Способ смешения сыпучего материала с жидкостью

 

1. СПОСОБ СМЕШЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА С ЖИДКОСТЬЮ путем подачи сыпучего материала между двумя пересекающимися потоками жидкости, о тCvnyvou нотериол личающийся тем, что, с целью повьппения эффективности смешения , жидкость распределяют между потоками в объемном соотношении 1:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 01 F 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ungvvu мжмоюае

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3670199/23-26 (22) 08.12.83 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) M.Ê. Булычев (53) 66.063.62(088.8) (56) Патент США № 374 1533, кл. 259-4, 1973.

Патент Великобритании

¹ 1598107, кл..В 1 С, 1981. (54) (57) 1. СПОСОБ СМЕШЕНИЯ СЪ|ПУЧЕГО

МАТЕРИАЛА С ЖИДКОСТЫ путем подачи сыпучего материала между двумя пересекающимися потоками жидкости, о т „.,SU„„1171079 A л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения эффективности смешения, жидкость распределяют между потоками в объемном соотношении

1:(1-10), а потоки эакручивают в противоположных направлениях или в одном с относительной скоростью вращения (О, 1-0,9)Ч, где Ч - скорость вращения одного из потоков .жидкости.

2. Способ по п. 1, . о т л и ч а юшийся тем, что по крайней мере на один поток жидкости накладывают виброколебания. потоков ot и 6 . Сыпучий материал, попадая на внешние поверхности потоков жидкости, вначале за счет их вращения равномерно распределяется по кольцевому сечению, одновременно частично смачиваясь, а затем попадает в область пересечения потоков и где происходит их интенсивное смешение. Это смешение происходит на всем протяжении цилиндра 4 и диффузора 5, после чего смесь выходит из устройства.

При создании виброколебаний с помощью вибропобудителя 12 патрубок

10 начинает колебаться в плоскости, перпендикулярной оси устройства, что ведет к колебаниям закрученного потока d" выходящего из патрубка 10, Этот вибрирующий поток увеличив;.ет степень захвата сыпучего материала и повышает эффективность смешения компонентов. Для гашения колебаний и снижения вибрации устройства и подводящих коммуникаций установлен упругий элемент 8. Заданное распределение потоков жидкости достигается либо путем соответствующего подбора патрубков 6 и 9, либо установкой во фланцевые соединения коллектора 7 рассчитанных диафрагм. В некоторых случаях достаточно колебаний патрубка 10, обусловленных неравномерной подачей жидкости насосом и усиленных за счет консольного расположения патрубка 10 на упругом элементе 8.

В некоторых случаях, например при использовании потоков жидкости, обладающих малой величиной энергии, что проявляется в незначительных скоростях вращения ее потоков, а также в случаях необходимости последующего транспортирования полученной смеси.по трубопроводу, более целесообразно после распределения потоки жидкости закручивать в одном направлении. В месте соприкосновения этих потоков, а также в зонах их пересечения происходит их относительное скольжение и турбулизация, что .приводит к смешению в этих зонах исходных компонентов и возникает возможность последующего транспортирования полученной смеси по трубопроводу с небольшим уклоном, при этом часть энергии . жидкости расходуется на смешение,,а оставшаяся часть — на транспортирование.

l 1171079

Изобретение относится к технике для смешения сыпучих материалов с жидкостями и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства: химической, пищевой, 5 строительных материалов и др., в частности в производстве экстракционной фосфорной кислоты для подачи фоссырья в экстрактор в виде смеси с рециркулируемой пульпой или с раствором разбавления.

Цель изобретения — повышение эффективности смешения сыпучего материала с жидкостью.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из кольцевой камеры, образованной внешним 1 и внутренним 2 конусами, причем к 20 внутреннему конусу укреплено кольцо

3, а к внешнему — цилиндр 4 и диффузор 5. В верхней части кольцевой камеры тангенциально конусу 1 расположен патрубок 6 для жидкости, подключенный к коллектору 7. Последний соединен через упругий элемент

8 тангенциально расположенным патрубком 9 с изогнутым патрубком 10, установленным коаксиально кольцевой каме-30 ре. На конце патрубок 10 имеет направляющее сопло, выполненное в виде диффузора 11. Кроме того, патрубок 10 снабжен вибропобудителем 12.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость подается с определенным давлением, как правило, от насоса в коллектор 7, где происходит распределение ее между двумя патрубками 4О

6 и 9. За счет тангенциального ввода потоков жидкости в кольцевую камеру, образованную конусами 1 и 2, а также в патрубок 10 происходит закрутка этих потоков в заданчом направлении. На выходе из кольцевой камеры установлено кольцо 3, кото рое препятствует смачиванию выходящей жидкостью внутренней поверхности конуса 2 и исключает его пос- у) тепенное зарастание сыпучим материалом, вводимым в кольцевую полость, образованную конусом 2 и патрубком

10. Диффузор 11 позволяет создать необходимый угол раскрытия выходящего закрученного потока жидкости из патрубка 10, что дает возможность последующего плавного пересечения

71079

35 где йу у—

45 (ЙУ ) А

Качество смеси

2 3 (3,0

2,8

0,2

0,07

3,0

2,7

0,3

0,1

3,0

2,0

0,33

l 0

3,0

1,0

2,0

0,67

3 11

Целесообразно амплитуду колебаний подбирать равной (О, 1-1,0) В, где В— средняя ширина потоков жидкости в месте их пересечения, которая может регулироваться как за счет изменения производительности подаваемой жидкой фазы, так и за счет изменения ее давления.

Пример 1. 70 т фосфата сме-шивают с 160 м пульпы экстракционной фосфорной кислоты (соотношение

Т:Ж в пульпе 1:2). При этом пульпу распределяют на два потока в соотношении 1: 1, т.е. по 80 м, закручивают в противоположные стороны (напор пульпы перед распределением

1,0 ати), вводят между закрученными потоками сыпучий материал, один из потоков жидкости подвергают виброколебаниям. (внутренний поток) с амплитудой, равной средней ширине потоков жидкости в месте их пересечения, т.е. 20 мм, и потоки жидкости пере.секают. После пересечения потоков происходит равномерное смешение компонентов без проскока сыпучего материала на высоте 300 мм, при этом смесь на выходе не имеет вращательного движения, что свидетельствует о пблном использовании энергии жидких потоков, Соотношение твердой и жидкой фаз в смеси Т:Ж=0,9:1.

Л р и м е р 2. 70 т фосфата смешивают с 160 м пульпы экстракционной фосфорной кислоты (соотношение

Т:Ж в пульпе 1:2,5). При этом пульпу распределяют на два потока в соотношении 2:1, т.е. 106 м и

53 м, закручивают в противоположные стороны (напор пульпы перед распределением 1, 1 ати), внутренний поток жидкости подвергают виброколебаниям (53 мз) с амплитудой, равной 8 мм, вводят между закрученными потоками сыпучий материал .и потоки пересекают. После пересечения потоков происходит смешение компонентов без проскока сыпучего материала на высоте 500 мм, при этом смесь на выходе имеет вращение, совпадающее по направлению с вращением большего потока (106 м ), что свидетельствует о неполном использовании его энергии. Соотношение твердой и жидкой фаз в смеси — Т:Ж=1r1.

10 Пример 3. 70 т. фосфата смешивают с 160 м пульпы экстракционной фосфорной кислоты (соотношение

Т:Ж в пульпе 1:3). При этом пульпу распределяют на два потока в соот15 ношении 1:10, т.е. !5 м и 145 м, закручивают в противоположные стороны (напор пульпы перед распределением

1,4 ати), вйутренний поток жидкости подвергают виброколебаниям (15 м )

20 с амплитудой, равной 0,1В, т.е. 2 мм, вводят между закрученными потоками сыпучий материал и потоки пересекают.

Соотношение твердой и жидкой фаз в смеси Т:Ж=1: 1, 1. После пересечения

25 потоков происходит смешение компонентов без проскока сыпучего материала на высоте 1000 мм.

Пример 4. Готовят компонен" ты,как в примере 1, потоки-жидкости

ЗО закручивают в одну сторону, при этом применяют относительную скорость их вращения

d5 = А ° У = (О, 1-0,9). У, относительная скорость вращения потоков, м/с, скорость вращения одного из потоков жидкости, м/с, скорость вращения другого из этих двух потоков жидкости м/с, диапазон изменения относительной скорости вращения потоков А = ilY/y

Проскок несмоченного сыпучего материала

Качество удовлетворительное. Проскока нет

Однородность выше на 15-20Х

Однородность вьппе на 25-30Х

1171079

Продолжение таблицы

0,83

Однородность выше на 10-15Х

2,5

3,0

0,5

2,7

Однородная

3,0

0,9

0,3

0,97

2,9

3,0

0,1

Проскок несмоченного сыпучего материала

Заказ 4768/5 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал. ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Круглова

Редактор М. Еланар Техред С.Мигунова Корректор Л. Бескид