Способ смешения сыпучего материала с жидкостью

,п 8 Оин 1171079 А ц 4 В 01 Р 3/12 ИЯ ВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии1981,СМЕШЕНИЯ СЫПУЧЕГпутем подачижду двумя переидкости 1 о тСи УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ(56) Патент США Мд 374кл. 259-4, 1973.Патент ВеликобритаУ 1598107, кл. В 1 С,(54) (57) 1, СПОСОБМАТЕРИАЛА С ЖИДКОСТЬЮсыпучего материала месекающимися потоками л и ч а ю щ и й с я тем, что, целью повышения эффективности с шения, жидкость распределяют ме у потоками в объемном соотношении 1:(1-10), а потоки эакручивают в противоположных направлениях или в одном с относительной скоростью вращения (О, 1-0,9)Ч, где Ч - скорость вращения одного из потоков .жидкости.2. Способ по п. 1, . о т л и ч а ющ и й с я тем, что по крайней мере на один поток жидкости накладывают виброколебания.потоков а и 6 . Сыпучий материал, попадая на внешние поверхности потоков жидкости, вначале за счет их вращения равномерно распределяется по кольцевому сечению, одновременно частично смачиваясь, а затем попадает в область пересечения потоков д и д, где происходит их интенсивное смешение. Это смешение происходит на всем протяжении цилиндра 4 и дифФузора 5, после чего смесь выходит из устройства.При создании виброколебаний с помощью вибропобудителя 12 патрубок 10 начинает колебаться в плоскости, перпендикулярной оси устройства, что ведет к колебаниям закрученного потока с; выходящего из патрубка 10, Этот вибрирующий поток увеличив;.ет степень захвата сыпучего материала и повышает эффективность смешения компонентов. Для гашения колебаний и снижения вибрации устройства и подводящих коммуникаций установлен упругий элемент 8, Заданное распределение потоков жидкости достигается либо путем соответствующего подбора патрубков 6 и 9, либо установкой во фланцевые соединения коллектора 7 рассчитанных диафрагм. В некоторых случаях достаточно колебаний патрубка 10, обусловленных неравномерной подачей жидкости насосом и усиленных за счет консольного расположения патрубка 10 на упругом элементе 8.В некоторых случаях, например при использовании потоков жидкости, обладающих малой величиной энергии, что проявляется в незначительных скоростях вращения ее потоков, а также в случаях необходимости последующего транспортирования полученной смеси.по трубопроводу, более целесообразно после распределения потоки жидкости закручивать в одном направлении. В месте соприкосновения этих потоков, а также в зонах их пересечения происходит их относительное скольжение и турбулизация, что .приводит к смешению в этих зонах исходныхкомпонентов и возникает возможностьпоследующего транспортирования полученной смеси по трубопроводу с небольшим уклоном, при этом часть энергии . жидкости расходуется на смешение,,а оставшаяся часть - на транспортирование.,1 1171079Изобретение относится к техникедля смешения сыпучих материалов сжидкостями и может быть исполвзова"но в различных отраслях народногохозяйства химической, пищевой, 5строительных материалов и др., вчастности в производстве экстракционной фосфорной кислоты для подачи фоссырья в экстрактор в видесмеси с рециркулируемой пульпой илис раствором разбавления.Цель изобретения - повышениеэффективности смешения сыпучегоматериала с жидкостью.На фиг. 1 изображено устройство,реализующее предлагаемый способ;на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Устройство состоит из кольцевойкамеры, образованной внешним 1 ивнутренним 2 конусами, причем к 20внутреннему конусу укреплено кольцо3, а к внешнему - цилиндр 4 и диффузор 5. В верхней части кольцевойкамеры тангенциально конусу 1 расположен патрубок 6 для жидкости,подключенный к коллектору 7. Последний соединен через упругий элемент8 тангенциально расположенным патрубком 9 с изогнутым патрубком 10, установленным коаксиально кольцевой каме ре. На конце патрубок 10 имеет направляющее сопло, выполненное ввиде диффузора 11. Кроме того, патрубок 10 снабжен вибропобудителем 12.Устройство работает следующимобразом.Жидкость подается с определеннымдавлением, как правило, от насоса вколлектор 7, где происходит распределение ее между двумя патрубками 406 и 9. За счет тангенциального вводапотоков жидкости в кольцевую камеру, образованную конусами 1 и 2, атакже в патрубок 10, происходит закрутка этих потоков в заданчом направлении. На выходе из кольцевойкамеры установлено кольцо 3, которое препятствует смачиванию выходящей жидкостью внутренней поверхности конуса 2 и исключает его пос Отепенное зарастание сыпучим материалом, вводимым в кольцевую полость,образованную конусом 2 и патрубком10. Диффузор 11 позволяет создатьнеобходимый угол раскрытия выходящего закрученного потока жидкости изпатрубка 10, что дает возможностьпоследующего плавного пересечения71079 35где ЬУ у -40 УА Качество смеси 2 3 3,0 2,8 0,2 0,07 3,0 2,7 0,3 0,1 3,0 2,0 0,33 1,0 3,0 1,0 2,0 0,67 311Целесообразно амплитуду колебаний подбирать равной (0,1-1,0) В, где В- средняя ширина потоков жидкости в месте их пересечения, которая может регулироваться как за счет изменения производительности подаваемой жидкой фазы, так и за счет изменения ее давления.П р и м е р 1. 70 т фосфата сме.шивают с 160 м пульпы экстракционной фосфорной кислоты (соотношение Т:Ж в пульпе 1;2). При этом пульпу распределяют на два потока в соотношении 1: 1, т.е. по 80 м, закручивают в противоположные стороны (напор пульпы перед распределением 1,0 ати), вводят между закрученными потоками сыпучий материал, один из потоков жидкости подвергают виброколебаниям (внутренний поток) с амплитудой, равной средней ширине потоков жидкости в месте их пересечения, т.е. 20 мм, и потоки жидкости пере.секают. После пересечения потоков происходит равномерное смешение компонентов без проскока сыпучего ма- . териала на высоте 300 мм, при этом смесь на выходе не имеет вращательного движения, что свидетельствует о полном использовании энергии жидких потоков, Соотношение твердой и жидкой фаз в смеси Т:Ж=0,9:1.Л р и м е р 2. 70 т фосфата смешивают с 160 м пульпы экстракционной фосфорной кислоты (соотношение Т:Ж в пульпе 1:2,5). При этом пульпу распределяют на два потока в соотношении 2:1, т.е. 106 м и 53 м, закручивают в противоположные стороны (напор пульпы перед распределением 1, 1 ати), внутренний поток жидкости подвергают виброколебаниям (53 мз) с амплитудой, равной 8 мм, вводят между закрученными потоками сыпучий материал .и потоки пересекают. После пересечения потоков происходит смешение компонентов без проскока сыпучего материалана высоте 500 мм, при этом смесьна выходе имеет вращение, совпадаю щее по направлению с вращением большего потока (106 м), что свидетельствует о неполном использовании егоэнергии. Соотношение твердой ижидкой фаз в смеси - ТЖ=1:1.10 П р и м е р 3. 70 т. фосфата смешивают с 160 м пульпы экстракционной фосфорной кислоты (соотношениеТ:Ж в пульпе 1:3). При этом пульпураспределяют на два потока в соот ношении 1; 10, т.е. 5 м и 145 м,закручивают в противоположные стороны (напор пульпы перед распределением1,4 ати), вйутренний поток жидкостиподвергают виброколебаниям (15 м) 20 с амплитудой, равной 0,1 В, т.е. 2 мм,вводят между закрученными потокамисыпучий материал и потоки пересекают.Соотношение твердой и жидкой фаз всмеси ТЖ=1: 1, 1, После пересечения 25 потоков происходит смешение компонентов без проскока сыпучего материалана высоте 1000 мм.П р и м е р 4. Готовят компонен"ты,как в примере 1, потоки жидкости ЗО закручивают в одну сторону, при этомприменяют относительную скорость ихвращения ау = АУ = (0,1-0,9) У,относительная скорость вращения потоков, м/с,скорость вращения одногоиз потоков жидкости, м/с,скорость вращения другогоиз этих двух потоков жидкости м/с,диапазон изменения относительной скорости вращения потоков А = аУ/,Проскок несмоченного сыпучегоматериала Качество удовлетворительное. Проскока нет Однородность выше на 15-203 Однородность вьппе на 25-ЗОХ1171079 Продолжение таблицы 0,83 Однородность выше на 10-157 3,0 0,5 2,7 Однородная 3,0 0,9 0,3 0,97 2,9 3,0 Проскок несмоченного сыпучегоматериала гСоставитель Т. Кругловаедактор М. Еланар Техред С.Мигунова Корректор Л. Беск Пате ал. г, Ужгород, ул. Проектная,аз 4768/5 ВНИИПИ по д 113035, Тираж 5осударственнам изобретенийсква, Ж,7 Подписного комитета СССРи открытийаушская наб., д. 4/5