Аппарат для обработки твердых материалов жидкостью

О П И С А Н И Е 747489ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ФЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 15.07.80. Бюллетень 26Дата опубликования описания 25.07.80 ла делам нэооретеннй н открытий(2) Авторы изобретения В. А. Риц, М. И. Курочкина и М. В. Ненько Ленинградский технологический институт имени Ленсовета и Всесоюзный научно-исследовательский институт гидролиза растительных материалов(54) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТВЕРДЫХ -" :. 1.ь","1 .МАТЕРИАЛОВ ЖИДКОСТЬЮ 1 зобретение относится к экстрагированию вецеств, содержащихся в порах твердых дисперсных частиц и может быть использовано в гидролизном производстве, в пиш вой, химической, гидрометаллургичесь: дртих отраслях промышленности.1 , и экстрактор для обработки твер 5 дых, " " алов жидкостью, содержащий корпут, разделенный горизонтальными перегсрепками на секции, газлифты, каждый из которых снабжен загрузочным устройством и расположенным в верхней части кол О лектором, соединенным переточной трубой с нижерасположенной секцией, устройства для ввода и вывода фаз, акустические излучатели и систему трубопроводов 11.Недостатками известного аппарата являются небольшая производительность, ввиду сравнительно малого времени пребывания контактирующей твердой и ж;,дкой фаз в секциях.Целью изобретения является увеличение производительности аппарата и улучшение 2 О качества обработки разнородных по плотности твердых частиц путем увеличения длины пути, проходимого частицами в секции аппарата. 2Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен лабиринтной насадкой с сужениями, расположенной в верхней части каждой секции, и расположенной в нижней части каждой секции зигзагообразной насадкой, выполненной из полых секционированных по длине, перфорированных в верхней части элементов, в которых выполнены сквозные каналы, а загрузочные устройства газлифтов расположены на уровне середины лабиринтной насадки.На фиг, 1 изображен аппарат, продольный разрез, на фиг. 2 - одна из секций аппарата; на фиг. 3 - сечение А - А на фиг. 2. Аппарат состоит из корпуса 1, разделенного перегородками 2 на секции 3 для контактирования фаз, сообщающиеся между собой посредством газлифтов 4. Каждый из газлифтов в нижней части снабжен барботажным устройством 5, в средней части - загрузочным устройством для твердой фазы 6, в верхней части, находящейся в выше- расположенной секции - устройством 7 для разделения фаз, состоящим из наклонной стенки 8 с отверстиями 9, коллектора 10 жид 747489кости с переточной трубой 11,снабженной вентилем 12. В верхней части каждой секции расположена лабиринтная насадка 13, состояшая из отсеков 14, образованных плоскими 15 и утолщенными 16 элементами, между которыми находятся сужения 7. Кроме того, здесь же расположен коллектор 18 для выхода газа из секции 3, причем отверстия 19 в коллекторе расположены в отсеке лаоиринтной насадки, не имеющем сужения, Коллектор 18 каждой секции 3 сообщен трубой 20 с вентилем 21 с газовым выходным коллектором 22. В нижней части каждой секции 3 аппарата расположена зигзагообразная насадка 23, каждый элемент 24 которой выполнен полым и секционированным по длине с помошью перегородок 25. В верхней части поверхности каждого элемента 24 расположены отверстия 26 для выхода газа из секц ии 27 элемента. Кроме того, элементы 24 снабжены сквозными изолированными каналами 28 для прохода газа, а каждая секция 27 сообщается трубой 29 для подачи сжатого газа, снабженной вентилем 30, к одной из которых подсоединено также барботажное устройство 4 газлифта, через золотниковый распределитель 31 с коллектором 32 сжатого газа. Золотниковый распределитель 31 состоит из статора 33 со штуцерами 34 и ротора 35, каналами 36, вращаемого с помощью привода 37. Аппарат снабжен также загрузочным 38 и выгрузочным 39 устройствами для твердой фазы и трубами для подачи экстрагента 40 и вывода экстракта 41,Аппарат работает следующим образом.Перед началом работы все секции 3 аппарата заполняют экстрагентом до уровня загрузочного устройства 6 соответствуюшего газлифта 4. Затем твердую фазу подают в загрузочное устройство 38, включают выгрузочное устройство 39 и подают в требуемом количестве экстрагент по трубе 40 в верхнюю секцию аппарата. Одновременно включают привод 57 золотникового распределителя 31 и сжатый газ от коллектора 32 начинает поступать по трубам 29 в одну из секций 27 каждого элемента 24 зигзагообразной насадки 23 и в барботеры 5 газлифтов 4. При установившемся режиме аппарата частицы твердой фазы, имеющие разную плотность по отношению к плотности находящейся в каждой секции 3 жидкости, попадая в последнюю, разделяются: легкие частицы всплывают и образу ют слой определенной толщины на поверхности жидкости в секции 3 в отсеках 14 лабиринтной насадки 13, тяжелые частицы тонут и попадают на верхнюю часть поверхности элементов 24 зигзагообразной насадки 23. Периодический выход сжатого газа из отверстий 26 элементов 24 приводит к периодическому взвешиванию в жидкости тяжелых частиц материала и к последовательному перемешению последних по поверхности 5 20 25 Зо З 5 40 45 50 55 каждого элемента. Такое перемешение позволяет удлинить путь, проходимый тяжелыми частицами в секции, и приводит к попаданию их в нижнюю часть газлифта 4. Накопление легких частиц материала в слое в верхней части секции 3 аппарата, в первом из отсеков 14 (считая по направлению движения твердой фазы в секции 3) лабиринтной насадки 13, приводит к проскальзыванию определенного количества частиц под уровнем жидкости, у нижнего края утолщенного элемента 16 и к всплыванию этой части материала в следующем отсеке 14, в котором имеется сужение 17. В сужении 7 скорость газа, барботируюшего в жидкости сквозь элементы 24 зигзагообразной насадки 23 по каналам 28, увеличивается, что приводит к захвату образуюшейся газо- жидкостной смесью легких частиц материала и и перебросу их в следующий отсек 14 лабиринтной насадки 13. Здесь газ удаляется из секции через отверстия 19 коллектора 18 по трубе 20 в газовый выходной коллектор 22. Последовательное перемещение легких частиц материала в отсеках лабиринтной насадки позволяет увеличить время пребывания частиц на ступени контакта и улучшить массообмен частиц с жидкостью.Через загрузочное устройство 6 каждого газлифта 4 легкие частицы попадают в газлифт и вместе с тяжелыми частицами транспортируются в вышерасположенную секцию 3, где в разделительном устройстве 7 жидкая фаза отделяется и сквозь отверстия 9 в наклонной стенке 8 попадает в коллектор 10 и далее по переточной трубе 11 поступает в нижерасположенную (не менее, чем через одну) секцию 3 аппарата, газ удаляется из секции через коллектор для выхода газа 18, а частицы твердой фазы попадают в жидкость, находящуюся в этой секции, и процесс транспортирования, совмещенный с процессом массообмена, повторяется. Для обеспечения беспрепятственного поступления легких частиц в загрузочное устройство 6 газлифта 4 уровень жидкости в секции 3 поддерживают на высоте этого устройства. Чередующиеся перемешивание твердых частиц в секции, их поступление в газлифт и далее ввышерасположенную секцию аппарата, разделение фаз в этой секции приводит к обшему противотоку твердой и жидкой фаз в аппарате. Твердые частицы, пройдя все секции, поступают в выгрузочное устройство 39 и выводятся из аппарата. Экстракт, перетекая каждый раз в нижерасположенную секцию, выводится из аппарата по трубе 41, соединенной с коллектором 10 нижнего газлифта 4.Таким образом, применение в аппарате специальных насадок, предназначенных для увеличения длины пути, проходимых частицами твердого материала на ступени контактирования с жидкостью, при общемпротивотоке твердой и жидкой фаз в аппарате позволяет увеличить производительность аппарата и улучшить качество обработки неоднородных по плотности частиц твердого материала, а также частиц, плотность которых изменяется в ходе процесса. Отсутст-вие внутри секций аппарата механических устройств для перемешивания твердой фазы позволяет производить в нем обработку механически непрочных частиц без нарушения их целостности, а также проводить в аппарате процессы с участием агрессив ных жидкостей. Формула изобретенияАппарат для обработки твердых материалов жидкостью, содержащий корпус, разделенный горизонтальными перегородками на секции, газлифты, каждый из которых снабжен загрузочным устройстом и расположенным в верхней части коллектором, 20 соединенным переточной трубой, снабженной вентилем, с нижерасположенной секцпсй, устройства для ввода и вывода взаимодей. ствующих фаз, акустические излучатели, выполненные в виде барботажньх устройств Гдзлифтов, расположенных в нижней части последних, и систею трубопрс волов, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности аппарата и улучшения качества обработки разнородных по плотности твердых частиц, аппарат снабжен лабиринтной насадкой с сужениями, расположенной в верхней части каждой секции, и расположенной в нижней части каждой секции зигзагообразной насадкой, выполненной из полых секционированных по длине, перфорированных в верхней части элементов, в которых выполнены сквозные каналы, а загрузочные устройства газлифтов расположены на уровне середины лаби. ринтной насадки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мг 554873, кл. В О Р 11/02, 1977.