Способ разделения смеси и аппарат для его осуществления

М 76643 СССР Класс 12 д, 1 е 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ Б. Н. Вольфсон СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ И АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯЗаявлено 19 марта 1947 года в Министерство церной металлургии СССР за Ма 6313 (353872) Опубликовано 31 октября 1949 годаПредметом изобретения является способ непрерывного разделения однородных смесей веществ, компоненты которых различаются по давлению одинаковых фазовых превращений, например, по упругости паров при кипении при постоянной температуре.Известные способы непрерывного разделения однородных смесей заключаются в сообщении им или отнятии от них тепла посредством различных по конструкции тепло- передающих поверхностей и в применении нагревающих и охлаждающих агентов.Особенность предлагаемого способа состоит в том, что, с целью непрерывного разделения обратимых фазовых превращений, затрачивается только механическая работа без сообщения и отнятия тепла через теплопередающие поверхности.Предлагаемый способ заключается в том, что исходная смесь в жидком состоянии подается в колонну (типа ректификационной) на тарелки или секции насадки. К колонне присоединяется цилиндр с поршнем. За отрезок времени, необходимый для стока жидкости по насадке вниз к выпускному клапа;ну, поршень совершит несколько циклов. Жидкость при стекании вниз и под воздействием работы поршня несколько раз частично испаряется, а поднимающиеся к верхнему выпускному штуцеру пары частично конденсируются, В результате многократного такого воздействия поршня на изменение давления в колонне происходит непрерывное испарение легколетучего компонента, а жидкость, по мере движения вниз, постепенно обогащается вышекипящим компонентом.Аппарат для осуществления предложенного способа выполнен в двух вариантах; аппарат по первому варианту (фиг. 1) предназначен для разделения смесей без твердой фазы, а аппарат по второму варианту (фиг, 2) предназначен для разделения смесей с твердой фазой.Аппарат для разделения смесей без твердой фазы (фиг, 1) состоит из колонны 1 типа ректификационной с развитой поверхностью насадки и с присоединенным к ней цилиндром 2 с поршнем 3.Исходная смесь поступает в колонну через клапан 4. При работе поршня происходит многократное испарение и конденсирование, как описано выше. Пары уходят через верхний клапан 5, а конечный8жидкий продукт выпускается через клапан б.Аппарат для разделения смесей е твердой фазой (фиг, 2) состоитиз двух концентрично расположенных цилиндров - неподвижного и вращающегося, К неподвижному цилиндру 7 сбоку присоединен цилиндр 9 с поршнем 10. На внешней поверхности вращающегося цилиндра 8 укреплена спираль 11. Исходная смесь поступает через клапан 12 в кольцевое пространство И между цилиндрами. Спираль служит для перемещения выделяющейся твердой фазы в противотоке с жидкостью, Пары уходят через верхний клапан 15, а жидкость через нижний клапан 14,Предмет изобретения1. Способ разделения смеси веществ с различной упругостью паров при кипении при постоянной температуре путем чередования фазовых превращений, отл ич а ю щийся тем, что разделяемую смесь веществ непрерывно вводят в среднюю часть аппарата, в котором ее подвергают воздействию переменного давления в интервале упругостей паров разделяемых компонентов при постоянной темггературе, е целью возможности непрерывного вывода из верхней части аппарата одного компонента, а из нижней части - другого.2. Аппарат для осуществления способа по и. 1, о т л и ч а ю щ и йся тем, что для смеси без твердой фазы он выполнен. в. виде колонны 1 типа ректификационной с развитой поверхностью насадки и с присоединенным к ней цилиндром ы" с возвратно-поступательно движущимся поршнем 3 для обеспечения периодического изменения давления в аппарате.3, Видоизменение аппарата по п. 2, отл ич а ющееся тем, что для смеси с твердой фазой колонна выполнена в виде расположенных концентрически цилиндров - неподвижного и вращающегося, кольцевое пространство между которыми, заполняемое непрерывно разделяемой жидкой смесью, разделено на части спиралью 11, укрепленной на вращающемся цилиндре 8,. прилегающей с небольшим зазором к внутренней поверхности неподвижного цилиндра 7 и предназначенной для перемещения выделяющейся твердой фазы. в противотоке с жидкостью