Пульсационный экстрактор Советский патент 1984 года по МПК B01D11/04 

со ;О со сд Изобретение относится к аппаратам химической технологии, предназначенным для проведения процессов жидкост ной экстракции, и может быть исполь зовано на нефтехимических предприятиях. Известен пульсационный экстрактор , содержащий вертикальный цилинд рический корпус 5 разделенный по выс те на отстойные и смесительные секции, образованные набором цилиндрических вертикальных коаксиально рас положенных перегородок, в кольцевых каналах которых установлены наклонные лопасти l , Однако в отстойных зонах между смесительными секциями наблюдается значительная поперечная неравномерность и продольное перемешивание фа зовых потоков, которые снижает эффективность аппарата. Изготовление цилиндрических перегородок с кольцевыми полками в горизонтальной пло кости снижает производительность экстрактора, требует значительньпс трудозатрат и расхода металла. Цель изобретения - интенсификация процесса экстракции путем интенсивн го вращения жидкостных потоков во взаимно противоположных направлениях уменьшение общей высоты аппарата за счет сокращения высоты смесительной и отстойной зон, увеличение произво дительности, . „ Поставленная цель достигается тем что в пульсационном экстракторе, в включающем вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высоте на отстойные и смесительные секции. образованные набором цилиндрических вертикальных коаксиально расположенных перегородок5 в кольцевых каналах которых установлены наклонные лопасти, в смежных кольцевых каналах лопасти установлены в один или два ряда под углом 5-10° к горизонтали в противоположных направлениях. На фиг, 1 представлен пульсационный экстрактор, продольный разрез, на фиг. 2 - два смежных коаксиальных цилиндра- детали 1 и И на фиг 1 (стрелками указаны направления жидкостных потоковS X, и Xj - струи из межлопастных каналов); на фиг„ 3 разрез А-А на фиг, 1 (стрелками пока заны направления жидкостных потоков на выходе из кольцевых зазоров смесительной секции). Пульсационный экстрактор состоит из корпуса 1 с чередующимися смесительными 2 и отстойными 3 секциями. Смесительная секция 2 образована наборЬм вертикальных цилиндрических коаксиально расположенных перегородок 4, фиксируемых между собой установленными в кольцевых каналах наклонными лопастями 5 и 6 в один или два ряда. Для подвода и отвода жидких фаз имеются штуцеры 7-10, Патрубок 11 служит для подключения пульсатора. Экстрактор работает следующим образом, В штуцер 7 подается тяжелая фаза, которая выводится через штуцер 8, в штуцер 9 - легкая фаза, выводится через штуцер 10, Таким образом, в колонне противопотоком двигаются две смешивающиеся между собой жидкости, одна из которых при этом диспергируется . Проходя между лопастями 5 и 6 в смесительных секциях 2, жидкие потоки при пульсациях получают интенсивное вращательное движение, благодаря чему происходит активное смешение контакриюущих фаз и интенсифицируется массообмен. Лопасти установлены на таком расстоянии от кромок коаксиальньгх цилиндров и ориентированы таким образом, что вращательное движение струй в кольцевых зазорах не затухает, и струи вырываются из смежных зазоров в противоположных направлениях, что резко снижает поперечную неравномерность и продольное перемешивание в отстойных зонах, так как смежные противоположные направления струи образуют как бы завесы и при этом они гасят друг друга на некотором расстоянии от кромок смесительной секции. Струйные завесы являются продолжением цилиндрических перегородок и одновременно создают активный гидродинамический режим, Проведена экспериментальная проверка по гидродинамике и массообмену на модельной системе дизельное топливо - бензойная кислота - вода, Результаты проверки сведены в таблицу, Здесь oi - угол наалона лопасти от .горизонтали, 2А - двойная (полная) амплитуда пульсаций, Н.- высота смесительной секции, Н,., - высота отстойной зоны, h расстояние от кромки цилиндрической перегородки до торцов лопастей, X - длина струи из межлопаточного канала, которая зависит от ширины межлопаточного зазора ( 8 ) и может принять X (УХ - Ун) 100% - степень изW- фактор эне влечения, эк-У гоэффективности, расходы сплошной где V. и дисперсной фаз соответственно, начальная и конеч ная концентрации бензойной кислоты в воде, г/л, начальная концент рация бензойной кислоты в дизтопл ве, г/л, W У„ + суммарная нагрузк по обеим фазам, ч, высота, эквивален ная теоретической ступени, м, у - интенсивность пул сации, м/ч. , Поисковая работа выполняется в к лонне диаметром 80 мм, оптимальные варианты повторяются в апг;арате 400 м. По результатам эксперимента можно заключить, что оптимальными параметрами являются об 5-10, Нд (3-5)2Aj h X. С точки зрения закрутки потоков малые углы наклона лопастей более желательны, но при этом растут гидравлические сопротивления, что связано с энергозатратами. Отстойная зона с одной стороны содействует перераспределению фазовьсх потоков, способствует возникновению концевых эффектов, с другой стороны увеличивается продольное перемешивание и поперечная неравномерность. В конечном итоге положительное воздействие оказывается преобладающим. Экспериментально найдено, что минимальная высота отстойной зоны должна быть не менее полного периода гармонических колебаний, что соответствует двойной амплитуде пульсаций (2А), с учетом объема скоагулировавшейся дисперсной фазы в отстойной зоне перёд входом в смесительную секцию оптимальная величина несколько увеличивается , Оптимальная длина струй является продолжением цилиндрических перегородок за счет закрутки струй в противоположных направлениях что способствует уменьшению высоты смесительной секции, но дальнейшее увеличение струй (в зависимости от интенсивности пульсаций и ширины межлопаточного зазора) приводит к .возрастанию высоты отстойной зоны. Использование изобретения позволит резко увеличить производительность установки, так как ликвидированы кольцевые перегородки в горизонтальной плоскости, уменьшается рабочая в высота экстрактора за счет подбора оптимальных размеров смесительной и отстойной зон, что достигается закруткой потоков в противоположных направлениях. В целом экономия в металле доходит до 35%.

тгп

w

Zj

ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР содержащий вертикальный.цилиндрический корпус, разделенный по высоте на отстойные и смесительные секции, образованные набором цилиндрических вертикальных коаксиально расположенных перегородок, в кольцевых каналах которых установлены наклонные лопасти, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса экстракции путем интенсивного вращения жидкостных потоков во взаимно противоположных направлениях, уменьшения общей высоты аппарата за счет сокращения высоты смесительной и отстойной зон, увеличения производительности, в смежных кольцевых каналах лопасти установлены в один или два ряда под углом 5-10° к горизонтали в противоположных направлениях. S со

V..

x

a