SU1261683A1 - Способ взаимодействи фаз при разделении слабоконцентрированных жидких смесей,содержащих твердую фазу - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФАЗ ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ СЛАБОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЖИДКИХ СМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ТВЕРДУЮ ФАЗУ, включающий подвод тепла к жидкой фазе через теплопередающую поверхность и взаимодействие ее с паровой фазой в услови х ком 1 идко  фаза , //F / / I J 4 дзаза бинированного тока, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена и уменьшени  потерь ценных компонентов с твердой фазой, подвод тепла осуществл ют при избыточном давлении, исключающем ее кипение, а перегретую жидкость последовательно ввод т в зону самоиспарени  и в зону контакта, причем паровой поток из зоны самоиспарени  объедин ют с паром, уход щим из зоны контакта, и смесь паров направл ют в выщележащую зону контакта, а жидкость из зоны контакта - в следующую зону перегрева. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в зоне подвода тепла жидкость перегревают на 2-5С выще температуры ее кипени  в зоне контакта и сообщают ей вращаJC тельное движение с тангенциальной скоросл стью 1-2 м/с. Порота  gyaja to Од 35 00 00 фаза Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к способам разделени  жидких смесей, содержащих твердую фазу, и может быть использовано в перегонпых аппаратах химической, нефтехимической , фармацевтической и пищевой промышленности .

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса массообмена и уменьшени  потерь ценных компонентов с твердой фазой.

На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующа  способ взаимодействи  фаз; на фиг. 2 - лабораторна  установка дл  реализации предлагаемого способа; на фиг. 3 - промыщленна  установка.

Структурна  схема (фиг. 1) включает теплопередаюшую поверхность 1, зону 2 перегрева жидкости (И), зону 3 контакта фаз (К), зону 4 самоиспарени  (С) 4.

Способ взаимодействи  фаз реализуетс  следующим образом.

Слабоконцентрированна  смесь, содержаща  твердую фазу, например водноспиртовой раствор с концентрацией 0,25% с Ю /оным содержанием дрожжевых клеток, ввод т в зону 2 нагрева, где происходит перегревание жидкости под избыточным давлением 0,4-0,2 ати на 2-5°С выше ее температуры кипени  в зоне контакта. После этого жидкость направл ют в зону 4 самоиспарени . Центрами парообразовани   вл ютс  твердые частицы. Цоры, образующиес  в зоне самоиспарени  и- в зоне контакта, объедин ют и направл ют на вышележащую контактную ступень. Цосле самоиспарени  организуют , контакт пара с жидкостью, затем ее перегрев, самоиспарение и т.д.

Способ взаимодействи  фаз реализуют на лабораторной установке (фиг. 2), состо щей из напорной емкости 1 с электронагреваемым элементом 2 и линией 3 питани , испарител  4 с нагревателем 5, контактного элемента 6, клапана 7, перегревател  8, сливного патрубка 9, зоны 10 самоиспарени . Открытие клапана происходит при давлении 0,2 ати.

Водноспиртова  смесь с концентрацией 0,25°, содержаща  10% дрожжевых клеток, заливаетс  в напорную емкость 1, где производитс  ее нагрев до 80-85 С. Исходна  смесь из емкости I самотеком направл етс  к клапану 7, который открываетс  при давлении 0,2 ати. Избыточное давление, предотвращающее кипение жидкости, позвол ет осуществл ть ее перегрев перед клапаном 7 на 2-5 С.

Далее исходна  смесь подаетс  в зону 10 самоиспарени , где происходит образование паров в количестве 0,5-1% от общего расхода жидкости. В процессе самоиспарени  дрожжевые клетки выступают в качестве центров парообразовани , что интенсифицирует процесс массообмена в системах твердое тело - жидкость и твердое тело -

пар. Из зоны 10 смесь попадает на контактный элемент 6, где взаимодействует с восход щим паровым потоком, поднимающимс  из испарител  4. Пары, образующиес  в процессах контакта и самоиспарени , объедин ют и направл ют на вышележащую ступень, а жидка  смесь по сливному патрубку 9 поступает в куб-испаритель 4 и далее на нижележащую ступень контакта.

В промышленных услови х способ взаимодействи  фаз реализуетс  в колонне (фиг. 3), состо щей из корпуса 1, внутри которого на несущей штанге 2 закреплены завихрители 3. Между завихрител ми 3 установлена тангенциальна  пластина 4 и сливные конусы 5 с окнами 6 и ограничительными бортиками 7. Ниже корпусов 5 дл  организации самоиспарени  смеси устанавливаютс  распределительные кольца 8. Переток жидкой фазы осуществл етс  через сливной зазор 9. Корпус колонны снабжен паровой рубашкой 10. Рекомендуетс  выбирать сливной зазор в пределах 0,008- 0,012 м при угле наклона лопаток завихрител  3 20-25 и ориентации тангенциальных пластин под углом 55-60 .

В процессе работы в нижней части колонны создают восход щий паровой поток в количестве 400-500 кг/ч, движущийс  со скоростью 3,5-4 м/с, который, проход  через завихрители 3, приобретает вращательное движение. Тангенциальные пластины 4 сообщают потоку дополнительное вращение, а также радиальное движение. Сверху в корпус 1 подают водноспиртовую смесь с концентрацией 0,25% в количестве 2000 кг/ч, содержащую дрожжевые клетки. Исходна  смесь стекает по поверхности корпуса 1 в виде пленки и приобретает под действием пара вращательное движение. На тангенциальных пластинах 4 линейна  скорость жидкости достигает 1 м/с. Вследствие динамического давлени  газа и наличи  центробежных сил в жидкости возникает статическое давление пор дка 0,1 ати. При это.м условии через стенку корпуса 1 колонны и жидкости подвод т тепло из рубашки 10. Избыточное давление исключает кипение жидкости на боковой поверхности стенки в пределах тангенциальных пластин 4.

Далее поток жидкости через переточный конус 5 поступает на распределительное кольцо 8 в область пониженного давлени , где происходит процесс самоиспарени  смеси при котором твердые частицы (дрожжи)  вл ютс  центрами парообразовани . Последнее обсто тельство интенсифицирует процесс перевода целевого компонента из дрожжевых клеток в жидкость и пар.

После прохождени  распределительного кольца жидкость отбрасываетс  центробежными силами в зону контакта с паром. Пары, выделенные в зоне контакта, объедин ют с

паровой фазой самоиспарени  и через паровое окно 6 направл ют на вышележащую ступень контакта. Жидкостна  смесь через сливной зазор 9 поступает в нижележащую зону перегрева под избыточным давлением, затем в зону самоиспарени  и т.д.

Использование изобретени  позволит получить экономический эффект за счет уменьшени  потерь ценных компонентов с

твердой фазой и уменьшени  металлоемкости оборудовани  вследствие снижени  высоты колонны.

Claims (2)

1. СПОСОБ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФАЗ ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ СЛАБОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЖИДКИХ СМЕСЕЙ. СОДЕРЖАЩИХ ТВЕРДУЮ ФАЗУ, включающий подвод тепла к жидкой фазе через теплопередающую поверхность и взаимодействие ее с паровой фазой в условиях ком бинированного тока, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена и уменьшения потерь ценных компонентов с твердой фазой, подвод тепла осуществляют при избыточном давлении, исключающем ее кипение, а перегретую жидкость последовательно вводят в зону самоиспарения и в зону контакта, причем паровой поток из зоны самоиспарения объединяют с паром, уходящим из зоны контакта, и смесь паров направляют в вышележащую зону контакта, а жидкость из зоны контакта — в следующую зону перегрева.

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что в зоне подвода тепла жидкость перегревают на 2—5°С выше температуры ее кипения в зоне контакта и сообщают ей вращательное движение с тангенциальной скоростью 1—2 м/с.

(Л фиг.1