Насадка для массообменных центробежных экстракторов Советский патент 1984 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к конструкциям массообменных устройств центробежных экстракторов для системы жидкость-жидкость и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.

Известна насадка для массообменных центробежных аппаратов, выполненная в виде установленных на роторе конических дисков, образующих Х-образную форму, и снабженная радиальными перегородка.ми

Ц.

Недостаток данной насадки - низкая эффективность из-за отсутствия повторения процессов коалесценции-диспергирования, т.е. обновления поверхности контакта фаз, при движении дисперсной фазы от одного конического диска к другому.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является насадка, выполненная в виде закрепленнЬго на роторе пакета коаксиально расположенных перфорированных цилиндров. При работе насадки вращается ротор. Под действием возникающих центробежных сил легкая и тяжелая фазы противотоком движутся в пространстве между перфорированными цилиндрами. Проходя через отверстия перфорированных цилиндров, легкая фаза диспергирует перемещивается с тяжелой, в результате осуществляется массообмен 2.

Однако известная насадка характеризуется неудовлетворительной организацией движения фаз, обусловленной тем, что при вращении ротора жидкость, находящаяся в объеме между перфорированными цилиндрами, проскальзывает относительно их поверхности и вращается со скоростью, меньшей окружной скорости перфорированных цилиндров. Из-за этого происходит отклонение направления жидкости от радиального, нарущается противоточное движение фаз, ухудшается их контакт, снижается линейная скорость фаз по радиусу ротора. В результате уменьшается удельная производительность центробежного экстрактора и снижается его эффективность. Кроме того, отсутствие периодического повторения актов коалесценции редиспергирования, т.е. непрерывного обновления поверхности контакта фаз, также существенно снижает эффективность процесса массопередачи.

Пелью изобретения является интенсификация процесса массообмена и повышение производительности экстрактора.

Поставленная цель достигается тем, что насадка для массообменных центробежных экстракторов, выполненная в виде закрепленного на роторе пакета коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, снабжена контактными элементами, установленными между перфорированными цилиндрами по концентрическим окружностям, выполненными в виде полых перфорированных цилиндров.

На фиг. 1 показана насадка с ротором, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - узел И на фиг. 2 (пунктирными линиями показано направление движения легкой фазы, сплошными - направление движения тяжелой фазы).

Насадка состоит из перфорированных цилиндров 1, цилиндрических контактных элементов 2, снабженных отверстиями 3.

Насадка работает следующим образом.

При вращении ротора под действием центробежных сил в пространстве между перфорированными цилиндрами и цилиндрическими контактными элементами через их отверстия противовотоком друг другу движутся легкая и тяжелая фазы, причем тяжелая фаза движется от оси к периферии ротора, а легкая фаза - от его периферии по направлению к оси. Проходя через отверстия перфорированных цилиндров и цилиндрических контактных элементов, легкая фаза дробится, перемешивается с тяжелой, происходит интенсивный массообмен. Двигаясь дальше, капли легкой фазы встречаются с поверхностью перфорированных цилиндров, коалесцируют на ней, происходит сепарация фаз с образованием сплошного подпорного слоя легкой фазы. Цилиндрические контактные элементы также вызывают коалесценцию капель на их поверхности с образованием дополнительных локальных зон сепарации в пространстве между отверстиями элементов на той их стороне, выпуклость которых обращена к оси ротора. Затем дисперсная фаза опять проходит через отверстия следующих перфорированных цилиндров и контактных цилиндрических элементов, и весь процесс повторяется.

Таким образом, присутствие контактных цилиндрических элементов, снабженных отверстиями, способствует дополнительному диспергированию легкой фазы и соответственно увеличению поверхности контакта фаз, а также образованию дополнительных локальных зон сепарации, непрерывному повторению актов коалесценции-редиспергирования и обновлению поверхности контакта фаз т.е. интенсифицирует процесс массопередачи центробежного экстрактора.

Кроме того, размещение контактных цилиндрических элементов между перфорированными цилиндрами препятствует проскальзыванию жидкости относительно поверхности последних. В результате значительно улучшается распределение фаз по поперечному сечению и их контакт, повыщается удельная нагрузка на экстрактор.

А-А

иг.2

НАСАДКА ДЛЯ МАССООБМЕННЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭКСТРАКТОРОВ, выполненная в виде закрепленного на роторе пакета коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена и повышения производительности, она снабжена контактными элементами, установленными между перфорированными цилиндрами по концентрическим окружностям, выполненными в виде полых перфорированных цилиндров. S 00 СП О5 со

Фиг.1