Пульсационно-перемешивающееустройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИЖОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ Сеез Сфеетскик Сецюаектичесиих Ресвублнк(22) Заявлено 230379 (21) 2771516/23-26с присоединением заявим Ио, (23) Г 1 риоритетОпубликовано 230481,Бюллетень И 9 15Дата опубликования описания 230481 Р 1)м. кл,з В 01 Р 13/10 ГосударствеянмВ комитет СССР по дман язобретеиик и открцтяя(71) Заяви тел ткинский зйЪедОННО-ПЕРЕМЕШИВАЮ СТРОЙСТВ Изобретение относится к оборудо- ванию химических процессов и аппара турного оформления процесса физического перемешивания в системах жидкость-жидкость, жидкость-твердое те" ло и может быть использовано в процессах,экстракции, выщелачивания при осуществлении химических процессов, в частности, сопровождающихся образованием твердой фазы или требующих применения в качестве катализатора или одного из реагентов твердой Фазы, скорость протекания которых ограничена диффузионными параметрами.В промыаленности широко применя ют для интенсификации перемешиванияемах жидкость-жидкость, жидтвердое тело механическую энеращающейся мешалки 11).20 в систкостьгию вр жидкость-тве остных аппара ами недостато твердая чески вФаза жидри пеа д при помоебуетсяизоляции сич мех мен нич ние Однако для системыая фаза снабжение емк ов и реактивов мешалк о эффективно, так как онцентрируется практи ости нижней части ре ремешивании коррозион ок ных или ядовитых щи а еских мешал при е сложных ме(герметизации) объема реактора отатмосферы,Известно также пульсацйонно-перемешивающее устройство (ППУ), содержащее камеру смешения и размещенныйв ней диспергатор, выполненный в виде коаксиально расположенных и сообщающихся между собой пульсационнойтрубы и наружной трубы с размещенными на ее поверхности наклоннымисоплами.Сжатый воздух в пульсационнуютрубу подается при помощи пневматического пульсатора через рессивер, регулирующий вентиль, золстниково-распределительную камеру. При обратномходе пульсатора воздух из пульсационной трубы сбрасывается через штуцервыхлопа пульсатора 2)К недостаткам известной конструкции ППУ следует отнести недостаточную герметичность аппарата от атмосферы, так как реактор через штуцервыхлопа пульсатора имеет соединениес атмосферой, и ограниченность применения; так как подача воздуха ваппарат не всегда возможна по усло"ви ям техники безопасности из-эа обс па"разования взрывоопасныхсмесей с Оами продукта повышенной пожароопас"рности и т д Кроме того В коррозионноактивных средах использованйе известного устройства затруднено, таккак пары продукта контактируют с золотниково-распределительным механизмом и пневматическим пульсатором.Сложность схемы требует наличиякомпрессора, рессивера, золотниковораспределительного устройства, диспергатора. Кроме того, требуется дополнительное оборудование для улавливания паров продукта из его смесей с воздухом, выбрасываемых из системы через выхлопы пульсатора.ЭФФективность перемешивания недос:таточная. вследствие ограниченного объема пульсирующей жидкости через 15 пульсационную трубу в аппарат относительно невысоких скоростей жидко. стных потоков на выходе иэ сопел наружной трубы диспергатора.Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания, повышение герметизации систеью, упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено конденсатором, 25 установленным над камерой смешения, испарителем, установленным под камерой смешения, и верхней и нижней перегородками с патрубками, отделяющими конденсатор и испаритель соответ ственно от камеры смешения, при этом отводящий патрубок нижней перегородки соединен с пульсационной трубой, а нижний конец отводящего патрубка верхней перегородки размещен над ис парителем и снабжен регулирующим клапаном и разбрызгивателем. Регулирующий клапан выполнен в виде обратного клапана, а конденсатор и испаритель - в виде кожухотрубных вертикальных теплообменников. При конструктивном выполнении пульсационно-перемешивающего устройства .указанным образом достигается полная герметизация системы, ее полноеизолирование от атмосферы, Расширяется область применения, так как пульсационное перемешивание вызывается парами перемешиваемой жидкости, а не 50путем импульсной подачи воздуха впульсационную камеру внутреннего цилиндра диспергатора.упрощение устройства достигается эа счет исключенияпульсатора (компрессора), рессивера,и использования только простейшего .теплообменного оборудования. - типовых теплообменников. Использование в качестве перемешивающего агента парового потока вместо ограниченного . объема жидкости, импульсно-поступаю- б 0 щего в аппарат через сопла диспергатора, обеспечивает бОлее высокие скоро,сти перемешивающих потоков,периодический перевод жидкофазной системы в пенный режим, что приводит к интен сифнкацин процесса перемешивания в,целом.На чертеже схематически изображе-.но предлагаемое устройство.устройство состоит из камеры 1смешивания,в которой осуществляетсяперемешивание жидкости, раствора илисуспензии 1 вертикальными кожухотрубными теплообменниками 2 и 3 соответственно.Верхний теплообменник отделенот камеры глухой перегородкой 4 сподводящими патрубками 5, отводящимпатрубком б, который по оси аппаратапронизывает последний и заканчивается регулирующим клапаном 7 и разбрыэгивателем жидкости 8 над верхней трубной решеткой нижнего теплообменника.Нижний теплообменник отделен от емкостного аппарата глухой перегородкой 9 с отводящим патрубком 10, коаксиальным отводящему патрубку б ирасположенным таким образом, чтопоследний заключен в ней. Патрубок10 переходит в пульсационную трубуи заканчивается выше уровня жидкостив камере смешения.устройство содержит также трубу11 с наклонными соплами 12,штуцеры 13для загрузки и штуцеры 14 для его разгрузки.Работа устройства осуществляетсяследующим образом.Паровая Фаза иэ камеры 1 черезпатрубки 5 поступает в вертикальныйтеплообменник 2, в котором конденсируется,Конденсат заполняет патруьок ь исобирается на глухой перегородке 4.Регулирующий клапан 7 периодическис заданной частотой пропускает конденсат через раэбрыэгиватель 8 наверхнюю трубную решетку теплообменника 3.В последнем жидкость испаряетсяи пары нэ теплообменника поступаютв слой раствора камеры 1 (по патрубку 10 глухой перегородки 9 черезтрубу 11), в труба 11 паровая фазараспределяется по объему жидкости,:обеспечивая ее равномерное перемешивание.Благодаря импульсному поступлениюконденсата в теплообменник 3 достигается пульсационное перемешиваниежидкости в камере 1. Для тогочтобыисключить проскок паров иэ теплообменника 3 по патрубку б в теплообменннк 2, между последним и регулирующим клапаном необходимо поддерживать столб жидкости высотой,достаточной для компенсации давления,требующегося для прохода жидкости через трубу 11 в камеру 1.В случае использования в качест"ве регулирующего клапана обратиогоклапана, обеспечивающего пропускжидкой фазы иэ конденсатора в испаритель н исключающего проскок паровчэ нспарителя в конденсатор, заявляемое устройство работает в самонастраивающемся режиме. По достижении определенной высоты столба жидкости над клапаном, создающим большее давление, чем эа клапаном, последний открывается. Жидкость при этом поступает в теплообменник 3, где испа" ряется, эа счет этого давление за клапаном увеличивается, и клапан закрывается. Пары иэ теплообменника 3 через трубу 11 поступают в жидкость камеры 1 и перемешивают ее. Из камеры пары поступают через патрубки 5 в теплообменник 2, где конденсируются, Давление в системе уменьшается, а столб жидкости над клапаном увеличивается, Клапан открывается и цикл повторяется.Технико-экономический эффект предлагаемого пульсационно-перемешиваю- щего устройства достигается путем полной герметизации устройства от атмосферы, в результате чего не тре,буется дополнительного оборудования и стадий на улавливание паров продук" та, выбрасываемых в атмосферу; путем упрощения схемы ичключения ком- " прессора, рессивера и т.д.; путем интенсификации процесса перемешивания, увеличения скоростей истечения жидкости через сопла диспергатора и последующего перемешивания содержимого паровым потоком, обеспечнваюшего импульсный перевод жидкофазной системы нли системы жидкость - твердое тело в гаэожидкостную.Формула изобретенияПульсационно-перемешивающее устройство, содержащее камеру смешения и размещенный в ней диспергатор,выполненный в виде коаксиально расположенных и сообщающихся между собойпульсационной трубы и наружной трубыс размещенными на ее поверхности на- .клонными соплами, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания с одновременным упрощением и расширением функциональных возможностей,оно снабжено1 О конденсатором, установленным над каме;рой смешения,испарителем,установленнымпод камерой смешения,и верхней и нижней перегородками с подводящими. и отводящими патрубками,отделяющими кон,денсатор и испаритель соответственно5 от камеры смешения,при этом отводящийпатрубок нижней перегородки соединен .с пульсационной трубой, а нижний конец отводящего патрубка верхней перегородки размещен над испарителем и20 снабжен регулирующим клапаном и разбрыэгивателем,2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что регулирующий клапан выполнен в виде обратного25 кана3. Устройство по п. 1, .о т л ич а ю щ е е с я тем, что конденсатори испаритель выполнены в виде вертикальных кожухотрубных теплообменников.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л., Химия,1975, с. 117,2. Авторское свидетельство СССРЗ 5 в 212229, кл. В 01 Р 7/12, 19 б 1 (прототип)822868 оставитель Г. Ольшанскаехред С.Мигунова орректор М. Ко шиенков едакто ПодписноСССР Заказ 1933/5 113 4/ 5, Мо илиап ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 раж 578 сударственногам изобретенива, Ж, Рауш комитет и откры кая наб