Роторно-дисковий масообмінний апарат

1. Роторно-дисковий масообмінний апарат, який містить вертикальний корпус, секціонований нерухомими перегородками, два ротори з диспергуючими дисками, що утворюють з перегородками контактні сходинки, технологічні патрубки, який відрізняється тим, що диски на кожному роторі встановлені попарно, при цьому пари дисків одно го ротора розташовані напроти пар дисків іншого ротора або зміщені у вертикальній площині щодо осей ротора, на дисках виконані радіальні прорізи з по черзі відігнутими нагору і вниз відбортовками, розташованими на довгих сторонах прорізів під гострим кутом до площини обертання диска, причому прорізи верхнього диска радіально зміщені або суміщені щодо прорізів нижнього диска. 2. Роторно-дисковий масообмінний апарат за п. 1, який відрізняється тим, що прорізи з відбортовками пари верхнього диска одного ротора, відігнуті нагору, і прорізи пари диска сусіднього ротора, відігнуті вниз, суміщені. Корисна модель відноситься до галузі хімічного машинобудування, зокрема до роторнодискового масообмінного апарату, який може бути використаний у хімічній технології процесів розділення й екстракції сумішей у системі рідинарідина, а також для знесолення й знешкодження нафти, очищення стічних вод, що містять олії, нафтопродукти, органічні кислоти, феноли, іони металів і ін. Відомий масообмінний апарат, у корпусі якого розташовані два ротори з плоскими диспергуючими дисками, причому диспергуючі диски одного ротору зміщені по висоті відносно до дисків другого ротору, а між дисками розташовані горизонтальні перегородки [1]. Апарат малоефективний у силу конструктивних особливостей дисків, які не забезпечують достатню ефективність масообмінних процесів. Це обумовлено наявністю застійних зон і значного подовжнього перемішування. Близьким за конструктивними ознаками є роторно-дисковий масообмінний апарат, який містить вертикальний циліндричний корпус, із закріпленими на ньому перегородками, два вали з диспергуючими дисками, при цьому диски одного вала розташовані між дисками іншого вала, а перегородки виконані у вигляді кільцевих сегментів [2]. У відомому апараті через недостатній ступінь диспергування, а також наявності застійних зон над і під дисками не досягається висока міжфазна взаємодія, що обумовлює малу ефективність розділення і продуктивність апарату. Метою корисної моделі є створення апарату, у якому усуваються згадані недоліки. Поставлена мета досягається тим, що роторно-дисковий масообмінний апарат містить вертикальний корпус, секціонований усередині нерухомими перегородками, два ротори з диспергуючими дисками, встановленими на кожному роторі попарно, при цьому пари дисків одного ротору розташовані напроти пар дисків іншого ротору або зміщені у вертикальній площині щодо осей ротору, на дисках виконані радіальні прорізи з по черзі відігнутими нагору і вниз відбортовками, що розташовані на довгих сторонах прорізів під гострим кутом до площини обертання диска, причому прорізи верхнього диска радіально зміщені чи сполучені щодо прорізів нижнього диска. Відповідно до другого варіанту здійснення корисної моделі, прорізи з відбортовками пари верхнього диску одного ротору, відігнуті нагору, і прорізи з відбортовками нижнього диску пари сусіднього ротору, відігнуті вниз, сполучені. Сутність даної корисної моделі полягає у тому, що роторно-дисковий масообмінний апарат містить вертикальний корпус, секціонований нерухомими перегородками, два ротори з диспергуючими дисками, що утворюють з перегородками контактні сходинки, технологічні патрубки, при чому диски сч 00 о 9892 на кожному роторі встановлені попарно, при цьому пари дисків одного ротору розташовані напроти пар дисків іншого ротору або зміщені у вертикальній площині щодо осей ротору, на дисках виконані радіальні прорізи з по черзі відігнутими нагору і вниз відбортовками, розташованими на довгих сторонах прорізів під гострим кутом до площини обертання диска, причому прорізи верхнього диска радіально зміщені або сполучені щодо прорізів нижнього диска. Крім того, сутність корисної моделі полягає також у тому, що прорізи з відбортовками пари верхнього диску одного ротору, відігнуті нагору, і прорізи диску пари сусіднього ротору, відігнуті вниз, сполучені. Конструкція апарату показана на фігурах 1, 2, З, 4 і 5. На Фіг.1 зображений загальний вигляд апарата, на Фіг.2 - поперечний розріз його, на Фіг.З диспергуючі диски, на Фіг.4 - вигляд зверху на Фіг.З, на Фіг.5 - розріз А-А Фіг.4. Згідно з кресленнями які показані на вищезгаданих фігурах роторно-дисковий масообмінний апарат складається з вертикального корпусу 1, виконаного з двох частин 2, 3 у вигляді циліндричних сегментів, роторів 4, 5, встановлених у центрі відповідних частин 2, 3, один з роторів може мати реверсивне обертання, нижньої 6 і верхньої 7 відстійних камер. Корпус 1 усередині секціонований перегородками 8. На роторах 4, 5 між перегородками 8 встановлені диспергуючі диски 9, 10, що на кожному роторі розташовані попарно (Фіг.З). Пари дисків на роторах розташовані навпроти або зі зсувом у вертикальній площині щодо осей ротору (Фіг.1). На дисках 9, 10 виконані радіальні прорізи 11, з відбортовками 12, відігнутими по черзі нагору і вниз і розташовані на довгих сторонах прорізів 11 під гострим кутом до площини обертання диска. Прорізи 11 верхнього диска 9 радіально зміщені або сполучені щодо прорізів нижнього диска 10 (Фіг.4). Іншим варіантом розташування пари дисків на роторах є таке, що прорізи з відбортовками пари верхнього диска одного ротору, відігнуті нагору, і прорізи з відбортовками нижнього диска пари сусіднього ротору, відігнуті вниз, сполучені. Апарат забезпечений технологічними штуцерами: підводу 13, 14 і виводу фаз 15, 16. Диски в парі і пари дисків на сусідніх роторах можуть бути виготовлені з різних по змочуваємості матеріалів. Апарат працює в такий спосіб. Важка фаза безупинно надходить в апарат через штуцер 13, контактує з легкою фазою, що піднімається знизу через патрубок 14, і виводиться з апарату через патрубок 15 нижньої відстійної камери 6. Легка фаза рухається нагору і виводиться через патрубок 16 верхньої відстійної камери 7. У робочій зоні апарату при обертанні роторів 4, 5 відбувається вихровий рух обох фаз, при цьому зустрічні потоки фаз, у тому числі і з застійних зон над і під дисками захоплюються і направляються відбортовками 12, відігнутими на верхньому диску 9 нагору, а на нижньому диску 10 униз, через прорізи в міждисковий простір, де відбувається їхнє інтенсивне змішування, диспергування і коалесценція. У міждисковому просторі двохфазний потік під дією відцентрових сил рухається по спіралі. При проходженні щілини, утвореної відбортовками 12, відігнутими на диску 9 униз, а на диску 10 - нагору, швидкість двохфазного потоку зростає, що сприяє інтенсивному вихроутворенню. Одна частина потоку тангенціально викидається з міждискового простору, одержуючи значну швидкість, і направляється до стінок апарату і, огинаючи перегородки 8, переходить на вище - чи нижчележачу сходинку. Інша частина попадає в простір між дисками сусіднього ротора і розподіляється між ними. Відбувається також взаємодія потоків, спрямованих друг до друга і вихідних із сусідніх роторів, при цьому між ними створюється зона інтенсивного вихроутворення, диспергування і відновлення поверхні крапель. Така організація і створення спрямованих потоків рідини диспергуючими елементами дисків забезпечує ефективний масообмін на сходинці й в обсязі апарату, а також сприяє руйнуванню застійних зон над і під дисками. Усунення застійних зон веде до інтенсифікації масообмінного процесу і підвищенню продуктивності апарату. Джерела інформації: 1. Пат. Японии №48-33874, кл. B01D 11/04, 1974. 2. А. с. СССР №912199, кл. B01D 11/04, 1980. Z міф фф^ 2686 9892 -й 12 bJ 10 Фіг. З --я Комп'ютерна верстка А. Крулевський 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 - 4 2 , 01601