Аппарат для экстрагирования из твердых материалов Советский патент 1977 года по МПК B01D11/02 

(54) АППАРАТ ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ИЗ ТВЁРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

же выполнением акустических излучателей в виде группы газоструйных смесительных свистков.

На фиг.1 изображен продольный разрез, аппарат;

на фиг. 2 - то же сечение по А-А на фиг. 1;

На фиг.З - узлы коллекторов и загрузочных устройств.

Аппарат состоит из корпуса 1, разделенногоперегородками 2 на секции 3, в которых размещены газлифты 4, выполненные в виде коаксиально расположенных труб 5 и 6.

Верхние торцы труб 5 и 6 снабжены коллектором, представляющим собой полый усеченный конус. В верхней части каждого конуса 7 выполнены отверстия 8 для отделения экстракта от твердой фазы. К нижней части каждого коллектора подсоединена переточная труба 9, снабженная вентилем 10 для передачи экстракта в нижележащую (не менее, чем через одну) секцию аппарата.

Внутрь корпуса каждого газлифта встроена группа акустических излучателей 11, настроенных на разную преобладающую частоту излучения, для создания щирокополосного акустического поля в локальном объеме на каждой ступени контактирования фаз.

В нижнюю часть каждого газлифта входят трубы 12 для подачи газа. Выход газа из аппаратя осуществляется по трубам 13, расположенным в верхней цасти каждой секции и снабженным вентй1лями 14,

Для осуществления фанспортированяя частиц твердой фазы в аппарате с помощью газлифта из нижележащей в выиюлежащую при сохранении оптимальной глубины погружения каждого газлифта в жидкость, находящуюся в соответствующей секош, каждый газлифт в средней части имеет отверстие 15, расположенное на уровне жидкости, находящейся в секции. Загрузочная воронка 16 связана с газлифтом предьщущей (по направлешю движения в аппарате твердой фазы) ступени 1 онтактирования, а внутри корпуса газлифга имеется сужение 17 для ооздания воз южност11 захвата твердых частиц гаэо-жндкостным потоком внутрь гдзлифта. Загрузочная воронка 16, связанная с коллектором 18 самого верхнего в аппарате газлифта, сообщается с устройством 19 для выгрузки из аппарата твердой фазы. В межтрубное простраисгво верхней секщ1И входит труба 20 для подачи зкстрагеита в аппарат. Вьюод экстракта из аппарата осуществляется по трубе 21, сообщенной с коллектором нижнего газлифта. .

Аппарат работает следующим образом, Твердую фазу непрерьшио подают в загрузочную воронку 16, а экстрагент, в количестве, соответствующем требуемому отношению к количеству твердой фазы, по трубе 20 - is верхнюю секцию аппарата,

Одновременно в нижнюю часть корпуса каждого газлифта по трубам 12 подают газ, При уста новившемся режиме работы каждого газлифта,

когда уровень жидкости в каждой секции находится на уровне нижнего края отверстия 15 в корпусе каждого газлифта, твердая фаза, поступающая по загрузочной воронке 16 в отверстие в месте расположения сужения 17 в корпусе газлифта, захватывается газожидкостным потоком и транспортируется к устью излива газлифта. При зтом в восходящее движение потока внутри корпуса каждого газлифта вовлекаются все твердой фазы независимо от их плавучести в жидкости.

В устье излива каждого газлифта происходит разделение потоков фаз: газ, проходя сквозь слой смеси жидкой и твердой фаз, уходит в верхнюю часть секции и отводится из нее по трубе 13, снабженной вентилем 14 для регулирования расхода газа; твердая фаза под влиянием сил, вызванных энергией движущегося вертикального потока в корпусе газлифта вползает по наклонной поверхности коллектора, обращенной к устью излива, и пересьшается в загрузочную воронку следующего газлифта; жидкая фаза под влиянием сил тяжести фильтруется сквозь слой вползающей твердой фазы и через отверстия 8 поступает в коллектор и далее, по переточной трубе 9 с вентилем 10, предназначенным для поддержания необходимого уровня жидкости в секции, направляется в нижележащую (не менее, чем через одну) секцию.

Повторяющие таким образом процессы смещения, контактирования и последующего разделения фаз в каждой из секций приводят к тому, что твердая фаза из загрузочной воронки, связанной с коллектором самого верхнего в аппарате газлифта, поступает в устройство для выгрузки 19, с которым сообщена эта воронка, и выводится из аппарата. Экстракт, перетекая каждый раз в нижележащую секцию, выводится из аппарата по трубе 21, сообщенной с коллектором нижнего газлифта.

Группа акустических излучателей 11, расположенная внутри корпуса каждого газлифта, создает щирокополосное акустическое поле в локальном объеме, равном объему корпуса газлифта, что приводит к значительной интенсификации процесса экстрагирования и к повь1щению степени извлече ния целевых компонентов из твердой фазы.

В случае использования для создания акустического поля в корпусе каждого газлифта газоструйных акустических излучателей, работающих с разбавлением газом рабочей среды, размещаемых вместо барботажногО устройства газлифта в нижней части корпуса каждого газлифта, газ (воздух) или пар, подаваемый в сопла излучателем таким образом используется одновременно и для транспортирования контактирующих фаз.

Таким образом, в предлагаемом аппарате осуществляется гидродинамический режим прямотока контактирующих твердой и жидкой фаз на каждой ступени при общем противотоке этих фаз в аппарате в целом при однсвременном 1Ш1роко1юлосном акустическом воздействии на смесь фаз в локальном объеме на ступенях контактирования, что поз воляет достичь большей производительности агатарата и высокой степени извлечения целевых компонентов, содержаишхся в частицах твердой фазы. Формула изобретения

1. Аппарат для экстрагирования из твердых материалов, преимущественно, из частиц, обладающих неодинаковой плавучестью в экстрагенте и в :экстракте, содержащий корпус, разделенный перегородками на секции для контактирования фаз, газлифты, зг-рузочное и выгрузочное устройства, переточные трубы, снабженные вентилями, и акустические излучатели, отличающийся тем, что с

целью увеличения производительности аппарата и повышения степени извлечения целевых компонентов из твердой фазы путем противотока твердой и жидкой фаз в аппарате, газлифты выполнены в виде коаксиально расположенных в каждой секции труб, образуют кольцевые камеры, на верхних T0f«ax которых на разном уровне установлены полые и перфорированные в верхней части конусы, образующие коллекторы, каждый из которых соединен нереда; точной трубой с нижерасположенной секцией и загрузочньш устройством со средней частью смежного газлифта, а акустические излучатели размещгны внутри нижней части газлифтов.

иг. J