая длина с учетом 40 отгиба колен 500 мм, число оборотов мешалки 2700 об/мин, диаметр мешалки

25 мм.

18

Проведены дополнительные испытания аппарата при подсоединении переточной трубы к первой, затем ко второй, а затем в третьей секциям, и без переточной трубы, но при удлинении аппарата на одну секцию.

Проведены испытания устройства в лабораторных условиях. При проведении экспериментов с переточной трубой и беэ нее было отмечено увеличение содержания в готовых гранулах фракции

2-4 мм до 65-67% против 56% в опытах беэ переточной трубы. Результаты испытаний представлены в таблице.

Конец переточной трубы, подсоединенный к начальной зоне первой секции аппарата, устанавливали под раэнымн углами в горизонтальной плоскости.

В трубе была установлена дополнительная мешалка. В процессе экспериментов меняли концентрацию сажеводяной суспенэии и число оборотов мешалок, отношение агломерирующей жидкости к саже было постоянным.

Наибольший процент товарной фракции гранул (2-4 мм) получен„ когда переточиая труба установлена под о углом 45 к оси первой секции.

При установке переточной трубы последовательно к первой, второй и третьей секциям и при удлинении аппарата на одну секцию (без переточной трубы), наблюдали увеличение процентного содержания гранул размером

0,5 мм; ухудшение степени осветления сажеводяной суспензии.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Таким образом, при установке переточной трубы на первой секции процентное содержание мелких гранул незначительно и степень осветления суспензии максимальна.

С>

Ю > C4

Е х

>х о к и х

QJ Е»

Ф х и о о

t л и х хЭ

1 Х Х

У о м

Е» Ф

Ф v

О э х

И Е

Э са и

v о и и х

I cd Я

1 а

>Г>

I

1 и л»

C) ив л С4 о

С4

lA л

С>

>Г> СЧ л >Г> о

I о О> л с>

>ГЬ л ь л

М

Ж х

Ф 3»

3 I

C)

С«)

>Г л о

ew л С«> о!

С 4

СЧ

>Г >О л СЧ

С>

>> л

1

I! u о м и

t x

3 cd dt

3 О cd ! t Е»

М

° »»

С>

>Г1 л о ел СЧ о

>Г л ь о

О 1

Ю Ф

Ю о

CO

СЧ

Ю

С>

Ch

СЧ

C)

С>

С 4 л

Ю

С> сО . ь

Ю О

СЧ ь

Ю

СЧ

О

С>

СЧ л

Ю

Ю

СЧ

Ю

Ю о z

О ICI о

v х о

СЧ л

Ю

СЧ л

Ю

Е» Ж

I

Ж 51

Ф Ж

cd а ф

Й о х Ф х о х

I х к э х

Е «Е

Х Cd о а

Х Е» à х л ,"х »Ф

3Е

Cd О

v m о

С«3 в ь

Ю к а х

Е»

«Х х и сб Э х о

Р о >х

Е» I

Э С«>

Ф CCI х

Щ

Ю ь а х е х

ЕС

cd Ф х и о х

Е» 1

Ф СЧ а

Э Cd д х

Cd

Ю

° Ъ « а ж !

» Ж 7.

IL Х

Ф х и

Ь о >х

Е

Ф»» а

Ф (б х

t А

3 Х l

I Ф Е Х 1

t:dI ХС:1

I Ф dt X

1 е и Ф е» I

I 1 и о ВО и

I Х

1 <б CCI а с6

I

1 >d

1 х

3 Ф t

I t» Ф

I Ф 3С» ! vC

II

1 I

1 и

О Е»»»

I u

I Х

1 cd 3>3 а Ф

I A (л

Ф l"

L Ф Ж

t 15003 8

I С

an C а

° (Ч л о -, о

>Г) С«> >Г .

° »«d л о о

Ал С"1 л о о

С>

Щ л

tA CO >ГЪ л» л о . о

i 150018 Ъ 4 Ще.E

Редактор Т. Колб

Эаказ 2013/7

Саю е/ру суслеууд

Составитель P. Горяинова

:Техред А,Бабииец Корректор С. Шекмар

Тирам 543 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

133035 Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/

4/5

Филиал НПП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4