RU2456049C2

RU2456049C2 - Method of granulated material feed

Info

Publication number: RU2456049C2
Application number: RU2008100448/05A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Полтавцев (RU); Владимир Иванович Полтавцев; Александр Александрович Храпов (RU); Александр Александрович Храпов; Виктор Трофимович Привалов (RU); Виктор Трофимович Привалов
Original assignee: ФГОУ ВПО "Кемеровский Государственный сельскохозяйственный институт"
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2012-07-20
Also published as: RU2008100448A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to mass exchange and may be used in mass exchange hardware in chemical, pharmaceutical and other industries. In compliance with proposed method, granulated material is injected into circulation flow. Said circulation flow area is varied and directed along zigzag line. Note here that raw granulated material is fed into zigzag top branch, its inclination exceeding the angle of material natural slop in fluid.

EFFECT: decreased flow rate of gas, higher efficiency, ruled out plugs.

3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области массообменных процессов с твердой фазой (кристаллизация, экстрагирование, сорбция из жидкости, промывка и регенерация ионитов и т.д.), применяемых в различных отраслях промышленности производства (химическая, пищевая, энергетическая, гидрометаллургическая и т.д.).The present invention relates to the field of mass transfer processes with a solid phase (crystallization, extraction, sorption from a liquid, washing and regeneration of ion exchangers, etc.) used in various industries (chemical, food, energy, hydrometallurgical, etc.) .

Известен способ ввода гранулированного материала в рабочий объем секции массообменного аппарата с пневматическим перемешиванием (аппарат «пачук»). В цилиндроконическом аппарате создают циркуляцию суспензии (смесь твердых частиц и жидкости) по замкнутому контуру путем подачи струи газа снизу в трубу-циркулятор, распологаемую по оси корпуса. Из верхней части слоя суспензия в зазоре между трубой-циркулятором и стенками корпуса опускается вниз и ее вновь струей газа транспортируют наверх. Свежий поток материала вводят в верхнюю часть циркуляционного слоя, откуда он опускается вниз вместе с циркуляционным потоком. Поэтому поток свежего материала называют «спутным» потоком [1].A known method of introducing granular material into the working volume of the section of the mass transfer apparatus with pneumatic mixing (apparatus "patch"). In the cylinder-conical apparatus, the suspension is circulated (a mixture of solid particles and liquid) in a closed circuit by supplying a jet of gas from below into a circulating pipe located along the body axis. From the upper part of the layer, the suspension in the gap between the circulator tube and the walls of the housing drops down and is again transported upward by a gas stream. A fresh material stream is introduced into the upper part of the circulation layer, from where it drops down along with the circulation stream. Therefore, the flow of fresh material is called a "satellite" flow [1].

Недостатком известного способа является высокий расход газа для поддержания стабильного движения циркуляционного потока, низкая скорость опускания которого создает низкую производительность спутного потока. Увеличение производительности возможно только за счет дальнейшего увеличения расхода газа.The disadvantage of this method is the high gas flow rate to maintain a stable movement of the circulation stream, the low lowering speed of which creates a low productivity of the satellite stream. An increase in productivity is possible only due to a further increase in gas consumption.

Указанный способ подачи гранулированного материала реализован в ионообменной колонне с пневматическим перемешиванием [2, с.582, рис.XIV-13]. Циркуляцию пульпы осуществляют сжатым воздухом, который подают в центральную трубу 1. Подачу ионита ведут у боковой стенки корпуса через штуцер 6, из которого ионит опускают вместе с циркулирующей пульпой вниз, а потом через трубу 1 поднимают вверх.The specified method of supplying granular material is implemented in an ion-exchange column with pneumatic mixing [2, p. 582, Fig. XIV-13]. The pulp is circulated by compressed air, which is fed into the central tube 1. The ion exchanger is supplied at the side wall of the housing through the nozzle 6, from which the ion exchanger is lowered down together with the circulating pulp, and then lifted up through the tube 1.

Недостаток известного способа в данном случае заключается в большом расходе воздуха на создание циркуляции. Это связано с тем, что суспензия (и пульпы) представляют собой бингамовские жидкости, которые начинают течь только после приложенного к ним достаточного давления [2, стр.92], превышающего предел текучести. Соответственно и скорость движения суспензии должна быть выше скорости предела текучести. При меньшей скорости поток останавливается, образуя застойную зону.The disadvantage of this method in this case is the large air flow to create circulation. This is due to the fact that the suspension (and pulps) are Bingham fluids that begin to flow only after sufficient pressure is applied to them [2, p. 92], exceeding the yield strength. Accordingly, the speed of the suspension should be higher than the speed of the yield strength. At a lower speed, the flow stops, forming a stagnant zone.

На основании экспериментальных исследований были поданы заявки [3], в которых использован такой же способ подачи гранулированного материала, как и в известном [2, рис.XIV-13]. Движение спутного потока «а» в штуцере «б», опущенном в циркуляционный поток «в», может проходить со скоростью «г», не превышающей скорость «д» движения циркуляционного потока (см. чертеж, фиг.3). Случайное колебание спутного потока в штуцере приводит к появлению в нем застойной зоны. Движение спутного потока в сочетании с низкими скоростями циркуляционного (малый расход воздуха) неустойчиво. Процесс подачи материала стабилен лишь при высоких циркуляционных скоростях, т.е. при больших расходах воздуха на циркуляцию.Based on experimental studies, applications were submitted [3], in which the same method of feeding granular material was used as in the well-known [2, Fig. XIV-13]. The movement of the satellite stream "a" in the fitting "b", lowered into the circulation stream "c", can take place with a speed "g" not exceeding the speed "d" of the movement of the circulation stream (see drawing, figure 3). Accidental fluctuation of the confluent flow in the fitting leads to the appearance of a stagnant zone in it. The motion of the satellite stream in combination with low circulation speeds (low air flow) is unstable. The material feeding process is stable only at high circulation speeds, i.e. at high air flow rates.

Задача изобретения - уменьшение расхода газа, увеличение производительности спутного потока, а также устранение пробкообразования в нем.The objective of the invention is to reduce gas consumption, increase the productivity of the satellite stream, as well as the elimination of cork in it.

Поставленная задача достигается тем, что циркуляционный поток выполняют с переменной площадью течения и направляют его зигзагообразно, а свежий гранулированный материал подают в верхнюю ветвь зигзага, угол наклона которой превышает угол естественного откоса материала в жидкости.The problem is achieved in that the circulating flow is performed with a variable flow area and directed in a zigzag fashion, and fresh granular material is fed into the upper branch of the zigzag, the angle of which exceeds the angle of repose of the material in the liquid.

Предлагаемый способ проиллюстрирован чертежом, где на фиг.1 дана схема движения циркуляционного и спутного потоков суспензии по рабочей емкости, а на фиг.2 - узел А (на фиг.1) со схемой движения потока зигзагом. На фиг.3 представлена известная схема введения спутного потока в циркуляционный.The proposed method is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 shows a diagram of the movement of the circulation and satellite flows of the suspension along the working tank, and in Fig. 2, node A (in Fig. 1) with a zigzag flow diagram. Figure 3 presents a known scheme for introducing a satellite stream into the circulation.

Эрлифтом 1 и козырьком 2 (фиг.1) направляют циркуляционный поток 3 по наклонному днищу 4. Избыточную часть 5 циркуляционного потока сливают в карман 6, а из штуцера 7 подают в виде спутного потока свежий гранулированный материал 8 (фиг.2) на верхнюю ветвь 9 зигзага 10, нижняя ветвь которого 11 движется к штуцеру подачи газа 12 (фиг.1). Угол наклона ветви 9 задают днищем 4 и он превышает угол естественного откоса гранулированного материала в окружающей жидкости.Airlift 1 and a visor 2 (FIG. 1) direct the circulation flow 3 along the inclined bottom 4. The excess part 5 of the circulation flow is poured into the pocket 6, and fresh granular material 8 (FIG. 2) is fed from the nozzle 7 as a satellite flow to the upper branch 9 zigzag 10, the lower branch of which 11 is moving towards the gas supply fitting 12 (figure 1). The angle of inclination of the branch 9 is set by the bottom 4 and it exceeds the angle of repose of the granular material in the surrounding fluid.

Работа способа заключается в стабильном движении циркуляционного потока 3 по замкнутому контуру за счет подачи газа в штуцер 12. Рабочая часть емкости имеет переменное сечение между штуцером 7 и днищем 4. Поэтому в циркуляционном потоке суспензия увеличивает скорость движения до максимально возможной в зоне зигзага 10 и эта скорость выше скорости предела текучести во столько раз, во сколько сечение верха емкости выше сечения верхней ветви 9 зигзага. Пропорционально этому повышается скорость движения спутного потока и его производительность при одинаковом расходе газа в предлагаемом способе и прототипе.The operation of the method consists in the stable movement of the circulation stream 3 in a closed loop by supplying gas to the nozzle 12. The working part of the tank has a variable cross section between the nozzle 7 and the bottom 4. Therefore, in the circulation stream, the suspension increases the speed to the maximum possible in the zigzag zone 10 and this the speed is higher than the speed of the yield strength by so many times how much the cross section of the top of the tank is higher than the cross section of the upper branch 9 of the zigzag. In proportion to this, the speed of the satellite stream increases and its productivity with the same gas flow rate in the proposed method and prototype.

Применение предложенного способа уменьшает расход газа на единицу производительности спутного потока свежего гранулированного материала и устраняет условия пробкообразования в нем.The application of the proposed method reduces the gas consumption per unit productivity of the satellite stream of fresh granular material and eliminates the conditions of corking in it.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕSOURCES OF INFORMATION TAKEN INTO ACCOUNT

1. Судариков Б.Н., Раков Э.Г. Процессы и аппараты урановых производств. - М.: Машиностроение, 1969.1. Sudarikov B.N., Rakov E.G. Processes and apparatuses of uranium production. - M.: Mechanical Engineering, 1969.

2. А.Г.Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии, изд. 9, Химия. - М.: 1973 г.2. A.G. Kasatkin. Basic processes and apparatuses of chemical technology, ed. 9, Chemistry. - M .: 1973

3. А.с. 1310018, кл. В01J 47/00, 04.01.70 (СССР). Массообменный аппарат/В.И.Полтавцев.3. A.S. 1310018, cl. B01J 47/00, January 4, 1970 (USSR). Mass transfer apparatus / V.I. Poltavtsev.

Claims

The method of feeding granular material into the working volume of the apparatus by introducing material into the circulation stream, characterized in that the circulation stream is carried out with a variable flow area and is directed in a zigzag fashion, and fresh granular material is fed into the upper zigzag branch, the angle of inclination of which exceeds the angle of repose of the material in liquids.