Масообмінний апарат для системи тверда фаза-рідина

УКРАЇНА (19) UA 01)10143 (із» U (51)7BO1J8/18 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54) МАСООБМІННИИ АПАРАТ ДЛЯ СИСТЕМИ ТВЕРДА ФАЗА-РЩИНА 1 (21)U200500657 (22)25.01.2005 " " -"*> v (24)15.11.2005 (46) 15.11.2005, Бюл. № 1 1 , 2005 р. (72) Гумницький Ярослав Михайлович, Юрим Микола Федорович, Сеньків Віктор Миколайович (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" (57) Масообмінний апарат для системи тверда фаза-рідина, який містить конденсатор, сполучений з вакуум-насосом, циліндричний корпус з патрубками для Підведення і відведення фаз та пер Корисна модель відноситься до апаратів для проведення хімічних або фізичних процесів, зокрема, в присутності рідкої і твердої фази, які можуть використовуватися для процесів екстрагування, розчинення, вилуговування в різних галузях хімічної, фармацевтичної, нафтохімічної та харчової промисловості, в галургії для вилуговування полімінеральних калійних руд. Відомий масообмінний апарат для системи тверда фаза-рідина, який містить конденсатор, сполучений з вакуум-насосом, та циліндричний корпус з патрубками для підведення І відведення фаз та перфорованою решіткою для розділу фаз, в нижній частині якого встановлений генератор парової фази, що містить нагрівач, перфоровану решітку та розміщену на ній насадку з хімічно інертного матеріалу. При цьому насадка виконана у вигляді кульок. [Деклараційний патент на винахід №28632А, Масообмінний апарат для системи тверда фаза-рідина, МПК B01J 8/18, Бюл. №5-11, 2000]. Але через складну форму порожнин між кульками та малу поверхню пароутворення відбувається слабке утворення парової фази, яка недостатньо руйнує дифузійний пограничний шар, що суттєво зменшує швидкість процесу масообміну та збільшує енерговитрати. В основу корисної моделі поставлено завдання вдосконалити масообмінний апарат для системи тверда фаза-рідина, в якому використання но форованою решіткою для розділу фаз, в нижній частині якого встановлений генератор парової фази, що містить нагрівач, перфоровану решітку та розміщену на ній насадку з ХІМІЧНО інертного матеріалу, який відрізняється тим, що генератор додатково оснащений другою перфорованою решіткою, а насадка виконана у вигляді ЛІНІЙНИХ капілярів, наскрізних та тупикових, і розміщена двома шарами, причому в нижньому шарі капіляри розташовані горизонтально з можливістю утворення порожнин між ними, а у верхньому - закріплені вертикально в другій перфорованій решітці. вої насадки та новий спосіб її розміщення в апараті сприяли б збільшенню поверхні пароутворення та утворенню достатньої кількості парової фази, що забезпечить руйнування дифузійного пограничного шару та дасть можливість інтенсифікувати масообмін без збільшення енерговитрат. Поставлене завдання вирішується тим, що в масообмінному апараті для системи тверда фазарідина, що містить конденсатор, сполучений з вакуум-насосом, циліндричний корпус з патрубками для підведення і відведення фаз та перфоровану решітку для розділу фаз, в нижній частині якого встановлений генератор парової фази, що містить нагрівач, перфоровану решітку та розміщену на ній насадку з хімічно інертного матеріалу, згідно з корисною моделлю, генератор додатково оснащений другою перфорованою решіткою, а насадка виконана у вигляді лінійних капілярів, наскрізних та тупикових, і розміщена двома шарами, причому в нижньому шарі капіляри розташовані горизонтально з можливістю утворення порожнин між ними, а у верхньому - закріплені вертикально в другій перфорованій решітці. Це дозволяє збільшити поверхню пароутворення, завдяки чому відбувається інтенсивне кипіння екстрагента в капілярах. В результаті забезпечується утворення достатньої для руйнування дифузійного пограничного шару кількості парової фази, що призводить до інтенсифікації процесу масообміну без збільшення енерговитрат на його со о 10143 реалізацію. На фігурі зображений масообмінний апарат для системи тверда фаза-рідина. Масообмінний апарат для системи тверда фаза-рідина містить циліндричний корпус 1 з патрубками 2 підведення твердої фази, 3 - відведення твердої фази, 4 - підведення рідкої фази, 5 - відведення рідкої фази, 6 - відведення утвореної під час кипіння парової фази. В нижній частині корпуса 1 встановлений генератор утворення парової фази, виконаний у вигляді нагрівача 7, над яким закріплена перша перфорована решітка 8. На решітці 8 розташований горизонтально з можливістю утворення порожнин між капілярами шар лінійних капілярів 9, над якими встановлена друга решітка 10. В ній закріплені вертикально розміщені наскрізні капіляри верхнього шару 11. Над верхнім шаром капілярів встановлено перфоровану решітку для розділу фаз 12. Конденсатор 13 розміщений зовні корпуса 1 і сполучений з ним через патрубок 6 відведення парової фази та з вакуум-насосом 14. Сепаратор 15 служить для відокремлення рідкої фази від парової перед її надходженням в конденсатор 13. Масообмінний апарат для системи тверда фаза-рідина працює наступним чином. В корпусі 1 масообмінного апарату за допомогою вакуумнасоса 14 створюється необхідний вакуум. Тверду фазу завантажують в корпус 1 апарату через патрубок 2. Патрубком 4 подають рідку фазу, наприклад екстрагент, який підігрівається нагрівачем 7 до температури, кипіння при заданому вакуумі. При проходженні рідкої фази через горизонтальний шар 9 лінійних капілярів, розміщених на перфорованій решітці 8, і вертикальний шар 11 лінійних капілярів, закріплених у перфорованій решітці 10, на хімічно інертній насадці утворюються бульбашки парової фази, які переміщуються з утворенням киплячого шару, який руйнує дифузійний пограничний шар твердої' фази, що інтенсифікує процес екстрагування. Парова фаза Із корпуса 1, відокремлюючись від рідкоіфази на сепараторі 15, через патрубок 6 поступає в конденсатор 13, де конденсується і відводиться у вигляді конденсату. Відпрацьована тверда фаза через патрубок 3 відводиться з апарата. Одержаний екстракт виводиться з корпуса 1 патрубком 5. AJ /\ Комп'ютерна верстка А. Крулевський ФІГ. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601