SU822868A1 - Pulsation-type ajitating apparatus - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к оборудо-. ванию химических процессов и аппара- турного оформлени  процесса физического перемешивани  в системах жидкость-жидкость , жидкость-твердое тео и может быть использовано в процессах .экстракции, выщелачивани  при осуществлении химических процессов, в частности, сопровождающихс  образованием твердой фазы или требующих применени  в качестве катализатора , или одного из реагентов твердой фазы , скорость протекани  которых ограничена диффузионными параметрами, В промышленности широко примен ют дл  интенсификации перемешивани  в системах жидкость-жидкость, жид кость-твердое тело механическую энергию вращающейс  мешалки Ш.The invention relates to equipment. chemical processes and instrumentation of the physical mixing process in liquid-liquid, liquid-solid systems and can be used in extraction processes, leaching in chemical processes, in particular, accompanied by the formation of a solid phase or requiring use as a catalyst, or one of the solid phase reagents, whose flow rate is limited by diffusion parameters, is widely used in industry for intensifying mixing in the system liquid-liquid max, Jew bone-solid mechanical energy of the rotating agitator Sh

Однако дл  системы жидкость-твера  фаза снабжение емкостных аппараов и реактивов мешалками недостаточно эффективно, так как тверда  фаза концентрируетс  практически в жидкости нижней части реактора. При перемешивании коррозионноагрессивных, токсичных или  довитых сред при помои механических мешалок требуетс  применение сложных мер дл  изол цииHowever, for the liquid-fluid system, the supply of capacitive apparatuses and reagents with stirrers is not efficient enough, since the solid phase is concentrated practically in the liquid in the lower part of the reactor. When mixing corrosive, toxic, or poisonous media with the aid of mechanical agitators, complicated measures are required to isolate

(герметизации) объема реактора, от атмосферы, .(sealing) the volume of the reactor, from the atmosphere,.

Известно также пульсационно-перемешивающее устройство (ППУ), содержащее камеру смешени  и размещенный в ней диспергатор, выполненный в виде коаксиально расположенных и сообщающихс  между собой пульсационной трубы и наружной трубы с размещен0 ными на ее поверхности наклонными соплами.It is also known a pulsation-mixing device (PUF), containing a mixing chamber and disperser placed in it, made in the form of a pulsation tube and an outer tube with inclined nozzles arranged on its surface coaxially and interconnected.

Сжатый воздух в пульсационную трубу подаетс  при помощи пневматического пульсатора через р ессиве|, регулирующий вентиль, золстниково-распределительную камеру. При обратном ходе пульсатора воздух из пульсационной трубы сбрасываетс  через штуцер выхлопа пульсатора 21,Compressed air is supplied to the pulsation tube with the help of a pneumatic pulsator through the pressure valve, control valve, and the zolstnik-distribution chamber. During the reverse of the pulsator, the air from the pulsation tube is discharged through the exhaust nozzle of the pulsator 21,

0 к недостаткам известной конструкции ППУ следует отнести недостаточную герметичность аппарата от атмосферы , так как реактор через штуцер выхлопа пульсатора имеет соединение0 to the disadvantages of the known design of PPU should be attributed to the lack of tightness of the apparatus from the atmosphere, since the reactor through the exhaust fitting of the pulsator has a connection

5 с атмосферой, и ограниченность применени , так как подача воздуха в . аппарат не всегда возможна по услови м техники безопасности из-за образовани  взрывоопасных смесей с па0 рами продукта повышенной пожароопдскости и т.д. Кроме того, в корроэионноактивных средах использование известного устройства эaтpyднeнo так как пары продукта контактируют с золотниково-распределительным механизмом и пневматическим пульсатором.5 with the atmosphere, and the limited use, as the air supply in. the device is not always possible under the terms of safety due to the formation of explosive mixtures with vapors of the product of high fire risk, etc. In addition, in corrosive media, the use of a known device is eparty since the product pairs are in contact with the spool-distributing mechanism and the pneumatic pulsator.

Сложность схемы требует наличи  компрессора, рессивера, золотниковораспределительного устройства, диспергатора . Кроме того, требуетс  дополнительное оборудование дл  улавливани  паров продукта из его смесей с воздухом,; выбрасываемых из систелм через выхлопы пульсатора.The complexity of the scheme requires the presence of a compressor, receiver, spool valve, disperser. In addition, additional equipment is required to trap product vapors from its mixtures with air; ejected from sistelm through pulsator exhaust.

Эффективность перемешивани  недостаточна , всзледствие ограниченного объема пульсирующей жидкости через пульсационную трубу в аппарат относительно невысоких скоростей жидкостных потоков на выходе из сопел наружной трубы диспергатора.The mixing efficiency is insufficient, due to the limited volume of the pulsating fluid through the pulsation tube into the apparatus at relatively low liquid flow rates at the outlet from the nozzles of the outer tube of the dispersant.

Цель изобретени  - интенсификаци  прсадесса перемешивани , повш ение герметизаций систе№л, упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is to intensify the mixing process, increase the sealing of the systems, simplify the design and extend the functionality.

Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство снабжено конденсаторо установленным над камерой смешени , испарителем, установленным под камерой сме11гени , и верхней и нижней перегородками с патрубками, отдел ющими конденсатор и испаритель соответственно от камеры смешени , при этом отвод щий патрубок нижней перегородки соединен с пульсационной трубой, а нижний конец отвод щего патрубка верхней перегородки размещен над испарителем и снабжен регулирующим клапаном и разбрызгивателем. Регулирующий клапан выполнен в виде обратного клапана, а конденсатор и испаритель - в виде кожухотрубных вертикальных теплообменников.The goal is achieved by the fact that the device is equipped with a condenser mounted above the mixing chamber, an evaporator installed under the mixing chamber, and upper and lower partitions with branch pipes separating the condenser and evaporator, respectively, from the mixing chamber, while the outlet branch pipe of the lower partition is connected to a pulsation tube, and the lower end of the upper septum discharge pipe is located above the evaporator and is provided with a control valve and a sprinkler. The control valve is designed as a check valve, and the condenser and evaporator are in the form of shell-and-tube vertical heat exchangers.

При конструктивном выполнении пулсационно-перемешивающего устройства указанным образом достигаетс  герметизаци  системы, ее полное изолирование от атмосферы. Расшир етс  область применени , так как пулсационное перемешивание вызываетс  прами перемешиваемой жидкости, а не путем импульсной подачи воздуха в пульсационную камеру внутреннего цилиндра диспергатора.Упрощение устройства достигаетс  за счет исключени  пульсатора компрессора)j рессивера, и использовани  только простейшего .теплообменного оборудовани  - типовых теплообменников. Использование в качестве перемешивающего агента парового потока вместо ограниченного объема жидкости, импульсно-поступаю«него в аппарат через сопла диспергатора , обеспечивает более высокие скор .сти перемешивающих потоков,периодичекий перевод жидкофазной системы в пенный режим, что приводит к интенсификации процесса перемешивани  в целом.With the constructive implementation of the pulsation-mixing device in this way, the sealing of the system is achieved, its complete isolation from the atmosphere. The scope of application expands, since the pulsation mixing is caused by the pram of the liquid being mixed, and not by pulsed air supply into the pulsation chamber of the internal cylinder of the dispersant. The use of a vapor flow as a mixing agent instead of a limited volume of liquid, pulses the dispenser through the apparatus through the nozzles, provides higher speeds of mixing flows, periodically transferring the liquid-phase system to foam mode, which leads to an intensification of the mixing process as a whole.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.The drawing schematically shows the proposed device.

Устройство состоит из камеры 1 смешивани , в которой осуп1ествл етс  перемешивание жидкости, раствора или суспензии вертикальными кожухотрубными теплообменниками 2 и 3 .соответственно .Верхний теплообменник отделе от камеры глухой перегородкой 4 с подвод щими патрубками 5, отвод щим патрубком б, который по оси аппарата пронизывает последний и заканчиваетс  регулирующим клапаном 7 и разбрызг-ивателем жидкости 8 над верхней труной решеткой нижнего теплообменника. Нижний теплообменник отделен от емкостного аппарата глухой перегородкой 9 с отвод щим патрубком 10, коаксиальным отвод щему патрубку 6 и расположенным таким образом, что последний заключен в ней. ПатрубокThe device consists of a mixing chamber 1, in which the mixing of a liquid, solution or suspension by vertical shell-and-tube heat exchangers 2 and 3 is carried out. Respectively. the latter ends with a regulating valve 7 and a spray of liquid 8 above the upper tube grate of the lower heat exchanger. The lower heat exchanger is separated from the capacitive apparatus by a hollow partition 9 with a discharge pipe 10, a coaxial discharge pipe 6 and positioned in such a way that the latter is enclosed in it. Nipple

10переходит в пульсационную трубу10 goes to the pulsation tube

и заканчиваетс  выше уровн  жидкости в камере смешени .and ends above the liquid level in the mixing chamber.

Устройство содержит также трубуThe device also contains a pipe

11с наклонными соплами 12,штуцеры 1 дл  загрузки и штуцеры 14 дл  его рагрузки , 11 with inclined nozzles 12, fittings 1 for loading and fittings 14 for unloading it,

Работа устройства осуществл етс  с/тедующим образом.The operation of the device is carried out with / in a manner.

Парова  фаза из камеры 1 через патрубки 5 поступает в вертикальный теплообменник 2, в котором конденсируетс . ,The vapor phase from the chamber 1 through the nozzles 5 enters the vertical heat exchanger 2, in which it is condensed. ,

Конденсат заполн ет патруеюк о и собираетс  на глухой перегородке 4. Регулирующий клапан 7 периодически с заданной частотой пропускает конденсат через разбрызгиватель 8 на 1зер.хнюю трубную решетку теплообменника 3.The condensate is filled with a patruyuk o and is collected on a hollow partition 4. The control valve 7 periodically with a given frequency passes the condensate through the sprinkler 8 to the 1-graded tube of the heat exchanger 3.

в последнем жидкость испар етс  и пары из теплообменника поступают в слой раствора камеры 1 (по патрубку 10 глухой перегородки 9 через трубу 11), в трубе 11 парова  фаза распредел етс  по объему жидкости, обеспечива  ее равномерное перемешивание .in the latter, the liquid evaporates and the vapors from the heat exchanger enter the layer of the chamber 1 solution (through the pipe 10 of the dividing wall 9 through the pipe 11), in the pipe 11 the vapor phase is distributed over the volume of the liquid, ensuring its uniform mixing.

Благодар  импульсному поступлению конденсата в теплообменник 3 достигаетс  пульсационное перемешивание жидкости в камере 1. Дл  того/чтобы исключить проскок паров из теплообменника 3 по патрубку 6 в теплообменник 2, между последним и регулируквдим клапаном необходимо поддерживать столб жидкости вьк;отойу достаточной дл  компенсации давлени , требующегос  дл  прохода жидкости через трубу 11 в камеру 1.Due to the pulsed flow of condensate into the heat exchanger 3, pulsating stirring of the fluid in chamber 1 is achieved. To prevent leakage of vapors from the heat exchanger 3 through the nozzle 6 to the heat exchanger 2, it is necessary to maintain the liquid column vkom between the latter and the control valve; for the passage of fluid through the pipe 11 into the chamber 1.

В случае использовани  в качаетве регулирующего клапана обратного клапана/ обеспечивающего пропуск жидкой фазы из конденсатора в испаритель и исключающего проскок паров 43 испарител  в конденсатор, эа вл емое устройство работает в сгинонастраивающемс  режиме. По достижении определенной высоты столба жидкости над клапаном, создающим больиюе давление , чем за клапаном, последний открьшаетс . Жидкость при этом поступает в теплообменник 3, где испар етс , за счет этого давление за клапаном увеличиваетс , и клапан закрываетс . Пары из теплообменника 3 через трубу 11 поступают в жидкост камеры 1 и перемешивают ее. Из камеры пары поступают через патрубки 5 в теплообменник 2, где конденсируютс . Давление в системе уменьшаетс  а столб жидкости над клапаном увеличиваетс . Клапан открываетс  и цикл повтор етс . In the case of using a check valve of a check valve / providing the passage of a liquid phase from a condenser to an evaporator and a vaporizer 43 that prevents evaporation of vapor into a condenser, the device operates in a modulating mode. When a certain height of the liquid column is reached above the valve, which creates more pressure than the valve, the latter opens. The liquid enters the heat exchanger 3, where it evaporates, due to this the pressure behind the valve increases and the valve closes. The vapors from the heat exchanger 3 through the pipe 11 enter the liquid of the chamber 1 and mix it. From the chamber, the vapors enter through the nozzles 5 into the heat exchanger 2, where they condense. The pressure in the system decreases and the liquid column above the valve increases. The valve opens and the cycle repeats.

Технико-экономический эффект предлагаемого пульсационно-перемешивающего устройства достигаетс  путем полной герметизации устройства от атмосферы, в результате чего не тре (буетс  дополнительного оборудовани  и стадий на улавливание паров продукта , выбрасываемых в атмосферу; путем упрощени  схемы исключени  ком-- прессора, рессивера и т.д.; путем интенсификации процесса перемешивани , увеличени  скоростей истечени  жидкости через сопла диспергатора и последующего перемешивани  содержимого паровьин потоком, обеспечивающего импульсный перевод жидкофазной системы или системы жидкость - твердое тело в газожидкостную.The technical and economic effect of a pulsating-mixing device is achieved by completely sealing the device from the atmosphere, which does not require additional equipment and stages to trap product vapors emitted into the atmosphere; by simplifying the scheme of excluding a compressor, receiver, and so on. by intensifying the mixing process, increasing the flow rates of the fluid through the disperser nozzles and then mixing the contents of the vapor stream, providing an impulse Translation provided a clear liquid-phase system or liquid - solid in the gas-liquid.

Claims (3)

Формула изобретени  1. Пульсационно-перемешивающее устройство, содержащее камеру смешени  и размещенный вней диспергатор, выполненный в виде коаксиально расположенных и сообщающихс  меж-ду собой пульсационной трубы и наружной трубы с размещенными на ее поверхности на- . клонными соплами, отлнчающ ее с   тем, что, с целью интенсифика;ции процесса перемешивани  с однрвре;манным упрощением и расширением функциональных возможностей,оно снабжено конденсатором,установленным над каме|рой смешени ,испарителем,установленным под камерой смешени ,и верхней и ниж ,ней перегородкакм с подвод щими, и от:вод щими патрубками,отдел ющими кон денсатор и испаритель соответственно Claims 1. A pulsation-mixing device comprising a mixing chamber and a disperser disposed therein, made in the form of a pulsation tube and an outer tube coaxially arranged and communicating between each other and placed on its surface-. clonal nozzles, to distinguish it from the fact that, in order to intensify the mixing process with one-way solution, by simplified and expanded functionality, it is equipped with a condenser installed above the mixing chamber, an evaporator installed under the mixing chamber, and the top and bottom, there are bulkheads with inlets, and from: the branch pipes separating the condenser and the evaporator, respectively 5 от камеры смешени ,при этом отвод щий патрубок нижней перегородки соединен- . с пульсационной трубой, а нижний конец отвод щего патрубка верхней перегородки размещен над испарителем и 5 from the mixing chamber, while the outlet branch pipe of the lower partition is connected -. with the pulsation tube, and the lower end of the outlet pipe of the upper partition is placed above the evaporator and 0 снабжен регулирующим клапаном и разбрызгивателем .0 is equipped with a control valve and sprinkler. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что регулирующий клапан выполнен в виде обратного клапана.2. The device according to claim 1, which is designed for the fact that the control valve is designed as a check valve. 5five 3.Устройство по п. 1, .о т л и ч ающе ее   тем, что конденсатор и испаритель выполнены в виде вертикальных кожухотрубных теплообменников.3. The device according to claim 1, .o tl and ha her that the condenser and evaporator are made in the form of vertical shell-and-tube heat exchangers. Источники информации, Information sources, 0 прин тые во внимание при экспертизе0 taken into account in the examination 1.Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л., Хими , 1975, с. 117.1.Strenk F. Mixing and devices with mixers. L., Himi, 1975, p. 117. 2.Авторское свидетельство СССР2. USSR author's certificate 5five 212229, кл. В 01 F 7/12, 1961 (про-, тотип). 212229, cl. B 01 F 7/12, 1961 (pro-, totip).