Массообменный аппарат

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК, АВТОУСКОМУ СВИ,ТВЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Уеслублик(61) Дополннтелынае к аат. санд-ау - (22) Завалено 300378 (Щ 2597276/23-26. с присоединением заявки йо(51)М. Кл.з В 01 0 11/02 Государственный комитет СССР по деаам изобретений и открытий(72) Автор изобретения 54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ Изобретение относится к аппаратам, в которых проводят контакт между жидкой и твердой фазами, перемешивая их газом, и которые можно применить для проведения процессов экстрагирования, выщелачивания, ионообмена. Аппарат может быть использован в химической, гидрометаллургической, пищевой и других отраслях промышленности.Известны карусельные экстракторы для системы Т:Ж, в которых контакт между фазами осуществляется путем прокачки экстрагента через гранулированный материал в режимах фильтрации, либо перемешивания, либо кипящего слоя (11.Однако в таких аппаратах наибольшие конструктивные трудности связаны с секционированием, загрузкой и выгрузкой твердой фазы.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является карусельный экстрактор, содержащий вращающийся ротор, нижние сборники экстракта, питатель, откидные днища в роторе и корпусе 2.Недостатком экстрактора является то, что циркуляция экстрагента производится через слой неподвижного материала, что ухудшает условия и снижает скорость массопередачи. Крометого, сложна система циркуляции экстрагента, применяемая для создания равномерного орошения твердого гранулированного материала.Цель изобретения - принудительноеразделение твердой.и жидкой фаз, регенерация дренажных пластин и достижение равного времени обработки твер дых частиц.Поставленная цель достигается тем,что аппарат снабжен. секционированнойпереливной емкостью с расположеннойв ее верхней части реверсивной газо дувкой, при этом в нижней части каждой секции переливной емкости выполнен переточный канал, соединяющийсоседние секции и снабженный клапанами с газораспределителем.20 На фиг.1 изображен аппарат, общийвид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1,Аппарат содержит вращающийся ротор 1, разделенный перегородками 2на секции, имеющие укос 3 с внутренней стороны ротора, и оснащенныйштуцером 4 для подачи твердого гранулированного материала.В нижней части ротор снабженгазораспределителем 5 и перфорирован ной (дренажной) пластиной 6, играющей роль либо дренажного устройства,либо газораспределительной решетки.Газораспределитель 5 включает штуцер 7 выгрузки обработанного гранулированного материала и соединен перетоками 8, содержащими клапаны 9 и10, с секциями переливной емкости 11,в верхней части которой выполнена реверсивная газодувка 12,Переливная емкость 11 разделена на о секции перегородками 13, которые делят перетоки 8 на два канала так, что клапаны 9 находятся со стороны газораспределителя 5, а клапаны 10 со стороны переливных емкостей 11.Аппарат работает следующим обра зом.При подаче газа сверху вниз газодувкой 12 в емкости 11 закрыты клапаны 10 и открыты клапаны 9,поэтому газ из газораспределителя 5 черезпласти ну б попадает в секции ротора 1 ( волнистые стрелки). Твердая фаза сплошная стрелка) н жидкая прерывистая) циркулируют под действием газовой струи в каждой секции по замкнутому 25 контуру и одновременно контактируют между собой либо физически (массообмен), либо химически (химическая или каталитическая реакции). Интенсивность взаимодействия высока, чему способствует эффективное первмешивание, и полностью открытая для взаимодействия поверхность твердых частиц, так как последние находятся в условиях кипящего слоя.35После окончания заданного времени контакта фаз переключают газодувку в обратном направлении так, что под крышкой 14 ротора 1 создается давление, а в емкостях 11 - раэряжение, Клапаны 9 закрываются, а клапаны 10- 40 открываются и жидкость из секций принудительно Фильтруется через пластины б и перетоки 8 в емкости 11. В зависимости от требований процесса перекачивание жидкости из секции в емкости 11 можно производить либо частично, либо полностью удалить межгранульную жидкость.После отбора жидкости ротор поворачивается против часовой стрелки на одну секцию. Из секции, разместившейся над разгрузочным штуцером 7, материал разгружается, а в следующую секцию 15 загружается. При каждом перемещении ротора в каждой секции сохраняется одна и та же порция гранулированного материала, перемешивание которого между секциями не происходит, Поэтому время пребывания твердых частиц в каждой секции одинаково, а сам материал при обработке находится в ус- Щ ловиях кипящего слоя;С окончанием разгрузки и загрузки начинается цикл, реверсируется газо- дувка, жидкость, выдавливается из емкости 11 и регенерирует пластину б, очищает ее перфорации от частиц гранулированного материала, которые создают слой осадка при выдавливании жидкости в емкости 11.В масштабах всего аппарата жидкость движется противотоком к твердому материалу. При движении газа снизу - вверх она засасывается через штуцер 16, с каждым циклом проталкивается в следующую секцию по часовой стрелке и, когда гаэ движется сверху вниз, сливается через штуцер 17.Поворот ротора 1 осуществляется, например, с помощью червячной пары 18.По сравнению с известным в предлагаемом устройстве контактирование фаэ организовано в режиме кипящего слоя, вследствие чего - интенсификация взаимодействия фаз, по сравнению с орошаемыми слоями, где частицы защемляют друг друга. Система газораспределения проще системы орошения с циркуляцией жидкости, а реверс газодувки позволяет принудительно отжать межгранульную жидкость. В случаях гранулированных материалов с плохими дренажными свойствами принудительное выдавливание жидкости один из немногих методов ускорения Фильтрации. В аппарате, вследствие использования газовой фазы, до минимума сокращена площадь трения материала при поворотах ротора, а это уменьшает расход энергии и габариты привода, нет выбросов газовой фазы, которая заключена в цикл и может расходоваться лишь на растворение в жидкой фазе, а также достигается одинаковое время пребывания твердых частиц по секциям.Формула изобретенияМассообменный аппарат, содержащий вращающийся секционированный ротор, неподвижное основание с дренажным устройством, штуцера для ввода и вывода взаимодействующих фаз, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью принудительного разделения твердой и жидкой Фаз, регенерации дренажных устройств и равномерной обработки твердой фазы, он снабжен секционированной переливной емкостью с расположенной в ее верхней части реверсивной газодувкой, при этом в. нижней части каждой секции переливной емкости выполнен переточный канал, соединяющий соседние секции и снабженный клапанами с газораспределителем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ГриншпунВ. Я. Экстракторыдля системы твердое тело-жидкость.М "ЦИНТИХИМнефтемаш", 1972, с,12.2. Там же, с.13 прототип)806055иа ВНИИПИ Заказ 95/б Тираж 717 Подписное филиал ППП "Патентф, г.Ужгород,ул.Проектная,4