Аппарат для перемешивания суспензий и растворов

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и может быть использовано в аппаратурно-технологических схемах производства глинозема из алюминийсодержащего сырья. Аппарат включает цилиндрический корпус с плоским днищем и крышкой, привод, размещенный на крышке, вал с закрепленной на нем в нижней его части цепной мешалкой. Над цепной мешалкой к валу крепится горизонтальная траверса, на которой жестко закреплены с наклоном в противоположные стороны по отношению к днищу по крайней мере четыре пластины. Техническим результатом изобретения является увеличение циркуляции перемешиваемой среды. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и может быть использовано в аппаратурно-технологических схемах производства глинозема из алюминийсодержащего сырья любым из известных способов.

Известен аппарат для перемешивания суспензий и густых растворов, состоящий из цилиндрического корпуса, днища и крышки, на которой установлен привод перемешивающего устройства (И.И. Чернобыльский. «Машины и аппараты химических производств». М.: Машиностроение, 1975, с. 98-99). Профиль перемешивающего устройства повторяет контур корпуса и днища аппарата.

К недостаткам данного аппарата следует отнести низкую интенсивность перемешивания особенно густых суспензий и вязких жидкостей, а также полную непригодность для перемешивания расслаивающихся суспензий, в которых сплошная фаза (жидкость) имеет низкую вязкость (Ф. Холланд, Φ. Чапман. «Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов». М.: Химия, 1974, с. 70-71).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является аппарат с цепной мешалкой, который применяется на глиноземных заводах для гомогенизации различных суспензий (А.И. Лайнер, Н.И. Еремин, Ю.А. Лайнер, И.З. Певзнер. «Производство глинозема». М.: Металлургия, 1978, с. 143). Аппарат состоит из цилиндрического корпуса с плоским днищем и крышкой. На крышке установлен привод, выходной вал редуктора которого соединен с валом перемешивающего устройства. В нижней части аппарата размещена так называемая цепная мешалка, состоящая из поперечной траверсы, жестко соединенной с валом. К траверсе на цепях «подвешены» так называемые «волокуши», предназначенные для перемешивания суспензии с высоким содержанием твердой фазы, которая накапливается в нижней зоне аппарата из-за низкой интенсивности перемешивания и предотвращение ее уплотнения.

К недостаткам этого аппарата следует в первую очередь отнести большие удельные затраты мощности на перемешивание растворов и суспензий, превышающие примерно 25-30 Вт/м³ перемешиваемой среды, поскольку для улучшения показателей работы необходимо повышать число оборотов «n» перемешивающего устройства, а потребляемая мощность «N» существенно (в третьей степени) зависит от «n». Кроме того, из-за низкой аксиальной скорости движения перемешиваемой суспензии имеет место расслоение твердой фазы суспензии, что негативно отражается на технологических показателях процесса, а также предопределяет отложение твердой фазы на поверхности корпуса и днище. Это приводит к повышению эксплуатационных затрат, связанных с чисткой аппаратов.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в разработке аппарата для перемешивания растворов и суспензий, конструкция которого обеспечивала бы увеличение аксиальной составляющей движения перемешиваемых растворов или суспензий, т.е. увеличение циркуляции перемешиваемой среды.

При этом техническим результатом является уменьшение энергетических затрат на перемешивание растворов и суспензий примерно на 15-20%.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в аппарате для перемешивания растворов и суспензий, включающем цилиндрический корпус с плоским днищем и крышкой, привод, размещенный на крышке, вал с закрепленным на нем в нижней его части цепной мешалкой, над цепной мешалкой к валу крепится горизонтальная траверса, на которой жестко закреплены с наклоном в противоположные стороны по отношению к днищу по крайней мере четыре пластины.

Пластины могут быть выполнены вогнутыми, при этом одни из них закреплены на горизонтальной траверсе вогнутостью вверх, другие вогнутостью вниз.

Благодаря креплению над цепной мешалкой к валу горизонтальной траверсы, на которой жестко закреплены с наклоном в противоположные стороны по отношению к днищу по крайней мере четыре пластины, обеспечивается увеличение аксиальной составляющей движения перемешиваемых растворов или суспензий, т.е. увеличение циркуляции перемешиваемой среды, что, в свою очередь, уменьшает энергетические затраты на перемешивание растворов и суспензий примерно на 15-20%.

Выполнение пластин вогнутыми и при этом закрепление одних из них на горизонтальной траверсе вогнутостью вверх, а других вогнутостью вниз способствует увеличению скорости восходящего потока перемешиваемых сред у стенок аппарата вверх, в центральной зоне - вниз. Таким образом, в аппарате увеличивается кратность циркуляции перемешиваемых сред, что особенно необходимо при гомогенизации суспензий.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 показана схема аппарата; на фиг. 2 и фиг. 3 - размещение пластин на горизонтальной траверсе; на фиг. 4 - вид сбоку на горизонтальную траверсу с закрепленными на ней пластинами вогнутой формы.

Аппарат для перемешивания растворов и суспензий состоит из цилиндрического корпуса 1, плоского днища 2 и крышки 3, на которой размещен привод 4. По оси аппарата установлено перемешивающее устройство, включающее вал 5, на котором (в нижней его части) закреплена так называемая цепная мешалка 6. Над цепной мешалкой 6 на валу 5 закреплена горизонтальная траверса 7, к которой жестко крепятся пластины 8, наклоненные в противоположные стороны по отношению к днищу 2. Пластины 8, закрепленные на траверсе 7, могут иметь вогнутый профиль. При этом одни из них направлены вогнутостью вверх, другие вогнутость вниз.

Аппарат для перемешивания растворов и суспензий работает следующим образом.

Исходная суспензия либо раствор загружается в него через патрубок 9. Одновременно включается привод 4 перемешивающего устройства. Конструкция траверсы 7 в совокупности с конструкцией закрепленных на ней пластин обеспечивает создание аксиального потока перерабатываемой среды. При этом один поток направлен вверх, другой вниз.

Таким образом, создается интенсивная циркуляция перемешиваемой среды, что позволяет при прочих равных условиях при гомогенизации суспензий или растворов снизить число оборотов перемешивающего устройства и сократить удельные энергетические затраты на осуществление процесса, а также отложение твердой фазы суспензии на стенках и днище аппарата. Гомогенизированная суспензия отбирается из аппарата через патрубок - 10.

1. Аппарат для перемешивания суспензий и растворов, включающий цилиндрический корпус с плоским днищем и крышкой, привод, размещенный на крышке, вал с закрепленной на нем в нижней его части цепной мешалкой, отличающийся тем, что над цепной мешалкой к валу крепится горизонтальная траверса, на которой жестко закреплены с наклоном в противоположные стороны по отношению к днищу по крайней мере четыре пластины.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что пластины выполнены вогнутыми, при этом одни из них закреплены на горизонтальной траверсе вогнутостью вверх, другие вогнутостью вниз.