Аппарат для обработки зернистого материала жидкостью

Авторы патента:

B01J8 - Химические или физические процессы общего назначения, проводимые в присутствии жидкости или газа и твердых частиц; аппараты для их проведения (способы и устройства для гранулирования материалов B01J 2/00; печи F27B)

Владельцы патента RU 2450858:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) (RU)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к аппаратам для обработки зернистого материала жидкостью под давлением. Аппарат содержит рабочую камеру с патрубками ввода и вывода жидкости, снабжен специальными жестко связанными между собой дозаторами загрузки и выгрузки зернистого материала. Каждый дозатор, содержащий цилиндр с емкостью, установлен в цилиндрическом отверстии корпуса рабочей камеры аппарата с возможностью осевого перемещения на кольцевых эластичных уплотнениях, размещенных на цилиндре и в отверстии корпуса с натягом, гарантирующим герметизацию рабочего объема камеры аппарата, и имеющих возможность качения (перекатывания) при движении цилиндра. Изобретение обеспечивает повышение производительности за счет обеспечения непрерывности процесса обработки. 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к аппаратам для обработки зернистого материала жидкостью под давлением, и может быть использовано для десорбции различных компонентов из адсорбентов, например из активированного угля в технологических процессах извлечения благородных металлов.

Известен аппарат для обработки зернистого материала жидкостью (US №3840217, МПК C22B 11/12, опубликовано 08.10.1974), содержащий вертикальный корпус с крышкой, герметичную емкость со съемной крышкой для обрабатываемого материала, патрубки ввода и вывода жидкости, соединенные с емкостью, и патрубок забора жидкости из корпуса, закрепленный в крышке.

Общим признаком заявляемого устройства с аналогом является наличие герметичной рабочей камеры и патрубков ввода и вывода жидкости.

Недостатком известного аппарата является низкая производительность, которая вызвана необходимостью прерывания процесса при загрузке и разгрузке рабочей камеры.

Известен также аппарат для обработки зернистого материала жидкостью (SU №647007, МПК B01J 8/00, B01J 3/04, опубликовано 15.02.1979), содержащий вертикальный корпус с крышкой, подвижный контейнер для обрабатываемого материала, патрубки ввода и вывода жидкости, соединенные с емкостью, и патрубок забора жидкости из корпуса, закрепленный в крышке.

Недостатком известного аппарата также является низкая производительность, которая вызвана необходимостью прерывания процесса при загрузке-выгрузке рабочей камеры.

Известен также аппарат для обработки зернистого материала жидкостью (SU №1104722, МПК B01J 8/00, опубликовано 07.02.1986), содержащий вертикальный корпус с крышкой, подвижный контейнер для обрабатываемого материала, патрубки ввода и вывода жидкости, соединенные с емкостью, и патрубок забора жидкости из корпуса.

Общим признаком аналога с заявляемым устройством является наличие герметичной рабочей камеры и патрубков ввода и вывода жидкости.

Недостатком известного аппарата также является низкая производительность, которая объясняется необходимостью прерывания процесса при загрузке и разгрузке рабочей камеры.

В качестве прототипа принят аппарат для обработки зернистого материала жидкостью под давлением (RU №1361785, МПК B01J 4/00, опубликовано 30.09.1994), содержащий рабочую камеру с патрубками ввода и вывода жидкости, механизмы загрузки и разгрузки рабочей камеры.

Общими признаками аналога с заявляемым устройством являются наличие герметичной рабочей камеры с патрубками ввода и вывода жидкости и наличие загрузочного и разгрузочного устройств.

Недостатком известного аппарата также является низкая производительность, которая вызвана необходимостью прерывания процесса при загрузке и выгрузке рабочей камеры с помощью механизмов загрузки и выгрузки.

Задача заявляемого изобретения состоит в создании аппарата, позволяющего осуществлять загрузку и выгрузку обрабатываемого материала без остановки технологического процесса (например, десорбции).

Технический результат заявляемого изобретения, заключается в повышении производительности за счет обеспечения непрерывности процесса обработки.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом аппарате для обработки зернистого материала жидкостью, содержащем рабочую камеру с патрубками ввода и вывода жидкости, согласно изобретению взамен загрузочного и разгрузочного механизмов вводятся два жестко связанные между собой дозатора загрузки и выгрузки зернистого материала, при этом каждый дозатор выполнен в виде цилиндра с камерой, с возможностью осевого перемещения на кольцевых эластичных уплотнениях, размещенных на цилиндрическом корпусе дозатора и в отверстии корпуса камеры с натягом, гарантирующим герметизацию рабочего объема камеры аппарата, и имеющих возможность качения (перекатывания) при движении цилиндра, а длина цилиндра, количество и шаг размещения уплотнений на цилиндрическом корпусе дозатора выбирается таким образом, чтобы обеспечить герметизацию рабочей камеры в любое время цикла работы дозатора.

Замена загрузочного и разгрузочного механизма двумя жестко связанными дозаторами обеспечивает непрерывность технологического процесса при постоянном давлении в рабочей зоне камеры за счет синхронного перемещения дозаторов и возможности загрузки обогащенного зернистого материала и выгрузки отработанного материала без остановки технологического процесса.

Выполнение дозатора в виде цилиндра с камерой, установленного в цилиндрическом отверстии корпуса камеры с возможностью осевого перемещения на кольцевых эластичных уплотнениях, размещенных на цилиндрическом корпусе дозатора и в отверстии корпуса рабочей камеры и имеющих возможность качения (перекатывания) при движении дозатора, позволяет проводить загрузку и разгрузку рабочей камеры во время основного технологического процесса.

Размещение кольцевых уплотнений с натягом на корпусе дозатора и в отверстии корпуса рабочей камеры с выбором количества и шага размещения уплотнений на корпусе дозатора, гарантирующих обеспечение герметизации рабочей камеры в любое время цикла работы дозатора, обеспечивает постоянство режима (давления) работы аппарата.

Отличием от прототипа является замена загрузочного и разгрузочного механизмов двумя жестко связанными между собой дозаторами загрузки и выгрузки зернистого материала, выполнение каждого дозатора в виде цилиндра с камерой, с возможностью осевого перемещения на кольцевых эластичных уплотнениях, размещенных на цилиндрическом корпусе дозатора и в отверстии корпуса рабочей камеры с натягом, гарантирующим герметизацию рабочего объема камеры аппарата, и имеющих возможность качения (перекатывания) при движении цилиндра, с выбором количества и шага размещения уплотнений на цилиндрическом корпусе дозатора таким образом, чтобы обеспечить герметизацию рабочей камеры в любое время цикла работы дозатора.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «новизна».

В технике известно использование дозаторов для подачи зернистого материала в рабочие камеры различных машин и аппаратов. В рабочие камеры, находящиеся под давлением, подачу жидких материалов проводят с применением насосов различных конструкций (Химическая энциклопедия. Т.2 / Редкол.: Кнуянц И.Л. (гл. ред.) и др. - М.: Сов. энцикл., 1990. - 671 с.). В известном устройстве (RU №1361785, МПК B01J 4/00, опубликовано 30.09.1994) загрузка аппарата с помощью устройств загрузки и разгрузки производится с прерыванием технологического процесса. В известном устройстве для контейнерного шлюзования разнообразных веществ в зоны высокого давления (варианты) (RU №2206382, МПК B01J 3/03, B01J 3/02, опубликовано 20.06.2003) сложность конструкции, громоздкость и наличие пар трения скольжения, не позволяют использовать его в заявляемом аппарате для обработки зернистого материала жидкостью под давлением, зернистая среда в котором может содержать абразивные частицы.

Известное загрузочно-дозировочное устройство вакуумных установок (RU №2117255, МПК G01F 11/00, опубликовано 10.08.1998) конструктивно может быть использовано только для вакуумных установок.

Таким образом, только совокупность всех отличительных признаков, а именно: введение двух жестко связанных между собой дозаторов загрузки и выгрузки зернистого материала, при выполнении каждого дозатора в виде цилиндра с камерой, с возможностью осевого перемещения на кольцевых эластичных подвижных уплотнениях, размещенных на цилиндре дозатора и в отверстии корпуса камеры с натягом, гарантирующим герметизацию рабочего объема камеры аппарата, и имеющих возможность качения (перекатывания) при движении цилиндра, а количество и шаг размещения уплотнений на цилиндрическом корпусе дозатора выбран таким образом, чтобы обеспечить герметизацию рабочей камеры в любое время цикла работы дозатора, обеспечивает создание новых свойств аппарата, т.е. увеличение производительности за счет непрерывности технологического процесса при загрузке и выгрузке зернистого материала, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемое устройство иллюстрируется фиг.1, где показана общая схема аппарата для обработки зернистого материала жидкостью (в разрезе).

Аппарат для обработки зернистого материала жидкостью содержит размещенные последовательно по ходу технологического процесса загрузочный бункер 1 с зернистым материалом, загрузочный дозатор 2, выполненный в виде цилиндра с загрузочно-разгрузочной емкостью 3, установленного в отверстии корпуса рабочей камеры 4, с возможностью осевого перемещения на уплотнениях 5. В нижней части рабочей камеры 4 установлен разгрузочный дозатор 6, конструктивно идентичный загрузочному дозатору 2. Оба дозатора жестко связаны тягой 7. Возвратно-поступательные движения дозаторам сообщают от привода 8. Загрузочно-разгрузочная емкость 3 выполнена в средней части цилиндрического корпуса дозаторов 2 и 6 и снабжена отверстиями для загрузки 9 в верхней части и отверстиями разгрузки 10 в нижней части. Дно загрузочно-разгрузочных емкостей 3 дозаторов изготовлено выпуклым (коническим) для удобства разгрузки. Уплотнения 5 выполнены из эластичного материала в виде колец круглого сечения, которые установлены с натягом на цилиндрических корпусах дозаторов 2 и 6 и отверстиях рабочей камеры 4. Технологическая жидкость поступает в рабочую камеру 4 аппарата по трубе 11 через распределительную камеру 12 и отверстия 13. Выводится технологическая жидкость последовательно из верхней части рабочей камеры 4 аппарата через отверстия 14 в камеру 15 и трубу 16. Уплотнения 5 могут быть снабжены защитными шайбами 17, установленными с зазорами с корпусом дозатора и отверстием рабочей камеры, гарантирующими защиту от попадания зернистого материала в зоны контакта колец с герметизируемыми поверхностями.

Аппарат работает следующим образом.

Из бункера 1 при верхнем положении дозаторов 2 и 6 зернистый материал через отверстия 9 дозаторов поступает из бункера 1 и рабочей камеры 4 в загрузочно-разгрузочные емкости 3. После их наполнения включается привод 8 и дозаторы 2 и 6 перемещаются в нижнее положение. В процессе перемещения у загрузочного дозатора 2 и разгрузочного дозатора 6 отверстия загрузки 9 загрузочно-разгрузочной емкости 3 перекрываются уплотнениями 5, а отверстия разгрузки 10 загрузочно-разгрузочной емкости 3 дозаторов открываются. Зернистый материал из дозатора 2 через отверстия 10 поступает в рабочую камеру 4 аппарата, а зернистый материал из дозатора 6 через отверстия 10 выводится за пределы рабочей камеры 4 аппарата. После опорожнения загрузочно-разгрузочных емкостей 3 дозаторы возвращаются в верхнее положение и цикл загрузки-разгрузки повторяется. Таким образом, обеспечивается постоянное движение зернистого материала через рабочую камеру 4 в направлении сверху вниз. В то же время технологическая жидкость поступает в рабочую камеру 4 аппарата по трубе 11 через распределительную камеру 12 и отверстия 13 и продвигается через рабочую камеру 4 в направлении снизу вверх. Выводится обогащенная технологическая жидкость последовательно из рабочей камеры 4 аппарата через отверстия 14 в камеру 15 и трубу 16.

Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает увеличение производительности за счет обеспечения непрерывности технологического процесса.

Аппарат для обработки зернистого материала жидкостью под давлением, содержащий рабочую камеру с загрузочными и разгрузочными отверстиями, патрубками ввода и вывода жидкости, расположенными в противоположных концах рабочей камеры, и механизмы загрузки и разгрузки рабочей камеры, отличающийся тем, что механизмы загрузки и разгрузки рабочей камеры выполнены в виде пары связанных между собой цилиндрических дозаторов с возможностью осевого синхронного перемещения, с отверстиями по обе стороны цилиндрического корпуса дозатора для загрузки и выгрузки зернистой среды, при этом дозаторы установлены в загрузочном и разгрузочном отверстиях аппарата на кольцевых эластичных уплотнениях, а длина цилиндров корпусов дозаторов, количество и шаг размещения уплотнений на цилиндрических корпусах дозаторов выбираются таким образом, чтобы обеспечить герметизацию рабочей камеры в любое время цикла работы дозаторов.

Изобретение относится к способу и устройству (10) для проведения каталитического крекинга в псевдоожиженном слое и включает инжектирование углеводородного сырья в реакторный стояк (20) в различных точках по радиусу стояка, по меньшей мере, два распределителя (12), установленные в различном радиальном положении; при этом каждый из указанных, по меньшей мере, двух распределителей имеет, по меньшей мере, одно отверстие (14); по меньшей мере, одно отверстие в каждом из, по меньшей мере, двух распределителей имеет различное радиальное расположение в реакторном стояке; и, по меньшей мере, одно отверстие, по меньшей мере, двух распределителей расположено в указанном реакторном стояке в различном радиальном положении, и, по меньшей мере, одно отверстие, по меньшей мере, одного из указанных, по меньшей мере, двух распределителей отделено от окружной стенки расстоянием, равным, по меньшей мере, 10% от указанного диаметра и отсчитываемым от самого близко расположенного участка стенки.

Реактор с псевдоожиженным слоем, имеющий импульсные модули теплопереноса типа топки // 2448765

Изобретение относится к реактору с псевдоожиженным слоем для переработки реакционно-способного материала, который может включать неорганические вещества, а также углеродистые вещества, такие как черный щелок и биомасса, для переработки и/или возвращения материалов на повторную переработку и извлечения энергии.

Стояк-реактор каталитического крекинга // 2447132

Изобретение относится к реакторам каталитического крекинга. .

Совместно проводимый химический процесс // 2446871

Изобретение относится к способу непрерывного и надежного связывания газа. .

Способ и реактор фторирования // 2446139

Изобретение относится к усовершенствованному способу фторирования, в котором осуществляют контактирование потока фторируемого органического соединения с потоком элементного фтора с образованием HF или другого водородсодержащего соединения в качестве побочного продукта, где потоки исходных реагентов попадают в реакционную зону реактора фторирования, которая заполнена стехиометрическим избытком фторид-адсорбирующей композиции по отношению к мольным количествам фторируемого органического соединения и элементного фтора.

Бортовой генератор для получения синтез-газа // 2446092

Изобретение относится к области химии и может быть использовано в бортовых генераторах для получения синтез-газа. .

Способ получения алкилбензина // 2444507

Изобретение относится к способу получения алкилбензина путем алкилирования изобутана олефинами в каталитическом реакторе при повышенной температуре и давлении, в котором изобутан подают в верхнюю секцию реактора и последовательно пропускают через все секции с катализатором, а олефинсодержащее сырье распределяют на несколько потоков, число которых равно числу секций катализатора, и подают одновременно в секции с катализатором параллельными потоками для проведения реакции алкилирования, углеводородный поток, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, разделяют на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл, и жидкостной, представляющий собой продукты реакции, который выводят из реакционной системы или частично направляют на рецикл.

Способ фторирования дисперсных оксидов редких металлов и реактор для его осуществления // 2444474

Изобретение относится к синтезу летучих фторидов элементов IV-VIII групп Периодической системы, являющихся сырьем для получения нанодисперсных материалов. .

Реакторная установка с извлечением промежуточного продукта // 2444402

Изобретение относится к реактору с несколькими слоями катализатора, соединенными друг с другом и с отводящим устройством, предназначенным для извлечения продукта между парой соседних слоев катализатора.

Установка для проведения нефтеперерабатывающих и нефтехимических процессов на гетерогенных катализаторах // 2444401

Изобретение относится к установке для проведения термокаталитических процессов нефтепереработки и нефтехимии. .

Реактор паровой и пароуглекислотной конверсии легких углеводородов для получения газа, содержащего водород и окись углерода // 2452559

Изобретение относится к газохимии, в частности к получению газа, содержащего водород и оксид углерода

Способ получения метанола из природного газа и установка для его осуществления // 2453525

Изобретение относится к способу получения метанола из природного газа, включающему нагрев исходного природного газа, получение из подготовленной воды перегретого пара и смешение его с исходным природным газом, одностадийную конверсию парогазовой смеси в печи риформинга в конвертированный газ, охлаждение конвертированного газа и одностадийное каталитическое превращение конвертированного газа в метанол в реакторе синтеза, причем тепло дымовых газов печи риформинга используют для нагрева исходного природного газа и подготовленной воды, перегрева водяного пара и парогазовой смеси, а также нагрева конвертированного газа перед входом в реактор синтеза

Способы и системы для получения многоатомных спиртов // 2454391

Многореакторная химическая производственная система // 2455059

Изобретение относится к многореакторной системе и способу для производства продукта, получаемого по ограничиваемой равновесием реакции

Аппарат для жидкофазной полимеризации олефинов // 2455060

Изобретение относится к аппарату и способу для жидкофазной полимеризации одного или более -олефинов в присутствии катализатора полимеризации и может быть использовано для получения гомополимеров и сополимеров олефинов, таких как (со) полимеры этилена и пропилена

Способ подачи гранулированного материала // 2456049

Изобретение относится к массообмену и может быть использовано в массообменной аппаратуре при проведении различных химических, технологических, фармацевтических и других процессов

Реактор для проведения реакции между двумя текучими исходными веществами в катализаторном слое с предварительным смешиванием текучих исходных веществ в устройстве для смешивания // 2456067

Изобретение относится к реактору для проведения реакции между двумя текучими исходными веществами в катализаторном слое с предварительным смешиванием текучих исходных веществ и может использоваться в химической промышленности

Первичный риформер с ведущими к горелкам вторичными впускными каналами // 2457024

Изобретение относится к реакторам каталитического риформинга углеводородов водяным паром при повышенном давлении и касается первичного риформера с ведущими к горелкам вторичными впускными каналами

Способ получения сыпучих продуктов из жидких и устройство для его осуществления // 2457025

Изобретение относится к области тепломассообменных процессов для получения сыпучих продуктов из таких жидких исходных материалов, как растворы и суспензии в вихревом псевдоожиженном слое

Система окисления с вторичным реактором для боковой фракции // 2457197

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения композиции ароматической дикарбоновой кислоты, включающему (а) проведение окисления многофазной реакционной среды в реакторе первичного окисления с получением в результате первой суспензии; (b) проведение дополнительного окисления, по меньшей мере, части указанной первой суспензии в реакторе вторичного окисления, где указанный реактор вторичного окисления представляет собой реактор по типу барботажной колонны, причем способ дополнительно включает введение ароматического соединения в указанный реактор первичного окисления, где, по меньшей мере, приблизительно 80% мас