Тепломассообменный аппарат

Авторы патента:

B01D1/22 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2495699:

Сироткин Геннадий Владимирович (RU)

Изобретение относится к тепломассообменному аппарату и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической, нефтехимической промышленности и сельском хозяйстве. Тепломассообменный аппарат содержит корпус, выполненный в форме тела вращения, основной ротор, установленный по оси корпуса, устройства для загрузки исходных веществ и выгрузки готового продукта. Также аппарат содержит ротор, образующий с основным ротором кольцевые камеры смешивания и удержания реакционной массы, выполненные в виде попарно расположенных на основном и дополнительном роторах усеченных конусов, соединенных между собой цилиндрами. Кольцевые камеры установлены в проточной емкости с хладагентом. При этом аппарат дополнительно содержит проточные емкости с хладагентом, расположенные на основном роторе. Достигаемый при этом технический результат заключается в улучшении качества получаемого продукта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для осуществления различных физических и химических процессов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства: в пищевой, химической, фармацевтической, нефтехимической и сельском хозяйстве - для осуществления теплофизических процессов при переработке жидких, вязких, пастообразных, сыпучих материалов органического и минерального происхождения.

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий вертикальный корпус, разделенный по высоте на секции, вал, на котором закреплены распределитель жидкости и контактные устройства, кольцевые сборники жидкости с переточными устройствами, направленными к оси аппарата, патрубки ввода и вывода газа и жидкости, при этом каждая секция выполнена в виде усеченных конусов, обращенных меньшим основанием вниз, а каждое контактное устройство выполнено из установленных горизонтально сетчатых дисков, сгруппированных в пачки по несколько дисков в каждой секции (см. МПК B01D 3/30 описание изобретения к патенту №2032442 Российской Федерации, опубл. 19.04.1995 г.).

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, обусловленные использованием аппарата для жидких и газообразных веществ.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, выполненный в форме тела вращения на противоположных концах которого расположены устройства загрузки исходных веществ и выгрузки готового продукта, ротор, установленный по оси корпуса, лопасти, один конец которых прикреплен к ротору, а на другом, свободном конце выполнена дугообразная кромка, расположенная под углом к плоскости, перпендикулярной оси ротора, в непосредственной близости от внутренней поверхности корпуса, при этом лопасти смещены одна относительно другой по спирали на расстояние, при котором проекции их дугообразных кромок на ось ротора частично совмещены или расположены встык (см. MПК В01D 1/22 описание изобретения к патенту №2031687 Российской Федерации, опубл. 27.03.1995 г.) - ближайший аналог.

Недостатком известного устройства является низкое качество получаемого продукта, обусловленное:

- недостаточным смешиванием компонентов ввиду наличия застойных зон в аппарате, расположенных в местах соединения корпуса и крышки, в которых не происходит смешивания;

- ограничением поверхности теплообмена, что не позволяет проводить химические процессы с высоким тепловыделением;

- низким коэффициентом теплопередачи вследствие проведения теплообмена в ламинарном потоке.

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение качества получаемого продукта.

Сущность технического решения заключается в том, что тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, выполненный в форме тела вращения, основной ротор, установленный по оси корпуса, устройства для загрузки исходных веществ и выгрузки готового продукта, дополнительно содержит ротор, образующий с основным ротором кольцевые камеры смешивания и удержания реакционной массы, выполненные в виде попарно расположенных на основном и дополнительном роторе усеченных конусов, соединенных между собой цилиндрами, причем кольцевые камеры установлены в проточной емкости с хладагентом, при этом дополнительно содержит проточные емкости с хладагентом, расположенные на основном роторе.

Введение дополнительного ротора обеспечивает создание турбулентных потоков, в которых происходит смешивание исходных веществ и которые обеспечивают интенсивную теплоотдачу с поверхности теплообмена с одновременным обеспечением идеального смешивания веществ.

Создание кольцевой камеры позволяет уменьшить объем, в котором происходит процесс смешивания исходных веществ и удержания реакционной массы в режиме близком к идеальному, а также вести технологические процессы в режиме идеального вытеснения, при котором каждая входящая порция исходных веществ вытесняет равную по объему их порцию.

Установка кольцевых камер смешивания и удержания реакционной массы в проточной емкости с хладагентом позволяет увеличить интенсивность теплообмена при выполнении технологических операций и обеспечить требуемую температуру.

При снабжении аппарата дополнительными проточными емкостями, расположенными на основном роторе происходит повышение интенсивности теплообмена за счет увеличения его поверхности, что повышает качество готового продукта.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид тепломассообменного аппарата; на фиг.2 - с дополнительными проточными емкостями с хладагентом; на фиг.3 - изображен тепломассообменный аппарат с одной кольцевой камерой; на фиг.4 - сечение А-А фиг.2.

Тепломассообменный аппарат содержит корпус 1, выполненный в форме тела вращения, основной ротор 2, установленный по оси 3 корпуса 1, устройства 4 для загрузки исходных веществ и 5 выгрузки готового продукта дополнительно содержит ротор 6, образующий с основным ротором 2 кольцевые камеры 7 смешивания и удержания реакционной массы, выполненные в виде попарно расположенных усеченных конусов 8, 9, соединенных между собой цилиндрами 10, 11 основного ротора и усеченных конусов 12, 13, соединенных между собой цилиндрами 14, 15 дополнительного ротора. Поверхности усеченных конусов 8, 9 и цилиндров 10, 11 формируют наружную рабочую поверхность основного ротора, а поверхности усеченных конусов 12, 13 и цилиндров 14, 15 формируют внутреннюю рабочую поверхность дополнительного ротора. Пространство между рабочими поверхностями основного и дополнительного ротора образует кольцевые камеры 7 смешивания и удержания реакционной массы, которые установлены в проточной емкости 16 с хладагентом.

Тепломассообменный аппарат (см. фиг.2) дополнительно содержит проточные емкости 17 с хладагентом, расположенные на основном роторе 2. Для подвода хладагента к емкостям 17 на основном роторе используются отверстия 18, 19, выполненные в нем.

Основной ротор установлен в подшипниках 20, 21, а дополнительный ротор - в подшипниках 22, 23.

Количество кольцевых камер в тепломассообменном аппарате определяется исходя из необходимости выполнения требований технологического процесса и количеством необходимого конечного продукта. Например, при выполнении технологического процесса для получения небольшого количества конечного продукта или проведения экспериментальных исследований применяется одна кольцевая камера (см. фиг.3).

Устройство работает следующим образом. Посредством приводов (на чертеже не показаны) основного и дополнительного роторов происходит их вращение, которое может происходить или в одну сторону или в разные стороны. В результате чего в кольцевых камерах образуются скоростные турбулентные потоки, определяемые угловой скоростью вращения роторов. При вращении основного и дополнительного роторов в разные стороны турбулентность потоков достигает наибольших значений. Исходные вещества, а это могут быть жидкие, сыпучие, подаются устройством 4 для их загрузки, где они попадают в организованные турбулентные потоки, которые подхватывают их и постепенно эти потоки с исходными веществами перемещаются внутри первой кольцевой камеры, где происходит их первоначальное смешивание. При этом ввиду того, что наружная рабочая поверхность основного ротора и внутренняя рабочая поверхность дополнительного ротора образованы усеченными конусами, скорость турбулентных потоков с исходными веществами будет сначала увеличиваться за счет увеличения радиуса вращения (при расширении кольцевых камер) и уменьшаться при уменьшении радиуса вращения (при сужении кольцевых камер). Далее при поступлении очередной порции исходных веществ происходит постепенное их вытеснение в следующую камеру, в которой за счет турбулентных потоков происходит дальнейшее смешивание. Технологический процесс смешивания и удержания реакционной массы повторяется в последующих кольцевых камерах. В результате чего исходные вещества смешиваются, вступают во взаимодействие, которое может происходить с выделением тепла, отводящегося от рабочей поверхности кольцевых камер посредством хладагента подающегося в проточной емкости 16 и в проточные емкости 17.

По сравнению с известными устройствами предлагаемое изобретение обеспечивает повышение качества полученного продукта за счет организации технологических процессов смешивания и удержания реакционной массы в турбулентных потоках и эффективным отводом тепла.

1. Тепломассообменный аппарат, содержащий корпус, выполненный в форме тела вращения, основной ротор, установленный по оси корпуса, устройства для загрузки исходных веществ и выгрузки готового продукта, отличающийся тем, что дополнительно содержит ротор, образующий с основным ротором кольцевые камеры смешивания и удержания реакционной массы, выполненные в виде попарно расположенных на основном и дополнительном роторе усеченных конусов, соединенных между собой цилиндрами, которые формируют рабочую поверхность камеры, включающую наружную поверхность основного ротора и внутреннюю поверхность дополнительного ротора, при этом камеры установлены в проточной емкости с хладагентом.

2. Тепломассообменный аппарат по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит проточные емкости с хладагентом, расположенные на основном роторе.

Изобретение относится к области инженерного оборудования зданий и сооружений и может быть применено с целью снижения уровня вентиляции для поддержания стандартных уровней концентрации вредных веществ в помещениях.

Способ упаривания жидких отходов // 2494787

Изобретение относится к физико-химической обработке водных растворов минеральных солей, а именно к способам упаривания жидких отходов. Способ упаривания жидких отходов включает упарку водных растворов минеральных солей прямым воздействием пламени, полученным в результате пульсирующего с резонансной частотой горения топлива, кристаллизацию и отделение твердой фазы из упаренного раствора с выделением чистой воды из парогазовой смеси, подогревающей раствор, поступающий на упарку.

Установка для микробиологической очистки воздуха // 2494145

Изобретение относится к устройствам биологической очистки, преимущественно для очистки воздуха от загрязняющих органических соединений, болезнетворных микроорганизмов, запахов и может быть использовано в агропромышленном комплексе.

Способ очистки вентиляционных выбросов от токсичных газов // 2493901

Изобретение относится к технологии очистки вентиляционных выбросов из производственных помещений от содержащихся в них токсичных веществ. Для очистки вентиляционных газов от фтористого водорода применяют волокнистый материал ФИБАН с влажностью 60-100%.

Способы и устройство для очистки ненасыщенных соединений // 2492162

Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки ненасыщенных соединений из группы сложных гликолевых эфиров, причем очистку проводят в установке, которая оснащена, по меньшей мере, двумя испарителями, а испарители соединены таким образом, что часть ненасыщенного соединения циркулирует по контуру, причем пары, сконденсированные после испарения в первом испарителе, выводят, а пары, сконденсированные после испарения во втором испарителе, направляют в первый испаритель, который отличается тем, что массовый поток, с которым сконденсированные после испарения в первом испарителе пары выводят из подлежащей очистке смеси, меньше, чем массовый поток, с которым сконденсированные после испарения пары из второго испарителя поступают в первый испаритель.

Способы и устройство для очистки ненасыщенных соединений // 2492162

Каталитический блок на основе пеноникеля и его сплавов для очистки газов от органических соединений, включая бензпирены, диоксины, оксиды азота, аммиака, углерода и озона // 2491993

Изобретение относится к катализаторам. .

Устройство для очистки воздуха в обитаемых герметичных объектах от вредных примесей // 2491109

Изобретение относится к системам регенерации воздуха в обитаемых герметичных объектах, например, таких, как космические корабли, орбитальные станции, подводные лодки, герметичные подводные и подземные объекты.

Действие морозильной камеры антисублимационной системы // 2490048

Способ разделения водно-органических смесей и устройство для его осуществления // 2489198

Изобретение относится к технологии фракционирования водно-органических смесей и используется в химической, нефтехимической, газодобывающей промышленности. .

Система и способ обнаружения закупорки в канале подачи твердых веществ и газов-носителей в газовый поток // 2496554

Изобретение относится к способу и системе, используемым для мониторинга и обнаружения закупорки в трубопроводе, подающем твердые вещества, жидкости и/или газы в движущийся поток газа. Система включает трубопровод или камеру с отверстием в стенке, удлиненную пику, расположенную в отверстие в стенке, соединяющуюся по текучей среде с рабочим материалом, а также с внутренней частью трубопровода или камеры в точке пересечения с частью газового потока, при этом в каждой пике образован продольный канал, по которому осуществляется соединение по текучей среде, и детектирующее устройство, связанное с датчиком температуры и пикой. Детектирующее устройство включает горячий провод, обладающий заранее заданной температурой, так что увеличение температуры, измеренное этим датчиком, в сравнении с заданной температурой указывает на снижение скорости подачи рабочего материала, причем снижение достаточно значительно для того, чтобы указывать на закупорку. Способ определения наличия закупорки в канале, который частично погружен в поток газа, включает определение скорости подачи или параметра-индикатора скорости подачи рабочего материала и наблюдение за скоростью подачи или за параметром-индикатором скорости подачи для обнаружения снижения скорости подачи. Изобретение обеспечивает эффективное обнаружение закупорок в канале подачи рабочего материала. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Устройство подготовки смеси газообразных углеводородов для транспортировки // 2497928

Изобретение относится к области нефте- и газодобывающей промышленности. Изобретение касается установки подготовки смеси газообразных углеводородов для транспортировки, содержащей установленные последовательно магистраль подачи исходного сырьевого потока, первый сепаратор, второй сепаратор, первый рекуперативный теплообменник 4, рекуперативный теплообменник 9, подключенный к колонне деэтанизации. Выход по жидкой фазе колонны деэтанизации подключен к средней части колонны стабилизации, выход которой по пропан-бутановой фракции подключен через второй рекуперативный теплообменник 13 к первому реактору ароматизации, выход которого подключен к входу второго реактора ароматизации, выход которого через указанный второй рекуперативный теплообменник 13 подключен к сепараторам 24 и 17, второй из которых через третий рекуперативный теплообменник 19 подключен по жидкой фазе к средней части колонны ректификации, выход которой по концентрату ароматических углеводородов подключен к магистрали концентрата ароматических углеводородов склада. Между первым сепаратором и первым рекуперативным теплообменником 4 выполнена врезка для подачи ингибитора гидратообразования. Технический результат - транспортировка углеводородов в условиях Крайнего Севера. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Алюмосиликатный фильтр для высокотемпературной хемосорбции паров изотопов цезия // 2498430

Изобретение относится к области переработки газообразных радиоактивных отходов, а именно к высокотемпературной хемосорбции алюмосиликатным фильтром паров радиоактивных изотопов цезия, образующихся при термической обработке цезийсодержащих радиоактивных материалов. Хемосорбцию паров цезия проводят на алюмосиликатом фильтре с разупорядоченной структурой, удельной поверхностью до 101 м2/г, открытой пористостью до 84 об.% и содержанием аморфной фазы до 95 масс.%. Фильтр выполнен из пористого легковесного шамота марки ШЛ-0,4, как исходного, так и предварительно термообработанного при 1350-1500°C в течение 3 ч. Фильтр изготовлен в цилиндрической форме, вогнутой с торцов с концентрическими углублениями на них. Изобретение позволяет повысить эффективность фильтра при улавливании паров цезия. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Способ выпаривания текучих продуктов и устройство для его осуществления // 2500449

Изобретение относится к способам проведения тепловой обработки (выпаривания) и концентрирования текучих продуктов с использованием различного оборудования. Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка способа тепловой обработки с выпариванием высоковязких и пенящихся продуктов, позволяющего получать продукты высокого качества, и разработка компактного и высокопроизводительного устройства для реализации этого способа. Поставленная задача решается с помощью способа выпаривания текучих продуктов, включающего циркуляцию продукта, находящегося в емкости, и его нагревание. Циркуляцию продукта проводят через выпарной контур, в который из емкости принудительно забирают часть продукта, нагревают его в нагревателе выпарного контура, обеспечивая требуемое приращение температуры, и впрыскивают нагретый продукт обратно в верхнюю часть емкости над поверхностью продукта. Поставленная задача решается также с помощью устройства для выпаривания текущих продуктов, включающего емкость, нагреватель, входные и выходные отверстия. Устройство включает по крайней мере один выпарной контур, который включает по крайней мере один насос для забора продукта из емкости и обеспечения его циркуляции в контуре, по крайней мере один нагреватель для обеспечения подогрева продукта в выпарном контуре и по крайней мере одно инжекторное устройство для обратного впрыска продукта в емкость, установленное в верхней части емкости выше уровня наполнения ее продуктом. Техническим результатом предлагаемого решения является выпаривание высоковязких текучих продуктов без пенообразования, получение конечных продуктов высокого качества и уменьшение энергозатрат. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 3 ил.

Выпарной аппарат // 2501590

Изобретение относится области применения акустической техники в процессах и аппаратах химической технологии. Выпарной аппарат содержит герметичную емкость с патрубками для входа и выхода жидкостных и газовых потоков, в которой размещены пластины из электрострикционного композита, последовательно соединенные между собой электрическими контактами. Над пластинами проходит распределительный трубопровод для подачи жидкости, а под пластинами проходит распределительный трубопровод для подачи воздуха, при этом пластины установлены параллельно под наклоном не менее 45°. Электрострикционный композит представляет собой материал, содержащий средний слой из полимерной матрицы со включенными в нее углеродными волокнами, расположенный между керамической пластиной и металлической пластиной, с которыми средний слой соединен с помощью полимерных клеев. Изобретение позволяет увеличить амплитуду обратной гармоники электрострикционного излучателя. 2 ил., 1 табл.

Способ переработки природного газа и устройство для его осуществления // 2502545

Группа изобретений относится к химической, газовой и нефтяной отраслям промышленности и может быть использована для выделения из природного газа гелиевого концентрата, азота, метана и жидких углеводородов (С2+). В состав устройства входят восемнадцать теплообменников, деметанизатор, пять сепараторов, компрессор метанового охладительного цикла, колонна обогащения азота, два детандер-компрессорных агрегата, эжектор, колонна разделения азота и метана, гелиевая колонна, насос и семь дросселей. Изобретения обеспечивают повышение коэффициента извлечения азота и гелия, расширение функциональных возможностей, заключающихся в дополнительном извлечении одним потоком товарного метана, снижение количества инертных примесей и энергетических затрат. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения хлора из хлорида кальция // 2503487

Изобретение может быть использовано для получения хлора, в частности, из хлорида кальция. Для этого после предварительного прокаливания для удаления гидратированной воды хлорид кальция спекается с алюмосиликатом или смесью оксидов алюминия и кремния в мольном соотношении СаО:Al2O3:SiO2=1:1:2 при нормальном давлении в интервале температур от 1100 до 1300°С в атмосфере воздуха или кислорода. В ходе спекания выделяется хлор и образуется анортит, который может быть использован в производстве керамических материалов или для улавливания хлора. Изобретение позволяет регенерировать и возвращать в технологический цикл хлор, используемый в химической технологии при переработке энергетических зол или других кальцийсодержащих веществ.

Способ аспирации атмосферного воздуха в зоне автомобильного регулируемого перекрестка // 2505343

Изобретение может быть использовано в промышленной аспирации и для очистки атмосферного воздуха от выхлопных газов автомобилей в зоне автомобильного регулируемого перекрестка. Способ аспирации заключается в том, что формируют два независимых горизонтальных управляемых параллельных воздушных потока: верхний - блокирующий 11 и нижний - транспортирующий 12. Подачу потоков осуществляют в направлении, перпендикулярном движению транспорта с одной до другой стороны дорожной полосы 15. Начальное движение каждого потока осуществляют под действием нагнетающего вентилятора, а конечное движение - под действием вытяжного вентилятора 6. Верхний блокирующий поток 11 подают при разрешающем сигнале светофора 14 при условии превышения предельно допустимой концентрации вредных веществ в зоне перекрестка и всасывают через верхний приемник 3 воздушного потока на очистку в фильтр 5. Нижний транспортирующий поток 12 подают при запрещающем сигнале светофора 14 на уровне выхлопной трубы 8 стоящего автомобиля, после чего воздушный поток с выхлопными газами всасывают через нижний приемник 4 воздушного потока на очистку в фильтр 5. При этом начальная задаваемая скорость нижнего транспортирующего потока 12 не менее 4 м/с. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки воздуха от выхлопных газов и снизить энергозатраты. 2 ил.

Способ и устройство для уменьшения сероокиси углерода, сероуглерода, соединений карбонилов металлов, сероводорода и циановодорода, аммиака и соединений мышьяка и хлора в сырьевом газе // 2508155

Изобретение относится к технологии очистки газовых потоков. Описывается способ уменьшения сероокиси углерода, сероуглерода, соединений карбонилов металлов, сероводорода и циановодорода, аммиака и соединений мышьяка и хлора в сырьевом газе. Способ содержит стадии последовательного контакта газа с первым очищающим агентом, содержащим активированный уголь, со вторым очищающим агентом, содержащим окись алюминия, с третьим очищающим агентом, содержащим оксид цинка, с четвертым очищающим агентом, содержащим цеолитный материал, и с пятым очищающим агентом, содержащим оксид цинка и оксид меди. Также описывается устройство для уменьшения сероокиси углерода, сероуглерода, соединений карбонилов металлов, сероводорода и циановодорода, аммиака и соединений мышьяка и хлора в сырьевом газе. Устройство содержит, последовательно, первый слой с очищающим агентом, содержащим активированный уголь, второй слой с очищающим агентом, содержащим окись алюминия, третий слой с очищающим агентом, содержащим оксид цинка, четвертый слой с очищающим агентом, содержащим цеолитный материал, и пятый слой с очищающим агентом, содержащим оксид цинка и оксид меди. Изобретение позволяет удалить следовые количества большого спектра примесей в потоке сырьевого газа. 2 н. и 11 з.п. ф-лы.

Устройство выпарное центробежного типа для концентрирования жидких растворов // 2509591

Изобретение относится к выпарному устройству центробежного типа для концентрирования жидких растворов и может быть использовано в отделочном производстве текстильной промышленности в процессах концентрирования отработанных жидких материальных растворов. Устройство содержит корпус, вал с установленным на нем греющим элементом теплообменного аппарата, днище, а также системы циркуляции теплового агента материального раствора и вторичного пара с патрубками и с системой осевой загрузки раствором. Греющий элемент выполнен по форме, имеющей конический профиль, поверхность которого выполнена в виде набора пластин, каждая из которых представляет собой форму сектора, установленного с возможностью изменения угла наклона - конусности - относительно вертикальной оси вращения образующей конической поверхности. При этом пластины расположены внахлест относительно друг друга в направлении вращения конуса и относительно направления вектора окружной скорости потока концентрируемого раствора. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности процесса выпаривания материального раствора за счет увеличения производительности по массе выпариваемого раствора. 3 ил.