Пульсационный экстрактор Советский патент 1983 года по МПК B01D11/04 

в 9

01

2

оо оо J и

;о

flodava /1.Ф. Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для проведения массообменных процессов, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других областях промышленности для проведения процессов жидкостной экстракции. Известен пульсационный экстрактор, содержащий экстракционную колонну, разделенную коаксиальным цилиндром на кольцеву б и центральную зоны, пульсопроводы, заполненные жидкостью, источник постоянного перепада давления, основной распределительный механизм и дополнительный распределительный механизм 1. Недостатком известного пульсационного экстрактора является наличие вибрации пульсопроводов и гидравлических ударов в основном и дополнительном распределительных механизмах и источнике постоянного перепада давления. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пульсационный экстрактор, включающий экстракционную колонну, разделенную коаксиальным цилиндром на кольцевую и центральную зоны, пульсопроводы, заполненные й:идкостью, источник постоянного перепада давления и распределительный механизм. Источник постоянного перепада давления соединен с колонной через распределительный механизм 2. Недостатком этого пульсационного экстрактора является наличие вибрации пульсопроводов и гидравлических ударов в распределительном механизме и источнике постоянного перепада давления. Вибрация пульсопроводов обусловлена высокой частотой возвратно-поступательного движения жидкости в пульсопроводе. Гидравлический удар возникает в момент резкого перекрытия ротором распределительного механизма сечения напорного трубопровода источника постоянного перепада давления, вследствие резкого повышения давления и перехода кинематической энергии остановившихся слоев жидкости в потенциальную , энергию сжатой жидкости. Наличие вибрации и гидравлических ударов может привести к разгерметизации фланцевых соединений пульсопроводов, что особенно опасно при работе ка пожаровзрывоопасных средах, к выходу из строя распределительного механизма и нарушению нормальной работы источника постоянного перепада давления. Все это снижает надежность работы пульсационного экстрактора. Цель изобретения - повышение надежности работы пульсационного экстрактора путем устранения вибрации пульсопроводов и гидравлических ударов в распределительном механизме и источнике постоянного перепада давления. Указанная цель достигается тем, что в известном пульсационном экстракторе, содержащем экстракционную колонну, разделенную коаксиально установленным цилиндром на центральную и кольцевую зоны, пульсопроводы, заполненные жидкостью, источник постоянного перепада давления и распределительный механизм, центральная и кольцевая зоны выполнены изолированными внутри аппарата и параллельно соединенными между собой через источник постоянного перепада давления и распределительный механизм. Пареллельное соединение зои экстракционной колонны позволяет осуществить однонаправленные движение жидкости в пульсопроводах, при этом работа распределительного механизма не оказывает влияния на работу источника постоянного перепада давления, поскольку распределительный механизм и источник постоянного перепада давления соединяются с колонной незивисимо. Однонаправленное движение жидкости исключает возможность возникновения вибрации. Несмотря на то, что ротор распределительного механизма также перекрывает сечение пульсопровода, на котором он установлен, но при этом сечение напорного трубопровода источника постоянного перепада не перекрывается и источник постоянного перепада давления не испытывает гидравлических ударов. Распределительный механизм, перекрывая сечение пульсопровода, также не испытывает гидравлических ударов, так как в этот момент происходит изменение направления движения жидкости в кольцевой и центральной зонах на противоположное и кинематическая энергия жидкости в пульсопроводе при этом минимальная. Изолирование центральной и кольцевой зон экстракционной колонны связано с созданием газовой подушки необходимой для накопления энергии источника постоянного перепада давления и создания нужного пульсационного режима. Параллельное соединение зон экстракционной колонны не оказывает отрицательного влияния на производительность и эффективность, позволяет вести процесс на малоинтенсивных и высокоинтенсивных режимах. При этом повышается надежность работы пульсациоиного экстрактора. На чертеже изображен экстрактор, продольный разрез. Пульсационный экстрактор содержит экстракционную колонну 1, разделенную коаксиальным цилиндром 2 на центральную 3 и кольцевую 4 зоны, изолированные в утри аппарата. Центральная и кольцевая зоны Соединяется через пульсопроводы 5 и 6, на которых установлены источник постоянного перепада давления 7 и распределительный механизм 8 с ротором 9, выполненным.

например, в виде полого стакана с отверстием на боковой поверхности. В верхней части центральной зоны 3 находится газо-. вая подушка 10.:

Пульсационный экстрактор работает следующим образом.

Тяжелая и легкая фазы подаются в центральную и кольцевую зоны 3 и 4 и движутся противопотоком. Пульсация роздаетея распределительным механизмом 8. Жидкость из кольцевой зоны 4 экстракционной колонны 1 через- пульсопровод б непрерывно подается источником постоянного перепада давления. в центральную зону 3. Ротор 9 распределительного механизма 8 поочередно открывает и перекрывает пульсопровод 5. В первый полупериод пульсационногд импульса ротор 9 распределительного механизма ,8 перекрывает пульсопровод о, столб жидкости в кольцевой зоне 4 источником постоянного перепада давления 7 через пульсопровод 6 перемещается вниз, в центральной зоне 3 - вверх, при этом, происходит сжатие газовой подушки 10. В следующий полупериод пульсационного импульса ротор 9 распределительного механизма 8 открывает пульсопровод 5 за счет энергии сжатого газа в газовой подушке10 и гидростатического давления столба, жидкости в центральной зоне 3, происходит возврат жидкости из центральной зоны в кольцевую 4, при этом столб жидкости в центральной зойе 3 движется вниз, а в кольцевой зоне 4 - вверх. Таким образом, жидкость в. центральной и кольцевой зонах совершает возвратно-поступательное движение. Жидкость в пульсопроводах 5 и 6 движется в одном направлении.

Однонаправленное движение жидкости в пульсопроврдах исключает возможность возникновения вибрации. Несмотря на то, что ротор 9 распределительного механизма 8 перекрывает сечение пульсопровода 5, но при этом сечение пульсопровода 6 не перекрывается, не происходит резкой остановки жидкости в пульсопроводе 6 и поэтому источник постоянного перепада давления не испытывает гидравлических ударов. Распределительный механизм 8 тАкже не испытывает гидравлических ударов, когда ротор 9 перекрывает пульсопровод 5, так как в этот момент происходит изменение направления движения жидкости в кольцевой 4 и центральной 3 зонах на противоположное и кинетическая энергия- жидкости в пульсопроводе при этом минимальна.

Проведен расчет величины гидравлического удара в пульсационном экстракторе данной конструкции диаметром 1200 мм и диаметром коаксиального цилиндра 800 мм предназначенного для отмывки БДФ-I от карбонильных соединений водой. За базу сравнения был взят пульсационный экстрактор диаметром 1200 мм и диаметром коаксиального цилиндра 800 мм для отмывки водой диэтилового эфира из кубовых остатков реактификации дивинила.

Проведенные расчеты показывают, что при интенсивности пульсации 800, 1000, 2000 мм/мин и частотах пульсации 20, 25 50 кол/мин величина гидравлического удара известного экстрактора равна 5,7 и 7 кг/см соответственно. Необходимо учесть что частота возникновения гидравлического удара совпадает с частотой пульсации, и 1-7 ку/см соответственно. Необходимо учесть, что частота возникновения гидравлического, удара совпадает с частотой пульсации.

Гидравлический удар в пульсационном экстракторе предлагаемой конструкции прак тически отсутствует.,

ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий экстракционную колонHodava ТФ ну, разделенную коаксиально установленным цилиндром на центральную и кольцевую зоны, пульсопроводы, заполненные жидкостью, источник постоянного перепада давления и распределительный механизм, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы пульсационного экстрактора путем устранения вибрации пульсопроводов и гидравлических ударов в источнике постоянного перепада давления и распределительном механизме, центральная и кольцевая зоны выполнены изолированными внутри аппарата и параллельно соединенными между собой через источник постоянного перепада давления и распределительный механизм. ёод /l.f