Барботажный экстрактор Советский патент 1985 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к аппаратам для экстракции в системах жидкость - жидкость и может -быть использовано в химической и смежной с нею отраслях (нефтехимической, фармацевтической ,пищевой и др. ), где широко распространены процессы жидкостной экстракциИо Известны экстракторы, в которых интенсификация процесса массообмена осуществляется за счет перемешивания жидкостей барботирующим инертным газом LI I. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является многоступенчатый барботажный экстрактор, включающий корпус, разделенный пере городками на секции-отстойники с ра положенными внутри них смесительными устройствами и газораспределительными насадками с отверстиями. Каждое смесительное, устройство вьтолнено в виде двух концентрических патрубков наружного и внутреннего, причем газо распределительный насадок расположен в нижней части внутреннего патру ка, верхний срез наружного патрубка расположен выше отверстий газораспре делительного насадка вышележащей сек ции, а нижний срез его расположен на середине высоты секции. Перемешанные в смесительной зоне жидкости входят в отстойную часть секции, где происходит оседание капель диспергированной тяжелой жидкости Переток отстоя шейся тяжелой жидкости в нижележащую секцию осзпцествляется по трубкам, верхние срезы которых подняты над перегородкой и перекрыты колпачками с прорезями в нижней части боковых стенок 2. Однако образующиеся при перемешивании жидкостей в смесительных устройствах наиболее мелкие капли, скорость осаждения которых невелика могут быть вынесены потоком дегкой жидкости в смесительные устройства вышележащей секции, что значительно снижает эффективность процесса экстракции Необходимость в перекрытии верхнего среза каждой из переточных трубок колпачками специальной конструкции значительно усложняет его конструкцию экстрактора, а также процесс изготовления и сборки аппара та. Цель изобретения - увеличение эффективности процесса экстракции путем исключения уноса тяжелой фазы в вышележащую секцию, потоком легкой жидкости, а также упрощение конструкции аппарата путем исключения колпачков, перекрьшающих верхние срезы переточных трубок для тяжелой жидкости. Указанная цель достигается тем, что в барботажном экстракторе, включающем корпус, разделенный перегородками на отдельные секции-отстойники с установленными в них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - внутреннего и наружного, переточные трубки для тяжелой жидкости и газораспределительные насадки с отверстиями, в средней части наружного патрубка смесительного устройства выполнены отверстия, перекрытые слоем волокнистого материала, смачиваемого тяжелой жидкостью, при этом верхние срезы переточных трубок для тяжелой жидкости расположены выше нижних срезов наружных патрубков вышележащих смесительньгх устройств, но ниже отверстий, перекрытых слоем волокнистого материала. При таком выполнении экстрактора крупные капли тяжелой жидкости оседают в пространстве между патрубками смесительных устройств за счет гравитационных и инерционных сил, а мелкие капли укрупняются за счет коалесценции при прохождении их сквозь слой волокнистого материала и также оседают в сплошной слой тяжелой жидкости в пространстве между смесительными устройствами. Границу раздела жидкостей в секции определяет верхний срез поднятых над перегородкой переточных трубок для тяжелой жидкости, необходимость перекрытия которьк колпачками отпадает. Сущность изобретения поясняется черте;жом Барботажный экстрактор имеет вертикальный корпус 1, разбитый перегородками 2 на отдельные секции (ступени экстракции ). В каждой секции на перегородках установлены вертикальные смесительные устройства, состоящие из внутренних 3 и наружных 4 концентрических патрубков« Нижние концы внутренних патрубков выступают под перегородку и являют- , 3 ся газораспределительными насадками 5 с отверстиями 6 для прохода внутрь смесительного устройства инертного газа. В средней части на-, ружных патрубков смесительных устройств выполнены отверстия 7, перекрытые слоем волокнистого материала 8;, В перегородках 2 закреплены также трубки 9 для перетока тяжелой жидкости, которые со стороны нижних заглушенных концов имеют отверстия 10. Экстрактор работает следующим образом. Легкая жидкость из верхней части нижележащей секции поступает внутрь патрубка 3 через нижний открытый срез газораспределительного насадка 5. Туда же поступает тяжелая жидкость из вышележащей секции через отверстия 10 переточных трубок 9 При совместном движении снизу вверх внутри патрубка 3 жидкости интенсивно перемешиваются барботирующим сквозь слой жидкостей инертным газом который поступает в патрубок 3 через отверстия 6 газораспределительных насадков 5 Затем газ выходит их смесительного устройства в зазор между перегородкой 2 и наружным патрубком 4, собирается под перегородкой в газовый слой, из которого далее поступает в смесительные устройства вышележащей секции через отверстия 6. Расположение отверстий 6 всех газораспределительных насадков секции на одном горизонталь ном уровне обеспечивает равномерное распределение газа по всем смесител ным устройствам. В результате интенсивного перемешивания инертным газом внутри патру ка 3 тяжелая жидкость дробится на капли, тем самым увеличивается поверхность межфазного контакта. Дале жидкости движутся сверху вниз по кольцевому каналу между патрубками и 4, где относительно крупные кашш тяжелой жидкости за счет гравитацион ных и инерционных сил оседают в сплошной слой тяжелой жидкости, а легкая жидкость выходит из смесител ных устройств через отверстия 7 пат рубков 4 о Границу раздела легкой и тяжелой жидкостей в секции опреде ляет верхний срез поднятых над пере городкой трубок 9 о Расположение ука занных срезов выше нижнего среза 09 наружных патрубков А обеспечивает выход легкой жидкости из смесительных устройств только через отверстия 7, а перекрытие последних слоем волокнистого материала, хорошо смачиваемого тяжелой жидкостью, способствует образованию в слое волокнистого материала более крупных капель тяжелой жидкости за счет коалесценции. Выйдя из слоя волокнистого материала 5 крупные капли тяжелой жидкости легко оседают в пространстве между смесительными устройствами секции. Выход легкой и основной массы тяжелой жидкости из смесительных устройств отдельными потоками, а также прохождение легкой жидкости сквозь слой волокнистого материала исключает унос капель тяжелой жид- кости в вьш1ележащую секцию потоком легкой жидкости.Тем самым значительно повьшгается эффективность процесса экстракции, а исключение колпачков специальной конструкции, перекрываюЩих каждую трубку для перетока тяжелой жидкости, значительно упрощает общую конструкцию экстрактора. Испытания моделей экстрактора на системах бензол-вода и толуол-вода (воца - диспергированная фаза ) показали полное отсутствие капель водной фазы в пробах, взятых из газораспределительных насадков вышележащей секции о В качестве волокнистого материала при этом использовался слой стекловолокна, покрытый сверху сеткой из нержавеющей стали (для механического крепления на наружной поверхности патрубка 4 К Экстрактор наиболее успешно может.быть применен в тех производствах, где диспергированию (дроблению ) подвергается тяжелая жидкость, а легкая жидкость является сплошной средой. Производительность экстрактора определяется числом параллельно работающих в секции смесительных устройств, а необходимая степень извлечения целевого компонента - числом секций. Использование данного барботажного экстрактора позволяет значительно повысить эффективность процесса экстракции ввиду исключения уноса капель тяжелой жидкости в вьш1ележащую секцию, кроме того, значительно упрощается конструкция самого аппарата, экономится много дефицитной

БАРБОТАЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий корпус, разделенный перегородками на отдельные секции-отстойники с установленными в них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - внутреннего и наружного, переточные трубки для тяжелой жидкости и газораспределительные насадки с отверстиями, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности процесса путем исключения уноса тяжелой жидкости в вышележащую секцию потоком легкой жидкости и упрощения конструкции аппарата, в средней части наружного патрубка смесительного устройства вьтолнены отверстия, перекрытые слоем волокнистого материала, смачиваемого тяжелой жидкостью, при этом верхние срезы переточных трубок для тяжелой жидкости расположены выше нижних срезов наружных патрубков вышележащих смесительных устройств,но ниже отверстий, перекрытых слоем волокнистого материала.