Гидрометаллургия

ППУ перекрестно-струйного типа состоит из коаксиально расположенных пульсационной камеры 2 и распределительной полости 4. Сопла 5 имеют одинаковую тангенциальную и различную вертикальную ориентацию. Внутри пульскамеры 2 установлена успокоительная решетка 3.
Рис 6
П
ри работе ППУ возвратно-поступательное движение жидкости в пульскамере преобразуется соплами в пульсацию струй жидкости. Благодаря тангенциальной ориентации сопел вся масса жидкости в аппарате пронизывается струями и приводится во вращение. Жидкость попеременно то выбрасывается из сопел (прямой ход пульсатора), то засасывается через них в пульскамеру (выхлоп), так что весь ее объем многократно проходит через пульскамеру, интенсивность перемешивания в которой очень велика.
ПУЛЬСАЦИОННЫЕ КОЛОННЫ
Колонные аппараты — это вертикальные трубчатые реакторы вытеснения, в которых контактирование фаз может осуществляться непрерывно при их прямотоке или противотоке.
Из пульсационных аппаратов наиболее широкое распространение получили колонны различного назначения. Пульсационные колонны (ПК), по существу, являются универсальным реактором, таким же, как баковые (объемные) реакторы, с той разницей, что в них можно осуществлять непрерывный, в том числе и многостадийный, процесс. Возможно также применение и в периодическом или полунепрерывном режимах, однако при этом теряется большая часть их достоинств.
Использование пульсации жидкости резко улучшает гидродинамический режим в колоннах и значительно увеличивает их преимущества перед баковыми реакторами (в том числе и пульсационными).
Н
а основе пульсационных колонн созданы установки для проведения разнообразных процессов. Как и другие колонные аппараты, пульсационные колонны состоят из реакционной 3 и отстойных 1, 6 зон (рис. 7). В реакционной зоне расположена распределительная насадка 4.
Рис 7
ПУЛЬСОПРОВОДЫ И ПУЛЬСАЦИОННЫЕ КАМЕРЫ
Элементами систем пневматической пульсации являются пульсопроводы и пульсационные камеры (пульскамеры). Пульсопровод, т. е. воздуховод, служит для передачи колебаний воздуха от пульсатора к реакционному аппарату. В пульскамере имеется граница раздела фаз. Здесь воздух, соприкасаясь с реагентом, воздействует на его уровень, создавая в свою очередь колебания, которые передаются находящейся в аппарате жидкости (Рис.8).

Рис 8
Х
арактеристика указанных элементов обусловливает размеры энергозатрат. Расход воздуха на пульсацию в значительной мере определяется сечением и длиной пульсопровода, поэтому желательно, чтобы длина была минимальной, а диаметр обеспечивал скорость движения воздуха не выше 20 м/с. Обычно применяют пульсопроводы диаметром 20—80 мм. Кроме того, нужно стремиться к уменьшению гидравлического сопротивления, т. е. не следует устанавливать на пульсопроводе без особой необходимости вентили и задвижки, а число изгибов необходимо сводить к минимуму. Пульсопровод должен иметь хотя бы одну точку, уровень которой выше уровня налива аппарата для предотвращения переброса жидкости в пульсатор при остановках.

Конструкция пульсационной камеры должна обеспечивать равномерность передачи энергии воздуха в реакционный объем при максимальном к. п. д. Для этого необходимо избегать всплесков, колебаний уровня и разбрызгивания жидкости при движении ее в пульскамере. С этой целью под патрубком ввода воздуха устанавливают распределитель, а в камере располагают успокоительную решетку (рис. 8 а).
Трубопровод, соединяющий пульскамеру с реакционным аппаратом, должен быть выполнен с плавным изгибом и иметь проходное сечение не меньше, чем у пульскамеры.
Высота пульскамеры определяется амплитудой пульсации и методом регулирования уровня раздела фаз. При непосредственной стабилизации уровня она может составлять 0,5—0,6 м. При стабилизации давления воздуха в ресивере высота пульскамеры должна быть не меньше 1,0—1,5 м.
Чем меньше объем воздуха над уровнем жидкости в пульскамере, тем меньше энергозатраты. Для колонн с транспортной пульсацией, когда амплитуда импульсов велика, необходимо, чтобы объем пульскамеры был в 1,5—2,0 раза больше объема импульса, т. е. приближался к межтарельчатому объему. Минимум , энергозатрат соответствует отношению диаметров пульс-камеры и аппарата (колонны), равному Дпк/Дк=!. Однако выполнение такого условия конструктивно затруднено и может быть реализовано только для небольших лабораторных колонн. Обычно принимают Дпк/Дк=0,5 (для крупногабаритных колонн Дкг>1,5 м). Чтобы избежать значительного увеличения габаритов аппарата, это соотношение еще уменьшают до Дпк/Дк=0,15—0,25. Но для таких аппаратов часто применяют кольцевые или внутренние пульскамеры (рис. 8 6, в), имеющие те же элементы, что и выносные, при оптимальном в отношении энергозатрат сечении.