Пульсационный жидкостной экстрактор Советский патент 1993 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к устройствам для экстракции в системе жидкость-жидкость и может быть использовано в различных отраслях химической технологии, например в процессе производства синтетического каучука, капролактама, продуктов органического синтеза и в процессах нефтепереработки.

Цель изобретения - повышение интенсивности массообмена за счет повышения степени диспергирования исходных жидкостей.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично изображено продольное сечение экстрактора.

Пульсационный жидкостной экстрактор содержит колонну 1 с патрубками ввода 2 и вывода 3 исходных жидкостей. На линии подачи тяжелой жидкости установлен пульсатор 4. На патрубке 2 ввода тяжелой жидкости установлен поршневой механизм привода роторной объемной мешалки, представляющий собой цилиндр 5 с калиброванными выхлопными окнами.

со ю

О

ел о

Калиброванные окна б снабжены обратными клапанами 7. В цилиндре 5 установлен двойной дифференциальный поршень, состоящий из кольцевого 8 и центрального 9 поршней. На выступающей из цилиндра 5 хвостовой части кольцевого поршня 8 закреплен диск 10. а на его внутренней цилиндрической поверхности жестко закреплена муфта 11, винтовая втулка 12 которой установлена с возможностью взаимодействия с винтовым поворотным штоком 13, соединенным с возможностью вращения с центральным поршнем 9. Винтовая нарезка поворотного штока 13 выполнена несамотормозящейся, т.е. с больши.м углом наклона его винтовых линий. На конце винтового штока 13 жестко закреплена объемная роторная мешалка, например , открытого типа, представляющая собой перфорированный диск 14 с вертикальными лопастями 15.

Диспергатор 10 представляет собой дисковую клапанную решетку с ячейками, например, в виде круглых сквозных отверстий 16, перекрытых свободными запорными элементами 17.

. Ячейки могут быть и другой формы, в этом случае и запорные элементы будут иметь соответствующую форму. При необходимости клапанная решетка может быть выполнена с ограничителями перемещений свободных запорных элементов 17, выполненных в виде, например, прополочной корзинки 18, широко известной из гидравлики.

Совокупность нескольких диспергато- ров и роторных мешалок, установленных в колонне, образуют ее массообменные ступени. Для предотвращения поворота ци- линдр 5 поршневого механизма в нижней части снабжен фиксатором, например, в виде выступа 19, расположенного в продольном вырезе 20 на наружной боковой поверхности кольцевого поршня 8.

Цилиндры 5 могут быть соединены с патрубком ввода 2 последовательно или параллельно.

Экстрактор работает следующим образом.

Привод в виде двойного дифференциального поршневого механизма 8 и 9 под воздействием импульсов давления начина- «j совершать возвратно-поступательные движения, амплитуда которых соответствует амплитуде пульсаций жидкости. При повышении давления дифференциальный двойной поршень 8 и 9 движется вниз до выхлопных окон 6. При открывании окон 6 кольцевой поршень 8 останавливается, а центральный поршень 9 продолжает движение под действием перепада давления,раз- виваемого пульсатором 4 до тех пор, пока

0

5

0

этот перепад не достигнет нулевого значения. При обратном ходе пульсатора двойной дифференциальный поршень 8 и 9 совершает обратное движение, при этом закрываются обратные клапаны 7 выхлопных окон 6. В процессе перемещения двойного дифференциального поршня происходит смещение центрального поршня 9 относительно поршня 8, при этом за счет того, что винтовой шток 13 соединен с центральным поршнем 9 посредством поворотной опоры, он в результате взаимодействия с винтовой втулкой 12 начинает поворачиваться, передавая свое вращение роторной мешалке.

Обгонная муфта 11 позволяет передавать роторной мешалке вращение только в одну сторону. Следует отметить, что описываемый узел работоспособен и без обгонной муфты 11, т.е. когда винтовая втулка 12 жестко закреплена в кольцевом поршне 8; в этом случае роторная мешалка будет вращаться попеременно в разные стороны. Диспергатор 10, жестко закрепленный на выступающей из цилиндра 5 хвостовой 5 части кольцевого поршня 8,при работе так же совершает колебательные вертикальные движения, при этом при его ходе вниз запорные элементы 17 поднимаются, скрывая отверстия 16, а при ходе вниз запорные элементы закрывают эти отверстия,

При вниз диспергаторов 10 происходит диспергирование, например, лёгкой фазы, а при ходе вверх происходит коалес- ценция диспергированных капель. Таким образом, при совместном движении вниз диспергатрра 10 и роторной мешалки происходит интенсивное перемешивание жидких фаз с одновременным интенсивным диспергированном одной из них, а при движении вверх происходит коалесценция диспергированной фазы и ее принудительное перемещение к выходному патрубку.

Особенностью устройства является то, что, устанавливая разные проходные сечения выхлопных окон 6 цилиндров 5 на разных ступенях массообмена и подключая цилиндры 5 к входному патрубку 2 последовательно или параллельно, можно регулировать подачу оптимального количества диспергируемой жидкой фазы по.высоте колонны.

Использование предлагаемого пульса- ционногр жидкостного экстрактора позволяет по сравнению с существующими резко повысить производительность и эффективность массообмена.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Пульсационный жидкостной экстрактор, включающий колонну с патрубками ввода и вывода исходных жидкостей, экстракта

0

5

0

5

0

5

и рафинада, пульсатор, гидравлически связанный с одним из патрубков ввода исходной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности массообмена за счет интенсификации дис- пергирования и коалесценции исходных жидкостей, экстрактор снабжен механизмом привода, установленным на входном патрубке, соединенном с пульсатором и выполненным в виде цилиндра с двойным поршнем и выхлопными окнами, соединенными по0

средством винтового поворотного штока с объемной мешалкой, снабженной дисперга- тором, выполненным в виде дисковой клапанной решетки, в ячейках которой установлены запорные элементы, и жестко соединенным с расположенной вне цилиндра хвостовой частью поршня, который снабжен поворотным узлом в виде обгонной муфты с винтовой втулкой, взаимодействующих с винтовым штоком, а выхлопные окна имеют обратные клапаны.

л