Аппарат для массообменных процессов

осуществления маосообменных процессов и может быть использовано в Гидрометаллургия и других процессах химической технологии.Известен аппарат для массообменных процессов, выполненный в виде корпуса с днищем 1/, реагентопроводами и снабженный перемешивающим устройством, выполненным в виде эрлиф. та, расположенного в нижней части аппарата. К недостаткам его относится неэффективный массообмен,связанный с неравномерностью распределения частиц твердого материала в объеме аппарата, так как воздущно-пульповая смесь отличается нестабильностью и, кроме того, в процессе перемешивания происходит самопроизвольное укрупнение воздушных пузырей за счет их слияния, что также создает дополнительную неравномерность перемешивания.Известен аппарат для массообменных процессов, включающий корпус с днищем и патрубками ввода и вывода реагентов и снабженный перемешивающим устройством /2, которое состоит из вала вращения с закрепленной на нем У - образной мешалкой, имеющей пластины с отверстиями, изогнутые в направлении, противоположном вращению мешашси. При вращении мешалки формируются направленные потоки по изгибу пластин в сторону расположения отверстий. Однако, из-за ограниченности зоны действия мешалки и быстрого затухания потоков не достигается равномерное распределение твердых частиц суспензии по объему аппарата, что влияет на ухудшение процесса массообмена.Наиболее близким по технической сущности и достнгаемому результату к предлагаемому устройству является аппарат для массообмениых процессов /3/ содержащий корпус с крышкой и днищем, патрубки ввода и вывода компонентов, а также расположенное в нижней части аппарата перемешивающее устройство, представляющее собой установленный наприводном валу рабочий орган в виде горизонтального диска, на верхней и3 НИЖНЕЙ СГОРОНДХ КОТОРОГО размешены ЛОПаСГИ С ОТНОШЕНИСМ СУММЗРНЫХлобовых поверхностей равным 4-3, либо при равном отношении суммарнойлобовой поверхности на верхней и ниэкней сторонах диска, число лопастейна них равно отношению 4-3.К НСДОСТЗТКЗМ ЗЛПЗРНТОВ ОТНОСИТСЯ ТО, ЧТО В НИХ не обеспечиваетсяи распределения частиц твердого по объему аппарата, так как под действием лопастей образуется радиально направленное движение перемешиваемой массы от оси к стенкам, что ограничивает зону существования активного гидродинамического режима по высоте аппарата. Это особенно проявляется в случае массообменного процесса между компонентами смеси, отличчъщимися по удельному весу, например,ионообменного, при котором необходимо обеспечить равномерный контакт (распределение) частиц ионита в среде раствора по объему аппарата.При недостаточном усреднении суспензии, т.е. неравномерном профиле распределения частиц по высоте, маосообменньтй процесс проходит с низкой эффективностью.Технический результат изобретения Эзаключающийся в повышении эффективности массообмена, обеспечивается тем, что в аппарате Для массообменных процессов, включающем корпус с крьшткой и днищем,патрубки ввода, вывода компонентов и перемешивающее устройство в виде, укрепленного на приводном валу, рабочего органа, согласно изобретению рабочий орган выполнен в виде усеченного конуса, с соотношением диаметров нижнего, верхнего оснований и высоты 10,250750,25, ориентированного большим основанием к днищу аппарата и с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль вертикальной4 Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что привозврате-поступательном движении перемешнвающего устройства объем суспензии, заключенный в пространстве полого усеченного конуса устремляется в отверстие верхнего основания усеченного конуса с ускорением, возникающим из-за сужения диаметров и в момент остановки конуса на его верхнем срезе (верхнее основание) образуется тороидальнос кольцо, которое обладает устойчивостью и значительной продолжительностью существования и достигает поверхности уровня заподшения аппарата. Таким образом, достигается равномерное распределение частиц твердого по всему объему аппарата, что и определяет эффективность массообмена.Поскольку продолжительность существования возмущения, созданного рабочим органом мешалки зависит от величины внутреннего трения между слоями ускоренной и условно неподвижной части содержимого аппарата,то более длительное существование вихревого образования по сравнению с перемешивающим устройством по прототипу, объясняется эффектом скольжения тороидального кольца по соседним слоям в объеме маесообмеиного аппарата.Таким образом, часть объема суспензии, сформированная движением перемешивающето устройства в виде полого усеченного конуса в вихревое тороидальное кольцо движется. вверх, практически не разрушаясь, до поверхности уровня заполнения у аштарата, транспортируя частицы твердого и обеспечивая их равномерное распределение во всем объеме аппарата и более эффективное протекание массообмештого процесса.Размер тороидального вихревого кольца, его объем, скорость вращения и линейного перемещения определяют эффективность захватывания ираспределения по высоте аппарата частиц твердой фазы, т.е. зависят от5 Экспериментально установлено, что наиболее эффективный Массообмендостигается при соотношении диаметров н высоты полого усеченного конуса равном 10,25-О,750,251.При соотношении диаметров нижнего и верхнего оснований усеченного конуса менее чем 0,25 уменьшается размер тороидального кольца, что приводит к сужению площади охвата раствора и твердых частиц, т.е. к снижению эффективности массообмена.При увеличении же соотношения диаметров усеченного конуса более Чем 10,75 исчезает эффект образования тороидального кольца, так как форма рабочего органа приближается к цилиндру и скорости слоев у верхнего и нижнего оснований будут уравниваться, а следовательно,снизится эффективность массообмена.Увеличение же высотыуееченного конуса, как и его уменъшенне за пределы предлагаемого соотношения, приводят к снижению эффективности массообмена, в первом случае за счет уменьшения объема для перемешивания, а во втором за счет более длительного прохождения вихревого образования по высоте аппарата.Предложенный аппарат состоит из шалиндрическото корпуса 1 с днищем 2 и крьплкой 3, патрубков 4 для ввода исходного раствора и гранул ионита,патрубка 5 для вывода конечного продукта, персмешивающего устройства в виде рабочего органа 6 с приводным валом 7, изготовленных из нержавеющей стали, и электродвигателя 8.Предлагаемый аппарат работает следующим образом. Через патрубки 4 подают раствор, содержащий ценный компонент, и гранулы ионита,которые при отсутствии перемешивания распределяются плотным слоем на днище 2. Затем в аппарате помещают рабочий орган 6, включают электропривод 8, передающий возврате-поступательные колебания валу 7и через него рабочему органу 6.