Пульсационный экстрактор Советский патент 1981 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к аппаратам химической технологии и предназначено для исполь зования в пульсационных зкстракторах. В экстракционной технологии полнота разделения фаз после смещения имеет существенное значение. При неполном разделении фаз после смещения в смесительно-отстойной ступени происходит взаимный унос фаз друг в друге, что снижает зффективность продесса и производительность зкстракторов. Более полное и быстрое разделение фаз достигается в центробежных зкстракторах, где для разделения фаз используется дополнительная энергия, преобразуемая вращением ротора в центробежные силы. Но вращающиеся узлы и применяемые подшипники в аппарате при производстве агрессивных и токсичных вещест является недостатком центробежных экстракторов. В условиях агрессивных сред больпше преимущества имеют пульсационные экстракторы, которые не имеют вращающихся узлов и подщипников. Известен пульсащюнный экстрактор, в кото ром, благодаря применению обратных клапанов в трубопроводах, соединяющих выше и ниже стоящие ступени с пульсопроводом, используется цульсационная энергия струй кратковременно для разделения фаз. При (Штимальном расстоянии диспергирующего устройства от стенки корпуса жидкостные струи, встречая перпендикулярную стенку, отклоняются от своего направления, в результате чего в короткий промежуток времени в жидкостном потоке возникают. инерционные, силы, способствующие разделению фаз 1. Недостатком известного устройства является то, что действие стенки корпуса на юменение направления жидкостного потоки кратковременное и ненаправленное, при этом не используется энергия пульсации для разделения фаз наложением центробежных сил. Цель изобретения - интенсификация процесса за счет повыпюния степени разделения фаз. Пель достигается тем, что в пульсационном экстракторе, включающем корпус, разделенный наклонными перегородками на смесительно-отстойные ступени, трубопроводы с обратными клапанами, соединяющими трубопровод пульсации с ниже и выше расположенными ступенями, диспергирующее устройство с соплами, и направляющие перегородки, расположенные выше иНиже диспергирующего устройства, выходные отверстия сопел диспергирующего устройства снабжены, по крайней мере, №умя желобами, расположенными один в друтбм по изогнутой линии относительно сопла, при этом каждый внутренний желоб выполнен относительно внешнего с меньшим радиусом кривизны.

Снабжение выходных отверстий сопел , диспергирующего устройства желобами с криВ гпной относительно оси сопла, установленных |||дин в другом, обеспечивает отклонение жид остных потоков, выходящих из сопла, что создает инерционные силы, которые способствуют отделению капель более тяжелой фазы относительно капель более легкой фазы, что способствует их более быстрому слиянию и разделению.

На фиг. 1 представлены ступени экстрактора, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Диспергирующее устройство 1 (фиг. 1) выполнено в виде трубы, установленной в корпусе 2 экстрактора по центру ступенк. На торце диспергирующего устройства имеется перегородка с соплами 3. На выходных отверстиях сопел установлены желоба 4, размещенные один в другом и изогнутые относительно осевой линии сопел по сходящейся к центру спирали (фиг. 2 и 3), причем каждый внутренний желоб во внешнем вьщолнен с меньпшм радиусом кривизны. Входные кромки 5 желобов изготовлены острыми и удаляются друг от друга в поперечном сечеияи На расстояние, равное отношению размера диаметра сопла к количеству желобов. Затекание тяжелой фазы в диспергирующее устройство осуществляется через обратный клапаН б, легкой фазы - через обратный клапан 7, установленный в трубопроводах, соедин:яющих его с выще и ниже расположенными ступенями. Смесь фаз из даспергирзтощего устройства, выталкивается через обратный клапан 8. Для осуществления пульсации пульскамера 9 сообщается с пульсатором трубопровода. .....

Р&бота пульсирующего устройства осуществляется следующим образом.

При подаче в экстрактор тяжелой фазы сверху, легкой - снизу, в нем создается противоточное движение фаз. При соединении пульскамеры 9 через пульсатор с атмосферой в ней относительно давления столба жидкости

911104

в колонне создается разрежение. Через клапан 6 в диспергирующее устройство затекает тяжелая фаза, через .клапан 7 - легкая фаза,-при этом клапан 8 закрыт. При подаче давления

5 воздуха через .пульсатор в пульскамеру 9 закроются клапаны 6 и 7, откроется клапан 8 и жидкость, диспергируясь насадкой, резко выталкивается через сопла в зону разделения фаз.

10 В соплах жидкостному потоку придается ускорение, с которым смесь капель направляется в желобе 4, где смесь, состоящая преимущественно из капель тяжелой фазы, двигаясь по внеишему желобу, выполненному

15 по большему радиусу кривизны, отклоняется от осевого направления. При отклонении направления струи капли тяжелой фазы за счет большего момента сил инерции относительно капель легкой фазы стремятся проJO должать свое движение в прежнем направлении, в результате этрго произойдет отделение капель тяжелой фазы от капель легкой. В зонах обтекания вн)тренней поверхности внешнего желоба и на внешней поверхности

25 внутреннего желоба движутся однородные капли тяжелой и легкой фаз соответственно. Слияние однородных, капель имеет более высокую скорость, что интенсифицирует процесс разделения фаз. Поток смеси легких капель

JQ после отклонения направления движения на первом желобе острой кромкой 5 будет направляться на внутренний желоб, где также ускоряется процесс разделения фаз.

Поток смеси более легких капель после отклонения направления движения на втором желобе острой кромкой направляется в третий желоб, где также ускоряется процесс разделения фаз. Желоба, вьшолненные с меньшим радиусом кривизны, обеспечивают движение смеси, состоящих из более легких капель, по большей кривизне, что создает равные силы инерции и условия разделения фаз наложением центробежных сил энергии пульсации.

Таким образом, предлагаемое техническое решение для совершенствования пульсационных экстракторов обеспечивает интенсификацию процесса разделения фаз с использованием энергии пульсации путем наложения

5 центробежных сил на смесь фаз, что сокращает время разделения фаз, повьшиет надежность и эффективность процесса экстракции.

Сокращение времени разделения фаз и поИ вышение эффективности экстракционного процесса позволяет повысить производительность зкстрактора, сократить стоимость технологического процесса.

Формула изобретения Пульсационный экстрактор, включающий корпус, разделенный наклонными перегородками на смесителыю-отстойные ступени, трубопроводы с обратными клапанами, соединяющими трубопровод пульсации с ниже и выше, расположе1шыми ступенями, диспергирующее устройство с соплами, и направляющие перегородки, расположенные выще и ниже диспергирующего устройства, о т личающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет повышения

степени разделения фаз, выходные отверстия сопел снабжены, по крайней мере, двумя желобами, расположенными один в другом по изогнутой линии относительно оси сопла, при зтом каждый внутренний желоб выполнен относительно внешнего с меньшим радиусом кривизны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2659123/23-26, кл. В 01 D 11/04, 1978.