Установка для проведения тепломассообменных и реакционных процессов в жидких средах

Установка для проведения тепломассообменных и реакционных процессов в жидких средах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к конструкциям установок для проведения тепломассообменных и реакционных процессов, может быть использовано в химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить интенсификацию процессов путем увеличения поверхности контакта фаз и эффективности их перемешивания. В установке гидрораспределитель выполнен в виде горизонтальных соосно установленных напротив друг друга цилиндрических обечаек 17 и 18 с расширенными частями 19 и 20, размещенными на горизонтальном валу 21, установленном своими концами на опорах 22 и проходящем через обечайки по их осям, штуцеров 23, 24, 25, 26, 27 и 28, размещенных на обечайках 17 и 18 и на расширенных их частях соосно напротив друг друга на каждой части и закрепленных на валу в расширенных частях обечаек распределительных барабанов, в торцовых и боковых стенках которых выполнены окна, соединяющие обечайки с внутренними полостями 31 барабанов, и прорези 32, расположенные соосно штуцерам 25, 26, 27 и 28 расширенных частей 19 и 20 обечаек 17 и 18. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„15285 4

4 В 01 D 11/04, В 01 J 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

25 25

Фиг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3860329/23-26 (22) 07.01.85 (46) 15.12.89. Бюл. № 46 (72) Д. Д. Заводов, В. Б. Соколов, В. Н. Гладкий, М. А. Видро, А. А. Киреев, Г. В. Михайлов и Г. А. Нижегородов (53) 66.0!5.23(088.8) (56) Патент ЧССР № 108483, кл. 12 с 1/00, 1963. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ И РЕАКЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЖИДКИХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к конструкциям установок для проведения тепломассообменных и реакционных процессов. может быть использовано в химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить интенсификацию процессов путем

2 увеличения поверхности контакта фаз и эффективности их перемешивания. В установке гидрораспределитель выполнен в виде горизонтальных соосно установленных напротив друг друга цилиндрических обечаек 17 и 18 с расширенными частями 19 и 20, размещенными на горизонтальном валу 21, установленном своими концами на опорах 22 и проходящем через обечайки по их осям, штуцеров 23, 24, 25, 26, 27 и 28, размещенных на обечайках 17 и 18 и на расширенных их частях соосно напротив друг друга на каждой части и закрепленных на валу в расширенных частях обечаек распределительных барабанов, в торцовых и боковых стенках которых выполнены окна, соединяющие обечайки с внутренними полостями 31 барабанов, и прорези 32, расположенные соосно штуцерам 25, 26, 27 и 28 расширенных частей 19 и 20 обечаек 17 и 18. 1 з. и. ф-лы, 5 ил.

1528524

Изобретение относится к конструкциям установок для проведения тепломассообменных и реакционных процессов и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности (например, в пищевой) для проведения процессов жидкостной экстракции, полимеризации, смещения и т, и.

Цель изобретения — повышение интенсификации процессов путем увеличения поверхности контакта фаз и эффективности их перемешивания.

На фиг. 1 изображена те»нологическая схема предлагаемой установки; на фиг. 2— гидрораспределитель при первом положении распределительных барабанов, общий вид в продольном разрезе; на фиг. 3 — сечение

А-А на фиг. 2; на фиг. 4 гидрораспределитель при втором положении распределительных барабанов, общий вид в продольном разрезе; на фиг. 5 — сечение Б-Ь на фиг. 4.

Устанонка состоит из аппаратов 1 и 2 контактирования с размещенными в них верхними 3 и 4 и нижними 5 и 6 распределителями жидкостей, емкостей 7 9 для жидкостей, насосов !Π— 12, соединенных своими входами с емкостями 7 — 9 соответстненно, гидрораспределителя 13 и вентилей 14 6.

Гидрораспределитель 13 выполнен в виде горизонтальных соосно уста повле и ны» напротив друг друга цилиндрически.» обечаек 17 и !8 с расширенными частями 19 и 20 соответственно, горизонтального вала 21, размещенного своими концами на опорах 22 З0 и проходяьцего через обечайки !7 и 18 по их осям, штуцеров 23 — 28, размещенных в обечайках 17 и 18 на расширенны» и» частях 19 и 0 соосно напротив друг друга на каждой части 19 и 20. и закрепленных пз валу 21 в расширенных частях 19 и 20 обечаек 17 и 18 35 распределительных барабанов 28, в торцовых и боковы» стенка» которых выполнены, соответственно окна 30, соединяющие обечайки 17 и 18 с внутренними поло òÿìè 31 барабанов 29, и прорези 32, расположенные 40 соосно штуцерам 25 — 28 расширенных частей 19 и 20 обечаек 17 и )8.

Выход насоса 10 первой емкости 7 соединен с первым аппаратом 1 для контактирования, устанонленным соосно над вторым аппаратом 2 и соединенным с ним патруб- 45 ком 33. Выходы насосов 11 и 12 второй 8, и третьей 9 емкостей соответственно соединены со штуцерами 23 и 24 обечаек 17 и 8, перед которыми установлены первые два вентиля 14 и 15. Штуцеры 26 и 28 и 25 и 27 расширенных частей 19 и 20 обечаск 17 и 18 50 соединены с верхними 3 и 4 и нижними 5 и 6 распределителя ми жидкостей соот нетству ющего аппарата 1 и 2.

Кроме того, установка снабжена трубопроводом 34, соединяющим выходы насосов 11 и !2 второй 8 и третьей 9 емкостей 55 после первых двух вентилей 14 и 15 между собой, причем третий вентиль 16 размещен н а трубо п ро воде 34.

Установка работает следующим образом.

Установка может работать в двух вариантах: на двух или трех исходных жидких продукта х.

Вариант 1. Установка работает на двух исходных жидких продуктах. При этом варианте работы установки вентиль 16 открыт, работают насосы 10, 12 или 11 и соответственно открыт вентиль,15 или 14. В зависимости от того, из какой емкости (8 или 9) в этом случае поступает исходный продукт, образуется и соответствующий конечный продукт.

Насос 10 из емкости 7 подает первый исходный продукт в аппарат 1, из которого он по патрубку 33 поступает и в аппарат 2, полностью их заполняя. Одновременно насос 12 ползет второй исходный продукт из емкости 9 через правую обечайку 18 и ее расширенную часть 20 попеременно в штуцеры 27 и 28, что достигается вращением распределительного барабана 29 в части 20, из которы» второй продукт поступают в распределители 3 и 5 жидкости первого верхнего аппарата 1. Аналогичным образом, второй исходной продукт из емкости 9, проходя по обводному грубопроводу 34, поступает через штуцер 23 в обечайку 17 и далее через окна 30 в барабане 29 части !9 — в его полость 31, из которой он попеременно через прорсзь 32 поступает то н штуцер 26, то в штуцер 25, из которых продукт подается через распределители 4 и 6 в аппарат 2.

Циклическое изменение направления движения перного и второго исходных жидки» продуктов в аппаратах 1 и 2 обеспечивает интенсивное их перемешивание друг с другом при наличии большой поверхности контакта фаз. При этом (в случае несмешивакици»ся жидкостей) более легкий растворитель в пульсирующем режиме из нижнего аппарата 2 пронизывает в виде тонкодис.персных капель более тяжелую «водную» жидкость, содержащую извлекаемый компонент, и опускающуюся из верхнего аппарата в нижней 2. Легкая фаза собирается в верхней части верхнего аппарата 1, а более тяжелая — в нижней части аппарата 2. Обе фазы отводятся из аппаратов 1 и 2 на дальнейшую переработку.

Вариант 2. Установка работает на трех исходных жидких продуктах.

При этом варианте работы установки вентиль 16 закрыт, работают насосы 10, 11 и 12, а вентили 14 и 15 открыты.

Насос 10 из емкости 7 подает первый исходный продукт в верхний аппарат 1 куда насос 12 из емкости 9 в пульсирующем ре жиме подает второй продукт через обечайку 18 гидрораспределителя 13 (попеременно через штуцеры 27 и 28). При контактировании первого и второго продуктов (в случае использонания реагентов) между ними происходит химическая реакция (или экстрак1528524

Формула изобретения ция), в результате которой образуется новый продукт (или эмульсия).

Новый продукт (эмульсия) самотеком поступает через патрубок 33 в нижний аппарат 2, где вступает в реакцию (или смешивается с высаливающим агентом) с подаваемым насосом из емкости 8 через обечайку 17 (штуцеры 25 и 26) в пульсирующем режиме гретьим продуктом, поступающим в аппарат 2 через распределители 4 и 6. В результате в аппарате 2 образуется новый готовый продукт (или очищенный в результате высаливания водной обедненный раствор с переходом цс нного компонента в легкую фазу — растворитель) .

Интенсивность контактирования компонентов (или эффективность реакции) обеспечивается хорошим интенсивным смешением компонентов, которое проис»одит в результате циклического изменения направления движения потоков продуктов, подаваемых из емкостей 7 — 9.

Пульсирующий режим циклического изменения направления движения продуктов создается гидрораспределителем 13, при работе которого в процессе вращения вала 21 прорези 32 распределительных барабанов 29 попеременно совмещаются со штуцерами 25 и 26 одной части 19 и со штуцерами 27 и 28 в другой части 20 обечаек 17 и 18, что позволяет периодически изменять направление движения жидких продуктов на выходе обечайки 18 и на входе обечайки 17.

На фиг. 2 и фиг. 3 гидрораспределитель 13 показан в процессе работы, когда штуцеры 28 и 26 перскрыты, а ис»одный продукт движется через штуцер 24, окна 30, прорезь 32 н нравом барабане 29 и выходит через штуцер 27. Возвращается продукт через штуцер 25, проходит левый распределительный барабан 29 через его прорезь 32 и окна 30 в его торцовой стенке и выходит чс.рез штуцер 23. После поворота вала 21 на 180- (фиг. 4 и фиг. 5) штуцеры 27 и 25 перекрыты. а родукт движется через штуцер 24, окна 30 в торцовой стенке правого барабана 29. прорезь 32 и выходит через штуцер 28.

Возвращается продукт н гидрораспредслитель 13 через штуцер 26, проходит левый распределительный барабан 29 через его прорезь 32 и окна 30 и выходит из гидрораспределителя через и;туцер 23.

За один оборот вала 21 гидрораспределителя 13 происходит смена направления движения продуктов на выходе из обечайки 18 (штуцеры 27 и 28) и на в»оде н обечайку 17 (и туцеры 25 и 26).

Если подавать через гидрораспределитель 13 в реакционные аппараты 1 и 2 исходные жидкие продукты, то за счет периодического изменения направления их движения можно создать в них пульсирующий режим, который интенсифицирует тепломассообменные и реакционные процессы. Частота пульсаций в единицу времени определяется числом оборотов вращения вала 21 в единицу времени.

1. Установка для проведения тепломассообменных и реакционных процессов в жидких средах, включающая аппараты для контактирования с размещенными в ННх вер»ними и нижними распре елителями жидкостей, емкости для жидкостей, насосы, соединенные своими входами с емкостями, гидрораспределитель и вентили, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсификации процессов путем увеличения поверхности контакта фаз и эффективности Hx перемешина ния, гидрораспределитель выполнен н виде горизонтальных соосно установленных напротив друг друга цилиндрических обечаек с расширенными частями, размещенны» на горизонтальном валу. установленном своими концами на опорах и проходящего через обечайки по их осям, штуцеров, размещенных на обечайках и на расширенных и» частях соосно напротив друг друга на каждой части, и закрепленны» на нал» в расширенных частях обечаек распределительны» барабанов, в торцовых и боковы» стенhnx которых выполнены окна, соединяк щие обечайки с внутренними полостями,барабанов, и прорези, расположенные eоосно шт»вЂ” псрам расширенных частей обечаек, при этом выход насоса первой емкости соединен с первым аппаратом для контактиронания, установленном соосно под вторым аппаратом и соединенным с ним патрубком и штуцеры расширенных частей обечаек соединены с вер»ними и нижними распределителями жидкостей аппарата для контактирования, а установка снабжена вентилями, установленными перед штуцерами обечаек, соединенны» с выходами насосон второй и третьей емкостей.

2. Установка по п. 1, оТ.Iичающаягя тем, что, с целью проведения процессов с испоlhзованием трех жидки» реагентов, Она снабжена трубопроводом с допо1HHTeтьным вентилем, соединяющим выходы насосов второй н третьей емкостей после псpBblx днуx вентилей между собой.

1528524

pea f

A- A

1528524

ВН11ИПИ Гос1 даре гвенного кочитета ио из<)бр l< нияч и открытиям ири ГКНТ О:(.1) I! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, 1)<}» }нская наб, д. 4>5

Производственно-издательский комбинат «11ате}<т», г Ужгород, ул. Гагарина. 1О!

Ред(}ктор А< Рев}}н

Зак(н} 540 46 (.<>< т;}вите.ll> А..),, < к< андрон;}

Ге(ред 11. 13< рe< К<>рректор. 1. 11атай

1 ир(}ж <<()< } 11<)ди исное