ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР Советский патент 1974 года по МПК B01D11/04 

1

Известен центробежный экстрактор для систем жидкость-жидкость, содержащий корпус, ротор, выполненный в виде пакета коаксиальных перфорированных цилиидров, переточные патрубки и устройства ввода и вывода фаз.

Однако в известном экстракторе мала удерживающая способность по дисперсной фазе, что является результатом повышенной скорости истечения диспергируемой жидкости через отверстия в контактных цилиндрах, велика скорость движения распыленной струи через слой сплошной фазы, мало относительное живое сечение контактных цилиндров и мало расстояние между соседними конта.ктными цилиндрами. Все это отрицательно сказывается на производительности, разделяющей способности аппарата и расходе энергии на единицу производимой продукции.

Цель изобретения - интенсификация процесса экстракции.

Для этого в предлагаемом экстракторе переточные патрубки снабжены гидрозатворами.

, На фиг. 1 показан предлагаемый экстрактор, продольный разрез; на фиг. 2 - схема потоков по аппарату.

Экстрактор содержит корпус / с устройствами 2 3 вывода соответственно легкой и тяжелой фаз. В корпусе / помещен ротор 4,

выполненный в виде пакета перфорированных цилиндров 5, установленных коаксиально. Два соседних цилиндра 5 образуют контактные камеры 6, которые сообщаются между собой через отверстия 7 в контактных цилиндрах 5 и кольцевой зазор между стаканом 8 и переточным патрубком 9, с гидрозатвором 10.

Для, ввода легкой и тяжелой жидкостей

имеются соответственно патрубки // и 12. Выгрузка тяжелой жидкости из аппарата производится через разгрузочные сопла 13. Подача тяжелой фазы в аппарат производится через центральный стакан 14 со гптуцерами 15, служащими для равномерного распределения тяжелой жидкости по сечению аппарата. Для регулирования уровня тяжелой жидкости в периферийной камере 16 аппарата установлен поплавковый клапан 17.

Экстрактор работает следующим образом.

Через патрубок 12 тяжелая жидкость подается в центральный стакан 14 и через штуцера 15 попадает на центральный контактный

перфорированный цилиндр 5. Под действием центробежной силы тяжелая жидкость образует сплошной кольцевой слой на внутренней стороне контактного цилиндра и, проходя через отверстия 7, диспергируется в сплошном кольцевом слое легкой жидкости, которыи прилегает к контактному цили-ндру с внешней стороны.

Легкая жидкость перетекает через те же отверстия в направлении от периферии к центру ротора и диспергируется в слое тяжелой жидкости, прилегающем к контактному цилиндру с внутренней стороны.

По середине каждой кольцевой камеры образуется поверхность 18 раздела двух слоев: слоя легкой жидкости, прилегающего к контактному цилиндру с внешней стороны,и слоя тяжелой жидкости, прилегающего к контактному цилиндру с внутренней стороны. Обе жидкости, проходя через отверстия 7 контактных цилиндров 5 диспергируются. Капли диснергированных жидкостей движутся навстречу друг другу к новерхности 18 раздела слоев: тяжелая от центра к периферии, легкая - к центру. У поверхности раздела капли дисперсных фаз коалесцируют и обращаются в оплошные фазы. Таким образом, легкая и тяжелая жидкости, двигаясь по аппарату противотоком, в пределах каждой кольцевой контактной камеры 6 дважды меняют свое состояние, т.е. наблюдается двойная инверсия фаз: проходя через отверстия контактных цилиндров, каждая из жидкостей из сплошной обращается в дисперсную, капли дисперсных фаз достигнув поверхности раздела фаз, вновь обращаются в сплошные фазы.

Режим инверсии фаз является наиболее иптенсивным гидродинамическим режимом взаимодействия фаз в аппарате.

Поскольку скорости течения жидкостей через отверстия контактных цилиндров изменяются в зависимости от диаметра цилиндра или от изменения параметров центробежного поля и размеров отверстий, а относительное живое сечение цилиндров остается постоянным, то площадь каждого контактного цилиндра также изменяется в зависимости от

интенсивности центробежного поля на данно.м радиусе и размеров отверстий на данном контактном цилиндре.

Однако трудно добиться устойчивой работы аппарата в режиме инверсии фаз из-за очень узкого диапазона их скоростей, при которых он существует. Даже случайные незначительные колебания нагрузки апнарата приводят к исчезновению режима инверсии фаз и переводят работу апнарата в менее интенсивный гидродинамический режим.

Кроме того, трудности поддержания режима инверсии фаз на каждом контактном цилиндре связаны с отклонением действительного относительного живого сечения контактного цилиндра от расчетного вследствие отклонения действительных размеров отверстия от расчетных.

Поэтому для обеспечения иадеж-ной устойчивой работы аппарата в режиме инверсии фаз предлагается автоматически регулировать расход тяжелой жидкости через отверстия в контактных цилиндрах с помощью снабжения переточных патрубков 9 гидрозатворами.

Возвышением патрубка над внутренней поверхностью цилиндра гидрозатвора регулируется высота слоя тяжелой жидкости и тем обеспечивается необходимое положение поверхности раздела фаз в кольцевой камере.

Предмет изобретения

Центробежный экстрактор для систем жидкость-жидкость, содержащий корпус, размещенный в нем ротор, выполненный в виде пакета коаксиальных перфорированных цилиндров, переточные патрубки и устройства ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса экстракции, переточные патрубки снабжены гидрозатворами.

J8

// 72

Фиг 7

/7

/J