RU2651361C1

RU2651361C1 - Pulsation device with container and grate (embodiments)

Info

Publication number: RU2651361C1
Application number: RU2017122274A
Authority: RU
Inventors: Руфат Шовкет оглы Абиев; Александр Иванович Поняев; Абдугани Муталович Азимов
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-04-19

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to mass exchange processes performance devices in heterogeneous fluid-solids systems and can be used in chemical, petrochemical, pharmaceutical, food, biotechnical and other industries. Pulsating device comprises a housing with a bottom and a lid with a neck, a container for solid particles placed in the neck, with the formation of the annular cavity between the side wall of the container and the housing of the device, the upper part of the side wall of the container is impermeable, and the lower part is permeable, the pressure oscillation driver connected to the upper part of the annular cavity, the flange connector in which the grate is mounted, pipe with a union and a check valve installed above the grate, a union with a check valve connected to the annular cavity, and process branch pipes. At that, the space of the container between the bottom and the grate is filled with a solid phase by 0.5–0.8 of the volume of space. Bottom of the container has the form of a revolution ellipsoid with an axis coinciding with the axis of the container, one of whose axle is equal to the radius of the container, and the second axle is in 1 to 3 times smaller than the first, or the shape of a flow divider, similar to a curved cone formed by rotating a quarter of an ellipse about the axis of the container, one of whose semi-axes is equal to the radius of the container, and the second axle is in 1–3 times smaller than the first.

EFFECT: invention provides an increase in the efficiency and degree of use of the solid phase, especially when processing particles having different buoyancy and / or polydisperse composition.

3 cl, 6 dwg, 4 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к аппаратам для проведения массообменных процессов в гетерогенных системах жидкость - твердые частицы (например, экстрагирование, адсорбция, в том числе очистка сточных вод адсорбентом), в особенности для процессов, в которых частицы твердой фазы обладают разной плавучестью (и, как правило, полидисперсным составом), и может быть использовано в химической, нефтехимической, фармацевтической, пищевой, биотехнологической и других отраслях промышленности.The present invention relates to apparatuses for conducting mass transfer processes in heterogeneous liquid-solid particle systems (e.g., extraction, adsorption, including wastewater treatment with an adsorbent), especially for processes in which particles of the solid phase have different buoyancy (and, as a rule , polydisperse composition), and can be used in chemical, petrochemical, pharmaceutical, food, biotechnological and other industries.

Известно устройство для проведения массообменных процессов в гетерогенных системах жидкость - твердые частицы - адсорбер полунепрерывного действия с неподвижным слоем сорбента (Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Учебник: В 2 кн. / В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов и др.; Под ред. В.Г. Айнштейна. М.: Университетская книга; Логос; Физматкнига, 2006. Кн. 2. - с. 1175), содержащий корпус с распределительной решеткой, барботер для подачи десорбирующего агента, диффузор (коническое днище) и крышку, а также дополнительные штуцера для подачи регенерирующих сред. На распределительной решетке уложен неподвижный слой сорбента, через который пропускается смесь жидкостей, из которых один из компонентов сорбируется. Аппарат обладает простой и надежной конструкцией, однако ему присущ серьезный недостаток, обусловленный неравномерностью распределения потоков жидкости, в результате чего только 40-60% объема сорбента оказывается включенным в процесс адсорбции, тогда как остальная масса сорбента не участвует в массообмене. Это связано с эффектом полидисперсности твердой фазы и межзерновых каналов, когда часть каналов обладает значительно большим гидравлическим сопротивлением по сравнению с остальными. Кроме того, имеет место эффект формирования застойных зон в точках контакта соседних частиц, к которым затруднен доступ обрабатываемой жидкости. Это и приводит к снижению степени использования твердой фазы. Невысокая эффективность аппарата связана с тем, что условия обтекания частиц определяются расходом обрабатываемой жидкости и сечением аппарата. Приведенная скорость при этом низкая, что необходимо для достижения времени пребывания.A device for carrying out mass transfer processes in heterogeneous systems of liquid - solid particles - a semi-continuous adsorber with a fixed bed of sorbent (General course of processes and apparatuses of chemical technology: Textbook: 2 books / V.G. Ainstein, M.K. Zakharov, G. .A. Nosov et al .; Edited by VG Ainstein, Moscow: University book; Logos; Fizmatkniga, 2006. Book 2. - p. 1175), containing a housing with a distribution grid, a bubbler for supplying a stripping agent , diffuser (conical bottom) and cover, as well as additional fittings for giving regenerative environments. A fixed layer of sorbent is laid on the distribution grid, through which a mixture of liquids is passed, from which one of the components is sorbed. The apparatus has a simple and reliable design, but it has a serious drawback due to the uneven distribution of fluid flows, as a result of which only 40-60% of the sorbent volume is included in the adsorption process, while the rest of the sorbent mass is not involved in mass transfer. This is due to the effect of polydispersity of the solid phase and intergranular channels, when some of the channels have significantly greater hydraulic resistance compared to the others. In addition, there is the effect of the formation of stagnant zones at the points of contact of neighboring particles, which are difficult to access the treated fluid. This leads to a decrease in the degree of use of the solid phase. The low efficiency of the apparatus is due to the fact that the flow conditions of particles are determined by the flow rate of the processed fluid and the cross section of the apparatus. The reduced speed is low, which is necessary to achieve a residence time.

Известен пульсационный аппарат (MПK B01D 11/02 (2000.01), B01D 12/00 (2000.01), пат. РФ №2184595, 2002 г.), содержащий один или более одинаковых рабочих корпусов, закрытых сверху крышками и соединенных друг с другом в нижней части, побудитель колебаний давления и технологические патрубки, к рабочим корпусам в нижней части подключена труба, верхний конец которой соединен с пульсационным корпусом, причем побудитель колебаний давления подключен к верхней части рабочих корпусов или пульсационного корпуса, а объем жидкости V_п (м³) в пульсационном корпусе должен устанавливаться не менееKnown pulsating apparatus (MPK B01D 11/02 (2000.01), B01D 12/00 (2000.01), US Pat. RF No. 2184595, 2002), containing one or more identical working cases, closed on top by lids and connected to each other in the lower parts, a pressure oscillation stimulator and technological branch pipes, a pipe is connected to the working cases in the lower part, the upper end of which is connected to the pulsation case, the pressure fluctuation stimulator being connected to the upper part of the working cases or pulsation case, and the liquid volume V _p (m ³ ) pulsation case must be installed Lebanon is not less

где р₀ - абсолютное давление воздуха в пульсационных корпусах в начале цикла сжатия, Па;where p ₀ is the absolute air pressure in the pulsating bodies at the beginning of the compression cycle, Pa;

р_к - абсолютное давление воздуха в пульсационных корпусах в конце цикла сжатия, Па;p _to - the absolute air pressure in the pulsating cases at the end of the compression cycle, Pa;

V_вp - сумма объемов воздуха в рабочих корпусах при давлении р₀, м³, при этом в пульсационном корпусе установлен отбойник.V _BP - the sum of the volumes of air in the working buildings at a pressure of p ₀ , m ³ , while the _fender is installed in the pulsating case.

В известном аппарате достигается повышение надежности и эффективности. При пульсациях за счет колебательного движения жидкости относительно частиц резко улучшаются условия обтекания частиц, открывается доступ ко всей поверхности частиц. Однако, при проведении процессов, в которых частицы твердой фазы обладают разной плавучестью - как положительной, так и отрицательной (и, как правило, полидисперсным составом), например, при использовании активированного угля в качестве адсорбента для очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и других предприятий, использование известного аппарата затруднено, поскольку значительная часть твердых частиц плавает на поверхности жидкости и при пульсациях их выбрасывает наверх. Эти частицы налипают на внутреннюю поверхность аппарата и могут оставаться там, образовывая стойкую пастообразную массу. В итоге не весь объем частиц, загруженных в аппарат, участвует в процессе, что снижает эффективность энергетических затрат и степень использования твердой фазы (емкость пор при адсорбции, объем частиц при экстрагировании и т.п.).In the known apparatus, an increase in reliability and efficiency is achieved. During pulsations due to the oscillatory motion of the liquid relative to the particles, the conditions for the flow of particles sharply improve, and access to the entire surface of the particles opens. However, when carrying out processes in which solid phase particles have different buoyancy - both positive and negative (and, as a rule, polydisperse composition), for example, when using activated carbon as an adsorbent for wastewater treatment of oil refineries and other enterprises, the use of The known apparatus is difficult, since a significant part of the solid particles floats on the surface of the liquid and throws them up when pulsating. These particles adhere to the inner surface of the apparatus and can remain there, forming a stable paste-like mass. As a result, not the entire volume of particles loaded into the apparatus is involved in the process, which reduces the efficiency of energy costs and the degree of use of the solid phase (pore capacity during adsorption, particle volume during extraction, etc.).

Известен пульсационный аппарат (МПК B01D 35/20 (2006.01), B01D 11/02 (2006.01), B01J 8/40 (2006.01), пат. РФ №2297869, 2006 г.), включающий цилиндрический корпус, патрубки для подвода пульсаций, подачи суспензии, отвода фильтрата и сгущенной суспензии, фильтрующую перегородку, разделяющую корпус на камеру сгущения и камеру фильтрата, к которой подключен трубопровод с пульсационной камерой, патрубки подачи суспензии, отвода фильтрата и сгущенной суспензии оборудованы управляемыми клапанами, причем аппарат снабжен датчиками и системой управления, с возможностью управления клапаном на патрубке отвода фильтрата по сигналам, поступающим в систему управления от датчиков давления и уровня жидкости в пульсационной камере, а также с возможностью управления клапанами на патрубках подачи суспензии, отвода сгущенной суспензии и отвода фильтрата по сигналам, поступающим в систему управления от датчиков уровня осадка и перепада давления между камерой сгущения и камерой фильтрата.Known pulsation apparatus (IPC B01D 35/20 (2006.01), B01D 11/02 (2006.01), B01J 8/40 (2006.01), Pat. RF No. 2297869, 2006), including a cylindrical body, nozzles for supplying pulsations, feed slurry, drainage of the filtrate and thickened suspension, a filtering partition separating the housing into a thickening chamber and a filtrate chamber, to which a pipeline with a pulsation chamber is connected, suspension supply pipes, filtrate drainage and thickened suspension are equipped with controlled valves, and the apparatus is equipped with sensors and a control system, with manageability a valve on the outlet of the filtrate according to the signals supplied to the control system from the pressure and liquid level sensors in the pulsation chamber, as well as with the ability to control the valves on the nozzles of the suspension supply, discharge of the thickened suspension and discharge of the filtrate according to the signals received by the control system from the sediment level sensors and a pressure differential between the thickening chamber and the filtrate chamber.

Благодаря заявленным в изобретении параметрам достигается повышение надежности и эффективности аппарата, а также снижаются энергетические затраты. Вместе с тем, при обработке частиц твердой фазы, обладающих разной плавучестью - как положительной, так и отрицательной (и при этом зачастую характеризующихся полидисперсным составом), легкие фракции твердой фазы (обладающие положительной плавучестью) будут всплывать на поверхность, при понижении уровня (при частичном сливе) будут практически исключены из массообменных процессов, а при выгрузке твердой фазы могут оставаться в аппарате, забивая отверстие в сливном штуцере, поскольку над ними нет слоя жидкости, способного промыть проходное сечение штуцера. Все это ухудшает эксплуатационные характеристики известного аппарата.Thanks to the parameters stated in the invention, an increase in the reliability and efficiency of the apparatus is achieved, and energy costs are also reduced. At the same time, when treating particles of a solid phase with different buoyancy - both positive and negative (and often characterized by a polydisperse composition), light fractions of the solid phase (having positive buoyancy) will float to the surface when the level decreases (with partial discharge) will be practically excluded from the mass transfer processes, and when unloading the solid phase, they may remain in the apparatus, clogging the hole in the drain fitting, since there is no liquid layer above them that can wash through fitting section. All this affects the performance of the known device.

Наиболее близким к заявляемому является пульсационный аппарат (МПК B01D 11/02 (2000.01), B01D 12/00 (2000.01), пат. РФ №2205677, 2003 г.), содержащий корпус с днищем, закрытый сверху крышкой, и помещенный в него контейнер для частиц, верхняя часть боковой стенки которого непроницаемая, а нижняя часть и днище проницаемые, а также побудитель колебаний давления и технологические патрубки, побудитель колебаний давления подключен к верхней части кольцевой полости, образованной боковой стенкой контейнера и корпусом аппарата, причем форма контейнера повторяет с зазором δ форму внутренней поверхности корпуса с днищем, а крышка аппарата соединена с кольцевой полостью посредством одного или нескольких переточных каналов, причем зазор δ выполнен постоянным по всей высоте контейнера либо зазор δ выполнен постоянным по всей высоте верхней непроницаемой части контейнера и равным δ₀, а в нижней части изменяется по законуClosest to the claimed is a pulsation apparatus (IPC B01D 11/02 (2000.01), B01D 12/00 (2000.01), US Pat. RF No. 2205677, 2003), comprising a housing with a bottom, closed with a lid on top, and a container placed in it for particles, the upper part of the side wall of which is impermeable, and the lower part and the bottom are permeable, as well as a pressure oscillator and technological branch pipes, a pressure oscillator is connected to the upper part of the annular cavity formed by the container side wall and the apparatus body, and the container shape repeats with a gap δ the shape of the inner surface of the body with the bottom, and the lid of the apparatus is connected to the annular cavity through one or more transfer channels, and the gap δ is made constant over the entire height of the container or the gap δ is made constant over the entire height of the upper impermeable part of the container and is equal to δ ₀ , and in bottom part changes by law

где δ₀ - зазор между корпусом и контейнером в его верхней части, м;where δ ₀ is the gap between the body and the container in its upper part, m;

δ_k - зазор между корпусом и контейнером в самой нижней точке его боковой стенки и между днищами контейнера и аппарата, м;δ _k is the gap between the body and the container at the lowest point of its side wall and between the bottoms of the container and apparatus, m;

h - высота нижней проницаемой части боковой стенки контейнера, м;h is the height of the lower permeable part of the side wall of the container, m;

s - координата, отсчитываемая вертикально вниз от стыка верхней и нижней частей боковой стенки контейнера, м,s is the coordinate measured vertically down from the junction of the upper and lower parts of the side wall of the container, m,

а переточные каналы снабжены регулирующими клапанами.and transfer channels are equipped with control valves.

В известном изобретении достигается повышение объемной концентрации частиц по отношению к общему объему среды в аппарате, увеличение эффективности и надежности аппарата. Тем не менее, известный аппарат не приспособлен для работы с частицами твердой фазы, обладающими разной плавучестью - как положительной, так и отрицательной, встречающиеся при наличии полидисперсности распределения размеров, когда мелкие частицы быстро пропитываются жидкостью и оседают, а крупные сохраняют плавучесть. При использовании таких частиц происходит их всплывание, и они колеблются на поверхности жидкости, практически повторяя ее пульсации, некоторые частицы при этом выбрасывает выше уровня жидкости и они налипают на внутренние стенки аппарата. В итоге снижаются эксплуатационные характеристики известного аппарата.In the known invention, an increase in the volume concentration of particles with respect to the total volume of the medium in the apparatus, an increase in the efficiency and reliability of the apparatus is achieved. However, the known apparatus is not suitable for working with solid particles having different buoyancy - both positive and negative, occurring in the presence of polydispersity of the size distribution, when small particles are quickly impregnated with liquid and settle, and large particles retain buoyancy. When using such particles, they float up, and they oscillate on the surface of the liquid, practically repeating its pulsations, at the same time they eject some particles above the liquid level and they stick to the internal walls of the apparatus. As a result, the operational characteristics of the known apparatus are reduced.

Задача предлагаемого изобретения - повышение эффективности работы аппарата и степени использования твердой фазы, особенно при обработке частиц твердой фазы, обладающих разной плавучестью и (или) полидисперсным составом за счет оптимального организации потоков жидкости как через тяжелую, так и через легкую фракцию твердой фазы.The objective of the invention is to increase the efficiency of the apparatus and the degree of use of the solid phase, especially when processing particles of a solid phase having different buoyancy and (or) polydisperse composition due to the optimal organization of fluid flows through both the heavy and light fractions of the solid phase.

Поставленная задача достигается тем, что в пульсационном аппарате для проведения массообменных процессов в гетерогенных системах жидкость - твердые частицы, содержащем корпус с днищем, закрытый сверху крышкой с горловиной, в которую помещен контейнер для твердых частиц, верхняя часть боковой стенки которого непроницаемая, а нижняя часть проницаемая, а также побудитель колебаний давления и технологические патрубки, подключенный к верхней части кольцевой полости, образованной боковой стенкой контейнера и корпусом аппарата, согласно изобретению, контейнер в верхней части оборудован дополнительным фланцевым разъемом, в котором установлена решетка, а днище контейнера имеет форму эллипсоида вращения с осью, совпадающей с осью контейнера, одна из полуосей которого равна радиусу контейнера, а вторая полуось в 1-3 раза меньше первой, к кольцевой полости присоединен штуцер с обратным клапаном, над решеткой установлена труба со штуцером и обратным клапаном, причем пространство контейнера между днищем и решеткой заполнено твердой фазой на 0,5-0,8 от объема данного пространства.The problem is achieved in that in a pulsating apparatus for carrying out mass transfer processes in heterogeneous systems, liquid is solid particles, containing a body with a bottom, a lid with a neck closed on top, in which a container for solid particles is placed, the upper part of the side wall of which is impermeable and the lower part permeable, as well as a stimulator of pressure fluctuations and technological nozzles connected to the upper part of the annular cavity formed by the side wall of the container and the apparatus body, according to At the top of the container, the container in the upper part is equipped with an additional flange connector in which the grill is installed, and the bottom of the container has the shape of an ellipsoid of revolution with an axis coinciding with the axis of the container, one of the half axes of which is equal to the radius of the container, and the second half axis is 1-3 times smaller than the first, a fitting with a non-return valve is connected to the annular cavity, a pipe with a fitting and a non-return valve is installed above the grate, and the container space between the bottom and the grate is filled with a solid phase 0.5-0.8 of the volume of this space.

Поставленная задача достигается также тем, что в пульсационном аппарате для проведения массообменных процессов в гетерогенных системах жидкость - твердые частицы, содержащем корпус с днищем, закрытый сверху крышкой с горловиной, в которую помещен контейнер для твердых частиц, верхняя часть боковой стенки которого непроницаемая, а нижняя часть проницаемая, а также побудитель колебаний давления и технологические патрубки, подключенный к верхней части кольцевой полости, образованной боковой стенкой контейнера и корпусом аппарата, согласно изобретению контейнер в верхней части оборудован дополнительным фланцевым разъемом, в котором установлена решетка, а днище контейнера имеет форму рассекателя потока, подобную криволинейному конусу, образованную вращением вокруг оси контейнера четверти эллипса, одна из полуосей которого равна радиусу контейнера, а вторая полуось в 1-3 раза меньше первой, к кольцевой полости присоединен штуцер с обратным клапаном, над решеткой установлена труба со штуцером и обратным клапаном, причем пространство контейнера между днищем и решеткой заполнено твердой фазой на 0,5-0,8 от объема данного пространства.The task is also achieved by the fact that in a pulsating apparatus for conducting mass transfer processes in heterogeneous systems, the liquid is solid particles, containing a body with a bottom, a lid with a neck closed on top, in which a container for solid particles is placed, the upper part of the side wall of which is impermeable and the lower permeable part, as well as a stimulator of pressure fluctuations and technological branch pipes connected to the upper part of the annular cavity formed by the side wall of the container and the apparatus body, agree but according to the invention, the container in the upper part is equipped with an additional flange connector in which the grill is installed, and the bottom of the container has the shape of a flow divider, similar to a curved cone, formed by rotating around the container axis a quarter of the ellipse, one of whose half axes is equal to the radius of the container, and the second half axis is 1- 3 times smaller than the first one, a fitting with a check valve is connected to the annular cavity, a pipe with a fitting and a check valve is installed above the grate, the container space between the bottom and the grate It is filled with a solid phase by 0.5-0.8 of the volume of this space.

Поставленная задача достигается также тем, что в пульсационном аппарате штуцер с обратным клапаном установлен на высоте, не превышающей уровень нижней проницаемой части контейнера, а нижний срез трубы со штуцером и обратным клапаном установлен на 1-3 калибра трубы выше решетки.The task is also achieved by the fact that in the pulsating apparatus, the fitting with a non-return valve is installed at a height not exceeding the level of the lower permeable part of the container, and the lower pipe section with a fitting and a non-return valve is installed 1-3 pipe gauges above the grate.

На фиг. 1 и 5 показаны варианты реализации предлагаемого устройства: на фиг. 1 - днище контейнера имеет форму эллипсоида вращения с осью, совпадающей с осью контейнера, на фиг. 5 - вариант аппарата, в котором днище контейнера имеет форму рассекателя потока, подобную криволинейному конусу. На фиг. 2а показано состояние аппарата после загрузки твердой фазы, когда аппарат подготовлен к подаче жидкости, на фиг. 2б - форма днища контейнера в виде эллипсоида вращения с осью, совпадающей с осью контейнера. На фиг. 3 изображено поведение гетерогенной среды в аппарате в фазе «прямого» импульса, т.е. когда импульс давления распространяется от генератора пульсаций, а на фиг. 4 - в фазе «обратного» импульса, т.е. когда давление в генераторе пульсаций падает до нуля или меняет знак на отрицательный. На фиг. 6 представлен вариант аппарата, изображенного на фиг. 5, но с непроницаемым днищем контейнера.In FIG. 1 and 5 show embodiments of the proposed device: in FIG. 1 - the bottom of the container has the shape of an ellipsoid of revolution with an axis coinciding with the axis of the container, in FIG. 5 is a variant of the apparatus in which the bottom of the container has the shape of a flow divider, similar to a curved cone. In FIG. 2a shows the state of the apparatus after loading the solid phase, when the apparatus is prepared for supplying liquid, FIG. 2b is the shape of the bottom of the container in the form of an ellipsoid of revolution with an axis coinciding with the axis of the container. In FIG. Figure 3 shows the behavior of a heterogeneous medium in an apparatus in the phase of a “direct” pulse, i.e. when the pressure pulse propagates from the pulsation generator, and in FIG. 4 - in the phase of the "reverse" pulse, i.e. when the pressure in the pulsation generator drops to zero or changes sign to negative. In FIG. 6 shows a variant of the apparatus shown in FIG. 5, but with an impermeable bottom of the container.

На фиг. 2-4 показаны стадии процесса для аппарата, изображенного на фиг. 1. Для аппарата по вариантам, представленным на фиг.5 и 6, стадии процесса выглядят аналогично.In FIG. 2-4 show the process steps for the apparatus of FIG. 1. For the apparatus according to the options presented in figures 5 and 6, the process steps look similar.

Пульсационный аппарат для проведения массообменных процессов в гетерогенных системах жидкость - твердые частицы (фиг. 1 и фиг. 5) содержит корпус 1 с днищем 2, закрытый сверху крышкой 3 с горловиной 4, в которую помещен контейнер 5 для твердых частиц, верхняя часть боковой стенки 6 которого непроницаемая, а нижняя часть проницаемая, а также побудитель колебаний давления (генератор пульсаций) 7 и технологические патрубки 8 (остальные условно не показаны), подключенный к верхней части кольцевой полости, образованной боковой стенкой 6 контейнера 5 и корпусом 1 аппарата. Контейнер 5 в верхней части оборудован дополнительным фланцевым разъемом 9, в котором установлена решетка 10. Днище 11 контейнера 5 имеет форму эллипсоида вращения с осью, совпадающей с осью контейнера 5, одна из полуосей а которого (фиг. 2а, б) равна радиусу контейнера R (а=R), а вторая полуось b в 1-3 раза меньше первойThe pulsation apparatus for conducting mass transfer processes in heterogeneous liquid-solid particle systems (Fig. 1 and Fig. 5) contains a housing 1 with a bottom 2, closed on top by a lid 3 with a neck 4, in which a container 5 for solid particles is placed, the upper part of the side wall 6 which is impermeable, and the lower part is permeable, as well as a pressure oscillation stimulator (pulsation generator) 7 and technological pipes 8 (the rest are not shown conventionally) connected to the upper part of the annular cavity formed by the side wall 6 of the container 5 and orpusom 1 unit. The container 5 in the upper part equipped with an additional flange connector 9, wherein the grating is installed 10. The bottom 11 of the container 5 has the shape of an ellipsoid of revolution with an axis coinciding with the axis of the container 5, one of the semi-axes and which (Fig. 2a, b) equal to the radius R of the container ( a = R), and the second semi-axis b is 1-3 times smaller than the first

(b=а/(1-3)). Наиболее распространенным в промышленной практике является вариант b=а/2. Случай b=а соответствует полусферической форме днища.(b = a / (1-3)). The most common in industrial practice is the option b = a / 2. The case b = a corresponds to the hemispherical shape of the bottom.

К кольцевой полости присоединен штуцер 12 с обратным клапаном 13, над решеткой 10 установлена труба 14 со штуцером 15 и обратным клапаном 16. После загрузки твердой фазы в аппарат (фиг. 2) пространство контейнера между днищем 11 и решеткой 10 заполнено твердой фазой - тяжелой фракцией 17 и легкой фракцией 18 на 0,5-0,8 от объема данного пространства. Разделение твердой фазы на фракции происходит при заполнении аппарата жидкостью.A fitting 12 with a check valve 13 is connected to the annular cavity, a pipe 14 with a fitting 15 and a check valve 16 is installed above the grate 10. After loading the solid phase into the apparatus (Fig. 2), the container space between the bottom 11 and the grate 10 is filled with a solid phase - heavy fraction 17 and a light fraction of 18 to 0.5-0.8 of the volume of this space. The separation of the solid phase into fractions occurs when the apparatus is filled with liquid.

Отличительной особенностью варианта аппарата, представленного на фиг. 5а, является выполнение днища 11 контейнера 5 в форме рассекателя потока, подобной криволинейному конусу, образованной вращением вокруг оси контейнера четверти эллипса, показанного на фиг.5б, одна из полуосей а которого равна радиусу контейнера R (а=R), а вторая полуось b в 1-3 раза меньше первой (b=а/(1-3)). Днище 11 в форме рассекателя потока позволяет исключить появление застойной зоны в слое твердой фазы в нижней части контейнера и способствует достижению указанного выше технического результата.A distinctive feature of the embodiment of the apparatus shown in FIG. 5a, the bottom 11 of the container 5 is formed in the shape of a flow divider similar to a curved cone formed by rotating around the container axis a quarter of the ellipse shown in FIG. 5b, one of the half axes a of which is equal to the radius of the container R ( a = R) and the second half axis b 1-3 times less than the first (b = a / (1-3)). The bottom 11 in the form of a flow divider eliminates the appearance of a stagnant zone in the solid phase layer in the lower part of the container and helps to achieve the above technical result.

Использование дополнительного фланцевого разъема 9 позволяет установить решетку 10, которая в свою очередь служит для удержания легкой фракции твердой фазы 18, обладающей положительной плавучестью, от уноса в выпускную трубу 14.Using an additional flange connector 9 allows you to install the lattice 10, which in turn serves to hold the light fraction of the solid phase 18, which has positive buoyancy, from being carried away into the exhaust pipe 14.

Заполнение пространства контейнера 5 между днищем 11 и решеткой 10 твердой фазой на 0,5-0,8 от объема данного пространства позволяет сохранить, с одной стороны, достаточно пространства для движения (расширения) твердой фазы при псевдоожижении (при превышении доли занятого твердой фазой объема от объема между днищем 11 и решеткой 10 значения 0,8 слой твердой фазы может лишь незначительно расшириться), с другой, этот объем используется достаточно эффективно (в случае, если доля занятого твердой фазой объема от объема между днищем 11 и решеткой 10 меньше значения 0,5 существенно снижается масса загруженной в аппарат твердой фазы, и объем аппарата используется недостаточно эффективно).Filling the space of the container 5 between the bottom 11 and the lattice 10 with a solid phase by 0.5-0.8 of the volume of this space allows you to save, on the one hand, enough space for movement (expansion) of the solid phase during fluidization (when the fraction of the volume occupied by the solid phase is exceeded of the volume between the bottom 11 and the lattice 10 of a value of 0.8, the layer of the solid phase can only expand slightly), on the other hand, this volume is used quite efficiently (if the fraction of the volume occupied by the solid phase of the volume between the bottom 11 and the lattice 10 is less e values of 0.5 significantly reduces the mass of the solid phase loaded into the apparatus, and the volume of the apparatus is not used effectively enough).

Днище 11 контейнера 5 предпочтительно проницаемое, как показано на фиг. 1-5, поскольку это способствует более равномерному распределению потоков жидкости через слой частиц.The bottom 11 of the container 5 is preferably permeable, as shown in FIG. 1-5, since this contributes to a more uniform distribution of fluid flows through the particle layer.

Выполнение днища 11 контейнера 5 непроницаемым, как показано на фиг. 6, позволяет при необходимости организовать потоки жидкости через нижний тяжелый слой 17 твердой фазы только в радиальном направлении, что целесообразно, например, при наличии мелкой фракции в твердой фазе и позволяет избежать проваливания мелких частиц через перфорации в днище 11 контейнера 5 и забиванию перфорации. Такой вариант исполнения целесообразен также, если по каким-либо причинам необходимо, чтобы днище 11 контейнера 5 плотно лежало на днище 2 аппарата, когда доступ жидкости под днище 11 ограничен или невозможен.The execution of the bottom 11 of the container 5 is impermeable, as shown in FIG. 6, allows, if necessary, to organize fluid flows through the lower heavy layer 17 of the solid phase only in the radial direction, which is advisable, for example, in the presence of a fine fraction in the solid phase and avoids the fines falling through the perforations in the bottom 11 of the container 5 and clogging the perforations. This embodiment is also advisable if, for some reason, it is necessary that the bottom 11 of the container 5 is lying tightly on the bottom 2 of the apparatus, when the access of liquid under the bottom 11 is limited or impossible.

Установка штуцера 12 с обратным клапаном 13 на высоте, не превышающей нижнюю проницаемую часть контейнера, обеспечивает подачу обрабатываемой жидкости непосредственно в зону ее контакта с твердой фазой - поглотителем (сорбентом), находящейся в контейнере 5. При этом подаваемая через штуцер 12 жидкость непрерывно смешивается с объемом жидкости, находящейся в кольцевом пространстве между корпусом 1 аппарата и контейнером 5, даже при пульсациях находясь под уровнем жидкости в аппарате.The installation of the nozzle 12 with a non-return valve 13 at a height not exceeding the lower permeable part of the container ensures the supply of the processed liquid directly to the zone of its contact with the solid phase - absorber (sorbent) located in the container 5. In this case, the liquid supplied through the nozzle 12 is continuously mixed with the volume of liquid located in the annular space between the body 1 of the device and the container 5, even with pulsations being under the liquid level in the device.

Установка нижнего среза трубы 14 со штуцером 15 и обратным клапаном 16 на 1-3 калибра (т.е. внутреннего диаметра) трубы выше решетки 10 способствует, с одной стороны, снижению гидравлического сопротивления при входе в трубу 14 (при расстоянии между нижним срезом трубы 14 и решеткой 10 меньше одного калибра трубы сопротивление возрастает), с другой стороны, при увеличении расстояния между нижним срезом трубы 14 и решеткой 10 более трех калибров возрастает риск попадания в трубу 14 газа и неполного вытеснения объема жидкости из надрешетного пространства контейнера 5.The installation of the lower cut of the pipe 14 with the fitting 15 and the check valve 16 for 1-3 gauges (i.e. the inner diameter) of the pipe above the grill 10 helps, on the one hand, to reduce the hydraulic resistance at the entrance to the pipe 14 (with the distance between the lower cut of the pipe 14 and with a grill 10 less than one caliber of the pipe, the resistance increases), on the other hand, with an increase in the distance between the lower cut of the pipe 14 and the grill 10 of more than three calibers, the risk of gas entering the pipe 14 and incomplete displacement of the liquid volume from the oversize space increases container 5.

Техническим результатом является повышение эффективности работы аппарата и степени использовании твердой фазы, улучшение условий перемешивания фаз, особенно при обработке частиц твердой фазы, обладающих разной плавучестью и (или) полидисперсным составом за счет оптимального ограничения движений как тяжелой, так и легкой фракции твердой фазы, рационального сочетания процессов псевдоожижения и фильтрации в одном аппарате на разных стадиях пульсаций и в разных элементах. Этот результат достигается за счет применения конструкции контейнера 5 с дополнительным фланцевым разъемом 9 и решеткой 10, а установка труб 12 на 14 с обратными клапанами 13 и 16 позволяет реализовать непрерывный процесс работы аппарата.The technical result is to increase the efficiency of the apparatus and the degree of use of the solid phase, to improve the mixing conditions of the phases, especially when processing particles of a solid phase having different buoyancy and / or polydisperse composition due to the optimal restriction of movements of both heavy and light fractions of the solid phase, rational combination of fluidization and filtration processes in one apparatus at different stages of pulsations and in different elements. This result is achieved through the use of the design of the container 5 with an additional flange connector 9 and a grill 10, and the installation of pipes 12 to 14 with check valves 13 and 16 allows for the continuous operation of the apparatus.

Заявляемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.The claimed technical solution is new, has an inventive step and is industrially applicable.

Источник пневматических пульсаций 7 выполнен в виде мембранного или сильфонного блока (на фиг. 1-6 показан упрощенно), либо в виде управляемого пневматического клапана, соединенного с источником сжатого газа-инерта для передачи энергии давления рабочей среде в аппарате на стадии подачи газа и с атмосферой (через систему конденсации паров и очистки газа, на фиг. 1-6 не показана) - для сброса накопленной энергии давления на стадии сброса газа.The source of pneumatic pulsations 7 is made in the form of a membrane or bellows unit (Fig. 1-6 is shown in simplified form), or in the form of a controlled pneumatic valve connected to a source of compressed inert gas to transfer pressure energy to the working medium in the apparatus at the gas supply stage and with atmosphere (through a vapor condensation and gas purification system, not shown in Fig. 1-6) - to discharge the accumulated pressure energy at the stage of gas discharge.

Аппарат работает следующим образом. Контейнер 5 с крышкой 3 извлекают из корпуса 1 аппарата, разбирают фланцевый разъем 9, вынимают решетку 10 и заполняют нижнюю часть контейнера 5 (между днищем 11 и решеткой 10) твердой фазой 0,5-0,8 от ее объема. Установив решетку 10, уплотняют фланцевый разъем 9 и помещают контейнер 5 с крышкой 3 в корпусе 1, закрепляя болтовые соединения в горловине 4 (состояние показано на фиг. 2). Через штуцер 12 предварительно заполняют аппарат жидкостью до уровня, примерно соответствующего уровню решетки 10, так, чтобы над уровнем жидкости в кольцевом зазоре оставался объем газа.The device operates as follows. The container 5 with the cover 3 is removed from the apparatus body 1, the flange connector 9 is disassembled, the grate 10 is removed and the lower part of the container 5 (between the bottom 11 and the grate 10) is filled with a solid phase 0.5-0.8 of its volume. Having installed the grill 10, seal the flange connector 9 and place the container 5 with the lid 3 in the housing 1, fixing the bolt connections in the neck 4 (the state is shown in Fig. 2). Through the nozzle 12, the apparatus is pre-filled with liquid to a level approximately corresponding to the level of the grill 10, so that a gas volume remains above the liquid level in the annular gap.

Включают побудитель колебаний давления 7, который в фазе прямого импульса нагнетает давление в кольцевом пространстве между контейнером 5 и корпусом 1 аппарата (фиг. 3). При заполнении аппарата жидкостью и в особенности после начала пульсаций происходит расслоение твердой фазы на легкую и тяжелую фракции. Тяжелая фракция 17 твердой фазы (с отрицательной плавучестью) остается в нижней части контейнера. Легкая фракция 18 твердой фазы (с положительной плавучестью) всплывает, поднимаясь до решетки 10.They include a pressure oscillation stimulator 7, which in the phase of the direct pulse pumps pressure in the annular space between the container 5 and the apparatus body 1 (Fig. 3). When the apparatus is filled with liquid, and especially after the onset of pulsations, the solid phase separates into light and heavy fractions. The heavy fraction 17 of the solid phase (with negative buoyancy) remains at the bottom of the container. The light fraction 18 of the solid phase (with positive buoyancy) floats, rising to the lattice 10.

При прямом импульсе пульсаций (фиг. 3) обрабатываемая жидкость псевдоожижает слой тяжелой фракции твердой фазы 17, который расширяется, поднимаясь почти до уровня легкой фракции 18, и при этом обрабатываемая жидкость фильтруется через легкую фракцию 18, прижимая ее к решетке 10. Движение жидкости показано стрелками на фиг. 3. Поступающая под давлением, создаваемым насосом (на фиг. 1-6 не показан), через штуцер 12 и обратный клапан 13 жидкость смешивается с основным объемом жидкости в аппарате и вовлекается в процессы псевдоожижения и фильтрации. Давление под крышкой 3 в контейнере 5 возрастает. Под действием избыточного давления обратный клапан 16 открывается и обработанная жидкость выводится из аппарата через трубу 14 и штуцер 15.With a direct pulse of pulsations (Fig. 3), the processed fluid fluidizes the layer of the heavy fraction of the solid phase 17, which expands, rising almost to the level of the light fraction 18, and the processed fluid is filtered through the light fraction 18, pressing it to the grating 10. The movement of the liquid is shown the arrows in FIG. 3. Coming under the pressure created by the pump (not shown in Fig. 1-6), through the nozzle 12 and the check valve 13, the liquid is mixed with the main volume of liquid in the apparatus and is involved in the fluidization and filtration processes. The pressure under the lid 3 in the container 5 increases. Under the action of excessive pressure, the check valve 16 opens and the treated liquid is discharged from the apparatus through the pipe 14 and the fitting 15.

При обратном импульсе пульсаций (сброс давления побудителем колебаний давления 7, фиг. 4) жидкость, перемещаясь сверху вниз из пространства над решеткой 10, псевдоожижает легкую фракцию 18 твердой фазы, а в нижней части контейнера происходит фильтрация жидкости через слой тяжелой фракции 17 твердой фазы, которая прижимается к днищу 11 и боковой проницаемой (перфорированной) поверхности контейнера 5. Таким образом, и тяжелая, и легкая фракции твердой фазы проходят через стадии псевдоожижения и фильтрации, но эти процессы происходят в верхней и нижней частях контейнера в противофазе.With a reverse pulsation pulse (depressurization by a pressure oscillation stimulator 7, Fig. 4), the liquid, moving from top to bottom from the space above the grating 10, fluidizes the light fraction of the solid phase 18, and in the lower part of the container the liquid is filtered through a layer of heavy fraction 17 of the solid phase, which is pressed against the bottom 11 and the lateral permeable (perforated) surface of the container 5. Thus, both the heavy and light fractions of the solid phase pass through the fluidization and filtration stages, but these processes occur in the upper and bo ttom of the container in the opposite phase.

При каждой пульсации в ходе псевдоожижения и фильтрации происходит активный массообмен между жидкостью и твердой фазой (экстрагирование, адсорбция, очистка сточных вод сорбентом и т.п.). В отличие от аппаратов с неподвижной твердой фазой, в предлагаемом аппарате происходит постоянная переукладка частиц, открывается доступ к их поверхности, отсутствуют застойные зоны в аппарате. Это способствует тому, что используется вся поверхность твердой фазы, т.е. степень использования твердой фазы возрастает. Чередование фильтрации и псевдоожижения способствует проникновению жидкости вглубь пор под давлением (особенно при фильтрации) и последующему перераспределению частиц по объему аппарата при псевдоожижении. В результате в среднем за период возрастает равномерность распределения пористого объема частиц по объему аппарата.At each pulsation during fluidization and filtration, an active mass transfer occurs between the liquid and the solid phase (extraction, adsorption, wastewater treatment with a sorbent, etc.). In contrast to devices with a fixed solid phase, the proposed device is constantly re-laying particles, access to their surface, there are no stagnant zones in the device. This contributes to the fact that the entire surface of the solid phase is used, i.e. the degree of use of the solid phase is increasing. The alternation of filtration and fluidization facilitates the penetration of liquid deeper into the pores under pressure (especially during filtration) and the subsequent redistribution of particles throughout the volume of the apparatus during fluidization. As a result, on average over a period, the uniformity of the distribution of the porous volume of particles in the volume of the apparatus increases.

Аналогичные явления происходят при использовании полидисперсной твердой фазы. В процессе псевдоожижения легкая (мелкодисперсная) фракция поднимается существенно выше тяжелой (крупнодисперсной), но в верхней части контейнера 5 она улавливается решеткой 10, и через нее фильтруется обрабатываемая жидкость. При использовании существующих технических решений мелкодисперсная фракция мешает процессу фильтрации (для аппаратов с неподвижным слоем частиц) или вылетает в выпускную трубу (для аппаратов с псевдоожиженным слоем).Similar phenomena occur when using a polydisperse solid phase. During the fluidization process, the light (finely dispersed) fraction rises significantly higher than the heavy (coarse) fraction, but in the upper part of the container 5 it is captured by the grate 10 and the processed liquid is filtered through it. When using existing technical solutions, the finely dispersed fraction interferes with the filtration process (for devices with a fixed bed of particles) or flies into the exhaust pipe (for devices with a fluidized bed).

Все вышеуказанные явления и процессы, происходящие в предлагаемом изобретении, приводят к повышению эффективности работы аппарата и степени использования твердой фазы, особенно при обработке частиц твердой фазы, обладающих разной плавучестью и (или) полидисперсным составом за счет оптимального ограничения движений как тяжелой, так и легкой фракций твердой фазы.All of the above phenomena and processes occurring in the present invention lead to an increase in the efficiency of the apparatus and the degree of use of the solid phase, especially when processing particles of a solid phase having different buoyancy and (or) polydisperse composition due to the optimal restriction of movements of both heavy and light solid phase fractions.

Пример конкретного выполнения 1. В аппарат прототипа, содержащий корпус с установленным в нем контейнером с непроницаемой боковой стенкой и проницаемым днищем, загружен активированный уголь БАУ-А.An example of a specific implementation 1. In the apparatus of the prototype, comprising a housing with a container installed in it with an impenetrable side wall and a permeable bottom, BAU-A activated carbon is loaded.

Модельным раствором для определения процессов очистки является эмульсия «минеральное моторное масло - вода». Минеральное масло имеет следующий состав:The model solution for determining the cleaning processes is the emulsion “mineral motor oil - water”. Mineral oil has the following composition:

1. щелочные и циклические парафины;1. alkaline and cyclic paraffins;

2. циклановые - 75-80%, ароматические - 10-15% и циклано-ароматические углеводороды - 5-15 %;2. cyclane - 75-80%, aromatic - 10-15% and cyclane-aromatic hydrocarbons - 5-15%;

3. небольшое количество ненасыщенных и алкановых углеводородов.3. A small amount of unsaturated and alkane hydrocarbons.

Активированный уголь БАУ-А имеет широкий диапазон пор, сильно развитую общую пористость. Величина удельной поглощающей поверхности (700-800 м²/г угля). Эти характеристики позволяют эффективно использовать активный уголь БАУ-А для очистки жидкостей от широкого спектра примесей (от мелких, соизмеримых с молекулами йода, до молекул жиров, масел, нефтепродуктов, хлорорганических соединений и др.). Характеристики активированного угля БАУ-А. Адсорбционная активность по йоду не менее 60%. Суммарный объем пор по воде не менее 1,6 см³/г. Насыпная плотность не более 240 г/дм³. Массовая доля влаги не более 10%.BAU-A activated carbon has a wide range of pores and highly developed total porosity. The value of the specific absorbing surface (700-800 m ² / g of coal). These characteristics make it possible to effectively use BAU-A activated carbon for cleaning liquids from a wide range of impurities (from small, commensurate with iodine molecules, to molecules of fats, oils, petroleum products, organochlorine compounds, etc.). Characteristics of activated carbon BAU-A. Iodine adsorption activity of at least 60%. The total pore volume in water is not less than 1.6 cm ³ / g. Bulk density not more than 240 g / dm ³ . Mass fraction of moisture no more than 10%.

Кажущаяся плотность 1300-1500 кг/м³.The apparent density of 1300-1500 kg / m ³ .

Концентрация нефтепродуктов в сточных водах на нефтехимических предприятиях составляет 3-5 г/мл; концентрация масла из этого диапазона была создана в модельной эмульсии (3,33 мл/л).The concentration of petroleum products in wastewater at petrochemical enterprises is 3-5 g / ml; an oil concentration from this range was created in a model emulsion (3.33 ml / l).

В исследованиях для определения концентрации нефтепродуктов в воде использован ИК-спектрометр IRTracer-100 (фирма Shimadzu) + приставка НПВО MIRacle Single horizontal ATR accessory (фирма Pike).In studies, the IRTracer-100 IR spectrometer (Shimadzu firm) + the MIRacle Single horizontal ATR accessory ATR (Pike company) was used to determine the concentration of oil products in water.

Для процесса очистки использовался аппарат лабораторного масштаба объемом 1 л ,диаметром 85 мм с контейнером высотой 240 мм и диаметром 65 мм. В контейнер засыпан уголь на высоту 100 мм и залита вода на высоту 150 мм. При фильтрации воды с расходом 0,1 л/мин с использованием циркуляционного насоса полосы органики практически полностью исчезают за 120 мин обработки.For the cleaning process, a laboratory scale apparatus of 1 liter volume, 85 mm in diameter, with a container 240 mm high and 65 mm in diameter was used. Coal is poured into the container to a height of 100 mm and water is poured to a height of 150 mm. When filtering water with a flow rate of 0.1 l / min using a circulation pump, the organic bands almost completely disappear after 120 minutes of treatment.

Пример конкретного выполнения 2. При проведении того же процесса в аппарате, выполненном из органического стекла по известному изобретению (пат. РФ №2205677), использовались пульсации со следующими параметрами: длительность прямого импульса 0,2 с, длительность паузы 0,1 с, длительность «обратного» импульса 0,4 с.An example of a specific implementation 2. When carrying out the same process in an apparatus made of organic glass according to the known invention (US Pat. RF No. 2205677), pulsations were used with the following parameters: direct pulse duration 0.2 s, pause duration 0.1 s, duration “Reverse” impulse 0.4 s.

Было установлено, что активированный уголь в результате работы аппарата был задействован не полностью. Часть активированного угля, обладающая положительной плавучестью, всплыла в воде. Наблюдалось его осаждение на стенках верхней части контейнера. Во время движения жидкости в контейнере, уголь налипает на стенки контейнера, а не колеблется с объемом жидкости. В результате концентрация масла в воде снизилась практически до нулевой лишь за 135 мин обработки.It was found that activated carbon as a result of the apparatus was not fully involved. Part of the activated carbon, which has positive buoyancy, floated in the water. Its deposition was observed on the walls of the upper part of the container. During the movement of the liquid in the container, coal adheres to the walls of the container, and does not fluctuate with the volume of liquid. As a result, the concentration of oil in water decreased to almost zero in only 135 minutes of treatment.

Пример конкретного выполнения 3. При проведении того же процесса в аппарате, выполненном из органического стекла по предлагаемому изобретению (фиг. 1), использовались пульсации со следующими параметрами: длительность прямого импульса 0,2 с, длительность паузы 0,1 с, длительность «обратного» импульса 0,4 с.An example of a specific implementation 3. When carrying out the same process in an apparatus made of organic glass according to the invention (Fig. 1), pulsations were used with the following parameters: direct pulse duration 0.2 s, pause duration 0.1 s, duration “reverse” "Impulse 0.4 s.

Благодаря наличию решетки 10 активированный уголь с положительной плавучестью удерживался в зоне активных пульсаций воды, не покидая объем, ограниченный проницаемым днищем 11 и решеткой 10. В фазе прямого и обратного импульсов в аппарате происходили явления, описанные в разделе «Аппарат работает следующим образом». В результате обработки исходной эмульсии полностью очищенная от масла вода была получена в предлагаемом аппарате за 32 мин.Due to the presence of grating 10, activated carbon with positive buoyancy was held in the zone of active water pulsations, without leaving the volume limited by the permeable bottom 11 and grating 10. In the phase of the forward and reverse pulses in the apparatus, the phenomena described in the section “The apparatus operates as follows” occurred. As a result of processing the initial emulsion, water completely purified from oil was obtained in the proposed apparatus in 32 minutes.

Пример конкретного выполнения 4. Условия эксперимента такие же, как в примере 3, но проницаемое днище было выполнено в форме рассекателя потока подобно криволинейному конусу (фиг. 5). Благодаря наличию решетки 10 активированный уголь с положительной плавучестью удерживался в зоне активных пульсаций воды, не покидая объем, ограниченный проницаемым днищем 11 и решеткой 10. В фазе прямого и обратного импульсов в аппарате происходили явления, описанные в разделе «Аппарат работает следующим образом». В результате обработки исходной эмульсии полностью очищенная от масла вода была получена в предлагаемом аппарате за 28 мин.An example of a specific implementation 4. The experimental conditions are the same as in example 3, but the permeable bottom was made in the form of a flow divider like a curved cone (Fig. 5). Due to the presence of grating 10, activated carbon with positive buoyancy was held in the zone of active water pulsations, without leaving the volume limited by the permeable bottom 11 and grating 10. In the phase of the forward and reverse pulses in the apparatus, the phenomena described in the section “The apparatus operates as follows” occurred. As a result of processing the original emulsion, water completely purified from oil was obtained in the proposed apparatus in 28 minutes.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность работы аппарата и степень использования твердой фазы, улучшить условия перемешивания фаз, особенно при обработке частиц твердой фазы, обладающих разной плавучестью и (или) полидисперсным составом за счет оптимального ограничения движений как тяжелой, так и легкой фракций твердой фазы, рационального сочетания процессов псевдоожижения и фильтрации в одном аппарате на разных стадиях пульсаций и в разных элементах - на проницаемом днище 11 (или на проницаемой нижней части контейнера 5) и решетке 10.Thus, the present invention allows to increase the efficiency of the apparatus and the degree of use of the solid phase, to improve the mixing conditions of the phases, especially when processing particles of a solid phase having different buoyancy and (or) polydisperse composition due to the optimal restriction of movements of both heavy and light fractions of solid phase, a rational combination of fluidization and filtration processes in one apparatus at different stages of pulsations and in different elements - on a permeable bottom 11 (or on a permeable lower part Part 5) and grill 10.

Claims

1. A pulsation apparatus for carrying out mass transfer processes in heterogeneous liquid-solid systems, comprising a housing with a bottom, a top closed with a neck, in which a container for solid particles is placed, the upper part of the side wall of which is impermeable and the lower part is permeable, as well as a stimulator pressure fluctuations, connected to the upper part of the annular cavity formed by the side wall of the container and the apparatus body, and technological branch pipes, characterized in that the container in the upper part of the equipment It is equipped with an additional flange connector in which the grill is installed, and the bottom of the container has the shape of an ellipsoid of revolution with an axis coinciding with the axis of the container, one of the half axes of which is equal to the radius of the container, and the second half axis is 1-3 times smaller than the first, a fitting with a check valve, a pipe with a fitting and a check valve is installed above the grate, and the container space between the bottom and the grate is filled with a solid phase 0.5-0.8 of the volume of this space.

2. A pulsation apparatus for carrying out mass transfer processes in heterogeneous liquid-solid systems, comprising a housing with a bottom, a top closed with a neck, in which a particulate container is placed, the upper part of the side wall of which is impermeable and the lower part is permeable, as well as a stimulator pressure fluctuations, connected to the upper part of the annular cavity formed by the side wall of the container and the apparatus body, and technological branch pipes, characterized in that the container in the upper part of the equipment It is surrounded by an additional flange connector in which the grill is installed, and the bottom of the container has the shape of a flow divider, similar to a curved cone, formed by rotating a quarter of the ellipse around the axis of the container, one of whose half axes is equal to the radius of the container, and the second half axis is 1-3 times smaller than the first, to an annular cavity is connected with a fitting with a check valve, a pipe with a fitting and a check valve is installed above the grate, and the container space between the bottom and the grate is filled with a solid phase by 0.5-0.8 of the volume of this a nd.

3. The pulsation apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the fitting with a non-return valve is installed at a height not exceeding the level of the lower permeable part of the container, and the lower pipe section with a fitting and a non-return valve is installed 1-3 pipe gauges above the grate.