UA9897U

UA9897U - Rotary-disk mass-exchange apparatus

Info

Publication number: UA9897U
Application number: UAU200503658U
Authority: UA
Inventors: Inha Viktorivna Uriadnikova
Original assignee: Inha Viktorivna Uriadnikova
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2005-10-17

Abstract

Rotary-disk mass-exchange apparatus contains vertical housing subdivided by fixed partitions, two rotors with dispersive disks forming contact steps with the partitions, process branch pipes. Disks on each rotor are mounted in pairs, in this case, the pairs of the disks of one rotor are located between the pairs of the disks of another rotor. Radial cuts with alternately bent back upward and downward flangings are executed on the disks located on the long sides of cuts at sharp angle with the plane of rotation of disk, moreover, the cuts of upper disk are radially displaced or matched with respect to the cuts of lower disk.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до галузі хімічного машинобудування, зокрема до роторно-дискового 2 масообмінного апарату, який може бути використаний у хімічній технології процесів розділення й екстракції сумішей у системі рідина-рідина, а також для знесолення й знешкодження нафти, очищення стічних вод, що містять олії, нафтопродукти, органічні кислоти, феноли, іони металів і ін.The useful model refers to the field of chemical engineering, in particular to the rotor-disc 2 mass transfer apparatus, which can be used in the chemical technology of the processes of separation and extraction of mixtures in the liquid-liquid system, as well as for desalination and neutralization of oil, purification of wastewater containing oils , petroleum products, organic acids, phenols, metal ions, etc.

Відомий масообмінний апарат, у корпусі якого розташовані два ротори з плоскими диспергуючими дисками, причому диспергуючі диски одного ротору зміщені по висоті відносно до дисків другого ротору, а між дисками 70 розташовані горизонтальні перегородки |11.There is a known mass transfer device, in the body of which there are two rotors with flat dispersing disks, and the dispersing disks of one rotor are offset in height relative to the disks of the second rotor, and between the disks 70 there are horizontal partitions |11.

Апарат малоефективний у силу конструктивних особливостей дисків, які не забезпечують достатню ефективність масообмінних процесів. Це обумовлено наявністю застійних зон і значного подовжнього перемішування.The device is inefficient due to the design features of the disks, which do not ensure sufficient efficiency of mass exchange processes. This is due to the presence of stagnant zones and significant longitudinal mixing.

Близьким за конструктивними ознаками є роторно-дисковий масообмінний апарат, який містить вертикальний 72 циліндричний корпус, із закріпленими на ньому перегородками, два вали з диспергуючими дисками, при цьому диски одного валу розташовані між дисками іншого валу, а перегородки виконані у вигляді кільцевих сегментівClose in terms of design features is the rotor-disc mass transfer apparatus, which contains a vertical 72 cylindrical body, with fixed partitions on it, two shafts with dispersing disks, while the disks of one shaft are located between the disks of the other shaft, and the partitions are made in the form of ring segments

І21.I21.

У відомому апараті через недостатній ступінь диспергування, а також наявності застійних зон над і під дисками не досягається висока міжфазна взаємодія, що обумовлює малу ефективність розділення і продуктивність апарату.In the known apparatus, due to the insufficient degree of dispersion, as well as the presence of stagnant zones above and below the disks, high interphase interaction is not achieved, which causes low separation efficiency and productivity of the apparatus.

Метою корисної моделі є створення апарату, у якому усуваються згадані недоліки.The purpose of a useful model is to create an apparatus that eliminates the mentioned shortcomings.

Поставлена мета досягається тим, що роторно-дисковий масообмінний апарат містить вертикальний корпус, секціонований усередині нерухомими перегородками, два ротори з диспергуючими дисками, встановленими на кожнім роторі попарно, при цьому пари дисків одного ротору розташовані напроти пар дисків іншого ротору або зміщені у вертикальній площині щодо осей ротору, на дисках виконані радіальні прорізи з по черзі відігнутими пт) нагору і вниз відбортовками, що розташовані на довгих сторонах прорізів під гострим кутом до площини обертання диску, причому прорізи верхнього диску радіальне зміщені чи сполучені щодо прорізів нижнього диску.The goal is achieved by the fact that the rotor-disc mass transfer apparatus contains a vertical body sectioned inside by fixed partitions, two rotors with dispersing discs installed on each rotor in pairs, while the pairs of discs of one rotor are located opposite the pairs of discs of the other rotor or shifted in the vertical plane relative to rotor axes, the discs have radial slots with alternately bent pt) up and down flanges located on the long sides of the slots at an acute angle to the plane of rotation of the disc, and the slots of the upper disc are radially displaced or connected relative to the slots of the lower disc.

Відповідно до другого варіанту здійснення корисної моделі, прорізи з відбортовками пари верхнього диску в одного ротору, відігнуті нагору, і прорізи з відбортовками нижнього диску пари сусіднього ротору, відігнуті Фу вниз, сполучені.According to the second variant of the implementation of the useful model, the slots with the flanges of the pair of the upper disk in one rotor, bent up, and the slots with the flanges of the lower disk of the pair of the adjacent rotor, bent down Fu, are connected.

Сутність даної корисної моделі полягає у тому, що роторно-дисковий масообмінний апарат, який містить со вертикальний корпус, секціонований нерухомими перегородками, два ротори з диспергуючими дисками, які Ф утворюють з перегородками контактні сходинки, технологічні патрубки, при чому диски на кожнім роторіThe essence of this useful model is that the rotor-disc mass transfer apparatus, which contains a vertical body sectioned by fixed partitions, two rotors with dispersing discs that form contact steps with the partitions, technological nozzles, and discs on each rotor

Зо встановлені попарно, при цьому пари дисків одного ротору розташовані між парами дисків іншого ротору, на дисках виконані радіальні прорізи з по черзі відігнутими нагору і вниз трапецієподібними відбортовками, розташованими на довгих сторонах прорізів, розташованих тангенціально стосовно площини обертання диску, « причому прорізи верхнього диску радіально зміщені чи сполучені щодо прорізів нижнього диску. 8Z are installed in pairs, while the pairs of discs of one rotor are located between the pairs of discs of the other rotor, radial slots are made on the discs with alternately bent up and down trapezoidal flaps, located on the long sides of the slots, located tangentially to the plane of rotation of the disc, and the slots of the upper disc radially displaced or connected relative to the slots of the lower disk. 8

Крім того, сутність корисної моделі полягає також у тому, що прорізи з відбортовками пари верхнього диску одного ротору, відігнуті нагору, і прорізи диску пари сусіднього ротору, відігнуті вниз, сполучені. с Конструкція апарату показана на фігурах 1,2,3,4 1 5. з» На Фіг.1 зображений загальний вид апарату, на Фіг.2 - поперечний розріз його, на Фіг.3 - диспергуючі диски з радіальними прорізами, на Фіг.4 - вид зверху на Фіг.3, на Фіг.5 - розріз А-А Фіг.4.In addition, the essence of the useful model also lies in the fact that the slots with the flaps of the pair of the upper disc of one rotor, bent up, and the slots of the disc of the pair of the adjacent rotor, bent down, are connected. c The design of the device is shown in figures 1,2,3,4 1 5. c» In Fig. 1 the general view of the device is shown, in Fig. 2 - its cross section, in Fig. 3 - dispersing discs with radial slots, in Fig. 4 - a top view of Fig. 3, Fig. 5 - section A-A of Fig. 4.

Згідно з кресленнями які показані на вищезгаданих фігурах роторно-дисковий масообмінний апарат складається з вертикального корпусу 1, виконаного з двох частин 2, З у вигляді циліндричних сегментів, о роторів 4, 5, встановлених у центрі відповідних частин 2, 3, один з роторів може мати реверсивне обертання,According to the drawings shown in the above-mentioned figures, the rotor-disc mass transfer apparatus consists of a vertical body 1, made of two parts 2, C in the form of cylindrical segments, and rotors 4, 5 installed in the center of the corresponding parts 2, 3, one of the rotors can have reverse rotation,

Ге | нижньої 6 і верхньої 7 відстійних камер.Ge | lower 6 and upper 7 settling chambers.

Корпус 1 усередині секціонований перегородками 8. На роторах 4, 5 між перегородками 8 встановлені о диспергуючі диски 9, 10, що на кожнім роторі розташовані попарно (Фіг.3). "І 20 Пари дисків одного ротору розташовані між парами дисків другого ротору (Фіг.1).The body 1 is sectioned inside by partitions 8. Dispersing disks 9, 10 are installed on the rotors 4, 5 between the partitions 8, which are located in pairs on each rotor (Fig. 3). "And 20 Pairs of disks of one rotor are located between pairs of disks of the second rotor (Fig. 1).

На дисках 9, 10 виконані радіальні прорізи 11, з відбортовками 12, відігнутими по черзі нагору і вниз і розташовані на довгих сторонах прорізів 11 під гострим кутом до площини обертання диска. Прорізи 11 верхнього диску 9 радіальне зміщені або сполучені щодо прорізів нижнього диску 10 (Фіг.4). Іншим варіантом розташування пари дисків на роторах є таке, що прорізи з відбортовками пари верхнього диску одного ротору,The discs 9, 10 have radial slots 11, with flaps 12 bent alternately up and down and located on the long sides of the slots 11 at an acute angle to the plane of rotation of the disc. Slots 11 of the upper disk 9 are radially offset or connected relative to the slots of the lower disk 10 (Fig. 4). Another variant of the arrangement of a pair of disks on the rotors is such that the slots with flanges of the upper disk pair of one rotor,

Со» відігнуті нагору, і прорізи з відбортовками нижнього диску пари сусіднього ротору, відігнуті вниз, сполучені.So" are bent up, and the slots with the flaps of the lower disk of the pair of the neighboring rotor, bent down, are connected.

Апарат забезпечений технологічними штуцерами: підводу 13, 14 і виводу фаз 15, 16.The device is equipped with technological fittings: input 13, 14 and phase output 15, 16.

Диски в парі і пари дисків на сусідніх роторах можуть бути виготовлені з різних по змочуваємості матеріалів.Disks in a pair and pairs of disks on adjacent rotors can be made of different wettability materials.

Апарат працює в такий спосіб.The device works in the following way.

Важка фаза безупинно надходить в апарат через штуцер 13, контактує з легсою фазою, що піднімається 60 знизу через патрубок 14, і виводиться з апарату через патрубок 15 нижньої відстійної камери 6.The heavy phase continuously enters the apparatus through the fitting 13, contacts the lighter phase, which rises 60 from below through the nozzle 14, and is discharged from the apparatus through the nozzle 15 of the lower settling chamber 6.

Легка фаза рухається нагору і виводиться через патрубок 16 верхньої відстійної камери 7.The light phase moves up and is discharged through the nozzle 16 of the upper settling chamber 7.

У робочій зоні апарату при обертанні роторів 4, 5 відбувається вихровий рух обох фаз, при цьому зустрічні потоки фаз, у тому числі і з застійних зон над і під дисками захоплюються і направляються відбортовками 12, відігнутими на верхньому диску 9 нагору, а на нижньому диску 10 униз, через прорізи в міждисковий простір, де бо відбувається їхнє інтенсивне змішування, диспергування і коалесценція.In the working area of the apparatus, when the rotors 4, 5 rotate, a vortex motion of both phases occurs, while counterflows of the phases, including from stagnant zones above and below the disks, are captured and directed by flaps 12, bent on the upper disk 9 upwards, and on the lower disk 10 down, through slits in the interdisc space, where their intensive mixing, dispersion and coalescence takes place.

У міждисковому просторі двохфазний потік під дією відцентрових сил рухається по спіралі. При проходженні щілини, утвореної відбортовками 12, відігнутими на диску 9 униз, а на диску 10 - нагору, швидкість двохфазного потоку зростає, що сприяє інтенсивному вихроутворенню. Одна частина потоку тангенціально Викидається з міждискового простору, одержуючи значну швидкість, їі направляється до стінок апарату і, огинаючи перегородки 8, переходить на вище - чи нижче лежачу сходинку. Інша частина попадає в простір між дисками сусіднього ротора і розподіляється між ними. Відбувається також взаємодія потоків, спрямованих друг до друга і вихідних із сусідніх роторів, при цьому між ними створюється зона інтенсивного вихроутворення, диспергування і відновлення поверхні крапель. 70 Така організація і створення спрямованих потоків рідини диспергуючими елементами дисків забезпечує ефективний масообмін на сходинці й в обсязі апарату, а також сприяє руйнуванню застійних зон над і під дисками. Усунення застійних зон веде до інтенсифікації масообмінного процесу і підвищенню продуктивності апарату.In the interdisk space, the two-phase flow moves in a spiral under the action of centrifugal forces. When passing through the gap formed by flaps 12 bent down on disk 9 and up on disk 10, the speed of the two-phase flow increases, which contributes to intense vortex formation. One part of the flow is tangentially ejected from the interdisk space, gaining a significant speed, it is directed to the walls of the apparatus and, bypassing the partitions 8, passes to a higher or lower lying step. The other part falls into the space between the disks of the neighboring rotor and is distributed between them. There is also an interaction of flows directed towards each other and exiting from neighboring rotors, while a zone of intense vortex formation, dispersion and restoration of the droplet surface is created between them. 70 This organization and creation of directed liquid flows by the dispersing elements of the disks ensures effective mass exchange on the step and in the volume of the apparatus, and also contributes to the destruction of stagnant zones above and below the disks. The elimination of stagnant zones leads to the intensification of the mass exchange process and the increase in the productivity of the apparatus.

Джерела інформації: 1. Пат. Япониий Мо48-33874, кл. ВО1О 11/04, 1974. 2. А. с. СССР Мо912199, кл. ВО1О 11/04, 1980.Sources of information: 1. Pat. Yapony Mo48-33874, cl. VO1O 11/04, 1974. 2. A. p. USSR Mo912199, class VO1O 11/04, 1980.

Claims

The formula of the invention и , и шо, и , и

1. A rotor-disc mass transfer apparatus, which contains a vertical body sectioned by fixed partitions, two rotors with dispersing disks that form contact steps with the partitions, technological nozzles, which is distinguished by the fact that the disks on each rotor are installed in pairs, while pairs of disks of the same of the rotor are located between pairs of discs of another rotor, the discs have radial slots with alternately bent up and down flaps located on the long sides of the slots at an acute angle to the plane of rotation of the disc, and the slots of the upper disc are radially offset or aligned relative to the slots of the lower disc.

2. The rotor-disc mass exchange apparatus according to claim 1, which is characterized by the fact that the slots with flaps of a pair of the upper disc of one rotor, bent up, and the slots of a pair of discs of the adjacent rotor, bent down, are combined. chn zo Z. Rotor-disc mass transfer apparatus according to claims 1, 2, which differs in that the slits with alternately bent up and down flaps on the discs are made tangentially. b" (ee) (o)

. and? se) (ee) se) -4 70 So 60 b5