Экстрактор Советский патент 1992 года по МПК B01D11/04 

Смесительно-отстойкый многоступенчатый экстрактор предназначен для проведения процессов экстракции в системах жидкость - жидкость в любом производстве, применяющем экстракционную технолот гию.

Известны смесительно-отстойные мног гоступенчатые экстракторы, каждая ступень которых имеет отстойную камеру, гидрозатвор тяжелой фазы, каналы рециркуляции фаз из отстойной камеры в смесительную внутри ступени и камеру смешения со смесительно-транспортирующим устройством (СТУ) для перемешивания фаз и принудительной передачи смеси фаз из смесительной камеры в отстойную, а перетрк фаз из ступени в ступень осуществляется самотеком. Наличие СТУ; гидрозатворов в каждой ступени и принудительный переток фаз из смесительной камеры в отстойную делают ступени экстрактора гидравлически независимыми. Однако гидравлическая независимость ступеней создает тот недостаток, что при остановке даже одного СТУ прекращается движение фаз по всему аппарату, что требует в свою очередь остановки всей технологической линии.

Целью изобретения является обеспечение работы аппарата в целом при отключении отдельных смесительно-транспортирующих устройств и упрощение конструкции за счет придания рециркуляционным каналом дополнительных функций обводных каналов.

В предлагаемом экстракторе, состоящем из ряда идентичных ступеней, каждая из которых имеет отстойную камеру, гидрозатвор, смесительную камеру со смесительно-транспортирующим устройством, каналы перетока фаз из ступени в ступень (переточные каналы) безостановочная работа экстрактора в целом при остановке отдельных СТУ достигается за счет соответствующего расположения рециркуляционных каналов, придающего им дополнительные функции обводных каналов, обеспечивающих переток фаз из ступени в ступень, минуя смесительную камеру с неработающим СТУ.

Нафиг.1 показана принципиальная схема расположения каналов и уровней (стрелками показаны направления потоков жидкостей) при всех работающих СТУ и открытой рециркуляции в левой етупёни по тяжелой фазе (РТ), а в правой - rio легкой фазе (РЛ); на фиг.2 - то же при неработающем СТУ в средней ступени и зак рытрй рециркуляции во всех ступенях; на фиг.З - то же. при неработающем СТУ в средней ступени и открытой рециркуляции во всех ступенях по обеим фазам (условно, для иллюстрации направлений потоков)

Каждая ступень зкстрактора имеет отстойную камеру 1, гидрозатвор 2, СмесителЬнуюкамеру3,

емёсительно-транспортйрующее устройство 4 любого типа, обеспечивающего необходимый напор, смесительные камеры 3 соединены с соседними ступени ми пёрёточными каналами 5 для легкой фазы и переточными каналами 6 для тяжёлой фазы. В каждой секции имеется рециркуляционный канал 8 для тяжелой фазы.

Рециркуляционный канал 7 лёгкой фазы соединён одним концом с переточным каналом 5 легкой фазы. Другой, ВХОДНОЙ конец канала 7 расположен в отстойной камере 1 у поверхности отстоявшейся легкой фазы и имеет устройство 9 для регулирования уровня переливной кромки и установки ее как выше, так и ниже уровня поверхности жидкости - уровня налива при нормальной работе аппарата. Весь рециркуляционный канал 7, во избежание образования уток и накопления в них тяжелой фазы, располагается и стыкуется с перетОчным каналом 5 выше максимального расчетного уровня тяжелой фазы в гидрозатворе.

Рециркуляционный канал 8 тяжелой фазы соединен с переточным каналом 6 тяжелой фазы. Другой, входной конец канала 8 расположен в гидрозатворе 2 у поверхности тяжелой фазы и также имеет устройство 10 для регулирования уровня переливной

кромки как выше, так и ниже уровня поверхности (расчетного) тяжелой фазы в гидрозатворе.

Экстрактор работает следующим образом.

В каждой ступени легкая и тяжелая фазы поступают по переточным каналам 5 и 6 в смесительные камеры 3, соседних ступеней, где перемешиваются смесительно0 транспортирующим устройством 4. За счет напорного (насосного) действия СТУ смесь фаз поднимается и переливается в отстойную камеру 1. Величина напорного действия СТУ и создаваемое им на входе фаз в

5 смесительную камеру, разрежение должны быть такими, чтобы поверхность легкой фазы в переточном канале 5 была при максимальной производительности ниже уровня легкой фазы в ОТСТОЙНОЙ камере 1 (уровня налива), а уровень тяжелой фазы в переточ0 ном канале 6 - ниже уровня тяжелой фазы в гидрозатворе 2 соседней ступени. За счет зтого создаваемого СТУ перепада уровней жидкостей они могут перетекать из ступени в ступень.

5 При работе с рециркуляцией переливные кромки рециркуляционных каналов устанавливаются ниже уровней поверхностей соответствующих жидкостей. Степень заглубления переливной кромки под уровень

0 жидкости определяет величину рециркуляционного потока.

В случае работы без рециркуляции переливные кромки рециркуляционных каналов устанавливаются выше уровней

5 поверхностей соответствующих жидкостей при максимальной производительности.

При расположении переливных кромок на уровне поверхностей соответствующих фаз при колебаниях расходов жидкостей

0 может возникать не требующаяся внутренняя рециркуляция.

При остановке какого-либо СТУ, например в средней ступени (фиг.2), проток жидкостей через смесительную камеру

5 становится невозможным: тяжелая фаза заполняет нижнюю часть смесительной камеры, но не может подняться выше уровня в гидрозатворе, и Одновременно запирает переток легкой фазы.

0 Однако При наличии расположенных указанным выше способом рециркуляционных каналов за счет запаса динамического напора создаваемого СТУ в ступенях, предшествующих по ходу фаз остановившейся 5 ступени, уровни соответствующих фаз в них будут повышаться, достигнут уровней переточных кромок рециркуляционных каналов,. и жидкости начнут переливаться по рециркуляционным каналам обратным ходом вотстойную камеру остановившейся ступени, а оттуда нормальным путем по переточным каналам далее в следующую ступень с работающим СТУ. При этом в ступенях, соседних с остановившейся, происходит некоторое смещение границы раздела фаз в отстойных камерах, невыходящее за пределы допустимого, ввиду незначительности изменения (повышения) уровней перетекающих жидкостей. Возможнотакже появление некоторой рециркуляции по одной из фаз.

При работе с рециркуляцией изменения уровня для рециркулирующей фазы не будет, так как в зтом случае уровень переливной кромки рециркуляционного канала расположен ниже переливной кромки переточного канала.

Остановившаяся ступень перестает работать на массопёредачу. Однако это не скажется на работе всего экстрактора в целом, т.е. число реальных ступеней в промь1шленных многоступенчатых аппаратах, всегда берется большим, чем необходимое число теоретических ступеней контакта фаз.

Для одноступенчатых (промывных) экстракторов вопрос безостановочнрсти должен решаться путем установки дополнительной ступени параллельно или последовательно основной. Или, если технологический процесс допускает, можно П9ЙТИ на йременное прекращение этой one.рации.

Предлагаемый экстрактор позволяет осуществлять ремонтные и профилактические работы со смесительно-транспортирующими устройствами без остановки аппарата в целом, что при промышленнь1х, а особенно Крупнотоннажных масштабах

производства будет экономически эффективен.

Формула изобретения 1. Экстрактор смесительно-отстойный многоступенчатый для систем жидкость жидкость, каждая ступень которого включает отстойную камеру, гидрозатвор тяжелой фазы, смесительную камеру со смесительно-транспортирующим устройством, переточные каналы между ступенями для легкой и тяжелой фаз и каналы рециркуляции фаз внутри ступеней, отличающийся тем, что, ё целью обеспечения работы аппарата в целом при отключении отдельных смесительно-транспортирующих устройств и упрощения конструкции за счет придания рециркуляционным каналам дополнительных функций обводных каналов, рециркуляционные каналы одним концом соединены с соответствующими переточными каналами, а другие концы расположены для рециркуляционного канала тяжелой фазы в гидрозатворе а для рециркуляционного канала легкой фазы - в отстойной камере, при этом переливные кромки рециркуляционных каналов расположены выше или ниже уровня поверхности соответствующей фазы.

2.Экстрактор по п. 1, отличающийс я тем, что рециркуляционный канал легкой фазы расположен выше максимального расчетного уровня .тяжелой фазы в гидрозатворе.

3.Экстрактор по п. 1,0 т л ич а ю щи йс я тем, что рециркуляционные каналы снабжены устройствами для регулировки высоты уровня их переливных кромок.

Экстрактор многоступенчатый смеси- тельно-отстойный для систем жидкость - жидкость относится к технологическому оборудованию экстракционных процессов химических и других производств. Цель йзог бретения - обеспечение работы аппарата в целом при отключении отдельных смеси- тельно-транспортирующих устройств и упрощение конструкции за счет придания рециркуляционным каналам дополнительных функций обводных каналов. В каждой ступени экстрактора имеются каналы для внутренней рециркуляции фаз из отстойной камеры в смесительную, смесь фаз из которой в отстойную камеру осуществляется принудительно с помощью смесительно- транспортирующего устройства. Новым в экстракторе является расположение каналов рециркуляции фаз. обеспечивающее им совмещение функций рециркуляционных каналов и каналов перетока фаз, минуя смесительную камеру при отключении в ней смесительно-транспортирующего устройства. 2 з.п. ф-лы. 3 ИЛ;

S №./