Массообменный аппарат-фильтр

Реферат

 

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройствам для непрерывной фильтрации суспензий, промывки этих суспензий в противоточном режиме. Массообменный аппарат - фильтр состоит из цилиндрического корпуса, патрубков для подвода пульсации и отвода жидкой фазы, трубопровода для подвода суспензии, фильтрующей перегородки и расположенного над ней отбойника в виде диска. Устройство может быть использовано в аппаратах для проведения массообменных процессов между твердой зернистой фазой и жидкостью, в непрерывных фильтрах-сгустителях и непрерывных намывных фильтрах. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и устойчивости работы устройства. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройствам для непрерывной фильтрации суспензий, промывки этих суспензий в противоточном режиме.

Известно устройство для противоточного контактирования жидкой фазы с твердой зернистой фазой (А.с. 273165; МКИ B 01 J 1/00), содержащее корпус, снабженный в верхней части бункером твердой фазы, дренажным устройством в нижней части корпуса, патрубками для подвода пульсации и удаления жидкой фазы.

Недостатком устройства является сложность подвода дисперсии в рабочую зону аппарата и неустойчивая работа с полидисперсными системами, с системами, склонными к агрегатированию и налипанию на фильтрующую поверхность.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности устройства и устойчивости его работы.

Для этого по центру корпуса над фильтрующей перегородкой, параллельно ей, установлен отбойник, выполненный в виде диска, а по центру в пространство между отбойником и фильтрующей перегородкой подведен трубопровод, через который осуществляется подача разделяемой суспензии в аппарат. Для улучшения структуры потоков при промывке твердой дисперсной фазы подводимой сверху жидкостью над отбойником закрепляется конусный распределитель. Повышение эффективности достигается за счет формирования отбойником равномерного плоского потока подводимой суспензии и за счет изоляции зоны под отбойником, где происходит концентрирование суспензии от остальной зоны аппарата.

На чертеже показан общий вид предлагаемого устройства.

В нижней части вертикального цилиндрического корпуса 1 установлена фильтрующая перегородка 2. Под перегородкой 2 в нижней части аппарата находятся штуцера для подвода пульсации 3 и отбора фильтрата 4. Над перегородкой на некоторой высоте неподвижно закрепляется, например, при помощи стоек 8 к фильтрующей перегородке 2 отбойник 5, имеющий форму диска. Кроме распределения поступающей из трубопровода 6 суспензии вдоль фильтрующей перегородки 2 отбойник 5 разделяет зону между перегородкой 2 и отбойником 5, куда поступает суспензия, от зоны с отфильтрованной суспензией, накапливаемой в верхней части корпуса 1 над отбойником 5. Высота и размер отбойника 5 зависят от свойств разделяемой суспензии и технологических параметров. Трубопровод 6, через который подается разделяемая суспензия, подведен по центру в пространство между отбойником 5 и фильтрующей перегородкой 2. При необходимости улучшения структуры потоков фаз над отбойником 5 устанавливается конусный распределитель 7.

Аппарат работает следующим образом.

Пространство под фильтрующей перегородкой 2 полностью заполнено чистой жидкой фазой (ЖФ) разделяемой суспензии - фильтратом. Рабочий уровень жидкости (h1) находится выше фильтрующей поверхности 2 и устанавливается в зависимости от технологического применения устройства.

Разделяемую суспензию подают через трубопровод 6 на разделение, непрерывно или импульсно, и распределяют отбойником 5 вдоль фильтрующей перегородкой 2. Подача разделяемой суспензии происходит по центру в промежуток между фильтрующей перегородкой 2 и отбойником 5 в виде плоского потока. Плоский поток суспензии, двигаясь над фильтрующей перегородкой 2, концентрируется и одновременно теряет скорость движения. Под отбойником от периферии постепенно образуется сплошной неподвижный слой частиц дисперсии. С некоторой периодичностью в пространство под фильтрующей перегородкой 2 через патрубок 3 подается импульс давления с целью регенерации фильтрующей перегородки 2 и перемещения образовавшегося слоя частиц.

При регенерации фильтрующей перегородки 2 подачей импульса фильтрата в обратном направлении происходит сброс с фильтрующей перегородки 2 налипших твердых частиц, которые уносятся потоком свежей поступающей суспензии на периферию. При подаче импульса давления в обратном направлении сплошной слой частиц, который формируется у периферии по мере накопления, поднимается вверх, занимая пространство над отбойником 5, при этом в освободившееся пространство между слоем и фильтрующей перегородкой 2 из-под отбойника 5 поступает новая порция твердых частиц отфильтрованной суспензии, которая становится продолжением слоя после окончания импульса. Таким образом, посредством подводимых импульсов осуществляется перемещение частиц отфильтрованной суспензии от перегородки 2 вверх аппарата.

При использовании аппарата в качестве фильтра рабочий уровень жидкости в аппарате устанавливается на уровне несколько выше конусного распределителя или при его отсутствии отбойника. Отфильтрованный слой частиц, поднимаясь вверх, проходит границу уровня жидкости (h1) и, продвигаясь выше, дополнительно обезвоживается за счет свободного стекания остатков жидкости под действием силы тяжести. При достижении верхнего уровня корпуса 1 (h2) слой частиц удаляется из аппарата. Величина обезвоженного слоя устанавливается в зависимости от физико-химических свойств частиц.

При использовании аппарата в качестве массообменного аппарата или намывного фильтра рабочий уровень жидкости (h1) в аппарате устанавливается ближе к верхней границе аппарата (h2). На этот уровень (h1) через соответствующее устройство или сверху на слой в режиме орошения подается необходимый реагент. Как и в случае использования аппарата в качестве фильтра, слой частиц, пройдя верхний уровень корпуса 1 (h2), удаляется из аппарата. Для повышения технологических характеристик подача твердой фазы в аппарат через трубопровод 6 может осуществляться в отводимом из патрубка 4 фильтрате.

Формула изобретения

1. Массообменный аппарат - фильтр, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками для ввода и вывода реагентов и расположенную горизонтально в нижней части корпуса фильтрующую перегородку, патрубок под перегородкой для подвода пульсации, отличающийся тем, что к центру фильтрующей перегородки подведен трубопровод для подачи суспензии, а над фильтрующей перегородкой со стороны отфильтрованной суспензии установлен отбойник в виде диска.

2. Массообменный аппарат - фильтр по п.1, отличающийся тем, что снабжен несколькими трубопроводами для подвода суспензии.

3. Массообменный аппарат - фильтр по п.1, отличающийся тем, что над отбойником закреплен конусный распределитель.

РИСУНКИ

Рисунок 1