RU2685206C1 - Device for intensification of mass exchange and reaction processes in heterogeneous media - Google Patents
Device for intensification of mass exchange and reaction processes in heterogeneous media Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685206C1 RU2685206C1 RU2018130521A RU2018130521A RU2685206C1 RU 2685206 C1 RU2685206 C1 RU 2685206C1 RU 2018130521 A RU2018130521 A RU 2018130521A RU 2018130521 A RU2018130521 A RU 2018130521A RU 2685206 C1 RU2685206 C1 RU 2685206C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- piston
- reaction processes
- processes
- intensification
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 12
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 8
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 claims description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 abstract 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для интенсификации массообменных и реакционных процессов в гетерогенных системах и может быть использовано в химической, металлургической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности при проведении технологических процессов выщелачивания, экстракции, растворения твердых частиц, в том числе с химической реакцией и т.п.The invention relates to devices for the intensification of mass transfer and reaction processes in heterogeneous systems and can be used in chemical, metallurgical, petrochemical, food, pharmaceutical and other industries when carrying out technological processes of leaching, extraction, dissolution of solid particles, including chemical reaction and etc.
Известен аппарат для суспензирования в жидкости осадков, порошков, паст (патент на изобретение РФ № 2131294, опубл. 10 06.1999 г.). Повышение эффективности перемешивания достигается тем, что в аппарате, состоящем из корпуса, циркуляционной трубы с прорезями, закрепленной на ней конической перфорированной перегородки и вала, на котором размещены ротор цилиндрической формы с отверстиями и диск с лопастями, обратный конус выполнен на большем основании конической перегородки. Одной стороной обратного конуса служит боковая поверхность конической перегородки, другой - боковая поверхность цилиндрического пояса, который размещен вертикально и соосно с корпусом аппарата и крепится к большому основанию конической перегородки, что способствует образованию кольцевого зазора между стенкой аппарата и наружной поверхностью цилиндрического пояса. Одинаковое сечение зазора по всей высоте предотвращает резкое изменение направления движения потока, в связи с этим отсутствуют дополнительные гидравлические сопротивления в кольцевом зазоре. Существенным недостатком данного изобретения является использование механического способа перемешивания гетерогенной системы, который требует больших энергетических затрат для вращения гетерогенной системы с целью равномерного распределения компонентов по всему ее объему. А увеличение скорости потока приводит к существенному возрастанию гидравлического сопротивления и расслоению гетерогенной системы. Кроме того, организация интенсивного гидродинамического режима массообменных и реакционных процессов осуществляется двумя типами перемешивающих устройств, что усложняет устройство аппарата.Known apparatus for suspension in liquid precipitation, powders, pastes (patent for the invention of the Russian Federation No. 2131294, publ. 10 06.1999,). Improving the efficiency of mixing is achieved by the fact that in an apparatus consisting of a casing, a circulation pipe with slots, a conical perforated partition mounted on it and a shaft on which a cylindrical rotor with holes and a disk with blades are placed, the reverse cone is made on a larger base of the conical partition. One side of the reverse cone is the lateral surface of the conical partition, the other is the lateral surface of the cylindrical belt, which is placed vertically and coaxially with the body of the apparatus and attached to the large base of the conical partition, which contributes to the formation of an annular gap between the wall of the apparatus and the outer surface of the cylindrical belt. The same gap cross-section across the entire height prevents a sudden change in the direction of flow, therefore, there are no additional hydraulic resistances in the annular gap. A significant disadvantage of this invention is the use of a mechanical method of mixing a heterogeneous system, which requires high energy costs for rotating a heterogeneous system in order to evenly distribute the components throughout its volume. An increase in flow rate leads to a significant increase in hydraulic resistance and stratification of a heterogeneous system. In addition, the organization of the intensive hydrodynamic regime of mass transfer and reaction processes is carried out by two types of mixing devices, which complicates the design of the apparatus.
Известно устройство для интенсификации массообменных и реакционных процессов в гетерогенных системах (патент на изобретение РФ 2264847, опубл. 27.11.2005 г.). Устройство состоит из нагнетателя и трубы, состоящей из участков с периодически изменяющимся поперечным сечением, чередующихся с участками с постоянным поперечным сечением. Прохождение гетерогенной системы через участки с периодически изменяющимся поперечным сечением неоднократно возбуждает колебания скорости, ускорение и давление внутри системы, что способствует повышению интенсификации массообменных процессов. Периодическая подача газа увеличивает разность плотностей между фазами гетерогенной системы и, как следствие, приводит к увеличению относительной скорости движения между ними. Однако большая длина трубы переменного поперечного сечения приводит к возрастанию гидравлического сопротивления и к значительному повышению расхода энергии на нагнетание гетерогенной системы. Наличие газа в системе может привести к возникновению гидравлических ударов и разрыву трубы. Эти недостатки ограничивают практическую применимость известного способа и аппарата для его осуществления.A device for the intensification of mass transfer and reaction processes in heterogeneous systems (patent for the invention of the Russian Federation No. 2264847, publ. November 27, 2005) is known. The device consists of a blower and a pipe consisting of sections with a periodically varying cross section, alternating with sections with a constant cross section. The passage of a heterogeneous system through areas with periodically varying cross-section repeatedly excites speed fluctuations, acceleration and pressure inside the system, which contributes to the intensification of mass transfer processes. Periodic gas supply increases the difference in density between the phases of a heterogeneous system and, as a result, leads to an increase in the relative speed of movement between them. However, the long pipe length of variable cross section leads to an increase in hydraulic resistance and to a significant increase in energy consumption for the injection of a heterogeneous system. The presence of gas in the system can lead to hydraulic shocks and pipe rupture. These shortcomings limit the practical applicability of the known method and apparatus for its implementation.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится аппарат, состоящий из корпуса, побудителя колебаний, привода, генератора колебаний, устройств для ввода компонентов и вывода продуктов, поршня для настройки упругой системы. Спектр частот колебаний задают непрерывным или дискретным так, чтобы границы спектра частот соответствовали минимальной и максимальной собственным частотам колебаний дисперсных включений, а амплитуду колебаний устанавливают в зависимости от частоты. По мере стабилизации геометрических размеров дисперсных включений диапазоны изменения амплитуды и частоты колебаний постоянно сужают, а собственную частоту колебаний системы «гетерогенная среда - аппарат» непрерывно подстраивают так, чтобы она совпадала с частотой возбуждаемых в системе колебаний. За счет повышения эффективности использования введенной в гетерогенную систему энергии удается интенсифицировать реакционные и массообменные процессы. В то же время, непродолжительность контакта фаз, связанное с их прямоточным движением в реакционной зоне аппарате, снижает эффективность массообменных процессов и требует осуществления рециркуляции гетерогенной системы в аппарате, что является существенным недостатком данного способа. Необходимость поддержания одинаковой частоты колебаний системы «гетерогенная среда - аппарат» и возбуждаемых в системе колебаний требует их непрерывной подстройки, что затрудняет управление технологическим процессом. Известный аппарат малопригоден для проведения реакционных и массообменных процессов, в которых дисперсной фазой являются твердые частицы большой гидравлической крупности, являющиеся основным компонентом, например окислительно-восстановительных процессов восстановление ионов тяжелых цветных металлов из отработанных технологических растворов и/или промышленных сточных методом цементации (патент на изобретение РФ № 2306975, опубл. 27.09.2007 г.).The closest to the proposed invention relates to an apparatus consisting of a housing, an oscillation booster, a drive, an oscillator, devices for inputting components and output of products, and a piston for adjusting an elastic system. The frequency spectrum of the oscillations is set to be continuous or discrete so that the boundaries of the frequency spectrum correspond to the minimum and maximum natural frequencies of the oscillations of dispersed inclusions, and the amplitude of the oscillations is set depending on the frequency. As the geometric dimensions of the dispersed inclusions stabilize, the ranges of variation of the amplitude and frequency of oscillations are constantly narrowed, and the own oscillation frequency of the “heterogeneous medium-apparatus” system is continuously adjusted so that it coincides with the frequency of oscillations excited in the system. By increasing the efficiency of using the energy introduced into the heterogeneous system, it is possible to intensify the reaction and mass transfer processes. At the same time, the short duration of the contact of the phases, associated with their direct-flow movement in the reaction zone of the apparatus, reduces the efficiency of mass transfer processes and requires the recirculation of a heterogeneous system in the apparatus, which is a significant disadvantage of this method. The need to maintain the same oscillation frequency of the “heterogeneous medium-apparatus” system and the oscillations excited in the system requires their continuous adjustment, which makes it difficult to control the technological process. The known apparatus is unsuitable for carrying out reaction and mass transfer processes in which the dispersed phase is solid particles of large hydraulic size, which are the main component, such as redox processes, recovery of heavy nonferrous metal ions from spent process solutions and / or industrial waste by the method of cementation (patent for invention RF № 2306975, published on September 27, 2007).
Задача предлагаемого изобретения - повышение эффективности массообменных и реакционных процессов при использовании в качестве дисперсной фазы крупных твердых частиц, надежности управления технологическим процессом, упрощение конструкции аппарата.The task of the invention is to increase the efficiency of mass transfer and reaction processes when using as a dispersed phase of large solid particles, the reliability of process control, simplifying the design of the apparatus.
Техническая задача достигается тем, что аппарат для осуществления массообменных и реакционных процессов в гетерогенных системах содержит корпус с побудителем колебаний в виде поршня, соединенного с ним привода, корпус снабжен патрубками для подачи сплошной и дисперсной фаз, отличающийся тем, что на корпусе установлена крышка с закрепленной в ней циркуляционной трубой с продольными прорезями в двух уровнях и обращенной внутрь корпуса, поршень установлен внутри циркуляционной трубы, на крышке дополнительно закреплены сетчатые контейнеры для размещения в них дисперсной фазы в виде крупных частиц, причем на крышке имеются штуцера для ввода дисперсионной среды и химического реагента, а в нижней части корпуса выполнен штуцер для вывода продуктов массообменных и реакционных процессов.The technical problem is achieved by the fact that the apparatus for the implementation of mass transfer and reaction processes in heterogeneous systems includes a housing with an oscillation stimulator in the form of a piston, a drive connected to it, the housing is equipped with nozzles for feeding solid and dispersed phases, characterized in that a cover is mounted on the housing with a fixed in it a circulation pipe with longitudinal slits in two levels and facing the inside of the housing, a piston is installed inside the circulation pipe, and a mesh container is additionally attached to the lid There are pipes for accommodating the dispersed phase in the form of large particles, and there are nozzles on the lid for entering the dispersion medium and a chemical reagent, and a nozzle for outputting mass exchange and reaction processes is provided in the lower part of the body.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:A comparison of the proposed technical solution with the prototype shows that it has the following features:
- на корпусе установлена крышка с закрепленной в ней циркуляционной трубой;- a cover with a circulating pipe fixed in it is installed on the case;
- циркуляционная труба имеет продольные прорезями в двух уровнях;- the circulation pipe has longitudinal slots in two levels;
- циркуляционная труба обращена внутрь корпуса;- the circulation pipe is facing the inside of the housing;
- поршень установлен внутри циркуляционной трубы;- the piston is installed inside the circulation pipe;
- на крышке дополнительно закреплены сетчатые контейнеры для размещения в них дисперсной фазы в виде крупных частиц;- mesh containers are additionally attached to the lid to accommodate the dispersed phase in the form of large particles;
- на крышке имеются штуцера для ввода дисперсионной среды и химического реагента;- on the lid there are nozzles for entering the dispersion medium and chemical reagent;
- в нижней части корпуса выполнен штуцер для вывода продуктов массообменных и реакционных процессов.- in the lower part of the body there is a fitting for outputting products of mass transfer and reaction processes.
Поэтому можно предположить, что заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна».Therefore, we can assume that the claimed invention meets the criterion of "novelty."
Изобретение может быть изготовлено с использованием известного оборудования, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».The invention can be made using known equipment, so it meets the criterion of "industrial applicability".
На фиг. 1, 2 схематично показан заявляемый аппарат.FIG. 1, 2 schematically shows the inventive apparatus.
Аппарат состоит из корпуса 1, крышки 2, по оси которой закреплена циркуляционная труба 4 со штоком и поршнем 5, соединенным с электроприводом 8. Шток в нижней своей части соединен с поршнем за счет шарового соединения, а в верхней части - на оси эксцентрика электропривода фиксируется шайбой и закрепляется шплинтом. Циркуляционная труба 4 выполнена в виде цилиндра и имеет в стенке по всему периметру продольные щели 6 в двух уровнях шириной не более 5 мм и длиной от 25 до 30 мм. Контейнеры 3, в которые загружается дисперсная фаза, квадратного сечения в плане, выполнены из вязанных полипропиленовых сеток в виде плетеной корзины, имеют в верхней части фланец, с помощью которого закрепляются в монтажном отверстии 7 крышки 2. The device consists of a housing 1, a cover 2, along the axis of which a circulation pipe 4 is fixed with a rod and a piston 5 connected to an electric drive 8. The rod is connected to the piston in its lower part by a ball joint, and in the upper part - on the eccentric axis of the electric drive washer and fixed pin. The circulation pipe 4 is made in the form of a cylinder and has
В крышке аппарата имеются штуцера для ввода дисперсионной среды «Б» и химического реагента «В». В сферическом днище аппарата имеется штуцер «А» для вывода продуктов массообменных и реакционных процессов.In the lid of the apparatus there are nozzles for entering the dispersion medium "B" and chemical reagent "B". In the spherical bottom of the apparatus there is a fitting “A” for outputting products of mass transfer and reaction processes.
Аппарат работает следующим образом. Жидкие реагенты заливают через штуцер «Б» и «В» до уровня на 20-30 мм выше верхнего края верхних продольных прорезей циркуляционной трубы. Твердый реагент загружают в полимерный контейнер 3 в количестве, рассчитанном в соответствии с уравнением материального баланса, и устанавливают в монтажные проемы крышки 2 корпуса аппарата 1. The device works as follows. Liquid reagents are poured through fitting “B” and “B” to a level 20-30 mm above the upper edge of the upper longitudinal slots of the circulation pipe. Solid reagent is loaded into the polymer container 3 in an amount calculated in accordance with the material balance equation, and installed in the mounting openings of the cover 2 of the housing of the apparatus 1.
Непрерывная циркуляция дисперсионной среды обеспечивается ходом возвратно-поступательного движения поршня 5 между верхним краем нижнего ряда и нижним краем верхнего ряда продольных прорезей циркуляционной трубы 4. При движении поршня вверх осуществляется подсос жидкости через нижний ряд прорезей из корпуса аппарата в циркуляционную трубу. Одновременно происходит нагнетание жидкости, находящейся над поршнем, через верхний ряд прорезей циркуляционной трубы в контейнер. При возвратном движении поршня происходит выдавливание жидкости через нижний ряд прорезей циркуляционной трубы в корпус аппарата с последующим нагнетанием ее в контейнер. В процессе непрерывной циркуляции дисперсионной среды через контейнер происходят реакционные процессы между химическими компонентами гетерогенной системы, приводящие к образованию новых продуктов. После завершения технологического цикла, образующаяся суспензия сливается из аппарата через штуцер «А» и направляется на технологическую стадию ее дальнейшей переработки с целью выделения образовавшихся продуктов.Continuous circulation of the dispersion medium is provided by the stroke of the reciprocating movement of the piston 5 between the upper edge of the lower row and the lower edge of the upper row of longitudinal slots of the circulation pipe 4. When the piston moves upward, fluid is sucked through the lower row of slots from the device into the circulating tube. At the same time, the fluid above the piston is injected through the upper row of slots of the circulation pipe into the container. When the piston moves backward, the liquid is squeezed out through the bottom row of slots of the circulation pipe into the body of the apparatus and is subsequently pumped into the container. In the process of continuous circulation of the dispersion medium through the container, reaction processes take place between the chemical components of the heterogeneous system, leading to the formation of new products. After the completion of the technological cycle, the resulting suspension is drained from the apparatus through fitting “A” and sent to the technological stage of its further processing in order to isolate the resulting products.
Таким образом, в аппарате создаются гидродинамические условия, обеспечивающие высокую степень турбулизации жидкости в ядре потока и, как следствие, повышение интенсификации массообменных и реакционных процессов, протекающих в гетерогенной системе. Повышение диффузных и кинетических характеристик этих процессов приводит к сокращению времени пребывания гетерогенной системы в реакционной зоне аппарата и повышению его производительности. Thus, in the apparatus, hydrodynamic conditions are created, which ensure a high degree of fluid turbulization in the flow core and, as a consequence, an increase in the intensification of mass exchange and reaction processes occurring in a heterogeneous system. An increase in the diffuse and kinetic characteristics of these processes leads to a reduction in the residence time of the heterogeneous system in the reaction zone of the apparatus and to an increase in its productivity.
Аппарат может быть использован для осуществления массообменных и реакционных процессов, в которых гетерогенная система содержит дисперсную фазу в виде крупных частиц различного размера и неопределённой формы, например, отработанные металлические материалы (гайки, шайбы, болты), отходы металлообработки (металлическая стружка) и другие, которые используются в качестве реагентов-восстановителей в окислительно-восстановительных процессах. Дисперсионной средой таких гетерогенных систем могут служить отработанные технологические растворы и сточные воды предприятий машиностроения, оборонной промышленности и цветной металлургии, содержащих в своем составе в качестве ценных компонентов ионы цветных металлов. The device can be used for mass transfer and reaction processes in which the heterogeneous system contains a dispersed phase in the form of large particles of various sizes and of indefinite form, for example, waste metal materials (nuts, washers, bolts), metal processing waste (metal chips) and others, which are used as reducing agents in redox processes. The dispersion medium of such heterogeneous systems can be used technological solutions and wastewater of enterprises of mechanical engineering, defense industry and nonferrous metallurgy, containing in their composition non-ferrous metal ions as valuable components.
При проведении патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков выявлена не была, поэтому заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень»When conducting patent information studies, the claimed set of features was not identified, therefore, the claimed invention meets the criterion of "inventive step"
В качестве примера можно привести переработку гетерогенной системы, состоящей из отработанных хром (VI) содержащих электролитов и /или сточных вод процесса хромирования, серной кислоты и железной стружки. Такая гетерогенная система перерабатывается с целью обезвреживания высокотоксичных жидких отходов гальванического производств, утилизации ценных компонентов и использования утильного продукта в качестве техногенного сырья в металлургическом и/или лакокрасочном производстве.As an example, we can cite the processing of a heterogeneous system consisting of waste chromium (VI) containing electrolytes and / or waste water from the process of chromium plating, sulfuric acid and iron chips. Such a heterogeneous system is recycled in order to dispose of highly toxic liquid electroplating waste, utilize valuable components and use the waste product as a technogenic raw material in a metallurgical and / or paint and varnish industry.
В реактор 1 (фиг. 1) загружают жидкие реагенты (отработанный технологический раствор, серная кислота) через входные патрубки «Б» и «В», а твердый реагент (железная стружка) загружается в контейнер 3, выполненный из вязанных полипропиленовых сеток, который опускается внутрь корпуса реактора 1 через монтажные проемы 7 в крышке 2 реактора. При включенном приводе 8 поступательно-возвратное перемещение штока с поршнем 5 между верхними и нижними рядами продольных прорезей 6 осуществляет непрерывную циркуляцию дисперсионной среды через дисперсную фазу, создавая условия обновления сред на границе раздела фаз. За счет изменяющихся гидродинамических условий ускоряются массообменные и реакционные процессы, протекающие на границе раздела фаз, что приводит к значительному сокращению времени пребывания компонентов в реакционной зоне аппарата и образованию продукта реакции в виде дисперсного хорошо структурированного гидрофобного легко фильтруемого осадка. Продукт реакции выгружают через патрубок «А».Liquid reagents (spent technological solution, sulfuric acid) are fed into reactor 1 (fig. 1) through inlet pipes “B” and “B”, and solid reagent (iron chips) is loaded into container 3, made of knitted polypropylene nets, which is lowered inside the reactor vessel 1 through the mounting openings 7 in the lid 2 of the reactor. When the actuator 8 is on, the forward-return movement of the rod with the piston 5 between the upper and lower rows of the
В таблице приведены сопоставительные данные заявляемого объекта и известного прототипа.The table shows the comparative data of the claimed object and the known prototype.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет:Thus, the claimed invention allows:
• обеспечить интенсификацию массообменных и реакционных процессов в гетерогенных системах, содержащих дисперсную фазу в виде крупных частиц произвольной формы;• to ensure the intensification of mass transfer and reaction processes in heterogeneous systems containing a dispersed phase in the form of large particles of arbitrary shape;
• достигнуть высокое качество продукта, который может быть использован в качестве техногенного сырья в металлургической и/или лакокрасочной промышленности;• to achieve a high quality product that can be used as industrial raw materials in the metallurgical and / or paint and varnish industry;
• упростить конструкция аппарата;• simplify the design of the device;
• снизить трудозатраты на эксплуатацию и обслуживание.• reduce labor costs for operation and maintenance.
ТаблицаTable
показателиComparative
indicators
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018130521A RU2685206C1 (en) | 2018-08-23 | 2018-08-23 | Device for intensification of mass exchange and reaction processes in heterogeneous media |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018130521A RU2685206C1 (en) | 2018-08-23 | 2018-08-23 | Device for intensification of mass exchange and reaction processes in heterogeneous media |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685206C1 true RU2685206C1 (en) | 2019-04-16 |
Family
ID=66168545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018130521A RU2685206C1 (en) | 2018-08-23 | 2018-08-23 | Device for intensification of mass exchange and reaction processes in heterogeneous media |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2685206C1 (en) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2767068A (en) * | 1954-03-03 | 1956-10-16 | Shell Dev | Method and apparatus for contacting liquids by reciprocal dispersion |
| SU921616A1 (en) * | 1980-09-02 | 1982-04-23 | Предприятие П/Я Р-6956 | Apparatus for ajitating heterogeneous media |
| US4964733A (en) * | 1986-08-20 | 1990-10-23 | Beloit Corporation | Method of and means for hydrodynamic mixing |
| US5397179A (en) * | 1992-08-28 | 1995-03-14 | Turbocom, Inc. | Method and apparatus for mixing fluids |
| RU2131294C1 (en) * | 1996-07-16 | 1999-06-10 | Новгородский государственный университет им.Ярослава Мудрого | Apparatus for mixing liquid heterogeneous systems |
| RU2264847C2 (en) * | 2004-02-03 | 2005-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of intensification of the reactive and mass-exchange processes in the heterogeneous systems and the apparatus for its realization |
| RU2306975C2 (en) * | 2005-07-20 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of intensifying reaction and mass exchange in heterogeneous agent |
| RU2497579C2 (en) * | 2011-06-17 | 2013-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Pulsator and method of its operation |
| RU2651361C1 (en) * | 2017-06-23 | 2018-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Pulsation device with container and grate (embodiments) |
-
2018
- 2018-08-23 RU RU2018130521A patent/RU2685206C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2767068A (en) * | 1954-03-03 | 1956-10-16 | Shell Dev | Method and apparatus for contacting liquids by reciprocal dispersion |
| SU921616A1 (en) * | 1980-09-02 | 1982-04-23 | Предприятие П/Я Р-6956 | Apparatus for ajitating heterogeneous media |
| US4964733A (en) * | 1986-08-20 | 1990-10-23 | Beloit Corporation | Method of and means for hydrodynamic mixing |
| US5397179A (en) * | 1992-08-28 | 1995-03-14 | Turbocom, Inc. | Method and apparatus for mixing fluids |
| RU2131294C1 (en) * | 1996-07-16 | 1999-06-10 | Новгородский государственный университет им.Ярослава Мудрого | Apparatus for mixing liquid heterogeneous systems |
| RU2264847C2 (en) * | 2004-02-03 | 2005-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of intensification of the reactive and mass-exchange processes in the heterogeneous systems and the apparatus for its realization |
| RU2306975C2 (en) * | 2005-07-20 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of intensifying reaction and mass exchange in heterogeneous agent |
| RU2497579C2 (en) * | 2011-06-17 | 2013-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Pulsator and method of its operation |
| RU2651361C1 (en) * | 2017-06-23 | 2018-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Pulsation device with container and grate (embodiments) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8168073B2 (en) | Waste concrete and aggregate reclaimer | |
| US9782780B2 (en) | High capacity separation of metals from auto shredder residue | |
| EP1813336A1 (en) | Coagulation-separation apparatus | |
| US20130264210A1 (en) | Comprehensive compact unit for the treatment of effluents and/or sewage and system that uses it | |
| US20220379241A1 (en) | Flocculating, grading, and dewatering device | |
| RU2685206C1 (en) | Device for intensification of mass exchange and reaction processes in heterogeneous media | |
| JP2018196880A (en) | Device for condensation and conditioning of sludge, and method for sludge treatment using same | |
| KR101655240B1 (en) | Apparatus for electrochemical treatment of wastewater using inclined electrode and supersonic | |
| RU2634148C1 (en) | Method of cavitation-hydrodynamic disintegration of hydraulic mixture mineral component | |
| CN211027504U (en) | Heavy metal contaminated soil separation processing system | |
| WO2009049035A1 (en) | Process and apparatus for complex treatment of liquids | |
| CN213494273U (en) | Electromagnetic separator | |
| CN210495385U (en) | Industrial wastewater treatment device | |
| KR101615582B1 (en) | Electrolysis reactor of high efficiency | |
| CN112934124A (en) | Actively-mixed continuous flow reactor and reaction system | |
| CN209702383U (en) | A kind of device removing and recycle cationic heavy metal in organic acid wastewater using aerobic particle mud | |
| US5792363A (en) | Method for removing solids from a contaminated liquid | |
| JP2017148766A (en) | Mixing and agitating device | |
| RU2284863C1 (en) | Apparatus for washing and grading of the sand fractions the mash of the bauxite slime | |
| RU2625471C1 (en) | Device for mixing liquids and powders with liquid | |
| RU57152U1 (en) | EXTRACTION PLANT | |
| CN111807658B (en) | Sludge digestion denitrification and sludge stabilization device for sewage plant | |
| JPH0649143B2 (en) | Method and apparatus for mixing and blending liquids by bubbles in a container | |
| RU2614717C1 (en) | Carbonizer | |
| CN219681857U (en) | Feed edulcoration filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200824 |