Пульсационный экстрактор Советский патент 1977 года по МПК B01D11/04 

1

Изобретение относится к устройствам химического машиностроения и предназначено для проведения процессов экстракции в системе жидкость-жидкость.

Известны пульсационные насадочные,

ситчатые экстракторы ij.

Известен роторно-дисковый экстрактор, содержащий вал с ротором, статорные кольца, и диски которые выполнены с переменными диаметрами, образуя усеченные конусы с об- щим основанием i 2 |. Эти аппараты используют для интенсификации процессов экстракции только один вид подводимой извне энергии: либо пульсацию столба жидкости (пульсационные экстракторы), либо энергию вращения (роторные экстракторы). Ввод того или иного вида энергии нельзя увеличивать выще известных пределов, обусловленных гидродинамикой процесса.

Известен пульсационный экстрактор зТ содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высоте ситчатыми тарелками на отстойные и смесительные секции с вертикальными перегородками, выполненными в виде концентрических цилиндров с кольцевыми выступами. В нем вращательное движение контактирующих жидкостей создается за счет прохождения потоков через установленные в середине смесительных секций тарелки с наклонными отверстиями, ориентированными по касательным к концентрическим окружностям. Однако в нем вращательное движение потоков жидкости, интенсифицирующее процесс массопереаачи,ограничено величиной пульсации, котора в свою очередь не может быть выще определенных пределов в силу высоких затрат по ее созданию и ряаа других факторов.

Цель изобретения - повыщение производительности экстрактора и интенсификация процесса экстракции. Это достигается тем, что смесительные секции снабжены установленными по оси корпуса лопастями, выполненными с высотами, уменьщающимися к периферии. Внутреняя стенка корпуса на уровне лопастей имеет кольцевые выступы, и перегородки выполнены с высотами, увеличивающимися к периферии пропорционально уменьщению высот лопастей. Это обеспечивает равномерное распределение вводимой

энергии по сечению аппарата, сохраняет постоянной величину зазора между краями цилиндров и лопастей, позволит поддерживать одинаковые гидродинамические условия жидкостных потоков во всех кольцевых каналах способствует лучшему диспергированию фаз.

На чертеже изображен пульсационный экстрактор, продольный разрез.

Экстрактор состоит из корпуса 1 с чередующимися смесительными секциями 2 и отстойными секциями 3. Соосно корпусу установлен вал 4, имеющий привод.

Смесительная секция ограничена двумя ситчатыми тарелками 5. В секции 2 на ваЛу 4 укреплена лопасть 6. Высота лопасти умольшаетсй к периферии. На тарелках 5 укреплены коаксиально расположенные вертикальные перегородки 7, образующие в смесительной секции кольцевые каналы. На одной вь.юоте с лопастями 6 укреплен на внутренней стороне корпуса кольцевой выступ 8. Для подвода и отвода жидких фаз имеются патрубки 9-12.

Экстрактор работает следующим образом

В патрубок О подаюкг тяжелую фазу, она отводится затем через патрубок 1О. В патрубок 11 подают легкую фазу, выводимую че1зез патрубок 12. Таким образом, в экстракте нротивоточно движутся две несмешивающисся между собой жидкости, одна из которых при этом диспергируется. Для обеспечения противотока, увеличения межфазной поверхности и интенсификации массообмена содержимому экстрактора от отдельного пульсатора сообщается возвратно-поступательное движение (пульсация). Пульсатор подключают к штуцеру 13.

Одновременно в смесительных секциях 2 жидкостный поток получает вращательное движение от лопастей 6, что способствует увеличению межфазной поверхности, интенсифицирует тем самым массообмен и при этом повыщает производительность аппарата. В отстойных секциях 3 происходит более равномерное перераспределение частиц дисперсной фазы.

Был изготовлен и испытан в лабораторных условиях пульсационный экстрактор со

следующими параметрами: диаметр экстрактора 58 мм, рабочая высота 760 мм, высота смесительной секции 60 мм, высота отстойной секции 60 мм, диаметр лопасти

40 мм, высота лопасти (в начале 15., в конце лопасти (у периферии) 5 мм, внутренний диаметр кольцевого выступа 50 мм, высота кольцевого выступа 15 мм, ширина кольцевых каналов 5 мм, ширина зазора между

краями перегородок и лопастей 5 мм.

Испытания проводили на системе керосин-бензойная кислота-вода при частоте пульсации 200-240 цикл/мин, амплитуде пульсации 5-10 мм, числе оборотов лопастей 100-60О об/мин.

Формула изобретения

Пульсационный экстрактор, содержащий корпус, разделенный по высоте ситчатыми тарелками на отстойные и смесительные секции, снабженные вертикальными коаксиально расположенными перегородками, о тличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса экстракции за счет равномерного распределения вводимой энергии по сечению корпуса, поддержания одинаковых гидродинамических условий жидкостных потоков во всех кольцевых каналах, смесительные секции снабжены установленными по оси корпуса лопастями, выполненными с высотами, уменьщаюшимися к периферии , внутренняя стенк а корпус а на уровн е лопастей выполнена с кольцевыми выступами и перегородки выполнены с высотами, увеличивающимися к периферии пропорционально уменьшению высот лопастей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. СССР № 167824, BOlD 11/04, 1962.

2.Авт.св. СССР № 389808, В 01 D 11/О4, 1972.

3.Авт. св. СССР № 392952,В01 D 11/04, 1971.

72

Ж,

:к

1УЛ1 Л1У1К

J7

риик

,

Ж

5

z JvnTn

aix.iiyjrxii

Г:

77

;

7J