Процесс растворения можно осуществлять в периодическом или непрерывном режиме. При периодическом процессе в одном и том же аппарате проводят ряд последовательных операций: заполнение аппарата, включая дозировку, подогрев среды до заданной температуры, растворение материала, отделение раствора от нерастворимого остатка, выгрузку раствора и остатка, подготовку аппарата к следующему циклу и т. д. В некоторых случаях аппарат для растворения может служить емкостью, в которой продукты растворения накапливаются и хранятся. Периодические процессы используют в малотоннажных производствах, при большом ассортименте растворяемых веществ, а также в случаях, которым сопутствует кристаллизация, нарушение условий стерильности, герметичности или при большой длительности процесса.
Читать полностью »
Такие аппараты просты по конструкции, их применяют для растворения материалов широкого гранулометрического состава. Фильтрующая способность стационарного слоя используется для предотвращения уноса мелких частиц и получения чистых растворов.
Широкое распространение эти аппараты получили в теплоэнергетике для получения растворов NaCl, используемых в процессе регенерации ионообменных смол.
Солерастворитель (рис. 1) представляет собой цилиндрический сосуд с эллиптическими днищем и крышкой, способный работать под давлением воды до 0,6 МПа. Около половины объема сосуда занимает фильтрующий слой, образованный тремя фракциями кварцевого песка различной крупности. Соль периодически загружают через верхний люк; она растворяется водой, поступающей через колено трубопровода в верхнюю часть аппарата.
Читать полностью »
Для перемешивания можно использовать кинетическую энергию одного из компонентой суспензии; например, при падении твердых частиц, подлежащих растворению, в жидкость или при использовании жидкостного инжектора для движения суспензии. Наиболее распространен способ подвода энергии к суспензии перемешивающими устройствами. Последние могут быть с твердым рабочим органом (механические мешалки, барабанные аппараты с загрузкой в виде стержней, шаров, крупных кусков растворяемого вещества) или с газообразным рабочим органом (перегретый пар, сжатый воздух).
Выбор этих устройств определяется реологическими характеристиками перемешиваемой среды, в основном вязкостью.
Как известно, в зависимости от соотношения между силой внутреннего трения и радиентом скорости все жидкости делятся на ньютоновские и неньютоновские. Первые характеризуются вязкостью х, вторые – группой реологических констант, к числу которых принадлежит кажущаяся (эквивалентная) вязкость.
Читать полностью »
Непрерывный процесс можно осуществить и в аппарате периодического действия, если его рабочий объем равен или больше произведения из требуемой производительности непрерывного процесса на время его протекания в режиме полного смешения, т. е. при постоянной минимальной движущей силе. Так как скорость растворения пропорциональна движущей силе, то очевидна нерациональность такого варианта осуществления процесса.
Поскольку трудно реализовать режим полного вытеснения, отличающийся максимальной движущей силой, на практике используют промежуточные режимы, проводимые в отдельном реакционном объеме (аппараты со взвешенным слоем), в секционированном реакционном объеме одного аппарата (корытные аппараты с рамными мешалками) или в ряде последовательно соединенных аппаратов полного смешения (батареи аппаратов с мешалками).
Читать полностью »
Одним из распространенных аппаратов этой группы является горизонтальный корытный растворитель для калийных руд с комбинированной шнеково-ленточной мешалкой, известный под названием шнековый растворитель (рис. 1). Он состоит из сварного корпуса 24 корытообразной формы с машалкой и наклонным ковшевым элеватором 14 для выгрузки нерастворившейся твердой фазы. Корпус снабжен герметичной крышкой 7, на которой расположены люки-лазы 4, и поперечными перегородками 10, достигающими окружности, описываемой элементами мешалки. Перегородки, предназначенные для уменьшения продольного перемешивания, делят объем растворителя на шесть секций. Корпус растворителя и наклонного элеватора опирается на строительные конструкции лапами 13, которые могут перемещаться по роликам при температурных деформациях корпуса.
Читать полностью »
Разработаны и испытаны аппараты с вибрационным перемешивающим устройством в виде перфорированных дисков (рис. 1).
Внутри сосуда 5 находятся два горизонтальных диска 6, укрепленных на штангах 7 вибропривода. При вращении коленчатого вала 1 штанги с дисками совершают вертикальные колебания частотой 20-40 Гц и амплитудой 3-6 мм. Диски перфорированы конусными отверстиями, через которые выбрасываются струи жидкости в направлении, противоположном направлению движения диска. При этом происходит интенсивное перемешивание среды, сопровождаемое ее циркуляцией в сосуде.
Читать полностью »
По конструктивному исполнению такие аппараты можно разделить на две группы: аппараты с излучателями колебаний (вибраторами, пульсаторами), установленными в реакционном объеме, и аппараты с вибрацией всего реакционного сосуда. В качестве вибраторов используются устройства, в которых механическая или электромагнитная энергия преобразуется в кинетическую энергию колебаний жидкости или суспензии.
Читать полностью »
Эффективность работы таких аппаратов в значительной мере определяется эффективностью и надежностью работы излучателей колебаний. Последние преобразуют механическую, электрическую, магнитную, тепловую или химическую энергию в кинетическую энергию колебательного движения жидкости. Поэтому их называют также преобразователями. Любой преобразователь в общем виде представляет собой устройство, к которому с одной стороны подводится энергия, а с другой отводится ее преобразованная часть. Плотность потока энергии (количество энергии, доставляемое потребителю в единицу времени через единицу площади) пропорциональна разности соответствующих потенциалов и обратно пропорциональна сопротивлению системы преобразователь – обрабатываемая среда. Последняя состоит из внутреннего сопротивления преобразователя и внешнего сопротивления среды (нагрузки).
Для эффективного использования преобразователей существенное значение имеет согласование этих сопротивлений. Практически сопротивление нагрузки должно в 10-15 раз превышать внутреннее сопротивление преобразователя. В большинстве случаев для этого используются специальные согласующие устройства в виде диафрагм и волноводов различной формы (экспоненциальный, конический, ступенчатый и др.). Для сохранения колебательной скорости поверхности преобразователя или ее увеличения применяют волноводы- концентраторы. Чтобы достигнуть больших к. п. д. преобразователя, нужно уменьшить число ступеней преобразования и повысить к. н. д. каждой ступени, согласовав параметры преобразователя и нагрузки.
Читать полностью »
Перемешивание широко применяется в химических производствах для получения эмульсий, суспензий и смесей твердых веществ, а также для интенсификации процессов массо- и теплообмена. Интенсивное перемешивание материалов необходимо для успешного проведения многих химических процессов непрерывным способом.
Перемешивание и химическая реакция могут проводиться раздельно или совпадать во времени и в пространстве.
В первом случае применяют собственно аппараты для перемешивания (смесители), во втором случае перемешивание проводят непосредственно в реакционных аппаратах, имеющих приспособления для перемешивания (мешалки).
Выбор метода перемешивания и аппаратуры обусловливается в первую очередь агрегатным состоянием перемешиваемых материалов.
Механические мешалки по конструкции весьма разнообразны; ниже будут рассмотрены лишь некоторые распространенные типы мешалок.
Читать полностью »
Аппараты для перемешивания твердых сыпучих и тестообразных материалов можно по конструкции разбить на несколько групп:
- смесители с вращающимися лопастями;
- шнековые смесители;
- смесовые барабаны;
- смесители с поступательно-движущимися лопастями.
Последние применяются для перемешивания значительных количеств твердых материалов, расположенных на большой площади в тонком слое (например, для перелопачивания солода), и в химической промышленности почти не используются.
Смесители с вращающимися лопастями.
Для перемешивания сыпучих и тестообразных тел широко применяют смесители с мешалками, состоящими из двух параллельно установленных горизонтальных роторов специальной формы. Роторы вращаются в противоположные стороны в корытообразном сосуде, дно которого имеет форму двух полуцилиндров.
Читать полностью »