Контактный пульсационный аппарат

Контактный пульсационный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<в971399 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено06.02.81 (21) 3249949/23-26 с присоединением заявки N (23) Приоритет

Опубликовано 071182. Бюллетень ¹ 41

Р М К з

В 01 D 11/04

Государственный комитет

СССР по аелам изобретений и открытий

tSi) УДК 66.061..5(088.8) Дата опубликования описания 0711.82 (72) Авторы изобретения

С.Л. Шмелев, A.Ô. Кудряшов, В.Д. Мельников и Г.П. Соломаха (71) Заявитель (5 4 ) КОНТАКТНЫЙ ПУЛЬСАЦИОННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к химичес= кой технологии, а именно к массо:обменным или реакционным процессам в жидкофазных системах.

Известен контактный пульсационный аппарат, включающий корпус с патрубками ввода и вывода реагентов, контактную зону, расположенную в средней части аппарата, генератор импульсов, соединенный патрубком для подвода переменного давления с верхней частью аппарата, упругий элемент (1) .

Для интенсификации процесса необходимо устанавливать в рабочем объеме аппарата сложные перемешивающие узлы, данный аппарат не позволяет регулировать процесс, так как вся масса жидкой среды реагентов колеблется с одной и той же амплитудой по 2О всему рабочему объему аппарата (no всей зоне контактирования), упругий элемент, находящийся в пульсационной камере, ограничен в упругих характеристиках, так как воспринимает динамическую нагрузку от движения всей массы жидкой среды реагентов, в данном аппарате возникают значительные динами: ческие нагрузки (гидравлический удар>, что приводит к необходимости затрат конструкционных материалов по условию прочности и наличию разделительной нижней камеры для разделения реагентов после проведения процесса, которые при таких условиях перемешиваются также при выходе из рабочего объема аппарата.

Целью изобретения является интенсификация и возможность регулирования процесса за счет генерирования локальных импульсов.

Указанная цель достигается тем, что в контактном пульсационном аппарате, включающем корпус с патрубками ввода и вывода реагентов, контактную зону, расположенную в средней части аппарата, генератор импульсов, соединенный патрубком для подвода переменного давления с верхней частью аппарата, упругий элемент, согласно изобретению, упругий элемент расположен в контактной зоне аппарата.

Упругий элемент целесообразно выполнять в виде трубок, запаянных с одной стороны.

Таким образом, в рабочий объем аппарата помещен пульсационно-контактный узел, в который заключены упругие элементы. Пульсационно-контактный узел выполнен в виде трубок, запаянных с одной стороны.

971399 тов в пространстве между трубками 5 увеличивается, и общий уровень движется вверх. Таким образом, в àïïàрате происходит попеременное уменьшение (под действием пневматического импульса) и увеличение (при противодействии локальных импульсов) объе. ма жидкой среды реагентов в пространстве между трубками 5 в контактной зоне (рабочем объеме) апарата, т. е. происходит "объемная" пульсация, амплитуда которой дифференцирована по рабочему объему (зоне контактирования) аппарата, т. е. является дифференциальной совокупностью амплитуд локальных импульсов, создаваемых упругими элементами.

При этом упругие элементы перемешивают реагенты (фиг. 3,4). Интенсивность перемешивания характеризуется величинами амплитуд локальных импульсов, а также частотой. При,увеличении частоты амплитуды локальных импульсов практически не меняются, т. к. энергия упругих элементов компенсирует гидравлическое сопротивление.

Н аличие "объемной" пульсации вызывает попеременное движение жидкой среды реагентов по направлению оси

>ная" пульсация, которая в данном случае характеризуется переменным значением суммарной амплитуды в направлении оси аппарата. Это значит что в верхней части рабочего объема аппарата амплитуда "линейной" пульсации жидкой среды реагентов максимальна, т. к. является суммой смещений при импульсных заполнении и вытеснении жидкой средой реагентов всех трубок 5 (фиг. 3, 4) рабочего объема аппарата. В нижней части контактной зоны (рабочего объема) àïïàрата значение суммарной амплитуды

"линейной" пульсации минимально и близко к нулю, т. к. оно складывается из смещений, получаемых при действии упругих элементов (источников локальных импульсов ) в трубках 5, находящихся непосредственно на решетке 6.

Изменение величины суммарной амплитуды "линейной" пульсации представлено на Фиг. 5.

Движение жидкой среды реагентов в "линейной" пульсации позволяет проводить их дополнительное перемешивание в пространстве между трубками 5, которые в данном случае работают

erne как насадка. Это также интенсифицирует процесс. Наличие "линейной" пульсации с переменной суммарной амплитудой и является регулировкой процесса, т. е. максимальная интенсивность процесса поддерживается в

При заполнении рабочего объема аппарата жидкой средой реагентов в трубках замыкаются объемы воздуха, которые и являются упругими элементами — источниками локальных импульсов. 5

На фиг. 1 представлен общий вид аппарата; на фиг. 2 — узел Т фиг. 1, на фиг. 3 — упругий элемент, заполненный жидкостью, на фиг. 4 - упругий элемент, не заполненный жидкостью;1Q на фиг. 5 — график изменения значения суммарной амплитуды линейной составляющей колебательного движения реагентов по высоте рабочего объема аппаРата (зоны контактирования) . 15

Аппарат включает корпус 1, к верхней части которого подсоединен генератор пульсаций 2 через подводящий патрубок 3, контактную зону 4, размещенный в которой упругий элемент в виде трубок 5, запаянных с одной стороны, опирается на решетку 6.

Патрубки 7 и 8, подсоединенные к верхней части аппарата, и патрубки 9 и

10, подсоединенные к нижней части аппарата, служат для ввода и вывода реагентов.

Аппарат работает следующим образом.

Корпус 1 заполняют реагентами до аппарата (движение общего уровня заданного уровня через патрубки вво- . вверх-вниз) в пространстве между да 7 и 9 и избыток реагентов выводят трубками 5, т. е. возникает "линейчерез патрубки 8 и 10. При этом в трубки 5, запаянные с одной стороны, частично входит жидкая среда реаген тов под действием гидростатического давления, тем самым локализуя внутри трубок замкнутый объем воздуха-упругий элемент. Через патрубок 3 в верхнюю часть аппарата подводят переменное давление от генератора 2, т. е. 40 генерируют пневматический импульс. в верхней части аппарата. При импульсе избыточного давления (пневматическом импульсе), генерируемом в верхней части аппарата, жидкая сре- 45 да реагентов импульсно заполняет трубки 5 (фиг. 3), сжимая замкнутые объемы воздуха (упругие элементы) в них, т. е. объем жидкой среды реагентов в рабочем объеме аппарата (в зоне контактирования) в пространстве между трубками 5 уменьшается. При этом общий уровень жидкой среды реагентов движется вниз.

При сбросе избыточного давления в верхней части аппарата (спаде пневма" ткаческого импульса) сжатые упругие элементы (сжатые объемы воздуха) в трубках 5, расширяются,.т. е. генерируют локальные импульсы, отстающие от пневматического импульса на половину периода, в рабочем объеме аппарата (зоне контактирования), ко" торые импульсно вытесняют жидкую среду реагентов из трубок 5 (фиг. 4).

При этом обЪем жидкой среды реаген- 65

971399

Формула изобретения юлуы уЯу

Фсм Х

ФЬг.!

ВНИИПИ Заказ 8786/14 Тираж 734 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 верхней части аппарата, а наличие минимальной, близкой к нулю, суммар ной амплитуды "линейной" пульсации в нижней части аппарата, предотвращает действие динамических нагрузок ! гидроударов) и позволяет исключить из конструкции аппарата нижнюю разделительную камеру для разделения реагентов после контактирования, потому что под решеткой 6 перемешивание в данном случае практически отсутствует.

Таким образом, данный аппарат обладает перед известным следующими преимуществами: в нем интенсифицируется и регулируется процесс, исключается действие динамических нагрузок, отсутствуют пульсационная камера, нижняя разделительная камера и нет необходимости затраты дополнительных конструкционных материалов из учета прочности при действии динамических нагрузок.

1. Контактный пульсационный аппарат, Включающий корпус с патрубками ввода и вывода реагентов, контактную зону, расположенную в средней части аппарата, генератор импульсов, соединениый патрубком для подвода переменного давления с верхней частью

1О аппарата, упругий элемент, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации и возможности регулирования процесса за счет генерирования локальных импульсов, упругий элемент расположен в контактной зоне аппарата.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю» шийся тем, что упругий элемент выполнен в виде трубок, запаянных с одной стороны.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 701652, кл. В 01 D 11/04, 1976 °