Центробежный экстрактор Советский патент 1981 года по МПК B01D11/04 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР

1

Изобретение относится к конструкциям центробежных экстракторов и может быть использовано в процессах жидкостной экстракции, а именно к типу центробежных противоточных контактнь1х аппаратов с безнапорной подачей жидкостей в рабочее пространство.

По основному авт. св. № 596265 известен экстрактор, содержащий корпус, ротор с насадочными элементами, выполненными в виде радиально расположенных спиральных пластин и устройства ввода и вывода фаз. Профиль спиральных пластин в поперечном сечении аппарата выполнен согласно соотношению:

Cq6.oU. Cbsotui

угол между радиусом-вектором R и касательной к профилю пластины на рассматриваемом радиусе аппарата;

показатель степени, характеризующий влияние угла радиуса-вектора R, а также физико-химических свойств жидкостей на скорость дви-.

жения дисперсной фазы (в пределах 0,2-0,5);

i - индексы, указывающие расположение рассматриваемой точки пластин относительно центра ротора 1. Недостатком такой конструкции явля ется то, что при образовании каналов между гладкими пластинами, в них создаются благоприятные условия для образования вихрей сплошной (легкой) фазы по длине канала, так как отсутствует возмущение потока. Как показали экспериментальные исследования в аппарате с гладкими пластинами размеры вихрей растут с увеличением закручивания пластин (каналов) и с интенсификацией гидродинамического режима.

Образование вихрей сплошной фазы по длине канала приводит к увеличению продольного перемешивания, что ведет к снижению интенсивности массообмена, и к миграции капель при их движении, что снижает скорость их поступательного движения, и, следовательно, снижается производительность аппарата.

В случае образования каналов между гофрированными пластинами, возрастает гидравлическое сопротивление движению фаз по извилистому каналу, в результате чего снижается производительность аппарата. Цель изобретения - интенсификация процесса за счет снижения продольного перемешивания фаз, исключение коалесценции дисперсной фазы. Поставленная цель достигается тем, что известный экстрактор снабжен сетками, расположенными в каналах между спиральными пластинами параллельно оси каналов. Кроме того, сетки выполнены из материала, не смачиваемого дисперсной фазой. Наличие сетки способствует подавлению вихрей сплошной фазы, что позволяет значительно снизить продольное перемешивание и, следовательно, интенсифицировать процесс массопередачи. Подавление вихрей сплошной фазы значительно снижает миграцию капель, что ведет к увеличению скорости поступательного движения капель, и, следовательно, к повышению производительности аппарата. На фиг. I изображен экстрактор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - элемент криволинейного канала с установленными в канале сетками. Центробежный экстрактор состоит из корпуса (не показан), ротора 1, верхнего диска 2 с камерами 3 и 4 для сбора проконтактировавших фаз, соответственно легкой и тяжелой фаз. В камеры введены не связанные с ними неподвижные трубки 5 и 6 для отвода жидкостей. Сверху по оси ротора коаксиально расположены неподвижные патрубки 7 и 8. Патрубок 8 вплотную, через уплотнительную шайбу, подходит к нижнему диску 9 ротора, образующего радиальные каналы 10 с нижней частью корпуса ротора для подвода легкой фазы. Подвод тяжелой (дисперсной) фазы проводится из диспергирующего устройства И. Сепарация тяжелой фазы осуществляется в зоне сепарации, выполненной в виде диска 12 с выфрезированньши каналами 13. Рабочее пространство ротора заполнено насадкой из спиральных пластин 14, образующих каналы 15 с установленными на пластинах сетками 16. Аппарат работает следующим образом. Тяжелая фаза через межтрубное пространство патрубков 7 и 8 поступает в диспергирующее устройство 11, откуда под действием центробежной силы выбрасывается в виде капель в контактную зону аппарата, представляющую собой каналы 15. Далее капли под действием центробежной силы движутся по каналам 15 от центра к периферии. Достигнув поверхности уровня раздела фаз, находящегося вблизи уровня подвода легкой фазы в контактную зону аппарата, капли дисперсной фазы коалесцируют и далее в виде сплошного потока дисперсная (тяжелая) фаза поступает в сепарационную зону для тяжелой фазы. Достигнув периферии ротора тяжелая фаза поступает в камеру 4 и с помощью отборной трубки 5 выводится из аппарата. Легкая фаза по неподвижному патрубку 8 и радиальным каналам 10 под действием развиваемого центробежного давления через распределитель 17 поступает в контактную зону аппарата и движется в виде сплошного потока по каналам 15 противотоком к дисперсной фазе от периферии к центру аппарата. Пройдя зону сепарации, легкая фаза поступает в камеру 3 и с помощью отборной трубки 6 выводится из аппарата. Установление сеток в криволинейных каналах способствует подавлению вихрей сплошной фазы. Для жидкостей с малой вязкостью, легко эмульгирующихся предпочтительней установление сеток с внутренней и вогнутой сторон криволинейных пластин одновременно. Для жидкостей средней вязкости и умеренной способности к эмульгированию предпочтительней установка одной сетки в канале, при этом расстояние сетки от стенок канала следует выбирать в зависимости от кривизны канала и нагрузок по фазам. При малой кривизне канала и небольщих нагрузках по фазам сетки следует устанавливать на выпуклой стороне пластин, а с увеличением кривизны канала и увеличением нагрузок по фазам расстояние от выпуклой стенки до сетки необходимо увеличивать. При работе аппарата в режимах близких к захлебыванию предпочтительней установка сеток на вогнутой стороне пластин. Формула изобретения 1.Центробежный экстрактор по авт. св. № 596265, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет снижения продольного перемешивания фаз, он снабжен сетками, расположенными в каналах между спиральными пластинами параллельно оси каналов. 2.Экстрактор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения коалесценции дисперсной фазы, сетки выполнены из материала, не смачиваемого дисперсной фазой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 596265, кл. В 01 D 11/04, 1974 (прототип)

/7

Г6