Массообменное устройство

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 91 (И) 50 В 01 Р 15/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ИДЕТЕПЬСТВ 6Бюл. М 15в, Л.Д.ШаниичЛ,Б.Салач, А. в,(54)(57) ЯАсодержащедве колон ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) 1. йатент Япониикл.13/7 В 013.1, 1971 СООВИЕННОЕ УСТРОЙСТВО, Ч-образно установленныесекционированные по высоте опрокинутыми усеченными конуса-ми с ребрами, снабженные мешалкамии ограничительные диски установленные в первой колонне, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эфФективности сорбционных пропессов путем улучшения гидродинамической структуры потока, в устройстве соотношение диаметров каждогоограничительного диска и диаметракаждой колонны равно 0,25-0,35, асоотношение высоты каждого диска ирасстояния между его вершиной и ниж.ней кромкой мешалки 0,2-0,8,Изобретение относится к областиаппаратов для очистки жидкостей спомощью мелкодисперсных сорбентов,в частности для очистки вязких щелочных полизфиров от ионов калия, иможет быть использовано в химической, 5нефтехимической и других отрасляхпромышленности.Известно массообменное устройство,содержащее Ч-образно установленныедве колонны, секционированные по 1 Овысоте опрокинутыми усеченными конусами с ребрами, снабженные мешалками и ограничительные диски установленные в первой клонне 1) .Однако использование известногоаппарата для процесса предварительной очистки щелочных полиэфиров неэффективно из-за расположения конусообразных ступиц, укрепленных непосредственно на мешалке, это приводит крезкому ухудшению гидродинамических,а следовательно, и массообменных процессов, что снижает степень очисткиполиэфира,Пелью изобретения является повышение эффективности сорбционных процессов путем улучшения гидродинамической структуры потока в устройстве,поставленная цель достигается тем,что в массообменном устройствЕ, содержащем Ъ-образно установленные двеколонны, секционированные по высотеопрокинутыми усеченными конусами сребрами, снабженные мешалками, и ограничительные диски, установленные в 35первой колонне, соотношение диаметровкаждого ограничительного диска и диаметра, каждой колонны равно 0,250,35, а соотношение высоты каждогодиска и расстояния между его вершиной 40и нижней кромкой мешалки 0,2-0,8,На Фиг.1 представлен массообменныйаппара, продольный разрез, на фиг.2узел 1 на Фиг. 1; на фиг, 3 - график степени обратного перемещивания, наФиг,4 - график соотношения высо 45ты диска и расстояния между еговершиной и нижней кромкой мешалки.Нижний предел соотношения высотыдиска к расстоянию между его вершиной и нижней кромкой мешалки, равный 0,2, является минимальной величиной, при которой еще возможно проведение процесса с твердой Фазой.Соотношение .выше 0,8 приводит к нарушению структуры потока при перемешивании суспензии (фиг.4).При соотношении- ( 0,25 коэффиВциент рециркуляцииувеличивается 60из-за проскоков суспензии в ниже ле. жащую секцию через кольцевой зазор.Увеличение коэффициента рециркуляцииШГ при - -0,35 объясняется тем, чтоВ ГУ65 поток суспензии, чрезмерно отклоненный диском, не попадает в интенсивную зону воздействия мешалки, т.е. минуя ее, через кольцевой зазор перетекает в другую секцию аппарата, При0,25-0,35 (предпочтительно 0,3)0поток суспенэии попадает в зону интенсивного воздействия мешалок, темсамым исключает возможность ее проскока через кольцевой зазор вдольвала аппарата (Фиг.З),Массообменный аппарат состоит изпараллельно установленных и соединенных между собой патрубком 1, двухколонн 2 и 3, которые содержат закрепленные опрокинутые усеченные конусь 1 4, число которых устанавливаютисходя из свойств и режима проведения процесса. Обе колонны имеют мешалки 5 с приводами. Валы б мешалокколоннь установлены с кольцевым зазором, равным 0,015-0,03 сечения колонны, в зависимости от конкретныхусловий применения аппарата. Внутриусеченнь 1 х конусов установлены подуглом 25-35 к их внутренней поверхности (прямоугольные) ребра 7 высотой 0,05-0,15 диаметра аппарата.Под усеченными конусами в первойколонне 2 на валу укреплены конусообразные ограничительные диски 8 суглом при вершине 90-120 диаметром,равным 0,25-0,35 диаметра аппаратаи соотношением высоты диска к расстоянию между его вершиной и нижнейкромкой мешалки, равным 0,2-0,8.Первая по ходу среды, колонна 2 имеетпатрубок 9 для подачи сорбента ипатрубок 10 для ввода очищаемой жидкости (суспенэии полиэфир-сорбент),Во второй колонне 3 опрокинутые усеченные конусы 4 установлень вершинами против движения среды, что позволит реализовать здесь условия идеального смещения относительно каждой иэ ее секций и избежать выхода иэ контакта крупнодисперсной Фракции сорбента. Обогревающая рубашка 11 обеспечивает постоянную температуру в аппарате, через патрубок 12 очищенный полиэфир поступает в приемник.Массообменный аппарат работает следующим образом.Очищаемая жидкость, например щелочной полиэфир, поступает через патрубок 10 в верхнюю часть колонны 2, которая предварительно заполняется очищенной жидкостью. Одновременно включаются мешалки 5 и дозатор (на чертеже не показан) на соответствующую подачу сорбента. В смесительных камерах (секциях) аппарата сорбент непрерывно смешивается с очищаемой/жидкостью, а суспензия через кольце- выЕ зазоры между опрокинутыми усеченными конусами 4 и валом мешалок 5 попадает на ребра 7, которые откло1087149 няют поток в зону интенсивного воз- действия мешалок и продвигается вдольфколонны. Температура в колон- наМ поддерживается обогревающей рубашкой 11. Для очистки полиэфира температура поддерживается 85+5 ОС, Сус пензия очищенной жидкости непрерывно поступает через патрубок 12 в приемную часть.С целью выяснения влияния дисков на структуру потока был изготовлен 10 опытный образец аппарата диаметром Ра = 0,1 м. В качестве критерия при оценке эффективности работы аппарата была выбрана степень обратного перемешивания, определяемая по кривым отклика аппарата на импульсное . возмущение, наносимое во входное сечение. Определялось влияние размера диска при изменении технологических параметров - средней скорости основного потока в пределах (З,овт2 6,2)10 4 м/с и интенсивности перемешивания от 70 до 180 об/мин, что соответствует реальным условиям про 7 Фввщт щт тв вщт твв щщщщ текания процесса на степень обратного перемешивания (Г). Результаты экспериментов приведены на фиг.з и 4,На фиг.з видно, что минимальному значению соответствует отношение На фиг.4 видно, что при отношении п 0,8 происходит резкое возпрастание Г.Выбранные соотношения между диаметром аппарата и диаметром диска, а также между высотой диска и расстоянием между его вершиной и. нижней кромкой мешалки для конусообразных дисков, установленных на валу мешалки, позволяет улучшить степень очистки и качество продукта, интенсифицировать процесс путем улучшения гидродинамики процесса.В таблице приводятся данные по сорбционному процессу. щ т твтттвв щ в щИнтенси- Остаточная щелочность по сек вность циям, вес.Ъперемешивания П секция 1 Ч секция 1 Ч секция Количество сорбента, вес,Ътенсивность переме- шивания Марка полизфира Вариант наволнения дительность чествосорбента,вес,% 6 =0,8 10=0,3 200 Л3 00 30 0,3 се 3- 3003 0,040 0 0,0 030 0,015 032 0,014 035 0,018 0,009 О,И 8-300 0,2 01 а 1 е и в приводит к забиванию первой секции бетонитом. в первой секции. В последующих секциях сорбент очищается. Колонна переполняется иэ-эа отсутстзо И е В .этом примерестием и поверхнока суспензии, прными частицами.подается в аппараи, в конечном счной фракции.Полное ответствиеОчистка происходитотсутствует, полиэвия перетока суспе при -стьк 8оисходиВ нижет,чтоете,к 0,18) иэ-эа м аничительного постепенное э асположенные с иводит к повыш остепенному за Остаточная щелочность во секциям, вес.% П секция 1 Ч секция 1 Ч секцияаь ю ю ю ю Е,022 0,016 0,013" лости за ора между кольцевым отвериска не достигается полного перетполнение верхних секций более крукции поступает меньше бетонита,чению остаточной щелочности на вухоиванию первой секции частицами кр