Масообмінний апарат для системи тверда фаза-рідина

Винахід відноситься до апаратів для проведення хімічних або фізичних процесів, зокрема, в присутності рідкої і твердої фаз при кипінні рідкої фази під вакуумом, які можуть використовуватися для процесів екстрагування, розчинення, вилуговування в різних галузях хімічної, фармацевтичної, харчової та нафтохімічної промисловості та галургії для вилуговування полімінеральних та 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, в нижній частині якого встановлений генератор парової фази, а патрубок відведення екстракту оснащений двома послідовно розташованими секторними витратомірами, між якими встановлено буферну ємність, з'єднану з вакуум-насосом. [Деклараційний, патент на винахід. №51429 А, Бюл. №11 2002 ]. Але, через попадання твердої фази в патрубок відведення екстракту відбувається втрата частини твердої фази, засмічення нею отриманого екстракту, що приводить до нестабільного режиму роботи витратомірів і буферної ємності, а головне, зменшує швидкість процесу масообміну та збільшує енерговитрати. В основу винаходу поставлено завдання вдосконалити масообмінний апарат для системи тверда фаза - рідина, в якому введення нових елементів конструкції запобігло б втраті частини твердої фази, засміченню нею отриманого екстракту, що забезпечить стабільний режим роботи витратомірів і буферної ємності, збільшить швидкість процесу масообміну та зменшить енерговитрати. Поставлене завдання вирішується тим, що масообмінний апарат для системи тверда фаза - рідина , що містить конденсатор, сполучений з вакуум - насосом, циліндричний корпус з патрубками для підведення і виведення фаз, в нижній частині якого встановлений генератор парової фази, причому до патрубка відведення екстракту послідовно – під’єднані секторні витратоміри, між якими встановлено буферну ємність, з'єднану з вакуум -насосом, згідно з винаходом, на патрубку відведення екстракту перед секторними витратомірами додатково встановлені послідовно сполучені труба Вентурі і гідроциклон. Це забезпечує повернення твердої фази в апарат та стабілізує режим роботи витратомірів і буферної ємності, що збільшує швидкість процесу масообміну і зменшує енерговитрати. 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 парової фази, виконаний у вигляді підігрівача 7, над яким закріплена перфорована решітка 8 з насадкою 9 і решіткою 10 для розділення фаз. Конденсатор 11 розміщений зовні корпуса 1 і сполучений з ним через патрубок 6 відведення парової фази та з вакуум-насосом 18. Патрубок 5 відведення екстракту сполучений зі входом труби Вентурі 13, вихід якої з'єднаний з вхідним патрубком гідроциклону 14, вихідний патрубок якого з'єднаний з секторними витратомірами 15 і 16, між якими розташована буферна ємність 17, що сполучена із вакуум-насосом 18. Сепаратор 12 служить для відокремлення рідкої фази від парової перед поступанням її в конденсатор 11. Масообмінний апарат для системи тверда фаза - рідина працює наступним чином. В корпусі 1 масообмінного апарату за допомогою вакуум-насоса 18 створюється необхідний вакуум. Тверду фазу завантажують в корпус 1 апарату через патрубок 2,одночасно патрубком 4 подають рідку фазу, наприклад, екстрагент, який нагрівається підігрівачем 7 до температури кипіння під заданим вакуумом. При проходженні рідкої фази через решітку 8 з розташованим на ній шаром насадки 9 по всьому об'єму корпусу 1 зароджуються бульбашки парової фази, які перемішуються з утворенням киплячого шару над сіткою 10 для розділення фаз, що інтенсифікує процес масообміну. Парова фаза із корпуса 1 через патрубок 6 поступає в конденсатор 11 з водяним охолодженням, де конденсується і відводиться у вигляді конденсату. Відпрацьована тверда фаза через патрубок 3 виводиться з апарата. Одержаний екстракт виводиться з корпуса 1 через патрубок 5, проходячи послідовно через трубу Вентурі 13, гідроциклон 14, в якому проходить розділення твердої і рідкої фаз. Звільнена від твердих частинок рідка фаза поступає через секторний витратомір 15 в буферну ємність 17 і через секторний витратомір 16 поступає до споживача.