SU1533750A1 - Массообменный аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратурному оформлению химико-технологических процессов, протекающих в системе "твердое тело - жидкость", и может быть использовано в химической промышленности, в системах водоподготовки, а также дл  сорбционного извлечени  ценных компонентов из растворов. Цель изобретени  - увеличение скорости массообмена и снижение потерь твердой фазы. Массообменный аппарат включает корпус с патрубками ввода исходного раствора и вывода отработанного раствора, цилиндрический микропористый дренаж, в котором расположен поршень. Дренаж делит корпус на внешнюю реакционную и внутреннюю камеры. Поршень, двига сь, создает зоны повышенного и пониженного давлений и попеременно засасывает раствор из реакционного пространства дл  вывода его, затем фильтрует его оп ть в реакционное пространство, смыва  слой осевшей твердой фазы с пористой поверхности цилиндра. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к аппаратурному оформлению химико-технологических процессов, протекающих в системе твердое тело - жидкость, и может быть использовано в химической промышленности , в системах водоподготов- ки дл  сорбционного извлечени  ценных компонентов из растворов.

Цель изобретени  - увеличение скорости массообмена и снижение потерь твердой фазы.

На чертеже изображен массообменный аппарат, продольный разрез.

Аппарат содержит корпус 1 с патрубком 2 ввода исходного раствора и твердой фазы. Патрубок 2 снабжен обратным клапаном 3. Корпус 1 имеет крышку Ь и днище 5. Вдоль оси аппарата в корпусе установлен дренаж, выполненный и виде микропористого цилиндра 6.

Материал цилиндра 6 выбираетс  в зависимости от размера твердых частиц и агрессивности среды. В качестве такого материала могут быть применены керамика, пористый титан, прессованное оргстекло, полимерные материалы с размером пор от 5 мкм и ниже.

Цилиндр 6 делит объем аппарата на внешнюю реакционную камеру 7 и внутреннюю 8. Внутренн   камера 8 снабжена поршнем 9 со штоком 10 и приводом 11 возвратно-поступательного перемещени . Крышка А и днище 5 снабжены патрубками 12 и 13 вывода отработанного раствора, имеющими обратные клапаны 1А и 15 дл  регенерировани  потоков .

СП

DO СО J

сл

1

31

Аппарат работает следующим образо Внешн   реакционна  камера 7 запон етс  суспензией из тонкодисперсной твердой фазы (сорбента или ионита) и исходного раствора, причем тверда  фаза вводитс  сразу в достаточном дл процесса количестве, которое остаетс  в дальнейшем посто нным. Далее включаетс  привод 11, который сообщает поршню 9 возвратно-поступательное движение по всей высоте ципиндра 6. При движении поршн  9 внутри цилиндра в пространстве перед ним образуетс  зона повышенного давлени , а в пространстве за поршнем 9 - зона разрежени . Допустим, что первоначально поршень Э находилс  в крайнем нижнем положении и из него начинает движение вверх. Из зоны повышенного давлени  стравливаетс  наход щийс  там воздух через открытый клапан и патрубок 12.

Кроме того, в зоне разрежени  внутри камеры при закрытом клапане через пористые стенки цилиндра 6 всасываетс  частично отработанный раствор из внешней реакционной камеры 7, при этом частицы твердой фазы оседают на наружной поверхности цилиндра 6„ наход щейс  за плоскостью поршн  9 по ходу его движени , а свежий раствор поступает во внешнюю камеру 7 через патрубок 2 и открытый под действием разрежени  клапан 3 в объеме, равном объему раствора; поступившего в зону разрежени . Так продолжаетс  до тех пор, пока поршен не достигнет крайнего верхнего положени , К этому моменту всасывание прекращаетс , верхний клапан закрываетс , а наружна  поверхность цилиндра 6 покрыта осажденными на ней частицами твердой фазы. Затем поршень 9 начинает двигатьс  в обратном направлении, т.е„ сверху вниз. Зона разрежени  и зона повышенного давлени  мен ютс  местами. Из зоны повышенного давлени  часть раствора, фильтру сь через пористую поверхность цилиндра 6, поступает обратно в реакционную камеру 7, смыка  слой осевшей на нем твердой фазы и перемешива  ее с раствором, а друга  часть отработанного раствора из зоны повышенного давлени  выпускаетс  через открытый клапан 15 и патрубок 13 В зоне разрежени  засасываетс  отработанный раствор из реакционной каме

10

15

20

25

,

. 30

35

40

45

50

55

ры, фильтру сь через пористую стенку цилиндра 6, на которой осаждаетс  тверда  фаза, а через патрубок 2 и открытый клапан 3 в реакционную камеру 7 поступает очередна  порци  свежего раствора в объеме раствора, поступившего в зону разрежени , и раствора , поступившего из зоны повышенного давлени  обратно в реакционную камеру 7, т.е. объему отработанного раствора, слитого через патрубок 13. Так продолжаетс  до момента достижени  поршнем 9 крайнего нижнего положени . Затем при движении поршн  9 в обратном направлении процесс повтор етс  .

Таким образом, во врем  работы предлагаемого аппарата осуществл ютс  контактирование жидкой и твердой фаз, непрерывное обновление жидкой фазы в реакционной камере, непрерывное разделение жидкой и твердой фаз с отводом отработанной жидкости, непрерывна  регенераци  материала дренажа, интенсивное перемешивание фаз за счет посто нной циркул ции поступающий и отсасываемой жидкости в реакционной камере. Б аппарате можно проводить различные массообменные процессы с участием твердой и жидкой фаз, причем размер частиц твердой фазы может быть сколь угодно малым и лимитируетс  размером пор дренажа. Вследствие непрерывной регенерации фильтрующего материал, дпенажа гидравлическое сопротивление предлагаемого аппарата остаетс  неизменным на прот жении всей его эксплуатации.

Claims (2)

1.Массообменный аппарат, включающий корпус с патрубками ввода и вывода раствора, подвижный цилиндрический поршень, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  скорости массообменз и снижени  потерь твердой Фазы, аппарат снабжен цилиндрическим микропористым дренажем, в котором расположен поршень, а дренаж делит корпус на реакционную и внутреннюю камеры,

2.Аппарат по п.1, отличающий с   тем, что патрубки вывода раствора установлены на торцах внутренней камеры, патрубок ввода раствора - на внешней стенке реакционной камеры, причем патрубки снабжены обратными клапанами.

./

- У Л

Составитель И.Рогачева Редактор А.Мотыль Техред л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 7

Тираж 21

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. /5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное