Устройство для массообмена и перемешивания

Устройство для массообмена и перемешивания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

— — — ты«««. о т. лйтюитно-т-l оиг и-- п 546358

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик рк « » (,1h! Ф Ф6 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.74 (21) 2001450/26 (51) М. Кл.2 В 01D 3/32

В 01F 7/02 с присоединением заявок № 2002253/26, 2012301/26, 2015025/26

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 17.03.77

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.6.03(088.8) (72) Авторы изобретения

В. М, Пестеров, А. Н. Одинцов, M. Я. Розкин, В. Я, Стороженко, Г. Ф. Слезко и В. П. Денисов

Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССООБМЕНА И ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

Изобретение относится к конструкциям устройств для проведения процессов массообмена и перемешивания и мо?кет быть использовано в процессах экстракции, абсорбции, ректификации и т. п.

Известно устройство для массообмена и перемешивания, содержащее корпус, в котором выполнена камера смешения, вал с перемешивающими устройствами и штуцеры ввода и вывода компонентов.

Известное устройство имеет следующие недостатки: недостаточная поверхность контакта фаз, выраженная в виде неравномерного распределения концентраций по аппарату; в случае перемещений вязких сред образуются застойные зоны, что ведет к образованию побочных продуктов реакции; небольшой объем камеры смешения, отсутствие рециркуляции газа и регулирования зазора между устройствами слива и перемешивающими устройствами.

С целью увеличения объема камеры смешения, поверхности контакта фаз и напора потока компонентов, а также интенсификации массообмена в предлагаемом устройстве корпус выполнен в виде сферического диффузора с винтовыми прорезями и конусами, размещенными в его верхней и нижней частях, а перемешивающие устройства выполнены в виде направленных навстречу друг другу шнеков, расположенных в конусах. На перемешивающих устройствах и корпусе, соответственно, установлены выпуклые и вогнутые перфорированные сферические обечайки, диффузор снабжен рециркуляционной трубой и сферическим ко?кухом с отбойпиком, а также цилиндрическими упругими обоймами, в которых расположены шнеки, кроме того, ко?кух выполнен перфорированным, а отбоштнк — сфери10 чески м.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство с корпусом, выполненным в виде сферического диффузора, продольный разрез; на фиг. 2 — то же со сферическими обечайками, 15 установленными на перемешивающих устройствах, продольный разрез; на фпг. 3 — устройство, продольный разрез общего вида, диффузор которого снабжен рецпркуляцнонной трубой; на фиг. 4 — то же, продольный раз20 рез общего вида, диффузор которого снаб?кен цилиндрическими упругими обоймами.

Устройство для масообмена и перемешивания состоит пз корпуса 1, в котором выполнена камера 2 смешения, вала 3 с перемешива25 ющими устройствами 4 и штуцеров 5 и 6, соответственно, для ввода и вывода компонентов.

Согласно первому варианту исполнения корпус 1 выполнен в виде сферического диффу30 зора с винтовыми прорезями 7 и конусами 8, 54о388 трубой газ (пар) нли легкая фаза подаются снизу, всасываются вместе с жидкостью, заполняющей до определенного уровня устройство, и под действием перемешивающего устб0 размещенными в его верхней и нижней частях, а перемешивающие устройства 4 выполнены в виде направленных навстречу друг другу шнеков, расположенных в конусах 8.

По второму варианту исполнения на перемешивающих устройствах, и корпусе, соответственно, установлены выпуклые 9 и вогнутые

10 перфорированные сферические обечайки.

По третьему варианту исполнения диффузорснабжен рециркуляционной трубой 11 и сфе- 10 рическим перфорированным кожухом 12 со сферическим отбойником 13.

Согласно четвертому варианту исполнения диффузор снабжен цилиндрическими упругими обоймами 14, в которых расположены пе- 15 ремешивающие устройства 4, выполненные в виде шнеков.

Устройство работает следующим образом, Находящаяся в аппарате смесь жидкостей, состоящая из легкой и тяжелой фазы, либо 20 взвесь твердых частиц в жидкости, подаются в камеру 2 смешения следующим образом.

Легкая фаза либо взвесь твердых частиц в жидкости нагнетаются через верхний конус 8 и шнек 4, а тяжелая фаза либо взвесь твер- 25 дых частиц и жидкость — через нижний конус 8. В камере смешения за счет встречных потоков происходит смешение потоков, а затем их выброс через прорезь 7 в виде плоских струй, которые режут общую массу пе- ЗО ремешиваемых веществ и создают направленный поток вверх или вниз в зависимости от наклона прорези.

В случае применения устройства для массообмена в системе газ — жидкость газ (пар) подается в нижнюю часть корпуса 1, а жидкость — в верхнюю часть. Газ (пар) проходит через перфорацию вогнутой сферической обечайки, где контактирует со стекающей, вращающейся пленкой жидкости. Проходя далее 40 через перфорацию выпуклой сферической обечайки 9, газ (пар) контактирует с вытекающей из вышерасположенной вогнутой обечайки 10 жидкостью, которая под действием центробежной силы вращающейся выпуклой 45 обечайки 9 отбрасывается к корпусу 1. Между вогнутой и выпуклой обечайками часть газа (пара) за счет перемешивающих устройств

4, установленных на валу 3, возвращается под нижерасположенную выпуклую обечайку 9, 50 причем установленные ниже отбойники 15 отбрасывают газ и попавшую жидкость к корпусу 1.

Для предотвращения сбора жидкости у стенок аппарата при изменении расхода произ- 55 водится регулирование зазора между обечайками с помощью резьбовой втулки 16, укрепленной на опоре 17 вала 3.

В случае устройства с рециркуляционной

4 ройства 4 и центробежных сил, возникающих при вращении вала 3, вйбрасываются через прорези 7 вместе с жидкостью. Пузырьки газа (пара) под напором струй жидкости, попадая в перфорацию корпуса 1, режутся на более мелкие пузырьки, обновляя и увеличивая поверхность контакта фаз. Далее газ (пар) или легкая фаза движутся вверх, но сферический отбойник 13, вращающийся вместе с валом, отбрасывает их аксиально вниз, посредством чего часть газа (пара) или легкой фазы возвращается в устройство; рециркуляция газа (пара) или легкой фазы осуществляется за счет вращающейся трубы 11 с обратными лопастями 18.

В случае устройства с упругими обоймами, легкая фаза всасывается при вращении вала

3 посредством верхних шнека 4 и обоймы 14, а тяжелая — посредством нижних шнека 4 и обоймы 14. Далее потоки жидкости сталкиваются в зазоре между корпусом 1 и кожухом

12, диспергируются и с силой выбрасываются в прорези 7.

Данное устройство эффективно тем, что при его работе происходит двухкратная гомогенизация материалов за счет внедрения потока в поток в сферическом зазоре и за счет сильного выброса плоских струй, которые режут общую массу перемешиваемых материалов, гомогенизируя ее.

Формула изобретения

Устройство для массообмена и перемешивания, содержащее корпус, в котором выполнена камера смешения, вал с перемешивающими устройствами и штуцеры ввода и вывода компонентов, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема камеры смешения, поверхности контакта фаз и напора потока. компонентов, корпус выполнен в виде сферического диффузора с винтовыми прорезями и конусами, размещенными в его верхней и нижней частях, а перемешивающие устройства выполнены в виде направленных навстречу друг другу шнеков, расположенных в конусах.

2. Устройство по п: 1, отл ича ю щееся тем, что, с целью интенсификации массообмена, на перемешивающих устройствах и корпусе, соответственно, установлены выпуклые и вогнутые перфорированные сферические обечайки.

3. Устройство по и. 1, отл и ч а ю щ ее с я тем, что диффузор снабжен рециркуляционной трубой и сферическим кожухом с отбойником.

4. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что диффузор снабжен цилиндрическими упругими обоймами, в которых расположены шнеки.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что кожух выполнен перфорированным, а отбойник — сферическим.

546358

Составитель А. Тарасов

Техред Л. Котова

Редактор T. Логинова

Корректор О. Тюрина

Заказ 331/3 Изд, № 198 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2