Аппарат для растворения

Аппарат для растворения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 51)4 В 01 Р 00

7dep&i оо ренее еееи

@а 1 (21) 3762157/23-26 (22) 25.06.84 (46) 23.02.86. Бюл. Р 7

° (72) Г.В.Иихайлов, В.В.Иеньшиков, E.Â.ÈèõèH, Б.Я.Либман,А.И,Саипов, Д.А.Янов,И.Н.Поэднеев,В.Н.Гладкий, В.С;Фокин,В.Я.Кравченко, М.Б.Панченко и В.В.Семенов (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 899107, кл. В 01 F 5/06, 1980 ..(54)(57) 1. АППАРАТ ДЛЯ РАСТВОРЕНИЯ, содержащий колонну с тарелками и штуцерами, соединенную с насосом

„„SU„„1212526 А и пульсатором, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и воэможности обработки крупнозернистых веществ полидисперсного состава, колонна снабжена соединенной с ее нижним основанием расширительной емкостью, имеющей увеличивающуюся по высоте Н площадь сечения 8, с размещенным в ее нижней части соплом, направленным вверх, при этом отношение 8 lH = 0,4-2 1 и отношение диаметра верхнего основания емкости к диаметру колонны составляет 2-15.

1212526

2. Аппарат по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что отношеI ния объема расширительной емкости к объему колонны равно

1-6.

Изобретение относится к гидравлическим перемешивающим массообменным устройствам и может найти применение в химической и других отраслях промышленности для интенсификации гетерогенных процессов, например . процессов растворения и выщелачивания, в частности, при растворении хлорида натрия.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта и . возможность обработки крупнозернистых веществ полидисперсного состава.

На фиг. 1 схематически изображен аппарат, общий вид, на фиг, 2 — зависимость степени растворения (или выхода продукта) от соотношения 6/Н;

Аппарат для растворения состоит иэ вертикальной колонны 1 (пульсационной части) с горизонтальными тарелками 2, выполненными в ниде коаксиальных колец и направляющих ,лопаток, наклонно закрепленных между кольцами, пульсатора 3, насоса 4 для создания пульсационного режима

i в смесйтеле.

Колонна 1 снабжена соединенной с ее нижним основанием S расширительной емкостью 6; имеющей увеличивающуюся по высоте Н площадь сечения $ с размещенным в ее нижней части соплом 7, направленным вверх для передачи циркулирующей суспензии и свежей воды. В нижней части емкости 6 имеется штуцер 8 для периодического отвода нерастворимых примесей, а в верхней - штуцер

9 для отвода циркулирующей суспенэии и штуцер 10 подачи соли. Для циркуляции суспенэии и создания гидрофонтанирующего режима емкость

6 снабжена наружным циркуляционньм трубопроводом 11, соединяющим сопло

7 с верхней частью емкости. Вода

3. Аппарат по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что расшири-С тельная емкость снабжена наружным циркуляционным трубопроводам,соединя.ющим соплос верхней частью емкости.

2, для растворения соли и получения насыщенного раствора подается в сопло 7 или в циркуляционный трубопровод 11 через расходомер 12.

5 Колонна 1 соединена с емкостью

6 посредством переходного устройства 13.

Площадь сечения 5 связана с вы— сотой H следующим соотношением:

10 (5/Н = 0,4-2,1. Отношение диаметра верхнего основания расширительной емкости Ар диаметру колонны +v, составляет 2-15. При этом отношение объема расширительной емкости

6 и объему колонны равно 1-6.

Аппарат работает следующим образом.

Соль иэ склада соли подается через штуцер 10 в расширительную емкость

20 6, Туда же через расходомер 12 и сопло 7 подается вода в таком соотношении, чтобы получить раствор, близкий к насыщению после растворения всей поступающей соли. В расширительной емкости 6 растворяются наиболее крупные кристаллы эа счет интенсивного массообмена при фонтанирующем режиме перемещивания. Поц фонтанирующим режимом понимается режим перемешива-30 ния твердой фазы, находящейся во взвешенном состоянии, струей жидкой фазы, входящей снизу в емкость с переменным сечением. При этом струя, входящая в слой взвешенных частиц с большой скоростью, захватывает их и поднимает вверх по оси слоя. Скорость струи жидкости под действием сопротивления слоя и при увеличении его сечения падает по высоте, что

40 приводит к отбрасыванию частиц к станкам емкости 6, вблизи которых они вместе с жидкостью медленно опускаются ко входу струи, создающей по всей высоте эжекционный

45 эффект, причем он наибольший у входа, 15

30

3 12 .за счет которого частицы опять попадают в струю. Таким образом, обеспечивается устойчивая интенсивная циркуляция частиц в аппарате и необходимое время контакта фаз, что, в свою очередь, обеспечивает интен-: сивный массообмен. Такой режим, приводящий к максимальному выходу целевого продукта, достигается в емкости с переменным по высоте сечением, в которой площадь сечения S и высота H связаны соотношением

P$/н = 0,4 — 2,1. При соотношении, меньшем 0,4, сечение практически не меняется с высотой, и аппарат близок к колонному. Скорость жидкости в таком аппарате практически постоянна по высоте, и в нем не возникает рециркуляции твердой и жидкой фаз, поэтому время контакта фаз очень мало и не представляется возможности получить при растворении крупных частиц на выходе из аппарата реальных размеров раствор, близкий к насыщенному. При соотношении, большем 2,1, т.е. при резком увеличении сечения с высотой также отсутствует циркуляция твердой фазы вследствие того, что частицы не движутся ко вхо,ду струи, а задерживаются на стенках аппарата и растворяются очень медленно.

Экспериментальные исследования показали, что степень превращения и или выход целевого продукта зависит от величины рециркулирующего внутри аппарата потока фаз, а следовательно от соотношения экстремальным образом, Эта зависимость представлена на фиг. 2, из которой видно, чего максимального значения степень растворения соли ) (или выход продукта) достигается при значениях 0,4Ф 2,1 н

В расширительной емкости 6 крупные частицы соли циркулируют до растворения до определенного размера, обычно 200 — 500 мкм, а затем суспензия с мелкими кристаллами заданного размера, который обеспечивает нормальную без поломок работу пульсационной части, равномерно поступает в колонну 1 (пульсационную часть растворения), где происходит полное растворение оставшихся частиц в пульсационном режиме. При этом необходимо, чтобы в пульсационную часть аппарата не могли попасть круп ные кристаллы, и, в то же время, скорость движения суспензии в нем

12526 4 должна быть достаточной для его эффективной работы. Поэтому отношение диаметра верхнего основания расширительной емкости р к диамет ру (пульсационной части) колонны Д должно лежать в пределах Д 1д„

= 2-15. При соотношении, меньшем

2, скорость в пульсационном сме. сителе не достаточна для его эффек10 1тивной работы, а при большем 15 скорость суспензии так велика, что возможно попадание нерастворившихся кристаллов в конечный раствор. Такой большой интервал изменения данного соотношения обусловлен большим ин— тенвалом изменения разности плотностей обрабатываемых (растворяемых веществ и растворителей (-Я ), которая, в основном, определяет от-. носительную скорость движения фаз и может меняться. от 0,6 10

8 ° 10З кг/мз

Таким образом, для исключения проскока не успевших раствориться „ кристаллов на вход пульсационной части смесителя должны равномерно подаваться частицы одного заданного размера, что при растворении полидисперсных систем, какой является крупнокристаллическая соль, с рудников, достигается соединением колонны (пульсационной части аппарата) с расширительной емкостью при соотно — . шении А fp,„ = 2 — 15, при этом объемы расширительной емкости 1 и колонны. (пульсационной части) Ч„ находятся в соотношении Vp(9 = 1-6, что обусловлено необходимым соотношением времени пребывания суспензии в расширительной емкости и в пульсационной части. В описанном аппарате при соединении колонны 1 (пульсационной части) и расширительной емкости 6 на вход пульсационной части аппарата попадают частицы одного строго заданного размера, что исключает возможность проскока не успевших раствориться крупных частиц в получаемый раствор, и уже достаточно концентрированный раствор, что позволяет значительно уменьшить высоту всего аппарата при получении растворов, близких к насыще нию.При соотношении Vq)g, меньшем 1, время пребывания в расширительной емкости мало и на вход пуль,сационного смесителя могут попасть крупные кристаллы, что приводит к их проскоку в конечный раствор.

1212526

Й

Составитель Н. Федорова

Техред. О.Неце Корректор Г. Решетник .

Редактор П. Коссей

3azas 671/10 Тираж 578

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., g. 4/5

Подписное

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

При соотношении, большем б, применение предложенного устройствадля приготовления насыщенных раство ров в непрерывном режиме практически невозможно из-за медленной кине" тики растворения соли в растворах, но составу близких к насыщению и, как следствие, необходимости использования аппаратов крайне боль -, шего размера для обеспечения требуемого для полного растворения всей соли времени ее пребывания ваппарате.