Аппарат для массообменных процессов в системах твердое тело жидкость

9)1) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК ДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ,Ф юл. Р 29 , .В.П. Сав .Е. Лимоно нк 7407,етельство ССС 11/02, 1973У 6 (пр 4) (57) ОЦЕССО АРАТ. ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ СИСТЕМАХ ТВЕРДОЕ ТЕЛО(21) 337) ЖИДКОСТЬ, содержащий цилиндрическийкорпус-реактор с крышкой и днищем,винтовой желоб, закрепленный на внутренней поверхности корпуса, упругиеэлементы, технологические патрубки,вибровозбудитель винтовых колебаний,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью интенсификации массообмена засчет осуществления процесса в тонкомвиброкипящем слое жидкости, аппаратснабжен полой трубкой со штуцерамидля ввода и вывода теплоносителя,установленной в днище корпуса-реактора и выполненной в виде плоскойспирали,Изобретение относится к аппаратамдля массообменных процессов в системах твердое тело-жидкость и может использоваться в химической,металлургической и других отрасляхпромышленности при ведении процессов экстракции, отмывки, растворения и обработки жидкими реагентамитвердых кусковых материалов,Известен массообменный аппарат, Осодержащий закрытый цилиндрическийкорпус-реактор, вибрационную диско -вую мешалку и технологические патрубки 1.Однако в таком аппаратеневозможно .15осуществить непрерывную выгрузку нерастворимой твердой Фазы. При проведении процесса растворившаяся частьудаляется из аппарата вместе с раствором реагента, в то время как нерастворимая твердая фаза под действием силы тяжести оседает на дноаппарата,После накопления определенногоколичества осадка процесс прекращается, и осадок удаляется из аппарата через специальный люк. Необходимость периодической чистки аппаратасущественно снижает эффективностьего работы, так как обычно время вы- Згрузки осадка составляет до 307. от об-.щего времени процесса, Кроме того,наличие специальных люков влияет нагерметичность аппарата, что особеннонежелательно при переработке токсичных продуктов.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату является аппарат для ведения массообменных процессов в системах твердое4 О тело - жидкость, состоящий из закрытого цилиндрического корпуса-реактора с внутренним винтовым желобом,инерционного вибровозбудителя, упругих элементов, дисковой вибрационной мешалки, вибратора, амортизационной пруяяны и технологических патрубков 2,Недостатком известной конструкции является то что сообщение пульсации 5 б и вибрации большим объемам жидкости в аппарате требует большого расхода электроэнергии, Кроме того, наличие относительного перемещения вибрационной мешалки и корпуса-реактора 55 друг относительно друга существенно усложняет конструкцию и тем самым снижает надежность ее работы,. Указанное перемещение нарушаеттакже и герметичность аппарата, чтосужает область его использования, непозволяя работать с токсичными продуктами.Во многих случаях для ведения массообменных процессов необходимы повышенная температура в рабочей зонеили же, наоборот, отвод тепла, которое образуется при некоторых массообменных процессах, в известной конструкции эта задача не решена, чтотакже сужает область использованияаппарата.Цель изобретения - интенсификациямассообмена за счет осуществленияпроцесса в тонком виброкипящем слоежидкости,Цель достигается тем, что аппаратдля массообменных процессов в системах твердое тело - жидкость, содержащий цилиндрический корпус - реакторс крышкой и днищем, винтовой желоб,закрепленный на внутренней поверхности корпуса, упругие элементы, технологические патрубки, вибровозбудитель винтовых колебаний, снабженполой трубкой со штуцерами для вводаи вывода теплоносителя, установленной в днище корпуса-реактора и выполненной в виде плоской спирали.Это позволяет вести процесс экстракции в тонком слое вибрирующейжидкости, в которой благодаря небольшой толщине слоя обеспечиваются высокиеградиенты скоростей перемешивающих потоков, возникают гидродинамические удары и турбулизация жидкости,способствующие ускорению тепло-массообменных процессов.Ба фиг. 1 схематически изображен аппарат в разрезе; на Фиг. 2 - вид А на фиг, 1.Аппарат состоит из закрытого цилиндрического корпуса-реактора 1, инерционного вибровозбудителя 2, опорных пружин 3 и технологических патрубков: патрубка 4 подачи твердой фракции, патрубка 5 удаления твердой Фракции, патрубка 6 подачи жидкой Фракции, патрубка 7 удаления жидкой Фракции, Корпус-реактор 1 представляет собой цилиндрический сосуд, закрытый сверху крышкой 8, а снизу днищем 9 и конической опорой 10. К внутренней цилиндрической поверхности корпуса-реактора прикреплен винтовойо желоб 11 с углом подъема 2-5, верх"10533 ний конец которого соединен с патрубком 5 удаления твердой фракции, а нижний - с днищем 9. В днище 9 установлена полая трубка 12, выполненная в виде плоской спирали, снабженная штуцером 13 подачи внутрь трубки пара и штуцером 14 для слива конденсата пара. В центральной части днища 9 установлен конус 15 для равномерного распределения твердой фракции. 0Аппарат работает следующим образом.В корпус-реактор 1 через патрубок 6 подается жидкая фракция-реагент. Одновременно через штуцер 13 внутрь 15 днища 9 для интенсификации процесса подается пар, После заполнения корпуса-реактора 1 реагентом до необходимого уровня, определяемого высотой расположения патрубка 7, через 20 патрубок 4 в центральную часть днища 9 подается обрабатываемая твердая фракция. Попадая на конус 15, твердая фракция равномерно распределяется по днищу 9. Вибровозбуди тель 2 сообщает корпусу-реактору 1 винтовые колебания, под действием которых твердая фракция начинает двигаться по спиральным виткам днища 9. В процессе движения продукта по днищу 9,в жидкой среде под воздействием вибрации происходит извлече. - ние компонентов из твердой фракции (экстракция) - переход их в раствор. 42 фДостигнув винтового желоба 11, нерастворенные компоненты твердой фракции продолжают движение по винтовому желобу 11, выходят из слоя жидкой фракции и ссыпаются в патрубок5 удаления твердой фракции,Раствор сливается через патрубок7 удаления жидкой фракции,По .сравнению с известным аппаратомпредложенный аппарат имеет более простую конструкцию, так как в нем отсутствует вибрационная мешалка. Этоповышает надежность работы и не нарушает герметичность корпуса-реактора, что позволяет работать с токсичными продуктами,Энергоемкость предложенного аппарата той же производительности, чтои базовый объект, в 1,5-2 раза меньше, так как меньше объем жидкости,необходимый для массобмена, и вибрация жидкости, располагающейся тонким слоем, осуществляется только засчет колебаний корпуса-реактора, вто время как в базовом объекте дляэтой цели служит еще и вибрационнаямешалка так как слой жидкости имеетбольшую толщину.1ФВозможность подвода в рабочую зону тепла позволит увеличить скоростьведения массообменных процессов итем самым повысить производительность аппарата на 157