Диференційно-контактний тепло-масообмінний апарат

1. Диференційно-контактний тепломасообмінний апарат, в корпусі якого розміщені два обертаючих ротори з плоскими диспергуючими дисками, при цьому диспергуючі диски одного ротора зміщені по висоті по відношенню до дисків другого ротора, а між дисками розміщені горизонтальні перегородки, який відрізняється тим, що диспергуючі диски мають форму змінної конусності. 2. Диференційно-контактний тепло-масообмінний апарат за п. 1, який відрізняється тим, що диспергуючі диски обох роторів мають однаковий кут конусності. 3. Диференційно-контактний тепло-масообмінний апарат за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кут конусності диспергуючих дисків одного ротора відрізняється від кута конусності диспергуючих дисків другого ротора. 4. Диференційно-контактний тепло-масообмінний апарат за п. 1, який відрізняється тим, що діаметр диспергуючих дисків одного ротора має інший розмір по відношенню до діаметра диспергуючих дисків другого ротора. 5. Диференційно-контактний тепло-масообмінний апарат за п. 1, який відрізняється тим, що диспергуючі диски виконані з матеріалу різної' здатності змочуватися. Корисна модель відноситься до конструкцій апаратів для проведення тепло-масообмінних процесів в системах рідина-рідина, рщина-газ і може бути використана в нафтохімічній, нафтопереробній, ХІМІЧНІЙ, фармацевтичній, гірничій та інших галузях промисловості. Відомі роторно-дискові масообмінні апарати великих діаметрів для багатотоннажних виробництв (наприклад, для нафтохімічної' промисловості) з кількома роторами [Г.А.Ягодин, В.В.Тарасов "Основы жидкостной экстракции" М, Химия, 1981г., стр.301]. Відомий масообмінний апарат, в корпусі якого розміщені два обертаючих ротора з плоскими диспергуючими дисками, при цьому диспергуючі диски одного ротору зміщені по висоті по відношенню до дисків другого ротора, а між дисками розміщені горизонтальні перегородки [Патент Японии №48-33874 Кл. B01D 11/04]. Недоліком відомого апарата являє неможливість регулювання утримуючої здібності незалежно від дозованого співвідношення фаз. Крім того, ефективність роботи зменшується за рахунок зниження рециркуляції в зонах змішування, що приводить до збільшення поздовжнього змішування фаз та погіршенню масообміну. В основу корисної моделі покладене завдання інтенсифікації процесу масообміну за рахунок зменшення повздовжнього змішування фаз. Для вирішення завдання запропоновано апарат, в корпусі якого розміщені два обертаючих ротора з плоскими диспергуючими дисками, при цьому диспергуючі диски одного ротору зміщені по висоті по відношенню до дисків другого ротора, а між дисками розміщені горизонтальні перегородки, в якому, згідно з корисною моделлю, диспергуючі диски мають форму змінної конусності. В окремих варіантах виконання диспергуючі диски обох роторів мають однаковий кут конусності або кут конусності диспергуючих дисків одного ротора відрізняється від кута конусності дисків другого ротора, а діаметр диспергуючих дисків одного ротора має інший розмір по відношенню до діаметра диспергуючих дисків другого ротора, і що диспергуючі диски виконані з матеріалу різної здатності змочуватися. На фіг. " зображений повздовжній розріз апаї рату; на фіг.2 - поперечний розріз апарату. Апарат складається з вертикального корпусу 1, який виконаний з двох частин 2 та 3 в вигляді циліндричних сегментів, роторів з валами 4 та 5, установлених по вісі обичайок 2 та 3, верхньої" 9 та нижньої 14 сепараційних камер. В внутрішній час (О СО М 2367 тині обичайок 2 та 3 розміщені статорні елементи 6, які мають вид кільцевих сегментів, зрізаних з сторони суміжної обичайки. Ротор представляє собою вал 4 або 5 з насадженими на ньому диспергуючими дисками перемінної конусності 7 і кріпляться в верхній 11 та нижній 13 опорах. Посадочне місце диспергуючих дисків 7 розміщене по середині висоти секції, утвореної статорними елементами 6. Диспергуючі диски 7 роторів з валами 4 та 5 перекривають частково один одного по висоті і розміщені таким чином, що диски одного ротора знаходяться між дисками другого ротора. Апарат споряджений патрубками введення легкої фази 13 та важкої фази 8, а також патрубками для відведення легкої фази 10 та важкої фази 15 Обертання роторів може виконуватися або в одному напрямку, або в різні. Швидкості обертання роторів можуть бути різними. Апарат працює слідуючим чином: Важка фаза подається через патрубок 8 в верхню частину апарату, контактує по мірі проходження через робочу зону з легкою фазою, надходить в нижню сепараційну камеру 14 і виводиться попатрубку 15. Легка фаза вводиться через патрубок 12, рухається догори і виводиться із верхньої сепараційної камери 9 через патрубок 10. В робочій зоні апарату під дією обертання диспергуючих дисків у формі змінної конусності 7 відбувається вихровий рух фаз, а також їх циклічний рух в напрямку від диспергуючих дисків 7 до стінки корпусу 1, далі вздовж цієї стінки до статорних кілець 6. Краплини дисперсної фази, що попали на конусну поверхню обертаючих дисків, відкидаються назад, збільшуючи ступінь рециркуляції' і розмір між фазної поверхні та утримуючу здібність апарату. Крім того, диспергуючі диски форми змінної конусності 7 одного ротора турбулізують та змішують рідини між диспергуючими дисками другого ротора. Зустрічні обертання дисків 7 обох роторів з валами 4 та 5, які направлені в протилежні сторони, потрібно використовувати в тім разі, коли оброблювані рідини значно відрізняються по густині і не являються легкоемульсійними. Якщо ж рідини легкоемульсійні, то необхідно роторам з валами 4 та 5 придати супутний рух. Це дозволить запобігти утворенню стійкої емульсії. Цієї мети досягається також різні швидкості обертання роторів з валами 4 та 5. Застосування для диспергуючих дисків 7 одного ротора матеріалу, який змочується важкою фазою, а для диспергуючих дисків 7 другого ротора, який змочується легкою фазою, дозволяє отримати інверсію фаз в зонах корпусу, обмежених обичайками 2 та 3. Це сприяє додатковому підвищенню інтенсивності масообміну. Запропоноване технічне рішення дозволяє значно інтенсифікувати процес масообміну за рахунок підвищення ступеню змішування і турбулізації потоків фаз диспергуючими дисками форми перемінної конусності і може бути використане в широкому діапазоні властивостей рідинних фаз. фіг. 1 Комп'ютерна верстка Т. Чепелєва г. 2 Підписне Тираж 38 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Сім'ї1 Хохлових, 15, м Київ, 04119