Установка для проведения тепломассообменных и реакционных процессов в жидких средах

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 15285 4 01 Р 1 1/04, В 01 1 19/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 0 К/00,;Вф ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ И РЕАКЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЖИДКИХ СРЕДАХ(57) Изобретение относится к конструкциям установок для проведения тепломассооб. менных и реакционных процессов. может быть использовано в химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить интенсификацию процессов путем увеличения поверхности контакта фаз и эффективности их перемешивания. В установке гидрораспределитель выполнен в виде горизонтальных соосно установленных напротив друг друга цилиндрических обечаек 17 и 18 с расширенными частями 19 и 20, размещенными на горизонтальном валу 21, установленном своими концами на опорах 22 и проходящем через обечайки по их осям, штуцеров 23, 24, 25, 26, 27 и 28, размещенных на обечайках 17 и 18 и на расширенных их частях соосно напротив друг друга на каждой части и закрепленных на валу в расширенных частях обечаек распределительных барабанов, в торцовых и боковых стенках которых выполнены окна, соединяющие обечайки с внутренними полостями 31 барабанов, и прорези 32, расположенные соосно штуцерам 25, 26, 27 и 28 расширенных частей 19 и 20 обечаек 17 и 18. 1 з. и. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к конструкциямустановок для проведения тепломассообменных и реакционных процессов и может бытьиспользовано в химической и других отраслях промышленности (например, в пищевой)для проведения процессов жидкостной экстракции, полимеризации, смещения и т. и.Цель изобретения - повышение интенсификации процессов путем увеличения поверхности контакта фаз и эффективности ихперемешивания.10На фиг. 1 изображена тенологическаясхема предлагаемой установки; на фиг. 2 -гидрораспределитель при первом положениираспределительных барабанов, общий видв продольном разрезе; на фиг. 3 - сечениеА-А на фиг. 2; на фиг. 4 гидрораспределитель ири втором положении распределительных барабанов, общий вид в продольномразрезе; на фиг. 5 - сечение Б-Ь на фиг. 4.Установка состоит из аппаратов 1 и 2контактирования с размещенными в нихверхними 3 и 4 и нижними 5 и 6 распределителями жидкостей, емкостей 7 9 для жидкостей, насосов О - 12, соединенных своимивходами с емкостями 7 - 9 соответстненно,гидрораспределителя 13 и вентилей 146.Гидрораспределитель 13 выполнен в видегоризонтальных соосно устаиовленны напротив друг друга цилиндрически. обечаек 17 и 8 с расширенными частями 19 и 20соответственно, горизонтального вала 21,размещенного своими концами на опорах 22 30и проходящего через обечайки 7 и 18 ио ихосям, штуперов 23 - 28, размегценных в обечайках 17 и 18 на расширениы и частях 19и 20 соосно напротив друг друга на каждойчасти 9 и 20. и закрепленных иа валу 21в расширенных частях 19 и 20 обечаек 17 и 18 35распределительных барабанов 28, в торцовых и боковы стенка которых выполнены,соответственно окна 30, соединяющие обечайки 17 и 18 с внутренними полостями 31барабанов 29, и прорези 32, расположенныесоосно штуцерам 25 - 28 расширенных частей 19 и 20 обечаек 17 и 18.Выход насоса 10 первой емкости 7 соединен с первым аппаратом 1 для контактирования, устанонленным соосно над вторымаппаратом 2 и соединенным с ним патрубком 33. Выходы насосов 11 и 12 второй 8, итретьей 9 емкостей соответственно соединенысо штуцерами 23 и 24 обечаек 17 и 18, передкоторыми установлены первые два вентиля 14 и 15. Штуцеры 26 и 28 и 25 и 27 расширенных частей 19 и 20 обечаск 17 и 18 50соединены с верхними 3 и 4 и нижними 5 и 6раси редел ител я ми жидкостей соот нетству ю.щего аппарата 1 и 2,Кроме того, установка снабжена трубопроводом 34, соединяющим выходы насосов 11 и 2 второй 8 и третьей 9 емкостей 55после первых двух вентилей 14 и 15 междусобой, причем третий вентиль 16 размещенн а трубо п ро воде 34. Установка работает следующим образом.Установка может работать в двух вариантах: на двух или трех исходных жидких продукта х.Вариант 1. Установка работает на двух исходных жидких продуктах. При этом варианте работы установки вентиль 16 открыт, рзботают насосы 10, 12 или 11 и соответственно открыт вентиль,15 или 14. В зависимости от того, из какой емкости (8 или 9) в этом случае поступает исходный продукт, образуется и соответствующий конечный продукт.Насос 10 из емкости 7 подает первый исходный продукт в аппарат 1, из которого он ио патруоку 33 поступает и в аппарат 2, полностью их заполняя. Одновременно насос 12 ползет второй исходный продукт из емкости 9 через правую обечайку 18 и ее расширенную часть 20 попеременно в штуцеры 27 и 28, что достигается вращением распределительного барабана 29 в части 20, из которы второй продукт поступают в распределители 3 и 5 жидкости первого верхнего аппарата 1. Аналогичным образом, второй исходной продукт из емкости 9, проходя по обводному грубопроводу 34, поступает через штуцер 23 в обечайку 17 и далее через окна 30 в барабане 29 части 9 - в его полость 31, из которой он попеременно через прорезь 32 поступает то н штуцер 26, то в штуцер 25, из которых продукт подается через распределители 4 и 6 в аппарат 2.Циклическое изменение направления движения перного и второго исходных жидки продуктов в аппаратах 1 и 2 обеспечивает интенсивное их перемешивание друг с другом при наличии большой поверхности контакта фаз. При этом (в случае несмешивакицися жидкостей) более легкий растворитель в пульсирующем режиме из нижнего аппарата 2 пронизывает в виде тонкодис.иерсных капель более тяжелую водную жидкость, содержащую извлекаемый компонент, и опускающуюся из верхнего аппаратан нижней 2. Легкая фаза собирается в верхней части верхнего аппарата 1, а более тяжелая - в нижней части аппарата 2. Обе фазы отводятся из аппаратов 1 и 2 на дальнейшую переработку.Вариант 2. Установка работает на трехисходных жидких продуктах.При этом варианте работы установкивентиль 16 закрыт, работают насосы 10, 11 и 12, а вентили 14 и 15 открыты.Насос О из емкости 7 подает первыйисходный продукт в верхний аппарат 1 куда насос 12 из емкости 9 в пульсирующем ре жиме подает второй продукт через обечай.ку 18 гидрораспределителя 13 (попеременно через штуцеры 27 и 28). При контактировании первого и второго продуктов (в случае использонания реагентов) между ними происходит химическая реакция (или экстрак.Формула изобретения ция), в результате которой образуется новый продукт (или эмульсия).Новый продукт (эмульсия) самотеком поступает через патрубок 33 в нижний аппарат 2, где вступает в реакцию (или смешивается с высаливающим агентом) с подаваемым насосом из емкости 8 через обечайку 17 (штуцеры 25 и 26) в пульсирующем режиме гретьим продуктом, поступающим в аппарат 2 через распределители 4 и 6. В результате в аппарате 2 образуется новый готовый продукт (или очищенный в результате высаливания водной обедненный раствор с переходом цснного компонента в легкую фазу - раствор итель) .Интенсивность контактирования компонентов (или эффективность реакции) обеспечивается хорошим интенсивным смешением компонентов, которое происодит в результате циклического изменения направления движения потоков продуктов, подаваемых из емкостей 7 - 9.Пульсирующий режим циклического изменения направления движения продуктов создается гидрораспределителем 13, при работе которого н процессе вращения вала 21 прорези 32 распределительных барабанов 29 попеременно совмещаются со шту. церами 25 и 26 одной части 19 и со штуцерами 27 и 28 в другой части 20 обечаек 17 и 18, что позволяет периодически изменять направление движения жидких продуктов на выходе обечайки 18 и на входе обечайки 17На фиг. 2 и фиг. 3 гидрораспределитель 13 показан в процессе работы, когда штуцеры 28 и 26 перскрыты, а исодный продукт движется через штуцер 24, окна 30, прорезь 32 н нравом барабане 29 и выходит через штуцср 27. Возвращается продукт через штуцер 25, проходит левый распределительный барабан 29 через его прорезь 32 и окна 30 в его торцовой стенке и выходит чс рез штуцер 23. После поворота вала 21 на 180 (фиг. 4 и фиг. 5) штуцеры 27 и 25 перекрыты, а продукт движется через штуцер 24, окна 30 в торцовой стенке правого барабана 29. прорезь 32 и выходит через штуцер 28.Возвращается продукт н гидрораспредслитель 13 через штуцер 26, проходит левый распределительный барабан 29 через его прорезь 32 и окна 30 и выходит из гидрораспределителя через ц;туцер 23.За один оборот вала 21 гидрораспределителя 13 происходит смена направления движения продуктов на выходе из обечайки 18 (штуцеры 27 и 28) и на воде н обечайку 17 (п,туцеры 25 и 26). 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 Если подавать через гидрораспределитель 13 в реакционные аппараты 1 и 2 исход. ные жидкие продукты, то за счет периодического изменения направления их движения можно создать в них пульсирующий режим, который интенсифицирует тепломассообменные и реакционные процессы. Частота пульсаций в единицу времени определястся числом оборотов вращения вала 21 в единицу времени. 1. Установка для проведения тепломассообменных и реакционных процессов в жидких средах, включающая аппараты для контактирования с размещенными в ни вер- ними и нижними распре.елителями жидкостей, емкости для жидкостей, насосы, соединенные своими входами с емкостями, гидро- распределитель и вентили, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсификации процессов путем увеличения поверхности контакта фаз и эффективности их перемешинания, гидрораспределитель выполнен н виде горизонтальных соосно установлен. ных напротив друг друга цилиндрических обечаек с расширенными частями, размешенны на горизонтальном валу, установленном своими концами на опорах и проходящего через обечайки по их осям, штуцеров, размесценных на обечайках и на расширенных и частях соосно напротив друг друга на каждой части, и закрепленны на нал в расширенных частях обечаек распределитель. ны барабанов, в торцовых и боковы стенка которых выполнены окна, соединякщие обечайки с внутренними полостями,барабанов, и прорези, расположенные соосно шт) - псрам расширенных частей обечаек, при этом выход насоса первой емкости соединен с первым аппаратом для контактиронания, установленном соосно под вторым аппаратом и соединенным с ним патрубком и штуцеры расширенных частей обечаек соединены с нерними и нижними распределителями жидкостей аппарата для контактирования, а установка снабжена вентилями, установленными перед штуцерами обечаек, соединенны с выходами насосон второй и третьей емкостей. 2. Установка по п. 1, о та и чающа яея те м, что, с целью проведения процессон с использованием трех жидки реагентов, она снабжена трубопроводом с дополнительным нен. тилем, соединяющим выходы насосов второй н третьей емкостей после псрны двух вентилей между собой.528524 27 и"идитеь . фд ядр(вд1 езред 1. 13 рс Крректр,1. 11 дтд Тирдкк 4 1 иди исное едктр А Реваказ, 540,46 11 ИПИ Гол 1 роизводств рсгвенного комитета ио и иориенияч и откр3035, Москва, Ж - 35, Рд нская ндб,о-издательский комбинат 11 атент, г Ужготияч ири ГКНТ СХСР д. 45од, ул. Гагаринд, 01