SU1681930A1

SU1681930A1 - Mixing device

Info

Publication number: SU1681930A1
Application number: SU894703647A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Петрович Соломаха; Валентин Андреевич Орлов; Татьяна Анатольевна Тарасова; Иван Иванович Сидельников
Original assignee: Московский Институт Химического Машиностроения
Priority date: 1989-06-08
Filing date: 1989-06-08
Publication date: 1991-10-07

Abstract

Изобретение относитс к химическому оборудованию, а именно к устройствам дл перемешивани , предназначенным дл проведени химико-технологических процессов в системах газ-жидкость, газ-жидкость-твердое , и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности. Целью изобретени вл етс интенсификаци процесса массо- обмена. Устройство дл перемешивани содержит цилиндрическую емкость 1, мешалку 2 с укрепленными на ней лопаст ми , патрубки 5 и 6 дл подвода жидкой и газообразной реагирующих сред и патрубок 7 дл отвода готового продукта. Кажда лопасть выполнена винтообразной и снабжена по цилиндрическим насадкам 8 с входным конусом 9, обращенным большим основанием в сторону вертикальной оси мешалки . В каждой паре соседних лопастей направление витков протовоположное. Насадок может быть выполнен в виде трубы Вентури. Цилиндрический насадок может быть также закреплен шарнирно, при этом угол между его осью и радиусом емкости измен етс в пределах 0-90&deg;. 2 з п. ф-лы, 5 ил. слThe invention relates to chemical equipment, namely, mixing devices intended for carrying out chemical technological processes in gas-liquid, gas-liquid-solid systems, and can be used in the chemical, petrochemical, and other industries. The aim of the invention is to intensify the process of mass exchange. The mixing device contains a cylindrical tank 1, a stirrer 2 with blades fixed on it, nozzles 5 and 6 for supplying liquid and gaseous reactive media, and a nozzle 7 for draining the finished product. Each blade is made spiral and equipped with cylindrical nozzles 8 with an inlet cone 9 facing a large base in the direction of the vertical axis of the agitator. In each pair of adjacent blades the direction of the turns is opposite. Nozzles can be made in the form of a Venturi pipe. The cylindrical nozzle can also be hinged, with the angle between its axis and the radius of the capacitance varying between 0-90 °. 2 з п. Ф-л, 5 Il. cl

Description

Изобретение относитс к химическому оборудованию, конкретно к устройствам дл перемешивани , предназначенным дл проведени химико-технологических процессов в системах газ-жидкость, газ-жидкость-твердое , и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической и других отрасл х промышленности .The invention relates to chemical equipment, specifically to devices for mixing, intended for chemical-technological processes in gas-liquid, gas-liquid-solid systems, and can be used in the chemical, petrochemical, microbiological and other industries.

Цель изобретени - интенсификаци процесса массообмена.The purpose of the invention is to intensify the process of mass exchange.

На фиг, 1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2-разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - вариант выполнени устройства; на фиг. 4 и В - вариант выполнени устройства с шарнирным i креплением насадка.Fig, 1 shows the device, a general view; in Fig.2 is a section aa in Fig.1; in fig. 3 shows an embodiment of the device; in fig. 4 and B - an embodiment of the device with hinged i fastening a nozzle.

Устройство дл перемешивани содержит цилиндрическую емкость 1, мешалку 2 сThe mixing device contains a cylindrical container 1, a stirrer 2 s.

укрепленными на ней лопаст ми 3 и 4, патрубки 5 и 6 дл подвода жидкой и газообразной регулирующих сред и патрубок 7 дл отвода готового продукта. Кажда лопасть выполнена винтообразной и снабжена цилиндрическим насадком 8 с участком в виде конуса 9, соединенного меньшим основанием с ближайшим к валу отверстием насадка. Соседние лопасти имеют противоположное направление закрутки. Насадок 8 может быть снабжен дополнительным участком 10 в виде конуса, соединенного меньшим основанием с периферийным отверстием насадка. При этом насадок имеет форму трубы Вентури. Емкость снабжена барботером 11 дл проведени процесса перемешивани , когда дисперсной фазой вл етс газ, а также теплообменнойblades 3 and 4 fixed on it, nozzles 5 and 6 for supplying liquid and gaseous regulating media, and nozzle 7 for withdrawing the finished product. Each blade is made spiral and provided with a cylindrical nozzle 8 with a section in the form of a cone 9 connected by a smaller base with the nozzle hole nearest to the shaft. Neighboring blades have the opposite direction of twist. Nozzles 8 can be provided with an additional section 10 in the form of a cone connected by a smaller base with a peripheral hole of the nozzle. In this case, the nozzle has the shape of a venturi tube. The tank is equipped with a bubbler 11 for carrying out the mixing process when the dispersed phase is gas, as well as heat exchange

оabout

0000

аbut

ч со оh with about

рубашкой 12. Цилиндрический насадок с лопаст ми может быть также закреплен шар- нирно, при этом угол а между его осью и и радиусом емкости измен етс в пределах 0-90°.The jacket 12. The cylindrical nozzle with blades can also be hinged, with the angle a between its axis and the radius of the capacitance varying from 0-90 °.

Устройство дл перемешивани работает следующим образом.The mixing device operates as follows.

Емкость 1 заполн ют до определенного уровн жидкой средой (или жидкостью, содержащей твердую фазу), через барботер подают реагирующий газ и включают мешалку 2, При вращении мешалки перемешиваема среда циркулирует по основному контуру циркул ции, участвует также и в дополнительном контуре циркул ции - перемешива сь сверху и снизу от вертикальной оси мешалки, жидка среда засасываетс через конус 9 цилиндрического насадка 8, движетс вдоль винтовых направл ющих внутри цилиндрического насадка с повышенной скоростью и выбрасываетс из насадка в виде закрученной струи на стенку емкости, прорабатыва пристенную область. При этом возрастает зона активного массопереноса. Готовый продукт выводитс через патрубок 7, выдел ющеес тепло отводитс хладагентом, поступающим в теплооЬменную рубашку V2..The tank 1 is filled to a certain level with a liquid medium (or a liquid containing a solid phase), the reaction gas is fed through the bubbler and the agitator 2 is turned on. When the agitator is rotated, the stirred medium circulates through the main circulation circuit and also participates in the additional circulation circuit being above and below the vertical axis of the agitator, the liquid medium is sucked through the cone 9 of the cylindrical nozzle 8, moves along the screw guides inside the cylindrical nozzle with increased speed and is ejected from asadka in the form of a swirling stream in the vessel wall, working through the near-wall region. At the same time, the zone of active mass transfer increases. The finished product is discharged through the pipe 7, the heat released is removed by the refrigerant entering the V2 heat jacket.

Выполнение лопастей мешалки в виде горизонтальных винтовых направл ющих позвол ет перемешивать реагирующие среды в закрученных винтовых потоках, интенсивность массообмена в которых более высока, Закрученные вихревые струи, истека из насадка, интенсивно прорабатывают пристенные области емкости и увеличивают тем самым зону активного массообмена.The implementation of the agitator blades in the form of horizontal screw guides makes it possible to mix the reacting media in swirling helical flows, the mass transfer rate in which is higher.

При выполнении в каждой паре соседних лопастей направлени витков противоположным выбрасываемые из насадков струи помимо проработки пристенной области активно взаимодействуют друг с другом, увеличива вихревую турбулентную зону массообмена.When each pair of adjacent blades is executed, the direction of the turns opposite to the jets ejected from the nozzles, in addition to working through the near-wall region, actively interact with each other, increasing the vortex turbulent mass exchange zone.

Снабжение винтообразных лопастей мешалки цилиндрическим насадком организует дополнительный контур циркул ции, увеличивает радиальную скорость жидкой фазы и повышает кратность циркул ции реагирующих сред. Выполнение насадка в виде трубы Вентури (фиг. 3) позвол ет снизить гидравлическое сопротивление при истечении струи из расширенной диффузионной части.Supplying the helical blades of the stirrer with a cylindrical nozzle organizes an additional circulation loop, increases the radial velocity of the liquid phase and increases the circulation ratio of the reacting media. Performing the nozzle in the form of a Venturi tube (Fig. 3) makes it possible to reduce the hydraulic resistance when the jet outflows from the expanded diffusion part.

Выполнение цилиндрического, насадка с конусом 9, обращенным большим основанием в сторону вертикальной оси мешалки,The implementation of a cylindrical nozzle with a cone 9 facing a large base in the direction of the vertical axis of the agitator,

преп тствует образованию осадка; так как твердые частицы интенсивно засасываютс в расширенную часть со дна емкости.prevents the formation of sludge; since the solids are intensively sucked into the expanded portion from the bottom of the tank.

Газова фаза, попада в насадок, вследствие повышенной скорости жидкости в нем, диспергируетс на более мелкие пузырьки . При этом эффект захлебывани мешалки наступает при больших нагрузках по газовой фазе, так как газ интенсивно отводитс из зоны мешалки на периферию.The gas phase, getting into the nozzles, due to the increased velocity of the liquid in it, is dispersed into smaller bubbles. In this case, the flooding effect of the agitator occurs at high loads in the gas phase, since the gas is rapidly withdrawn from the agitator zone to the periphery.

В случае шарнирного креплени происходит переменное расширение и сужение струи, истекающей из насадка и поступающей снова в насадок, интенсифицируютс In the case of a hinge, variable expansion and contraction of the jet flowing from the nozzle and coming back into the nozzles occurs, intensifying

услови массопереноса. В зависимости от в зкости перемешиваемой среды насадок зак, епл етс под углом 0 а 90° между его осью и радиусом емкости. Дл малов зких сред (фиг. 1) а 0, дл в зких сред предпочтительнее а 90° (фиг. 5).mass transfer conditions. Depending on the viscosity of the stirred medium, the nozzles of the zak are heated at an angle of 0 a 90 ° between its axis and the radius of the container. For low viscosity media (Fig. 1) a 0, for viscous media, a 90 ° is preferable (Fig. 5).

Изобретение повышает объемные коэффициенты массоотдачи за счет увеличени зоны активного массопереноса, при этом возрастает среднее врем пребывани газовой фазы в емкости за счет уменьшени диаметра газовых пузырьков, повышаетс равномерность распределени дисперсной фазы по объему аппарата за счет увеличени кратности циркул ции перемешиваемой среды.The invention increases the volumetric mass transfer coefficients by increasing the active mass transfer zone, while increasing the average residence time of the gas phase in the tank due to a decrease in the diameter of gas bubbles, increases the uniformity of the distribution of the dispersed phase in the apparatus by increasing the ratio of the mixed medium.

Claims

1. A mixing device containing a cylindrical container, an agitator in the form of mixing elements mounted on a shaft, placed inside cylindrical nozzles, characterized in that, in order to intensify the process of mass exchange, the mixing elements are made in the form of helical blades, while the adjacent blades have opposite spin direction and cylindrical

the nozzles are provided with areas in the form of cones connected by smaller bases to the openings of the nozzles closest to the shaft.

2. The device according to claim 1, characterized in that the nozzles are provided with an additional section in the form of a cone connected by a smaller base with peripheral holes of the nozzles.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized by the fact that nozzles with blades

fixed pivotally.

OS61891

v

VzJr;

I i f

bb

FIG. four

fig.Z

6-6

FIG. five