Роторно-дисковый экстрактор Советский патент 1982 года по МПК B01D11/04 

(5) РОТОРНО-ДИСКОВЫЙ ЭКСТРАКТОР

I

Изобретение относится к химичес кому машиностроению, а именно к роторно-дисковым массообменным аппаратам, которые используются в химической, нефтехимической, гидрометаллургической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен роторно-дисковый экстрактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус со статорными кольцами , ротор с диспергирующими дисками и сепарирующие устройства, расположенные в верхней и нижней частях корпуса П J.

Однако при сепарации легкой и тяжелой фаз, имеющих небольшую разницу по плотности, система склонна к образованию устойчивых, трудносепарируемых эмульсий, сепарация фаз в сепарационных устройствах верхней и нижней зон колонны происходит недостаточно эффективно, что ведет к уносу тяжелой фазы с легкой и легкой с тяжелой.

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет повышения пропускной способности и повышения степени-сепарации фаз.

Поставленная цель достигается тем, что каждое сепарирующее устройjCTBo выполнено из двух укрепленных на валу контактных элементов в виде коаксиально расположенных цилиндров, уменьшающихся по высоте к периферии в верхней и нижней частях элементов соответственно, при этом расстояние между цилиндрами верхнего элемента меньше расстояния между цилиндрами нижнего элемента верхнего,сепарирующего устройства, а расстояние между цилиндрами нижнего элемента меньше расстояния между цилиндрами верхнего элемента нижнего сепарирующего устройства, а центральные цилиндры элементов каждого сепарирующего устройства снабжены торцо

ыми стенками. На фиг. 1 изображен экстрактор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 узел I на фиг.1; на фиг.А - узел II на фиг.Т. Роторно-дисковый экстрактор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, секционированного ста Ърными кольцами 2, аксиально установлениого вала 3 с диспергирую щими дисками k, штуцеров для ввода 5и 6 и вывода 7 и 8 легкой и тяжелой фаз соответственно. В верхней отстойной зоне аппарат расположен центробежный сепаратор 9. в нижней отстойной зоне - центробежный сепаратор 10. Сверху и снизу каждый сепаратор огражден неподвижными перфо рированными перегородками 11. Конструктивное выполнение центро бежных сепараторов следующее. Ряд цилиндров 12, установленных с некоторым зазором друг относительно дру га концентрично, перекрывает сечени колонны от стенки корпуса 1 до глух го цилиндра 13. Глухой цилиндр 13 имеет закрытые торцевые поверхности Необходимость использования глухого цилиндра 13 вызвана малым значением центробежных сил вблизи оси враще ния вала. Цилиндры 12 укреплены на радиальных лопатках 14, жестко связанных с глухим цилиндром 13, котор в свою очередь связан неподвижно с валом 3. Высота цилиндров 12 увеличивается с уменьшением их диаметра. Центробежные сепараторы могу-т быть секционированы по высоте на отдельные сепараторные зоны, например 15 и. 16 (фиг.1). В таком случае зазор между цилиндрами 12 в каждой сепара торной зоне должен быть различным, уменьшаясь от зоны к зоне по направлению движения потока. Такое выполнение сепараторов улучшает условия их работы при повышенных нагрузках,Для предотвращения попадания отсепарированной жидкости в основной поток на цилиндрах 12 верхнего сепаратора 9 имеются закраины, направленные к центру, на цилиндрах 12 нижнего сепаратора 10 закраины неправлены от центра. Аппарат работает следующим образом. Тяжелая фаза вводится через штуцер 6 в верхнюю часть колонны и постепенно движется вдоль колонны кни ЗУ, перемешиваясь и контактируя в каждой секции с легкой фазой, вводимой через штуцер 5 снизу. Легкая фаза движется противоточно по отношению к потоку тяжелой фазы вверх. Легкая фаза после прохождения всех рабочих секций экстрактора через перегородку 11 попадает в пространство между цилиндрами 12 центробежного сепаратора 9, закручивается ими и лопатками 1. При этом, возникающее поле центробежных сил вызывает движение капель тяжелой фазы к внутренней поверхности цилиндров 12. Здесь они накапливаются сливаются друг с другом и, по мере накопления, стекают книзу с цилиндров 12. Движению тяжелой фазы вверх препятствуют закраины в верхней части цилиндров 12. Работа нижнего сепаратора 10 происходит аналогично с той лишь разницей, 4jo легкая фаза отжимается тяжелой к поверхности меньшего цилиндра, откуда она возвращается вверх. Выполнение сепараторов 9 и 10 секционированным по высоте ведет к тому, что свежий поток, содержащий наибольшее количество смежной фазы, попадает вначале в сепараторную зону с наибольшим расстоянием между цилиндрами 12, в которой происходит сепарация преимущественно укрепленных капель, составляющих основную долю в примеси. Частично очищенный поток проходит далее в следующую сепараторную зону в более частым расположением сепарационных цилиндров 12; где осаждаются капли большей дисперсности. Вследствие этого секционирование сепараторов способствует улучшению всей их работы, особенно при повышенных нагрузках, когда увеличивающееся количество примеси в основном потоке вызывает уменьшение просвета между соседними цилиндрами 12 сепараторов. Увеличение высоты цилиндров 12с уменьшением их диаметра повышает время движения жидкости в поле центробежных сил в центральной области сепаратора. Это снижает неравномерность сепарации за счет переменной величины центробежной силы., Перегородки 11 способствуют локализации интенсивного движения потоков в пределах сепараторного объема. Очищенные легкая и тяжелая фаза через штуцеры 7 и 8 выводятся из аппарата. Предложенное техническое решение позволяет значительно повысить предельную производительность аппарата Формула изобретения Роторно-дисковый экстрактор,вклю чающий вертикальный цилиндрический корпус со статорными кольцами, ротор с диспергирующими дисками и сепарирующие устройства, расположенные в верхней и нижней частях корпуса , отличающийся тем, что, сцелью интенсификации процес,са за счет повышения пропускной спо собнЬсти и повышения степени сепара .ции фаз, каждое сепарирующее устройство выполнено из двух укреплен ных на валу контактных элементов в виде коаксиально расположенных цилиндров, уменьшающихся по высоте к периферии в верхней и нижней час тях элементов соответственно, при этом расстояние между цилиндрами верхнего элемента меньше расстояния, между цилиндрами нижнего элемента верхнего сепарирующего устройства,а расстояние между цилидрами нижнего элемента меньше расстояния между цилиндрами верхнего элемента нижнего сепарирующего устройства, а централь Hbie цилиндры элементов каждого сепд рирующего устройства снабжены торцовыми стенками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Патент Голландии № 67932, кл. В 01 D tl/O, 1977 (прототип)

- j

/

1

Фи21 J

иг.