Устройство для перемешивания

 

Изобретение относится к химическому оборудованию, а именно к устройствам для перемешивания, предназначенным для проведения химико-технологических процессов в системах газ-жидкость, газ-жидкость-твердое , и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена. Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость 1, мешалку 2 с укрепленными на ней лопастями , патрубки 5 и 6 для подвода жидкой и газообразной реагирующих сред и патрубок 7 для отвода готового продукта. Каждая 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 изменяется в пределах 0-90°. 2 з п. ф-лы, 5 ил. сл

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 F 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы (21) 4703647/26 (22) 08.06.89 (46) 07.10.91, Бюл, N 37 (71) Московский институт химического машиностроения (72) Г, П. Соломаха, В. А. Орлов, Т.А.Тарасова и И. И. Сидельников (53) 66,063(088.8) (56) Авторское свидетельства СССР

¹ 448878, кл, В 01 F 13/08, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ (57) Изобретение относится к химическому оборудованию, а именно к устройствам для перемешивания, предназначенным для проведения химико-технологических процессов в системах газ — жидкость, газ — жидкость — твердое, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отИзобретение относится к химическому оборудованию, конкретно к устройствам для перемешивания, предназначенным для проведения химико-технологических процессов в системах газ — жидкость, газ — жид, кость — твердое, и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслях промышленности, Цель изобретения — интенсификация процесса массообмена.

На фиг, 1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2-разрез А — А на фиг.1; на фиг. 3 — вариант выполнения устройства; на фиг. 4 и 5 — вариант выполнения устройства с шарнирным креплением насадка.

Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость 1, мешалку 2 с

„„. Ж „„1681930 А1 раслях промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена. Устройство для перемешивания содержит цилиндрическую емкость 1, мешалку 2 с укрепленными на ней лопастями, патрубки 5 и 6 для подвода жидкой и газообразной реагирующих сред и патрубак

7 для отвода готового продукта. Каждая лопасть выполнена винтообразной и снабжена по цилиндрическим насадкам 8 с входным конусом 9, обращенным большим основанием в сторону вертикальной оси мешалки. B каждой паре соседних лопастей направление витков протовопаложное.

Насадок может быть выполнен в виде трубы

Вентури. Цилиндрический насадок может быть также закреплен шарнирно, при этом угол между его осью и радиусом емкости изменяется в пределах 0-90 . 2 з.и. ф-лы, 5 ил. укрепленными на ней лопастями 3 и 4, пат- (3 рубки 5 и 6 для подвода жидкой и гаэообраз- Q() ной регулирующих сред и патрубок 7 для отвода готового продукта. Каждая лопасть выполнена винтообразной и снабжена цилиндрическим насадкам 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 барботером11для проведения процесса перемешивания, когда дисперсной фазой является газ, а также теплообмен ной

1681930

45 рубашкой 12. Цилиндрический насадок с лопастями может быть также закреплен шарнирно, при этом угол а между его осью и и радиусом емкости изменяется в пределах

0 — 900.

Устройство для перемешивания работает следующим образом.

Емкость 1 заполняют до определенного уровня жидкой средой (или жидкостью, содержащей твердую фазу), через барботер подают реагирующий газ и включают мешалку2, При вращении мешалки перемешиваемая среда циркулирует по основному контуру циркуляции, участвует также и в дополнительном контуре циркуляции — перемешиваясь сверху и снизу от вертикальной оси мешалки, жидкая среда засасывается через конус 9 цилиндрического насадка 8, движется вдоль винтовых направляющих внутри цилиндрического насадка с повышенной скоростью и выбрасывается из насадка в виде закрученной струи на стенку емкости, прорабатывая пристенную область, При этом возрастает зона активного массопереноса. Готовый продукт выводится через патрубок 7, выделяющееся тепло отводится хладагентом, поступающим в теплооЬменную рубашку 12.

Выполнение лопастей мешалки в виде горизонтальных винтовых направляющих позволяет перемешивать реагирующие среды в закрученных винтовых потоках, интенсивность массообмена в которых более высока, Закрученные вихревые струи,. истекая из насадка, интенсивно прорабатывают пристенные области емкости и увеличивают тем самым зону активного массообмена.

При выполнении в каждой паре соседних лопастей направления витков противоположным выбрасываемые из насадков струи помимо проработки пристенной области активно взаимодействуютдруг с другом, увеличивая вихревую турбулентную зону массообмена.

Снабжение винтообразных лопастей мешалки цилиндрическим насадкам организует дополнительный контур циркуляции, увеличивает радиальную скорость жидкой фазы и повышает кратность циркуляции реагирующих сред. Выполнение насадка в виде трубы Вентури (фиг, 3) позволяет снизить гидравлическое сопротивление при истечении струи из расширенной диффузионной части.

Выполнение цилиндрического. насадка с конусом 9, обращенным большим основанием в сторону вертикальной оси мешалки, препятствует образованию осадка; так как твердые частицы интенсивно засасываются в расширенную часть со дна емкости.

Газовая фаза, попадая в насадок, вследствие повышенной скорости жидкости в нем, диспергируется на более мелкие пузырьки. При этом эффект захлебывания мешалки наступает при больших нагрузках по газовой фазе, так как газ интенсивно отводится из эоны мешалки на периферию.

В случае шарнирного крепления происходит переменное расширение и сужение струи, истекающей из насадка и поступающей снова в насадок, интенсифицируются условия массопереноса. В зависимости от вязкости перемешиваемой среды насадок зак,.епляется под углом О< а 90 между его осью и радиусом емкости. Для маловязких сред (фиг. 1} а =О, для вязких сред предпочтительнее а =90 (фиг. 5).

Изобретение повышает объемные коэффициенты массоотдачи за счет увеличения зоны активного массопереноса, при этом возрастает среднее время пребывания газовой фазы в емкости за счет уменьшения диаметра газовых пузырьков, повышается равномерность распределения дисперсной фазы по объему аппарата за счет увеличения кратности циркуляции перемешиваемой среды.

Формула изобретения

1. Устройство для перемешивания, содержащее цилиндрическую емкость, мешалку в виде закрепленных на валу смесительных элементов, размещенных внутри цилиндрических насадков, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса масообмена, смесительные элементы выполнены в виде винтообразных лопастей, при этом соседние лопасти имеют противоположное направление закрутки, а цилиндрические насадки снабжены участками в виде конусов, соединенных меньшими основаниями с ближайшими к валу отверстиями насадков.

2. Устройство пои, 1, отл и ча ющеес я тем, что насадок снабжен дополнительным участком в виде конуса, соединенного меньшим основанием с периферийными отверстиями насадков, 3, Устройство по пп, 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что насадки с лопастями закреплены шарнирно.

1681930

Фиг.2

1681930 б-б

Составитель Н.Федорова

Техред М.Моргентал Корректор M,Ïoæî

Редактор E.Õoðèíà

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3360 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5