Пульсационный экстрактор Советский патент 1985 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к аппаратам предназначенным для проведения массообменных процессов, и может быть использовано при работе на системах с сильно меняющимися физико-химическими свойствами в процессе переработки в химической, нефтехимической и других областях промышленности для проведения процессов жидкостной экстракции

Известен пульсационный экстрактор, соде1«сащий корпус, расположенный коаксиально ему кожух, перфорированные тарелки, размещенные в корпусе и между корпусом и кожухом, корпус в нижней части выполнен с вертикальными прорезями с направляю1ДНМИ козырьками, при этом проход ; нее сечение прорезей выполнено уменьшанщнмся по высоте |J.

Недостатком этого пульсационного экстрактора является низкая эффективность вследствие невозможности регулирования интенсивности пульсации по участкам в аппарате в процессе его эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической су1В1Ности и достигаемо му результату является пульсационный экстрактор, содержавшей экстракционную колонну с коаксиально расположеннш4 внутренним цилиндром, разделенную по высоте пакетами тарелок на участки,, патрубки подачи и слива легкой и тяжелой фаз, пульсо провода, заполненные жидкостью, рас пределительный механизм и источник постоянного перепада давления

Недостатком известного пульсацион ного экстрактора является снижение его эффективности при работе на системах, физико-химические свойства которых значительно изменяются по мере прохождения по Ш1парату,например системы тршшорэтилён (ТХЭ) - капролактам - вода и масло - феиол.

Изменение физико-химических свойств систекял приводит к тому, что скорость движения дасперсной фазы может отличаться на выходном и входном участках-экстракционной колонны в 3 раза

В результате выходной участок, составляющий не менее половины высот аппарата, работает малоэффективно вследствие низкой удерживающей способности. Изменение скоростей потоков фаз по аппарату можно компенсировать интенсификацией диспергирования на соответствукяцем участке аппарата.

Цель изобретения - повышение эффективности работы пульсационного экстрактора путем регулирования интенсивности пульсации по участкам

Поставленная цель достигается тем, что в пульсационном экстракторе, содержащем экстракционную колонну с коаксиально расположенным внутренним цилиндром, разделенную по высоте пакетами тарелок на участки, пульсопроводы, источник постоянного перепада давления и распределительный механизм, в цилиндре на границах участков выполнены отверстия, снабженные дроссельными регулирующими органами

Благодаря этому возможно создание зон с различной гидродинамической обстановкой и ее регулирование в процессе эксплуатации аппарата в зависимости от изменения физико-химических свойств перерабатываег ых продуктов, т.е. возможна оптимизация процесса массопереноса на отдельно взятом участке аппарата и повьшение его эффективности в целом.

На чертеже изображена принципиальная схема пульсационного экстрактора,

Пульсационный экстрактор содержит экстракционную колонну 1, разделенную коаксиальнь)м цилиндром 2 на кольцеву 3 и центральную 4 зоны, а пакетами тарелок на участки I - 1У, распределительнь1й механизм 5, соединенный пульсопроводамн 6 с зонакщ колонны и трубопроводами 7 - с источником постоянного перепада Давления 8. В цилиндре на границе участков 1 - 1У вьшолнены отверстия 9, снабженные дроссель№лт регулирующими органами 10,

Пульсационный экстрактор работает следующим образом.

Легкая и тяжелая фазы, поступахицие в колонну 1, движутся противотоком в кольцевой 3 и центральной 4 зонах. Пульса1Щя создается распределительшям механизмом 5, пооче редно соеднняощнм зоны колонш через пульсопроводы б со всасывающими и нагнетательными патрубками источника постоянного перепада давления 8, причем половину периода жидкость перекачивается из кольцевой зоны 3 в центральную 4, а в следующую половину периода жидкость перекачивается. в обратном направлении. Таким образом, столб жидкости в центральной и кольцевой зонах совершает возврат но-поступательное движение в противофазе. Регулирование интенсивности пул сации на участках осуществляется дроссельными регулирующими органами 10, с помощью которых устанавливают определенную величинуперетока жидкости из центральной части А и. кольцевой зоны 3. В результате происходит перераспределение энергии пульсации по участкам 1 - ly Наибольшую интенсивность пульсации при этом имеет участок 1, а наименьшую - участок 1Уо Регулирование интенсивности пульсации осуществляется следу1рщим образом. В том случае, когда дроссельные регулирунявде органы полностью перекрывают отверстия на Коаксидльнон цилиндре, интенсивност пульсации постоянна по всему аппарату и равна 3« 2А € . Частота определяется числом оборотов ротора распределительного механизма 5« Амплитуда (А | - производительностью источника постоянного перепада давления. - .. 1ТГ где & - производительность источник постоянного перепада давления; площадь поперечного сечения кольцевой или центральной зоны; { - частота пульсации или часто та колебаний жидкости в ког лонне. В слзгчае открытия дросселышх регулирующих органов J О и установки определенных значений перетоков через отверстия 9 между центральной и кольцевой зонами, напрююр G «С, GJ, частота пульсации не изменяется так как она задается числом оборото ротора распределительного механизма Но происходит изменение амплитуды колебаний жидкости на участках П -1 А () При изменении амплитуды колебаний на участках П - ГУ соответственно изменяется и интенсивность пульсации ( ) . Таким образом, pervлируя величину перетоков по высоте колонны дроссельными регулирующими органами 10, можно регулировать величину интенсивности пульсации и тем самым создавать различную гидродинамическую обстановку на участках 1 - 1У. Причем Наименьшую интенсивность имеет участсж 1У на входе цисперсной фазы. По мере подъема частицы дисперсной фазы попадают в участки с большей интенсивностью пульсации, которая имеет максимальное значение на участке 1. Рост интенсивности по зонам компенсирует изменение скоростей потока дисперсной фазы - повышает задержку дисперсной фазы на выходном участке гтпарата, выравнивает значение коэффициента массопередачи в направлении движения перерабатываемых продуктов за счет более развитой поверхности контакта фаз Таким образом, регулирование интенсивности пульсации по участкам, т.е. создание зон с различной гидродинамической обстановкой, отвечающей определенным значениям физико-хюшческих свойств перерабатывае1« 1х продуктов, повьвпает эффективность работы пульсационного экстрактора. Работоспособность данной конструкции была проверена на лабораторной коаксиальной колонне с наружным диаметром 00 ми диаметром коаксиального цилиндра 70 мм. Рабочая часть колонны разделена пакетами тарелок на четыре участка, высота участка составила 400 мм, на границе участков были размещены дроссельные регулирующие органы, Проверка работоспособности данной констрзгкщш показала, что такое конструктивное решение позволяет peгyлиpoвatь интенсивность пульсации по участкам в широком диш1азоне интенсивности: от 500 мм/мин на входе дисперсной фазы (зона 1У) и до 3000 VBt/vam на выходе (зона 1| . В настоящее время в про ад1тенности применяется вибрационный экстрактор с насадкой ТИАП. По совокупности показателей его качества это устройство принято за базовый объект, В этом объекте насадка ГИАП представ

ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий экстракционную колонну с коаксиально расположенным внутренним цилиндром, разделенную по высоте пакетами тарелок на участки, пульсопроводы, источник постоянного перепада давления и распределительный механизм, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности работы пульсационного экстрактора путем регулирования интенсивности пульсации по участ-кам, в щшиндре на границах участков выполнены отверстия, снабженные дроссельными регулирующими .;; органами.