Установка для разделения смесей

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К скому свидетельств 2 04.09.90 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(7 Ц Опытное конструкторское бюро машиностроения(56) Коган В.Б. и др. Оборудование дляразделения смеси под вакуумом, М.:Мащиностроение, 1976, с.313. РакнцкийБ.В. Судовые ядерные энергетические упаковки, Лл Судостроение, 1976, с.294-300.Коган В,Б. и др. Оборудование дляразделения смеси под вакуумом, МлМашиностроение, 1976, с.315.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯСМЕСЕЙ(57) Сущность изобретения; установка содержит аппарат-источник 1, аппарат-приемник2, соединенные между собой трубопроводами3, 4, 5 с встроенными насосом б с постоянной(51) 6 В 01 Р 3/32 объемной подачей, например шестеренным, и гндрозатвором, установленным на напоре насоса 6, Аппарат-источник 1 имеет штуцеры подвода рабочей жидкости 8, отвода дистиллята 9, отвода кубового остатка 10 и штуцер 11 в газовой полости, Аппарат-приемник 2 Об имеет штуцер 12 подвода в газовую полость и штуцеры отвода кубового остатка 13 и днстиллята 14. Гидрозатвор выполнен в виде вертикального сосуда 15, на днище которого установлен открытый снизу стакан 16.Верхняя полость стакана 16 соединена . сливным трубопроводом 5 со штуцером 12.Верхняя полость сосуда 15 соединена трубопроводом 4 со штуцером 11. Сливной трубопровод 5 имеет отверстие 17 в нижней л полости сосуда 15. 1 з. п. ф-лы. 1 нл.Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов разделения многокомпонентных органических и неорганических жидкостей и смесей и может быть использовано в химической, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности,Известна установка для разделения смесей, включающая пленочный аппарат- источник, нижняя полость которого соединена с пленочным аппаратом-приемником трубопроводом с шестеренным насосом постоянной объемной подачи.Существенным недостатком этого устройства является ухудшение качества разделения многокомпонентной жидкости из-за передачи газовой фазы из аппарата- источника в аппарат-приемник насосом с постоянной объемной подачей, большей расхода жидкости.Указанный недостаток устранен в конденсатно-питательной установке, включающей аппарат-источник (конденсатор), регулятор уровня в аппарате-источнике, насос, аппарат-приемник (деазратор) и соединяющие их трубопроводы,Существенным недостатком такой установки является пониженная эксплуатационная надежность из-за наличия регулятора уровня конденсата,Указанный недостаток устранен в установке для разделения смесей, включающей пленочный аппарат-источник, нижняя полость которого соединена трубопроводом с пленочным аппаратом-приемником через расположенный над ним гидрозатвор.Существенными недостатками установки являютсянеобходимость размещения аппарата- источника выше аппарата-приемника для обеспечения самослива, что увеличивает габарит по высоте;невозможность использования насоса с постоянной объемной подачей для передачи жидкости между аппаратами без передачи газовой фазы,Целью изобретения является улучшение качества разделения многокомпонентных жидкостей путем непрерывной передачи жидкости переменного расхода из аппарата-источника в аппарат-приемник при произвольном размещении аппаратов,На чертеже представлена схема установки для разделения смесей,Установка содержит аппарат-источник 1, аппарат-приемник 2, соединенные между собой трубопроводами 3, 4, 5 со встроенными насосом 6 с постоянной объемной подачей например, шестеренный) и30 35 чивает скорость жидкости ниже скорости всплытия пузырьков газа в ней,Стакан 16 имеет высоту (Ь) не менее максимального превышения давления в аппарате-источнике 1 над давлением в аппарате-приемнике 2, выраженном в единицах высоты столба перекачиваемой жидкости.и ) Р 1 Р 2) мм ст, ж.Сливной трубопровод 2 имеет положительный уклон и сечение, обеспечивающее частичное его заполнение при максимальном рабочем расходе жидкости. Отверстие 17 для слива жидкости из сосуда 15 имеет гидравлическое сопротивление, превышающее высоту столба жидкости, эквивалентную высоте стакана 16 при минимальном рабочем расходе.Работает установка следующим образом.Многокомпонентную жидкость подают в аппарат-источник 1 через штуцер 8, в котором происходит образование тонкой пленки на поверхности аппарата и процесс молекулярной дистилляции при определенных температуре и давлении. Часть жидкости отводят в виде дистиллята чЕрез патрубок 9, а остаток передают через штуцер 10 насосом 6 с постоянной объемной подачей по трубопроводу 3 в сосуд гидро- затвора 15,45 50 55 гидроэатвором, установленным на напоренасоса 6,Аппарат-источник имеет штуцеры; подвода рабочей жидкости 8, отвода дистиллята5 9, отвода кубового остатка 10 и штуцер 11газовой полости,Аппарат-приемник 2 имеет штуцер 12подвода в газовую полость и штуцеры отвода кубового остатка 13 и дистиллята 14, Гид 10 розатвор выполнен в виде вертикальногососуда 15, на днище которого установленоткрытый снизу стакан 16, Верхняя полостьстакана 16 соединена сливным трубопроводом 5 со штуцером 12, Верхняя полость со 15 суда 15 соединена трубопроводом 4 соштуцером 11, Сливной трубопровод 5 имеетотверстие 17 в нижней полости сосуда 15.Высота сосуда 15 (Н) определяется каксумма максимальных перепадов рабочих20 давлений в аппаратах, выраженных в единицах высоты столба перекачиваемой жидкости.25 где Р 1, Рээ, РР, Рэ - возможныемаксимальные и минимальные рабочие давления в аппарате-источнике и аппаратеприемнике соответственно.Поперечное сечение сосуда 15 обеспеТак как насос 6 имеет постоянную объемную подачу, а остаток имеет переменный расход в зависимости от условий дистилляции и состава исходной смеси, то для исключения накопления жидкости в аппарате-источнике 1 подача насоса 6 должна быть не меньше максимального расхода остатка. Следовательно, при расходах остатка меньше максимального насос должен перекачивать из аппарата-источника 1 вместе с жидкостью часть газовой фазы, В сосуде 15 гидрозатвора скорость газожидкостной смеси снижается, гаэ локализуется в верхней полости сосуда 15 и по трубопроводу 4 отводится в газовую полость аппарата-источника 1. Диаметр трубопровода 4 обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление по газовой фазе, Дегазированная жидкость поступает во внутреннюю полость стакана 16, переливается в сливной трубопровод 5 и самосливом, занимая часть сечения, отводится в газовую полость аппарата-приемника 2. Часть жидкости из емкости 15 перетекает в трубопровод 5 через отверстие 17, обеспечивая слив жидкости из емкости 15 при неработающем насосе 6. Чтобы обеспечить функционирование гидрозатвора при работе насоса 6, гидравлическое сопротивление отверстия 17 выбирают выше столба жидкости, эквивалентного высоте стакана 16 при минимальном рабочем расходе. Это условие обеспечивает перелив жидкости в трубопровод 5 через его верхний срез при любых других расходах. Если давление в аппарате-источнике 1 выше давления в аппарате-приемнике 2, то уровень в емкости 15 Я ниже верхнего среза трубы 5 на высоту, эквивалентную повышению давления в аппарате 1 над давлением в аппарате 2 (в единицах. высоты столба перекачиваемой жидкости). Если давление в аппарате-источнике 1 ниже давления в аппарате-приемнике, то уровень в емкости 15 (7 Я выше верхнего среза трубы 5 на высоту, эквивалентную превышению давления в аппарате-приемнике 2 над давлением в аппарате-источнике 1.Формула изобретения1. УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ, включающая аппарат-источник, нижняя полость которого соединена каналом с аппаратом-приемником черезрасположенный над ним гидроэатвор,отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества разделения многокомпонентных жидкостей и смесей при произвольном размещении аппаратов,аппарат-источник соединен с гидрозатвором с помощью циркуляционного наВ аппарате-приемнике 2 происходит образование тонкой пленки на поверхности и дальнейшая дистилляция жидкости.Таким образом, предлагаемая установ ка позволяет передавать жидкость переменного расхода между пленочными аппаратами молекулярной дистилляции с переменным давлением (вакуумом) насосом с постоянной объемной подачей без переда чи газовой фазы и обеспечивает слив жидкости из засорения гидроэатвора при нерабочих параметрах (температурах и давлении), Все это повышает качество разделения многокомпонентных жидкостей и 15 надежность работы установки.Пример расчета геометрических размеров гидрозатвора установки для разделения смесей.Исходные данные: 20 диапазон изменения давления в аппарате-источнике 1Р = 150 мм ст, ж,. Р 1= 10 мм ст, ждиапазон изменения давления в аппарате-приемнике 2. 25 Р 2" =5, мм ст, ж., Р 2" =5 мм ст, ж.; скорость всплытия пузырьков газа в жидкости аг = 0,1 м/с;максимальная подача Овах = 0,41.0м /с. 30 Тогда высота сосуда 15+ Р 2 - Р 1"1; Н185 мм; высота стакана 161Р 1 щ - Р 2"; Ь145 мм. 35Внутренний диаметр сосуда 15 определяется из условия обеспечения скорости жидкости в нем меньше скорости всплытия пузырьков газа, чтобы газ успевал выде литься из жидкости, Тогда,4 Я 704 г хб 72 мм 45 соса, и гидрозатвор со стороны насоса дополнительно соединен с газовой по лостью аппарата-источника,2. Установка па п,1, отличающаяся тем, что гидрозатвор выполнен в виде вертикального сосуда, на днище которого установлен открытый снизу стакан, 55 верхняя полость которого соединена сливным трубопроводом, имеющим отверстие в нижней полости сосуда, с аппаратом-приемником, а верхняя полость сосуда соединена с эволой полостью ап 11 1)л 1 л-нс 10111 икл.