Многоступенчатый экстрактор Советский патент 1980 года по МПК B01D11/04 

(54) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЭКСТРАКТОР

Изобретение относится к конструкциям экстракционных аппаратов смесительно-отстойного типа и может использовано в процессах жидкостной экстракции для извлечения ценных ком понентов из растворов. Известен экстрактор многоступенча тый, включающий горизонтальный корпус, разделенный вертикальными перегородками на экстракционные ступени состоящие из камер отстоя и камер смещения с перемешивающими устройствами, и распределительные камеры tlj.l Однако такой экстрактор имеет недостаточно высокую эффективность и производительность, а также большие размеры занимаемых производственных площадей. Цель изобретения - повышение эффективности межфазного массообмена, увеличение производительности и уменьшение габаритов аппарата. Это достигается тем, что камеры смещения и отстоя установлены по высоте экстрактора и шахматном порядке, причем в.концевых ступенях на выходе легкой фазы камера смещения установлена в нчжней части, а на выходе тяжелой фазы - в верхней части. При этом уровень раздела фаз, определяемый вертикальными перегородками, расположенными и распредалительных секциях, находится соответственно в верхней или нижней части ступени. Такое конструктивное выполнение экстрактора повышает эффективность межфазного массообмена,упрощает конструкцию, снижает чис-по требуемых ступеней экстракции и уменьшает габариты аппарата. На фиг.1 схематически в общем виде изображен экстрактор, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху. Каждая ступень аппарата содержит секционированную камеру 1 смешения и камеру 2 отстоя. Перемешивание фаз в камере смеще-, ния каждой ступени осуществляется закрепленными на вертикальном валу 3 дисковыми мешалками 4, чередующимися с горизонтальными перегородками 5. В тех ступенях где Камеры смешения расположены в нижней части, на конце вала установлены турбинные мешалки 6 для транспортировки фаз между

ступенями и их предварительной диспертации. Между ступенями аппаратарасположены распределительные 7, разделенные сплошными вертикальными перегородками 8 на секции, в которых расположены вертикальные перегородки 9, 10, ц.

Многоступенчатый экстрактор работает следующим образом.

Легкая фаза подается в верхнюю часть концевой ступени ввод легкой фазы на чертеже обозначен стрелкой Л и вместе с тяжелой фазой, поступающей с предыдущей ступени, протекает через камеру смешения. В камере смещения происходит диспергирование тяжелой фазы дискования мешалками и взаимодействующие фазы благодаря Наличию неподвижных горизонтальных .перегородок имеют прямоточное поршневое движение. В камере отстоя, расположенной в нижней части ступени, происходит разделение фаз и легкая фаза через передаточную перегородку переливается в предкамеру следующей

ступени, откуда вместе с тяжелой фазой засасываетсятурбинной мешалкой в камеру смещения, где происходит диспергирование легкой фазы. Смесь фаз разделяется в камере отстоя, расположенной в верхней части ступени, и легкая фаза через переточное .отверстие поступает в камеру смешения следующей ступени и т.д. (выход легкой фазы из аппарата обозначен на черт, стрелкой Б).

Тяжелая фаза вводится в предкамеру с противоположного конца аппарата (ввод тяжелой фазы обозначен на черт, стрелкой В), откуда вместе с легкой фазой, поступающей с предыдущей степени, засасывается турбинной мешалкой в камеру смешения, где происходит диспергирование легкой фазы. Затем из камеры смешения тяжелой фазы через переливной порог поступает в распределительную камеру и через переточное отверстие - в камеру смешения следующей ступени, где

.диспергйруются. дисковыми мешалками в легкой фазе, поступающей с предыдущей ступени.

После разделения фаз в камере отстоя, расположенной в нижней части ступени, тяжелая фаза через переточные перегородки поступает в предкамеру следующей ступени и т.д. (выход тяжелой фазы из аппарата обозначен на чертеже стрелкой Г).

Таким образом в целом по аппарату осуществляется противоточное движение фаз в то время, как на каждой ступени взаимодействующие фазы имеют прямоточное поршневое движение. При этом благодаря взаимно противоположному расположению смесительных и отстойных камер по стуяеням аппарата поток взаимодействующих фаз в сме сительннх зонах, расположенных в

верхней части ступени, направлен сверху вниз, а в сопряженных ступенях - снизу вверх. Изменение направления потока взаимодействующих фаз, а также соответствующее расположение уровня раздела фаз позволяет изменять характер дисперсной и сплошной фаз по ступеням аппарата. Так, в ступенях с верхним расположением камер смещения дисперсной фазой является тяжелая фаза, а в ступенях с нижним расположением камер смешения дисперсной фазой является легкая фаза. Кроме того, как видно из чертежей, ступени аппарата компонуются таким образом, что на выходе легкой фазы камера смешения находится в нижней части, а на выходе тяжелой фазы в верхней части ступени.

Такое конструктивное выполнение предлагаемого аппарата, позволяющее изменять характер дисперсий по ступеням аппарата, обеспечивает значительное повышение эффективности межфазного массообмена,увеличивает объеную производительность аппарата за счет сокращения отстойных зон в 2-3 раза.

Диспергирование в концевых ступенях той жидкой фазы, которая выходит из аппарата, сводит к минимуму потери дорогостоящих экстрагентов, снижает затраты на проведение последующих технологических операций (промывка, отстой, фильтрация и т.д.).

Сокращение числа турбинных мешалок в два раза позволит снизить энергозатраты.

.;,

Испытания показали надежность экстрактора в работе;его высокую эффективность и производительность, а также возможность его использования для различных производственных систем в народном хозяйстве.

Формула изобретения

Многоступенчатый экстрактор, включающий горизонтальный прямоугольный корпус, разделенный вертикальными перегородками на экстракционные ступени, состоящие из камер отстоя и камер смещения fc перемешивающими устройствами, и распределительные камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности межфазного массообмена, увеличения производительности и уменьшения габаритов аппарата, камеры смешения и отстоя установлены по высоте экстрактора в шахматном порядке, причем в концевых ступенях на выходе легкой фазы камера смешения установлена в нижней части, а на выходе тяжелой фазы - в верхней части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №2(39405, кл. В 01 D 11/04, 1968.