Способ регулирования гидродинамического режима работы противоточного твердофазного дифференциально-струйного экстрактора Советский патент 1991 года по МПК B01D11/02 G05D27/00 

Изобретение относится к способам автоматического управления массообменным процессом в дифференциально-струйных твердофазных экстракторах.

Цель изобретения - повышение качества конечного продукта за счет повышения точности регулирования.

Способ регулирования гидродинамического режима работы противоточного твердофазного дифференциально-струйного экстрактора заключается в изменении расхода экстрагента в зависимости от конечных концентраций целевого компонента в фазах, на выходе твердого материала из экстрактора (после последней по ходу твердой фазы дифференциально-струйной тарелки) обеспечивается содержание твердой фазы в жидкости, достаточное для образования стесненного слоя, в котором частицы ограничивают подвижность друг друга. При этом, поддерживая неизменными параметры колебаний дифференциально-струйных тарелок, измеряют мощность,

потребляемую для осуществления колебаний и при ее возрастании по отношению к номиналу уменьшают подачу твердой фазы в аппарат, а при ее уменьшении, наоборот, увеличивают, корректируя подачу экстрагента в аппарат соответственно заданным выходным концентрациям целевого компонента в фазах. Номинальное значение потребляемой мощности устанавливают предварительно, при образовании в межтарелочных пространствах аппарата стесненных слоев твердой фазы.

Создаваемое за счет либо уменьшения отбора твердой фазы из аппарата, либо (если выгрузкатвердой фазы осуществляется в верхней части аппарата) за счет превышения уровня твердой фазы над уровнем жидкости.

Высокое (достаточное для образования стесненного слоя) содержание в жидкости твердого материала на выходе из экстрактора (после последней по ходу твердой фазы дифференциально-струйной тарелки) овесЁ

О

о о

00

о

псчивает высокое содержание твердой фазы в зоне колебания последней тарелки, а следовательно, и в зоне между ней и предыдущей тарелкой, что создает условия для образования в межтарелочных пространствах слоев твердой фазы с ограниченной подвижностью частиц. Такие слои, продви гающиеся от одной тарелки к гой (подпитываемые твердой фазой с одной стороны и размываемые струями из тарелки с другой стороны), служат элементами, секционирующими аппарат по высоте. Интенсивность продольного перемещения как по жидкости, так и по твердой фазе в слоях мала, что исключает проскок фаз вдоль аппарата и существенно повышает эффективность процесса: на малой высоте аппарата возможно достижение высоких концентраций целевого компонента в экстрагенте и низких в твердой фазе.

Указанные слои в межтарелочных пространствах образуются при условии подачи твердой фазы в аппарат, близкой к максимальной производительности тарелок. При этом плотность слоев (количество твердой фазы в единице объема) тем выше, чем бли- (е производительность питающего устройства к максимальной производительности тарелки. Б случае, если образующийся слой обладает свойствами сжимаемости, уплотнение ухудшает фильтрационную проницаемость, что затрудняет противоток в аппарате. При повышении плотности слоя снижается подвижность частиц, что вызывает увеличение со стороны слоя сопротивления перемещению тарелок, а это, в свою очередь, влечет за собой повышение требуемой мощности на осуществление колебаний. Установив предварительно номинальную мощность, потребляемую приводом колебаний тарелок аппарата, соответствующую требуемой плотности слоев, осуществляют регулирование подачи твердой фазы по отклонению мощности от номинала.

Таким образом добиваются оптимального гидродинамического режима в аппарате, при котором в условиях достаточной фильтрационной проницаемости слоев (с точки зрения обеспечения противотока фаз) обеспечивается минимальная интенсивность продольного перемешивания в аппарате и, следовательно, максимальная эффективность процесса массообмена.

Пример. Проводилась экстракция водой растворимых веществ из полидисперсной крошки сахарной свеклы (размер крошки 0,1 ...0,5 мм) в лабораторном дифференциально-струйном экстракторе сечением 0,,25 мм и высотой 1,2 м с четырьмя

дифференциально-струйными тарелками, колеблющимися с частотой 2,5 Гц и амплитудой 15 мм (размах колебаний).

Подача крошки и отбор экстракта осуществлялись в нижней части экстрактора,

отбор жома (экстрагированной крошки) и подача воды - в верхней. Жом при этом вытеснялся верхней тарелкой выше уровня жидкости и вываливался из аппарата в наклонный желоб. Результаты экспериментов представлены в таблице.

Как видно из таблицы, содержание слоев твердой фазы в межтарелочных пространствах повышает эффективность процесса экстракции, при том слои с малой

плотностью не требуют существенного повышения мощности на осуществление колебаний рабочих органов.

Использование предлагаемого способа регулирования гидродинамического режима работы противоточных твердофазных дифференциально-струйных экстракторов позволяет повысить их производительность и эффективность, осуществить автоматическое поддержание оптимального режима проведения процесса.

Формула изобретения Способ регулирования гидродинамического режима работы противоточного твердофазного дифференциально-струйного экстрактора путем изменения величины подачи жидкости в зависимости от концентрации целевого компонента в фазах, отличающийся тем, что, с целью повышения качества конечного продукта

за счет повышения точности регулирования, дополнительно измеряют мощность, потребляемую приводом дифференциально-струйных тарелок, предварительно определяют заданное значение по мощности, потребляемой приводом, путем фиксирования ее мгновенного значения в момент образования стесненных слоев твердой фазы в межтарелочных объемах аппарата, и при превышении значения мощности, потребляемой приводом, ее заданного значения уменьшают расход подаваемой твердой фазы, а при уменьшении увеличивают ее расход при одновременной коррекции величины расхода подаваемой жидкости по

заданным значениям выходных концентраций целевого компонента в фазах.

Изобретение относится к способам автоматического управления массообменным процессом в противоточных дифференциально-струйных твердофазных экстракторах. Цель изобретения - повышение качества конечного продукта за счет повышения точности регулирования. Способ включает создание слоев твердой фазы в межтарелочных пространствах аппарата путем регулирования интенсивности подачи твердой фазы в зависимости от мощности, потребляемой для осуществления колебаний рабочих органов. 1 табл.