PL99480B1 - Mieszadlo do intensyfikacji procesow przenoszenia - Google Patents
Mieszadlo do intensyfikacji procesow przenoszenia Download PDFInfo
- Publication number
- PL99480B1 PL99480B1 PL1974173895A PL17389574A PL99480B1 PL 99480 B1 PL99480 B1 PL 99480B1 PL 1974173895 A PL1974173895 A PL 1974173895A PL 17389574 A PL17389574 A PL 17389574A PL 99480 B1 PL99480 B1 PL 99480B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- agitator
- elements
- stirrer
- linear
- length
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 21
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 20
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 4
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 3
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 3
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Cd+2] CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- WLPQHPARWSMVFW-UHFFFAOYSA-N 2-dodecylbenzoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1C(O)=O WLPQHPARWSMVFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- PLUHAVSIMCXBEX-UHFFFAOYSA-N azane;dodecyl benzenesulfonate Chemical compound N.CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 PLUHAVSIMCXBEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229940092782 bentonite Drugs 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000006114 decarboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002889 oleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005895 oxidative decarboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 description 1
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest mieszadlo do in¬ tensyfikacji procesów przenoszenia, przeznaczone zwlaszcza do prowadzenia w sposób ciagly hetero¬ genicznych reakcji chemicznych.Pod pojeciem procesów przenoszenia rozumie sie wszystkie procesy zachodzace przy rozpraszaniu, wytwarzaniu zawiesin, emulsji luib pian, przy roz¬ pylaniu lub ekstrakcji, przy absorbcji gazu przez ciecz, przy koagulacji podjetej w celu usuniecia ukladu rozproszonego itd.Pod pojeciem mieszadel rozumie sie srodki, któ¬ re umozliwiaja lub przyspieszaja wymienione wy¬ zej procesy.W reakcjach homogenicznych, a zwlaszcza hete¬ rogenicznych wystepuja wszystkie procesy prze¬ noszenia, szczególnie wazne sa jednak procesy przenoszenia komponentów i ciepla.Do realizacji procesów przenoszenia zastosowano wiele róznych technicznych rozwiazan i urzadzen.Najbardziej rozpowszechnionym w praktyce przemyslowej sposobem realizujacym proces prze¬ noszenia, jest mieszanie.Znane sa z literatury np. Gabor Fejez: Ipari keveroberandezssek (*= Mieszalniki przemyslowe), Muszaki Konyvkiado* Budapest, 1970, rózne ro¬ dzaje mieszalników.Znane sa mieszadla dwu- i trójwymiarowe, sztywno zamocowane na osi mieszalnika, w któ¬ rych wzrost predkosci obrotowej jest ograniczony przez opór cieczy oraz przez mase mieszadla. 29 W przypadku homogenizatorów (mlyn koloidal¬ ny, homogenizator wysokocisnieniowy, specjalne mlyny kulowe, tzw. mlyny perelkowe) rozprosze¬ nie faz osiaga sie innym sposobem, niz w przy¬ padku mieszalników. Równiez w homogenizatorach, pracujacych przy duzych predkosciach przeplywu cieczy, mieszadla maja okreslone powierzchnie, z których jedna jest zamocowana nieruchomo, na¬ tomiast druga rozprasza w wyniku szybkiego obro¬ tu (np. w przypadku mlyna koloidalnego dwie stoz¬ kowe powierzchnie, gladkie lub rowkowane). O skutecznosci tego typu urzadzen decyduje wiel¬ kosc szczeliny miedzy tymi powierzchniami.W mlynach perelkowych przestrzen mieszalnika wypelniona jest w okolo 60*/o kulami róznej wiel¬ kosci (0,3—3 mm). Kule te sa poruszane za pomo¬ ca czesci mieszajacej w srodowisku przeznaczonym do rozproszenia.Znany jest wplyw wartosci liczby Reynoldsa na rozpraszanie heterogenicznych faz w wyniku mie¬ szania. Jesli Wartosc liczby Reynoldsa jest mniej¬ sza od 2300, wystepuje przeplyw laminarny, przy wartosciach przekraczajacych Rekryt , to znaczy powyzej 2300, zaczyna sie przeplyw burzliwy.Znany jest fakt, ze procesy przenoszenia urze¬ czywistniane sa aepieij w zakresie przeiplywów burzliwych. Wartosc Re zalezy od stalej dla danej cieczy i od wspólczynnika oporu c (Re), do które¬ go wchodza posrednio: srednica mieszadla d i licz* ba obrotów n, to znaczy predkosc obwodowa. 99 480* M480 4 Aby zwiekszyc szybkosc procesów przenoszenia trzeba zwiekszyc predkosc obwodowa mieszadla, poprzez podwyzszenie liczby obrotów lub zwiek¬ szenie jego srednicy, albo stosujac obie metody.Zwiekszenie szybkosci procesu przenoszenia oraz » zwiekszenie gestosci strumienia impulsów, sklad¬ ników i cielpla uzyskuje sie zwykle przez zwiek¬ szenie ich intensywnosci. v W pojeciu nowoczesnej termodynamiki (s.- Pal Szolcsanyi: Vegyipari mubeleti egysegek energeti- kai analizise) = Analiza energetyczna jednostek funkcyjnych w przemysle chemicznym), s. 296— —324, Buda^est 1972) poprzez zwiekszenie inten¬ sywnosci nalezy rozumiec zwiekszenie szybkosci procesu, wzmozenie przenoszenia impulsów, sklad¬ ników i ciepla przy danej objetosci lub danej po^ wierzchni.Zwiekszenie intensywnosci przenoszenia skladni¬ ków i ciepla moze byc uzyskane w przypadku sta¬ lej powierzchni przenoszenia tylko kosztem wzmo¬ zenia przenoszenia impulsów.Zwiekszyc intensywnosc mozna równiez poprzez zwiekszenie powierzchni jednostkowej, przypada¬ jacej na jednostke objetosci, sztuczne zwiekszenie M burzliwosci przeplywu, zmniejszenie grubosci war¬ stwy granicznej (laminarnej podwarstwy granicz¬ nej).W przypadku reakcji chemicznych pomiedzy fa¬ zami heterogenicznymi w wyniku dzialania tych j0 czynników, zwieksza sie intensywnosc, a obszar reakcji gradient stezenia i ciepla zmniejsza sie lub spada do zera. W ten sposób obszar reakcji jest praktycznie pozbawiony róznic stezeniowych i cieplnych. W przypadku granicznym, kiedy gra- ^ dient praktycznie jest równy zeru, proces moze byc realizowany w sposób ciagly.Korzystnym skutkiem wynikajacym z prowadze¬ nia procesu w sposób ciagly jest to, ze wymaga mniejszego urzadzenia; poza tym jest korzystniej- ^ sze z gospodarczego punktu widzenia, bardziej wy¬ dajne, dostarcza produktu o jednolitym skladzie, stalej jakosci i zawierajacego mniej produktów ubocznych.Znane sa z polskiego opisu patentowego nr 45 61159 mieszalniki z elementanii mieszajacymi w postaci bryl z materialu ferromagnetycznego wy¬ konanych jako ciala wypornosciowe o wzglednym ciezarze wlasciwym równym w przyblizeniu cie¬ zarowi mieszaniny. w Celem wynalazku jest opracowanie mieszadla do intensyfikacji procesów przenoszenia umozliwiaja¬ cego w skuteczny sposób 'poprawienie jakosciowe procesów przez wprowadzenie wymiarów geome¬ trycznych znanych mieszadel. w Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze bierne lub aktywne mieszadlo sklada sie z ele¬ mentów jednowymiarowych, liniowych w stosun¬ ku do intensyfikowanej przestrzeni.Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykla- w dach wykonania na rysunku, na którym fig. Ib przedstawia element liniowy W mieszadla wedlug wynalazku, fig. 5 — mieszadlo bierne, fig. 6 — mieszadlo aktywne, fig. 7 — mieszadlo aktywne w innym przykladzie wykonania. w Mieszadlo okresla sie jako bierne, gdy liniowe elementy Wp nie sluza do dostarczania energii, lecz poruszaja sie swobodnie w fazachj obracaja sie lub drgaja i stwarzaja opór dla fal, wytwa¬ rzanych przez znane mieszadlo I (fig. 5).Elementy Wp biernego mieszadla sa obojetne w odniesieniu dó reagujacych faiz i sporzadfcone sa ze stalego, elastycznego materialu* korzystnie z metalu lub tworzywa sztucznego.-Moga byc pros¬ te, zakrzywione, faliste Lub spiralne. Na ich glów¬ na charakterystyke sklaója sie: „srednica" lub gru¬ bosc elementów Wp, oznaczona przez q, ich dlu¬ gosc ¦ i; która moze byc stala lub rózna, i ilosc sz elementów. Grubosc elementów lezy w grani¬ cach 10 do 5000 urn, stosunek grubosci do dlugos¬ ci q : 1 w granicach 1:5 do . 1 Vl00. Wazna cecha elementów Wp jest ich dlugosc calkowita, która w przypadku elementów liniowych cv jednakowej dlugosci podana jest wzorem el = l»sz Ilosc sz uzytych biernych elementów Wp usta¬ la sie taik, aby elementy zajmowaly co najmniej 0,01% objetosci calkowitej faz; maksymalnie mo¬ ze byc uzyta taka ilosc elementów, aby znane aktywne mieszadlo I moglo utrzymac fazy w sta¬ nie fluidalnym.Mieszadlo, poprzez które przenoszona jest ener¬ gia z zewnetrznego zródla do przestrzeni poddawa¬ nej intensyfikacji, jest mieszadlem aktywnym (fig. 3, 4, 6 i 7). Zewnetrzna energia moze byc np. e- nergia magnetyczna, elektryczna, elektromagne¬ tyczna lub mechaniczna.Aktywne elementy Wa mieszadla moga byc przy¬ mocowane do czopu koncowego walu mieszadla hub do powierzchni J. Powierzchnia J moze byc zamocowana sztywno, lecz takze moze wykonywac ruchy prostoliniowe lub obrotowe w zmiennych kierunkach, albo krzywoliniowe i drgajace. Ko¬ nieczna do tego energia pochodzi z zewnetrznego zródla.Równiez mieszadlo zbudowane z aktywnych li¬ niowych elementów Wp ma charakterystyke glów¬ na skladajaca sie z: srednicy q i dlugosci I ele¬ mentów, ich ilosci sz i dlugosci calkowitej zl ele¬ mentów.W mieszadle liniowym (fig. 6), w którym stosu¬ nek srednicy do grubosci elementów Wa wynosi 1 :10 do 1:5000, elementy Wa przymocowane sa w jednym lub kilku punktach do powierzchni J, moga jednak parzy tym wykonywac swobodne dirga- nia, poruszac sie i zginac. Elementy Wa wykona¬ ne sa z materialu obojetnego wzgledem reaguja¬ cych faz, zazwyczaj z metalu lub sztucznego two¬ rzywa, jednakze elementy te moze stanowic rów¬ niez gaz lub ciecz (fig. 7).Cechami charakteryzujacymi mieszadlo wedlug wynalazku sa: powierzchnia mieszadla F (suma po¬ szczególnych elementów W), oraz objetosc mieszad¬ la Q (suma objetosci poszczególnych elementów W).Objetosc mieszadla Q jest w porównaniu ze zna¬ nymi mieszadlami cztery do dziesieciu razy mniej¬ sza, a powierzchnia F co najmniej taka sama jak znanych mieszadel, najczesciej jednak wieksza. WMW 6 wyniku tego powierzchnia, przypadajaca na jed¬ nostke objetosci mieszadla, czyli powierzchnia jed¬ nostkowa F/Q, jest znacznie wieksza niz w przy¬ padku znanych mieszadel. W przeciwienstwie do tego objetosc jednostkowa Q/F mieszadla jest zna¬ cznie mniejsza niz w znanych mieszadlach. Ozna¬ cza to, ze masa mieszadla przypadajaca na jed¬ nostke powierzchni, jest znacznie mniejsza. Rózni¬ ce sa jeszcze wieksze, jesli porówna sie calkowita dlugosc sl elementów mieszadla z dlugoscia kra¬ wedzi tnacych. W mieszadle wedlug wynalazku, calkowita dlugosc krawedzi tnacych w odniesieniu do jednostki powierzchni lub objetosci jest 10 do 100 razy wieksza niz w przypadku mieszadel zna¬ nych.Przez utworzenie ilorazu z objetosci V intensy¬ fikowanej przestrzeni oraz z el otrzymuje sie war¬ tosc gestosci dla calkowitej dlugosci, która przy zastosowaniu mieszadla wedlug wynalazku jest dziesiec do tysiaca razy wieksza niz w zna¬ nych mieszalnikach.W licznych doswiadczeniach, wykonywanych z mieszadlami wedlug wynalazku stwierdzono, ze wlasciwosci intensyfikacyjne mieszadel sa spowo¬ dowane ich duza powierzchnia jednostkowa i wy¬ soka wartoscia gestosci dlugosci calkowitej.Stwierdzono, ze zwiekszenie szybkosci procesów przenoszenia i wzrost intensywnosci rozpraszania jest tym korzystniejszy, im mniejszy jest promien krzywizny q/2 elementów W, im bardziej zblizaja sie do siebie te submikroskopowe wymiary, wiek¬ sza jest powierzchnia jednostkowa mieszadla F/Q, wieksza jest gestosc calkowitej dlugosci e 1/V, dluzsza jest droga Z (suma dróg) ipirzebyta przez element mieszadla w fazach w jednostce czasu, dlugosc drogi calkowitej Z przebytej w jednostce czasu zalezy, miedzy innymi, od ilosci elementów mieszadla, ich wymiarów, od srednicy mieszadla i szybkosci jego obrotów.Dzialanie intensyfikujace mieszadla wedlug wy¬ nalazku, jest spowodowane wysokim wzrostem ges¬ tosci strumienia imjpulsów, która jest warunkiem wzrostu gestosci strumienia skladników i ciepla.Mieszadlo wedlug wynalazku powoduje skokowy wzrost efektywnej gestosci strumienia masy.Przez zastosowanie zerowymiarowych mieszadel punktowych i dwuwymiarowych mieszadel linio¬ wych rosnie powierzchnia wzgledna faz, rosnie turbulencja i zmnie|jsza sie grubosc warstwy gra¬ nicznej, tzw. laminarnej podwarstwy granicznej.Wzrost turbulencji w przypadku biernego mieszad¬ la nasteptfje w wyniku turbulencji wtórnych, wy¬ wolanych przez swobodnie poruszajace sie, obra¬ cajace i drgajace w fazach elementy liniowe Wp mieszadla, które powoduja nakrzywianie izobarycz- nych linii przeplywy, wywolanych ngp. przez mie¬ szadlo wirowe. Jednoczesnie w sposób mechanicz¬ ny zmniejszona zostaje w wyniku wytworzenia wtórnych tucfoulencji grubosc warstwy granicznej (podwarstwy granicznej), znajdujacej sie miedzy osrodkami turbulencji, wytworzonymi przez mie¬ szadlo.Przy zastosowaniu aktywnego mieszadla, z uwa¬ gi na jego niewielka mase, osiagnac mozna wyzsza liczbe obrotów, w wyniku czego liczba Reynoldsa przybiera wieksze wartosci. Prowadzi to do wzmo¬ zenia turbulencji. Poza tym tworzy sie dzieki du¬ zej gestosci dlugosci calkowitej wiecej osrodków turbulencji, w nastepstwie czego znajdujaca sie « miedzy nimi laminarna podwarstwa staje sie cien¬ sza i jest jeszcze bardziej oslabiona przez drganie elementów mieszadla.Mieszadlo o duzej powierzchni jednostkowej ma w porównaniu ze znanymi mieszadlami, mase o io rzad wielkosci mniejsza przez co mozna znacznie zwiekszyc liczbe obrotów (w cieczach osiaga sie predkosc obwodowa wieksza niz 30 m/s). Zwiek¬ szenie liczby obrotów nie powoduje drgan zgina¬ jacych wal mieszadla, poniewaz nastepuje jego sa- moczynne ustawienie centryczne; elementy mie¬ szadla ustawiaja sie w cieczy odpowiednio do. we¬ wnetrznego tarcia.Mieszadlo wedlug wynalazku, zawierajace linio¬ we elementy Wa zostalo porównane ze znanym mieszadlem turbinowym. Za pomoca obu miesza-t del sporzadzano emulsje olej-woda i porównywa-; no parametry techniczne. Z dziewieciu przeprowa¬ dzonych serii doswiadczen trzy wykonano z mie¬ szadlem turbinowym, szesc z mieszadlem liniowym.Okreslono stale warunki doswiadczen: 100 ml ole¬ ju i 1000 ml wody (V = 1100 ml) emulgowano w zlewce o srednicy D = 130 mm. W siedmiu se¬ riach doswiadczen srednica d obu mieszadel byla jednakowa i wynosila 43 mm, natomiast w dwóch seriach doswiadczen (seria 8 i 9) srednica d mie¬ szadla liniowego wynosila 80 mm. Mieszadla za¬ nurzono w cieczy na taka glebokosc,, ze oddalone byly od dna zlewka o h = 30 mm. We wszystkich seriach doswiadczen uzywano tego samego silnika 85 elektrycznego, którego liczba obrotów n na biegu jalowym wynosila 4200 s"1. Wysokosc lopatek tur¬ biny byla taka sama jak wysokosc, do której na¬ niesione byly elementy liniowe Wa na powierzch¬ ni obrotoweij, osadzonej na osi mieszalnika-. 40 Skuiteczny czas mieszania pirzy emulgowaniu (w sekundach) okreslony zostal znanym sposobem (J.Gurger: Magyar Kemikusok Lapja) = Czasopismo wegierskich chemików 10, 466 (1962) sposobem prze¬ puszczania swiatla przez naczynie mieszalnika i 46 pomiar zmian natezenia swiatla w czasie. Czas, który mija do chwili, kiedy nie wystepuje zmia¬ na natezenia swiatla, a wiec natezenie przepusz¬ czonego swiatla jest stale, jest uwazany za czas niezbedny do skutecznego zmniejszania. Otirzyima- w na emulsja olej-woda przelewana byla nastepnie do cylindra pomiarowego gdzie stwierdzono, ile czasu t (w minutach) potrzeba do calkowitego rozdzielenia faz.Podczas mieszania mierzono równiez liczbe obro- 55 tów (n) mieszadla przy obciazeniu za pomoca obro¬ tomierza.Wyniki porównywanych doswiadczen zawarte sa w ponizszej tablicy. Kazda wartosc jest srednia z pomiarów. «0 w tablicy uzyte sa nastepujace oznaczenia: d: srednica mieszadla, mm, sz: ilosc elementów mieszadla — ilosc lopatek turbiny lub ilosc elementów liniowych, F: (powierzchnia mieszadla w mm2, W Q: objetosc mieszadla w mm3,99 480 nk: liczba obrotów mieszadla z obciazeniem, w min-1, F/Q: powierzchnia jednostkowa mieszadla, w mm2/mm^ s 1: dlugosc calkowita mieszadla, mm, s l/V: gestosc dlugosci calkowitej, tzn. calkowita dlugosc mieszadla, odniesiona do objetosci przestrzeni mieszanej, mm/ml, tt czas potrzebny do calkowitego rozwarstwie¬ nia faz, w .min, t : czas potrzebny do skutecznego wymieszania, w s.Dlugosc 1 lopatek mieszadla lub elementów li¬ niowych Wa wynosila 14 mm w seriach doswiad¬ czen 1—7, w seriach 8 i 9 wynosila 32,5 mm.„Grubosc" elementów liniowych (q) wynosila 0,5 mm, stosunek srednicy do dlugosci wynosil li: 28 w seriach doswiadczen 4—7, natomiast 1 :65 w seriach 8 i 9.Se¬ ria dos¬ wiad¬ czen 1 2 3 4 6 7 8 1 | 9 Typ elementu mieszadla Turbina t » Elem. liniowy Wa i »i a a » a tt a ti a d 43 43 43 43 43 43 43 80 80 D/d 3,02 3,02 3,02 3,02 3,02 3,02 3,02 1,62 1,62 nk 3300 3200 3100 3700 3700 3600 3600 2950 2900 Tabl sz 2 3 4 8 16 24 40 24 40 ica F 252,0 378,0 504,0 87,4 174,8 202,2 437,0 616,2 1020,4 Q 176,4 204,6 352,8 22,1 44,2 66,3 110,5 153,0 255,0 F/Q 1,428 1,428 1,428 3,950 3,950 3,950 3,950 4,000 4,000 1 28 42 56 112 224 336 560 780 1300 a/v 0,0254 0,0508 0,0762 0,1010 0,2036 0,3054 0,5090 0,7090 1,1818 z 145 141 135 80 78 74 70 65 60 t 14 14 12 97 100 105 130 210 232 Z tablicy wynika, ze w seriach doswiadczen 1—3 liczba obrotów przy obciazeniu spada o 22—26*/a.Czas mieszania moze byc tylko nieznacznie skró¬ cony przez zwiekszenie liczby lopatek turbiny.Czas, potrzebny do calkowitego rozwarstwienia emulsji jest bardzo krótki (12—14 min.).W seriach doswiadczen 4—7 zastosowano ele¬ menty liniowe jednakowej dlugosci, przymocowa¬ ne jednym koncem do powierzchni obrotowej J na osi obrotu, natomiast drugi koniec mógl sie swo¬ bodnie poruszac. Liczba obrotów przy obciazeniu spada tylko o 13—14°/o, przy stalym stosunku sred¬ nic D/d, czas t , potrzebny zmieszania, jest krót¬ szy o polowe a czas t, konieczny do rozwarstwie¬ nia emulsji wzrasta osmio- do dziesieciokrotnie.W identycznych warunkach pobór mocy miesza¬ dla liniowego wedlug wynalazku jest o okolo 30— —40% mniejszy, czas potrzebny do skutecznego zmieszania spada do polowy, a emulsja jest stabil¬ na w czasie osiem do dziesieciu razy dluzszym.Mieszadlo wedlug wynalazku rozprasza skutecz¬ niej przy mniejszym poborze eneirgii i w krótszym czasie wykonuje wiecej pracy przeciw silom na¬ piecia powierzchniowego oraz wykorzystana tech¬ nicznie energia w odniesieniu do energii zuzytej rosnie, a wiec rosnie sprawnosc. W seriach dos¬ wiadczen 8 i 9 zmieniono dlugosc 1 elementów, a stosunek D/d wynosil 1,62. Czas t mieszania spadl jeszcze bardziej, a czas potrzebny do calkowitego rozwarstwienia emulsji wydluzyl sie w sposób is¬ totny.Z wartosci podanych w tablicy parametrów ce¬ chujacych elementy mieszadel lub mieszadla, wy¬ nika ze przy mniej wiecej jednakowej powierzch¬ ni mieszadel F (serie doswiadczen 1 i 6) objetosc mieszadla liniowego wynosi niewiele wiecej niz jedna trzecia objetosci tradycyjnego mieszadla tur¬ binowego.Dla mieszadla turbinowego powierzchnia jednost¬ kowa F/Q wynosi 1,428, zas dla mieszadla linio¬ wego ponad dwu i pólkrotnie wiecej, mianowicie 3,95. Róznica staje sie jeszcze bardziej widoczna, jesli porówna sie dlugosci obu mieszadel, to zna¬ czy wartosc sl.Przy identycznej powierzchni mieszadel (serie doswiadczen 1 i 6) wartosc e 1 jest dla mieszadla 40 liniowego dwunastokrotnde wieksza, zas przy iden¬ tycznej objetosci mieszadel (serie doswiadczen 1 i 8) dwudziestoosrniokrotnie wieksza niz dla miesza¬ dla lopatkowego.Skutecznosc dzialania mieszadla wedlug wyna- 45 lazku okreslona jest stosunkiem sl/V (gestosc dlu¬ gosci calkowitej), tzn. stosunkiem sumy dlugosci do objetosci poddawanej mieszaniu. Ten stosunek przybiera w porównaniu ze znanymi mieszadlami wartosci 10^50 krotnie wieksze.Poza powyzej opisanymi doswiadczeniami z emul¬ gowaniem, podjeto liczne eksiperymenty w celu wy^ próbowania mozliwosci zastosowania mieszadel we¬ dlug wynalazku do intensyfikacji róznych proce- 55 sów przenoszenia.Badano na przyklad wplyw mieszadla wedlug wynalazku na zwiekszenie intensywnosci ekstrak¬ cji rozpuszczalników w ptrzypadku nie mieszajacych sie cieczy (przykl. IH). Stwierdzono przy tym, ze w wodnej ekstrakcji kwasu octowego, rozpuszczone¬ go w wyzszym alkoholu — zachowujac jednakowe czasy mieszania i ilosci obrotów — w przypadku uzycia mieszadla wirowego pozostalo w fazie or¬ ganicznej piecdziesiat razy wiecej kwasu octowe- 65 go niz w przypadku uzycia mieszadla liniowego. 5099 480 Badano intensyfikacje rozpraszania cial stalych w cieczach (przyklad li). Zachowujac jednakowe czasy mieszania, jednakowe szybkosci obrotowe i jednakowe srednice, rozpraszano bentonit w wó¬ dzie kolejno mieszadlem wirowym i liniowym. Za¬ wiesina, wytworzona za pomoca mieszadla wiro¬ wego, zaczela osadzac sie po dwóch godzinach, na¬ tomiast wytworzona mieszadlem liniowym — po dwóch tygodniach.W przypadku zastosowania mieszadla wedlug wy¬ nalazku mozna nie tylko zwiekszyc znacznie szyb¬ kosc obwodowa w stosunku do znanych mieszadel lecz równiez mozna dowolnie ustalic stosunek D/d w granicach 1,2—3,5 oraz odleglosc mieszadla od dna zbiornika moze byc zmieniana w stosunkowo szerokim zakresie. & mieszadlami, opisanymi w tablicy w seriach doswiadczen, 2 i 8, przeprowadzono dalsze ekspe¬ rymenty z emulgowaniem, a mianowicie emulgo¬ wano 600 ml "oleju z 500 ml wody, przy czym h = 65 mm, a wiec wynosila okolo 75°/o H — 87 mm, to znaczy, ze mieszadlo zanurzone bylo tyl¬ ko w okolo 25% w cieczy. Mieszadlo turbinowe w tych warunkach praktycznie nie emulgowalo, zas przy uzyciu mieszadla liniowego wedlug wynalaz¬ ku wytworzono w ciagu 90 sekund emulsje, któ¬ ra rozwarstwiala sie dopiero po 170 minutach.W przypadku znanych mieszalników do osiagnie¬ cia efektu mieszania jest konieczne, aby mieszadlo siegalo do granicy faz, to znaczy do obszaru mie¬ szania, liniowe mieszadlo rotacyjne jest w stanie rozpraszac -równiez wtedy, kiedy umieszczone jest powyzej obszaru mieszania (calkowita wysokosc obu faz =" H). To dzialanie uzyskuje sie prawdo¬ podobnie dlatego, ze energia pochodzaca z zew¬ netrznego zródla, przenoszona jest do rozpraszane¬ go srodowiska przez znajdujaca sie nad fazami warstwe gazu. W przypadku mieszalników ma to duze znaczenie poniewaz w ten sposób mozna za¬ pobiec korozyjnemu wplywowi niektórych substan¬ cji, przy czym za nosnik energii sluzy gaz obo¬ jetny.Znany jest fakt, ze zmydlanie oleju roslinnego lilgiem jest reakcja endotermiczna wymagajaca czasu. W praktyce przemyslowej gotowanie mydla przeprowadza sie w temperaturze 80—100°C w ciagu 5—6 godzin.* Za pomoca mieszadla liniowego wedlug wynalazku zemulgowano olej roslinny i lug sodowy w stosunku przyjetym przy gotowaniu my¬ dla w temperaturze pokojowej; zawartosc kwasów tluszczowych w mieszaninie reakcyjnej spadla w ciagu dwóch godzin do 0,5*/o wagowego, co ozna¬ cza zakonczenie procesu zmydlania (przyklad 10).Eksperyment zostal powtórzony przy uzyciu o- grzariych do 60°C przed zmieszaniem oleju roslin¬ nego i lugu sodowego. Zawartosc kwasów tlusz¬ czowych .w mieszaninie reakcyjnej spadla w ciagu p6l godziny ponizej 0,5!*/* wagowego. sZnane jest z wegierskiego opisu patentowego nr 146.818, jak równiez G.M. Schwab: Kataliza cie¬ klych metami, bechema Monographien 38, 205 (1960), ze chemiczne reakcje organiczne w fazie gazowej moga byc korzystnie przeprowadzone metoda prze¬ puszczania reagentów przez stopiony metal (np. de- karbohylacja lub oksydatywna dekarboksylacja furfurolu, termiczne rozszczepienie pentanu para wodna, wytwarzanie weglowodorów parafinowych, kraking: weglowodorów itd.). W cieklym metalu, którego cieplo 'wlasciwe jest o trzy rzedy wielkos- . » ci wieksze niz dla gazów lub par, proces moze byc prowadzany w warunkach izoteinmicznych, a pecherzyki gazu mieszaniny reakcyjnej zachowuje sie jak reaktory elementarne. Realizacja procesu utrudniona jest jednak przez to, ze ciezar wlas- io ciwy par jest o dwa rzedy wielkosci mniejszy niz cieklego metalu tak, ze pary unosza sie w metalu szybko ku górze, przy czym pecherzyki gazu la¬ cza sie w wieksze pecherze.Przy uzyciu mieszadla wedlug wynalazku pary reagentów zostaja w stopionym metalu lub soli rozproszone w ten sipolsób, ze powstajace pecherzy¬ ki sa o rzad wielkosci mniejsze; poza tym zapo¬ biega sie laczeniu pecherzyków a stopiony metal jest, w wyniku duzej turbulencji, silnie miesza- ny; Intensywna turbulencja stopionego metalu jest szczególnie-wazna w przypadku stopów metai-itie- nek metalu, gdyz tlenek wykazuje sklonnosc do tworzenia warstwy na powierzchni (na przyklad tle¬ nek olowiu), utrudniajacy wydostanie sie par, kJtó- re ulegly juz reakcji.Przy zastosowaniu mieszadla liniowego wedlug wynalazku zostaje skrócony czas trwania proce¬ sów, przebiegajacych w stopionym metalu a wy¬ dajnosc urzadzenia wzrasta w sposób istotny.Utlenianie w fazie gazowej przeprowadzane jest zazwyczaj w dwóch polaczonych reaktorach, w których umieszczone sa aktywne mieszadla linio¬ we, utrzymujace równiez obieg stopionego metalu miedzy reaktorami. W pierwszym reaktorze czesc cieklego metalu utlenia sie przez rozproszenie w nim powietrza. W wyniku cyrkulacji tlenek meta¬ lu dociera do drugiego reaktora, gdzie oddaje tlen partnerowi reakcji, znajdujacemu sie w stanie pa¬ ry i w ten sposób utlenia go. Nastepnie metal za- *° wracany jest do pierwszego reaktora, gdzie jego czesc jest znowu utleniana (np. system olów-tle- nek olowiu).Dzialanie mieszadla biernego i aktywnego we¬ dlug wynalazku, przedstawiono w nastepujacych 45 przykladach.Przyklad I. W cylindrycznym pojemniku me¬ talowym o objetosci 2 litrów pracuje liniowe mie¬ szadlo rotacyjne o liczbie obrotów 2500 min^1.Srednica mieszadla wynosi 330 mm, dlugosc elc-r 50 mentów liniowych Wa 125 mm, ich ilosc 3500, ich grubosc 0,8 mm. Powierzchnia obrotowa, do której elementy sa przymocowane jednym koncem, ma 8740 cm2. Urzadzenie ma dwa metalowe kroc*- ce napelniajace i jeden spustowy. Krócce rurowe, 55 sluza do wprowadzania surowca, kieruja wprowa¬ dzany surowiec równolegle do osi mieszadla na elementy mieszadla. Odprowadzany z naczynia re¬ akcyjnego produkt wprowadza sie do pojemnika o objetosci 10 litrów, który zawiera 5 litrów wo- 60 dy o temperaturze 5°C.Przez króciec napelniajacy, wprowadza sie ogrza¬ na do 90°C, stopiona parafine w ilosci 200 g, pod¬ czas gdy przez króciec drugi dodaje sie 800 g wo¬ dy o temperaturze 90°C. Emulsja parafiny z woda U5 wydostaje sie z urzadzenia do pojemnika z zimna99 480 li woda, w którym parafina krzepnie. W badaniu mikroskopowym zachowanej emulsji parafiny stwierdzono, ze wielkosc jej czastek wynosi 0,5— —1. \unci.Przyklad II. W cylindrycznym aparacie o po¬ jemnosci 5 litrów zainstalowano liniowe mieszadlo rotacyjne (takie jak w przykladzie I) i za jego po¬ moca wytworzono zawiesine 1180 g bentonitu sodu w 3450 ml wody w temperaturze 60°C. Ekspery¬ ment powtórzono z mieszadlem wirowym, przy czym liczby obrotów (5000 min-1) i czas mieszania (10 min) byly w obu przypadkach takie same.Obydwie w ten sposób otrzymane zawiesiny prze¬ lano do oddzielnych szklanych cylindrów i ob¬ serwowano ich osadzanie sie. W przypadku zawie¬ siny wytworzonej mieszadlem wirowym, osadzanie rozpoczelo sie po dwóch godzinach, a po dwóch dniach rozwarstwienie bylo calkowite.W zawiesinie, wytworzonej mieszadlem liniowym, osadzanie rozpoczelo sie dopiero po uplywie dwóch tygodni.Przyklad III. Badanie ekstrakcji wodnej kwasu octowego z rozpuszczalnika organicznego, nie mieszajacego sie z woda. Uzyto laboratoryjnego sil¬ nika od mieszadla o liczbie Obrotów 5000 min-1, który raz zostal podlaczony do mieszadla wirowe¬ go o srednicy 37 mm, a nastepnie do liniowego mieszadla rotacyjnego o porównywalnej srednicy.Dlugosc elementów liniowych Wa wynosila 14 mm, grubosc — 0,2 mm, ilosc — 10000.W zlewce na 250 ml umieszczono 50 ml wody de¬ stylowanej i 50 ml roztworu, zawierajacego na 100 g alkoholu n^oktylowego 5,2 g kwasu octowe¬ go. Za pomoca kazdego z obu rodzajów mieszadel mieszano. fazy w ciagu 1 minuty. Nastepnie od¬ dzielano faze organiczna i oznaczano pozostalosc kwasu octowego. Otrzymano, jako srednie z dzie¬ sieciu pomiarów, nastepujace wyniki: zawartosc kwasu octowego w alkoholu oktylowym przed eks¬ trakcja — 5,2 g/100 g; po ekstrakcji za pomoca mieszadla wirowego — 0,548 g/100 g; po ekstrakcji za pomoca mieszadla liniowego — 0,010 g/100 g.:¦• Z eksperymentalnych wartosci liczbowych wyni¬ ka, ze przy zachowaniu jednakowego czasu mie¬ szania mieszadlo liniowe rozprasza piecdziesiecio¬ krotnie skuteczniej niz mieszadlo tradycyjne.P r z y k l a d IV. Doswiadczenie dotyczace zwiek- szenda intensywnosci absorpcji gazu za pomoca mieszadla liniowego. 2,25 g siarki spalono w nad¬ miarze powietrza i badano absorpcje wytworzone¬ go 4,5 g dwutlenku siarki w wodzie w temperatu¬ rze pokojowej.W pierwszym doswiadczeniu przepuszczono wy¬ tworzony gaz w formie pecherzyków w ciagu 5 minut przez 800 m^-wody.W drugim doswiadczeniu uruchomiono w szkla¬ nym cylindrze o srednicy 200 ml liniowe mieszadlo rotacyjne, którego srednica .wynosila 190 mm, a liczba obrotów 3000 min"1. Dlugosc elementów Wa mieszadla wynosila 50 mm, grubosc 0,3 mm, ilosc U0OO0. Na elementy Wa mieszadla wprowadzono od góry 800 ml wody w przeciagu 5 minut i rów¬ noczesnie wpuszczono do cylindra przeoiwpradowo dwutlenek siarki. 12 45 50 55 W obu przypadkoch zbadano zawartosc wody w kwasie siarkowym. Dla pierwszego doswiadczenia stwierdzono 1,393 g/800 ml wody, dla drugiego 2,88 g/800 ml wody. Przy przepuszczaniu dwutlen¬ ku siarki w formie pecherzyków uleglo absorpcji 24,3% calkowitej ilosci, przy uzyciu mieszadla li¬ niowego — 50,lp/a.Przyklad V. Na podstawie wyników, otrzy¬ manych przy absorpcji gazów, rozpoczeto badania dla stwierdzenia w jakim stopniu mozna zwiek¬ szyc zawartosc powietrza w wodzie przy uzyciu mieszadla liniowego. Problem ten ma duze zna¬ czenie przy biologicznym oczyszczaniu scieków.Do doswiadczen uzyto liniowego mieszadla o srednicy 360 mm, umocowanego na poziomej osi.Ilosc przytwierdzonych do niego elementów linio¬ wych wynosila 1650, grubosc 0,4 mm, dlugosc 145 mm. W stanie spoczynku mieszadla elementy W a zanurzone byly w wodzie. Temperature wódy u- trzymywano za pomoca termostatu na poziomie 36°C. Temperatura powietrza wynosila 20°C, wzgledna wilgotnosc 59*/o. Mieszadlo rozpraszalo wode w wyniku ruchu obrotowego i rozpylalo ja w powietrzu. Na wysokosci 130 mm nad lustrem wody pobierano próbki drobno rozpylonej w po¬ wietrzu wody w róznych odleglosciach od osi mie¬ szadla (0,5; 0,8; 1,5; 2,0 m) i badano ich tempe¬ rature i zawartosc tlenu.Temperatura Zawaartosc na poczatku 0,5 im od (mieszadla 0,8 m od mieszadla 1,5 m od mieszadla 2,0 m od mieszadla wody °C °C 27°C 24°C 21°C ttoiu 4,2 ima/l ,03 ml/1 ,53 ml/l 5y63 iml/ll 6,06 ml/1 C5 Przyklad VI. W narzadzeniu cyklonowymi pra¬ cowalo mieszadlo liniowe o liczibie obrotów 2500 min-1. Srednica mdeszadla wynosila 330 mim, dlu¬ gosc elementów 105 mm^ ich grubosc 0,8 mim. ilosc 24160. Ponizej mieszadla wprowadzono 5 ms na mi¬ nute powietrza nasyconego pylem cemenitowym.Powietrze wydostawalo sie przez górny otwór cy¬ klonu. Posrodku i równolegile do osi mdieszadla wprowadzano poza tyim 1 litr wody na milnulte.Przy badaniu wydostajacego sie z uirzajdzenia po¬ wietrza nie stwierdzono efektu TymJdaHla, a wiec powietrze nie zawieralo pylu.Przyklad VII. (W urzadzeniu o wybokosci szesciu metrów, zamknietym od góry, a u dolu u- ksztaltowanyim istozkowo, zainstalowano mieszadlo liniowe o tóczfoie obrotów 2500 mam-1. Mieszadlo mialo srednice 330 mm i zawieralo elementy ze stali o grubosci 0,8 mm i dlugosci 125 mm, roz¬ mieszczone z gestoscia 4 aztuki na cen.tyimetor kwa¬ dratowy.W zaigniatarce typu Z zagnieciono pyl grafito¬ wy z glina i woda, otrzymujac zawierajaca gra¬ fit mase gliniana o zawartosci wilgoci równej aWt.Mase te wprowadzono za pomoca dozownika sli¬ makowego do wyizej opisanego urzadzenia w kie- numfcu poziomym w taki sposób, ze masa' dosta¬ wala sie do wnetrza z predkoscia 4 om/s przez szczeline o wymiarach 1X4 cm i byla rozpylana na plaszczu wirujacego mieszadla; liniowego. Do •li urzadzenia wprowadzono powietrze, ogrzane do temperatury 100°C. Na pieciometrowym odcinku sedymentacyjnymi rozpylona masa wysychala cal¬ kowicie. Pobrany z urzadzenia grafitowany pyl gli¬ niany mial szczatkowa zawartosc wilgoci równa ^0,3% a wielkosc jego czastek wynosila 40 do 70 ^m.P rz yitol a d VIII. Uzyto urzadzenia podobnego stozkowej wynosi jedna trzecia wysokosci calkowi¬ tej urzadzenia, czesc ta posiada podwójne sciany i jest chlodzona woda. W górnej czesci urzadze¬ nia umocowane jelst centrycznie na pionowej osi mieszadlo o liczbie obrotów <2500 min-1. Mieszadlo Jest cylindryczne, od góry otwarte, perforowane i ma objetosc ilOO om3. Jego tworzaca wynosi 4 cm.W mieszadle wykonane sa otwory; w co drugimi otworze umocowany jest element liniowy Wa o gru¬ bosci 1 mm i dlugosci 160 mm. Na 1 om2 powierzch¬ ni obrotowej mieszadla znajduja sie cztery ele¬ menty liniowe. Ponizeó mieszadla wyprowadza sie do górnej trzeciej czesci urzadzenia gaz, np. azot lub tlen, Do wydrazonego konpusu obrotowego mieszadla liniowego wprowadza sie stopiony kadm metaliczny o temperaturze 340°C, który rozpylany jest w stru¬ mieniu gazu o temperaturze 450°CV w pierwszym ?doswiadczeniu w strumieniu azotu, .w drugim — tlenu. W górnej czesci fragmentu urzadzenia, chlo- dzionego woda, osadza sie w przypadku uzycia azo¬ tu kadm metaliczny w fontmoe pylu o wielkosci czastek mniejszej niz 1 \wa. Przy uzyciu tlenu o- -trzymuje sie pyl, zawierajacy kadm i tlenek kad¬ mu. Stosunek iiosci obu skladników zalezy od dlu¬ gosci drogi sedymentacji, która moze byc zmie¬ niana przez wybór miejsca wprowadzania gazu.W opisanych warunkach, przy dlugosci drogi se¬ dymentacji równej 1 m, pyl zawiera iU,5*/t tlen¬ ku kadmu* Wytwarzane w ten sposób pyly z me¬ talu i tlenku metalu w dowolnie dobranym sto¬ sunku moga byc uzyte do wytwarzania elektrod akumulatorowych.Przyklad IX. Wiadomo, ze stopien rozprosze¬ nia zawiesin, powstajacych piodczas wypadania sta¬ lych produktów reakcji, wplywa w wysokim stop¬ niu na czystosc produktu koncowego. Osadzajace sie podczas wypadania w fazie stalej substancje moga zawierac zanieczyszczenia w formie utracen i moga byc oczyszczone tylko przez wielokrotne przemywanie lob krystalizacje. W ten sposób np. wedlug wegierskiego opisu patentowego nr 159 044 wytwarza sie iN-izopropyilo^Hc-hloro-acetanilid w reakcji N-izopropylioaniliny z kwasem monocMoro- ly N-i®opropylo-l2-chloroacetaniliid jest ciekly i krzepnie po wprowadzeniu go do zimnej wody.Produkt wprowadza sie do naczynia, zawierajace¬ go wode o temperaturze 5—10°C, z zainstalowanym tradycyjnym mieszadlem turbinowym. Substancja okrzepnie, nastepnie przemywana jest czterokrotnie poprzez zmiane wody i jej temperatura topnienia wynosi 68—7i20C.W cylindrycznym naczyniu o srednicy 560 mm i pojemnosci 200 litrów zostaje zainstalowane li¬ niowo" mieszadlo rotacyjne. Wydrazony cylinder ^mieszadla ma wysokosc 50 mm i srednice 100 mm. 9 480 .** W jego powierzchni wykonane sa otwory o sred¬ nicy 3 mm, na 16 segmentach po 4, razem di otwory. Pomiedzy otworami przymocowane sa 2880 elementy liniowe Wa, wykonane ze stalowego dru- tu o grubosci 04 mm, przymocowane z jednego konca. Elementy maja dlugosc 100 min. Mieszadlo obraca sie na powierzchni wody, znajdujacej sie w aparacie (150 litrów, temiperatura 5°C) z szyb? koscia obrotowa 3000 min-1. Ciekly produkt re- io akcji o temperaturze 90°C wprowadzano w sposób ciagly do wydralzonej glowicy mieszadla. Wytra¬ cony N-izopropyao-2-chioroacetani(lid odsaczono i wysuszono. Produkt byl drobnokrystailiczny i bez przemywania mial temperature topnienia 76—78°C.Przyklad X. W cylindrycznym urzadzeniu o wysokosci 250 mm, uksztaltowanym w dolnej czes¬ ci sitozkowo, zainstalowano na pionowej osi mie¬ szadlo rotacyjne o liczbie obrotów 3600 min-1.Elementy liniowe Wa mieszadla maja 0,5 mm gru- bosci i 90 mm dlugosci. Na elementy mieszadla wprowadzano na minute 1000 g oleju jadalnego i 532 ml 7 n lugu sodowego; otrzymano emulsje o wysokim stopniu rozproszenia, o srednicy czastek 0,5—1 pm, która odciagano z dna urzadzenia.W pierwszej serii doswiadczen — substancje wyj¬ sciowe mialy temperature 25aC, w drugiej ogrzano je uprzednio do 60°C. Co pietnascie minut pobie¬ rano próbki wytworzonej emulsji, w których ozna¬ czano analitycznie zawartosc wolnych kwasów ole- 3° jowych, czyili czesc nie zmyddona. W przypadku emulsji, wytwarzanej w temperaturze pokojowej, zawartosc wolnych kwasów oleinowych spadla w ciagu dwóch godzin do wartosci ponizej 0,5, pod¬ czas gdy w przytpadku emulgowania ogrzanych do 60°C substancji wyjsciowych mialo to miejsce juz w ciagu pól godziny.Przyklad XI. W urzadzeniu o wysokosci 800 mm, w dolnej czesci uksztaltowanym stozkowe, o górnej srednicy równej 200 mm, umocowano cy- 40 1inder o srednicy 200 mm i grubosci scianek 11 mm, na którego plaszczu! (o wysokosci 250 mm) wy¬ wiercono dwa otwory o srednicy 0,1 mm na kaz¬ dy 1 cm2. Cyfllinder obracal sie z szybkoscia 2500 min-1 na puistej w srodku osi. Do urzadzenia do- 45 dawano 1230 mi kwasu dodecylobenzenosuMonowe- go na minute, podczas gdy do wirujacego cylin¬ dra wprowadzono amoniak pod cisnieniem 20 atn z szybkoscia 71140 ml/minute. Gaz wydostal sie z cylindra .przez otwory w formie gazowych miesza- 50 del liniowych Wa. Z urzadzenia odbierano na do¬ le 1600 ml na minute dodecydobenzenosullifonianu amonowego.Przyklad XII. W wegierskim opisie patento¬ wym nr 146 818 przedstawiono cieplne rozSzcaelie- 55 nie benzyn para wodna przy uzyciu lazni olo¬ wianej.W ogrzewanym elektrycznie reaikrtorze o srednicy 95 mm znajduje sie 41,7 kg stopionego olowiu. Ob¬ jetosc stopionego metalu wynosi 3674 cm3, jego po- 00 wierzchnia 61,2 cm2. Mieszanine par skladników reakcji wprowadlza sie 500 mm pod powierzchnie olowiu. Mieszanine wytwarza sie przez odparowa¬ nie 60 ml benzyny i 60mil wody na godzine. Tern- % peratura cieklego metalu wynosi 700°C. Powstaje • 50 litrów na godzine gaizu o wartosci opalowej99 480 9776 kcal/m3 o nastepujacymi skladzie: 0,1% azotu, 12'ph wodoru, 48,0#/o( metanu, 0,4*/o tlenu, 15,6°/o tlenku wegla, l,60/o dwutlenku wegla, ai^/o niz¬ szych nienasyconych weglowodorów.Taka sarnia reakcje przeprowadzono w urzadze¬ niu, skladajacym sie z dtoócih cylindrycznych kor¬ pusów. Srednica górnej czesci wynosila 95 mm, dolnej 250 man. W doilnej czesci znajdowalo sie mieszadlo o srednicy 200 mim, na kitórym przymo¬ cowano 700 elementów diiniowycih o dlugosci wyno¬ szacej 80 mm i grubosci 2 mm. Pary wody i ben- zymy iwprowadzano ponizej mieszadla, wirujacego z szybkoscia 2500 miin-1.. Wprowadzono mieszanine 850 ml par benzyny i 850 ml par wody na godzine, a z cieklego metalu o temperaturze 700°C wydostawalo sie na godzine 700 litrów mieszaniny gazów, której wartosc opa¬ lowa wynosila 11785 kcal/m8. Sklad: l,06/o azotu, 0,7#/o wodoru, 46^/o metanu, 0,i6*/o tlenu, 6,8% tlen¬ ku wegla, 2,2*/© dwutlenku wegila, 34,46/o nizszych nienasyconych weglowodorów.Przyklad XIII. W podobny sposób jak opi¬ sano w przykladzie XII przeksztalcano w lazni o- lowianej furfural w furan w reakcji z powietrzem i para (Wodna, w jednym przypadku przepuszcza¬ jac pary, w drugim — uzywajac rotacyjnego mie¬ szadla liniowego. Temperatura lazni olowianej wy¬ nosila 3£0°iC. Szybkosc wprowadzanych substancji wynosila: Przy przepuszczaniu: furfural 70 ml/godzine, po¬ wietrze 75 ml/godzine i woda 20 ml/godzine. Otrzy¬ mano 50 ml furanu na godzine.Przy zastosowaniu mieszadla: furfural 700 ml/ godzine, powietrze 750 ml/godzine, woda 200 ml/go¬ dzine. Otrzymano 500 ml furanu na godzine. Ilosci olowiu, uzytego w przykladach XII i XIII byly jednakowe. PL PL
Claims (7)
1. Zastrzezenia patentowe 1. ^riesizadlo do intensyfikacji procesów przeno¬ szenia," znamienne tym, ze bierne lub aktywne mie- 16 szadlo zawiera elementy j edmowyimiarcwe, linio¬ we (W) w stosunku do intensyfikowanej prze¬ strzeni/
2. Mieszadlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, 5 ze jest zlozone z elementów obojetnych w stosun¬ ku do faz, o wielkosci czastek 1—1000 pm i jest przystosowane do homogienicznego lub heterogenicz¬ nego rozkladu wMkioscii cza&tek.
3.Mieszadlo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, 10 ze jest zlozone z prostych lub spiralnych, lub ina¬ czej uformowanych elementów liniowych tej sa¬ mej luib róznej dlugosci od 10 do 5000 |im i sto¬ sunku grubosc : dlugosc =1:5 do 1 : 5000.
4. Mieszadlo, wedlug zastrz. 3, znamienne tym, is ze mieszadlo bierne jest zlozone ze stalych, elas¬ tycznych elementów liniowych o tej saimej lub róz¬ nej dlugosci o stosunku grubosc: dlugosc wynosza¬ cym 1:5 do 1 :100, zas jego Objetosc calkowita (Q) wynosi co najmniej O.Ol^/o objetosci faz, lub 20 najwyzej 20% tej objetosci, przy czyim elementy w cieczy moga sie swobodnie poruszac, obracac i drgac.
5. Mieszadlo, wedlug zaistrz. 3, znamienne tym, ze elementy liniowe (Wa) mieszadla akitywnego sa 25 przymocowane z jednej lub z obu stron do po¬ wierzchni (J), która jesit przystosowana do wyko¬ nywania ponad fazami luib w nich, riuchiu prostoli¬ niowego, rotacyjnego, przemiennego lub drgajacego, luib ruchu wzdluz dowoHnie zalkrzylwionego toru. 30
6. Mieszadlo, wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze elementy liniowe w jednym lub w killlku punk¬ tach sa przymocowane do powierzchni (J) w takiej odleglosci od siebie, która odpowiada co najtmnJiej dwukrotnej a najwyzszej 50-krotnej ich grufbosci 85 (c), a pozostala czesc elementu moze swobodnie zginac sde i poruszac.
7. Mieszadlo, wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jest zlozone z elementów liniowych (Wa), po¬ przez które gazy lub ciecze wydostaja sie pod cis- 40 nieniem 1—j5o at przez otwory o srednicy 5—20ÓO \nm w powierzchni, stojacej lub obracajacej sie w iintensyfikoiwamej przestrzeni.M4M J5 4* JV .05 ^•^ :-/=fgr. /A i*^ Fig.2 -Z K Pk/4- «0.3 /^g. 599 480 % LZG Z-d Nr 2 zam. 1213 115 egz. A4 Cena 45 zl PL PL
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL1974173895A PL99480B1 (pl) | 1974-09-05 | 1974-09-05 | Mieszadlo do intensyfikacji procesow przenoszenia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL1974173895A PL99480B1 (pl) | 1974-09-05 | 1974-09-05 | Mieszadlo do intensyfikacji procesow przenoszenia |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL99480B1 true PL99480B1 (pl) | 1978-07-31 |
Family
ID=19968816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL1974173895A PL99480B1 (pl) | 1974-09-05 | 1974-09-05 | Mieszadlo do intensyfikacji procesow przenoszenia |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL99480B1 (pl) |
-
1974
- 1974-09-05 PL PL1974173895A patent/PL99480B1/pl unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2507839B2 (ja) | 攪拌装置 | |
| CN111359466B (zh) | 强化两相混合传质的装置与方法 | |
| PL99480B1 (pl) | Mieszadlo do intensyfikacji procesow przenoszenia | |
| CN201120262Y (zh) | 一种组合式对冲击搅拌装置 | |
| JP6848507B2 (ja) | 加圧反応装置、及びそれを用いた有価金属の浸出処理方法 | |
| JP7183501B2 (ja) | 加圧反応装置、及びそれを用いた有価金属の浸出処理方法 | |
| EP3944891B1 (en) | A mixing apparatus | |
| CN105642217B (zh) | 一种强化输送的外循环式烷基化反应器及烷基化反应方法 | |
| CN216458497U (zh) | 一种油墨分散装置 | |
| CN109569360A (zh) | 一种弹性搅拌反应器 | |
| US2526598A (en) | Process for preparing coating color | |
| CN213132731U (zh) | 一种螺带式搅拌器及搅拌装置 | |
| DE60217251T2 (de) | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Lithiumborohydrid | |
| US3982736A (en) | Intensification of fluid-fluid transport processes | |
| Ando et al. | Effects of perforated partition plate on mixing characteristics of horizontal stirred vessel | |
| CN206415019U (zh) | 一种人造黄油快速搅拌罐 | |
| CN216260772U (zh) | 一种高粘度搅拌设备 | |
| Abdurakhmonov et al. | The process of mixing and heat exchange of dry dispersible substances | |
| CN220559001U (zh) | 一种乳化锅 | |
| CN222956398U (zh) | 一种生产丙烯酸乳液用可调节搅拌装置 | |
| CN222427972U (zh) | 一种减水剂反应釜 | |
| CN220496285U (zh) | 一种防粘皂洗剂生产用湍流剪切分散搅拌机 | |
| CN212942947U (zh) | 一种新型反应釜框式搅拌器 | |
| CN203842513U (zh) | 一种新型电气搅拌混合装置 | |
| CN222766045U (zh) | 一种破乳剂加工用的搅拌装置 |