Центробежный экстрактор Советский патент 1982 года по МПК B01D11/04 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР

Изобретение относится к устройствам для осуществления.процесса экстракции в системе жидкость- жидкость и может быть применено в различных отраслях промышленности.

Известен центробежный экстрактор, включающий кожух с расположенным в нем ротором с контактными элементами в виде коаксиальных перфорированных цилиндров, устройства ввода и -вывода фаз 1.

Недостаток известного экстрактора в низкой эффективности процесса массообмена за счет неустойчивого гидродинамического режима работы экстрактора.

Цель изобретения - интенсифицировать процесс массообмена за счет обеспечения устойчивого гидродина- мическогд режима работы и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что центробежный экстрактор, включающий корпус с расположеннЕЛМ в нем ротором с контактнь ми элементами в виде коаксиальных перфорированних цилиндров,устройства ввода и вывода фаз,согласно изобретению снабжен шаровыми сегментами,прикрепленными к внутренним стенкам цилиндров с помощью пружины, а отверстия цилиндров расположены по окружности соосно шаровому сегменту, при этом диаметр окружности равен диаметру шарового сегмента.

На фиг.1 изображен продольный: разрез экстрактора;на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - узел I на фиг.2; на фиг. 4 - вид Б на фиг.З.

10

Центробежный экстрактор состоит из кожуха (на чертежах условно не показан), ротора 1, верхнего диска 2 с камерами 3 и 4 для сбора проком тактировавших фаз, соответст15венно легкой и тяжелой. В камеры введены не связанные с ними неподвижные напорные диски 5 и 6 для отвоца жидкостей.

Сверху по оси ротора коаксиально

20 расположены неподвижные патрубки 710. Патрубок 8 вплотную через уплотнительную шгЛбу 11 подходит к нижнему диску 12 ротора, с выполненными в нем рад на ль ньа каналами 13.

25

Подвод легкой фазы в контактную зон аппарата осуществляется через распределитель 14. Подвод тяжелой фазы осуществляется из диспергирующего устройства 15. Сепарация тяже3Gлой фазы осуществляется в зоне 16, выполненной в виде д|иска 17 с каналами 18. Сепарация л|егкой фазы осуществляется в зоне с|епарации 19. Рабочее пространство ротора заполнено насадкой 20,j выполненной в форме коаксиальных п|ерфорйрованных цилиндров 21, в зазоре между цилинд ми установлены шаровые сегменты 22, прикрепленные к внут ренней стенке цилиндра через пЬужину 23. Отверстия 24 пеЕ Фораци й выполнены по окружности, соосной |С шаровыми элементами, диаметр окр1ужности равен д аметру шарового сегмента. Аппарат работает |следую1дим образом. - , I Тяжелая (дисперсная) фаза по межтрубному пространству патрубков 7 и 8 поступает в диспергирующее ус ройство 15., откуда год действием це робежной силы выбрасывается в виде капель в контактную зону с насадкой 20 и движется под действием центробежной силы к периферии ротора. Достигнув главной поверхности уровня раздела фаз находя1 ;1егося вблизи уровня подвода легкий фазы в контак ную аону аппарата, -дисперсной фазы коалесцируют HJ далее, в виде сплошного потока посзтупают в зону с парации 16. Достигнув периферии ротора, тяжелая фаза фоступает в каме ру 4 и с помощью HaijiopHoro б по патрубку 10 выво ;ится из аппарат Легкая фаза по патрубку 8 и ради альным каналам 13 через распредели тель 14 поступает в контактную- зону аппарата вблизи главного уровня раз дела фаз и движется по шаровым сегментам 22 противотоком к дисперсной фазе от периферии к центру. Далее, пройдя зону сепарации 19 для легкой фазы, она поступает в камеру 3, откуда по патрубку 9 выводится из аппарата.- .1 При движении кон}гактирующих фаз в насадочной части Ькстрактора, выполненной из набора коаксиальных пе форированных цилиндЬов, с установленными между цилиндрами шаровыми сегментами, прикреп|пеннь и к внутренней стенке цилиндра через пружину, при выполнении отверстий перфораци , по ок эужности ,coocнdй с шаровыми элеме тамч, диаметр окружности которой равен диаметру сегмента, создается благоприятные .условия для интенсификации процесса массообмена увеличения производительности, стабилизация режима каждого контактного элемент|а, выполненного в форме коаксиальнс го перфорированного цилиндра и Bcdro аппарата в целом. .1 В самом деле, при истечении стру жидкости тяжелой фаза из сопел диспергирующего устрой ства, последняя дробится на капли и движется в виде капель от центра к периферии ротора. Ударившись о поверхность шарового сегмента 22 первого ряда коаксиальных перфорированных цилиндров (фиг.З), тяжелая фаза Е виде пленки течет по поверхности шарового сегмента от его центральной части к периферии. Достигнув кромки шарового сегмента, пленка срывается с последнего, дробится на капли, которые под действием центробежной силы инерции, двигаясь к периферии ротора, проходят через отверстия 24 перфорации цилиндров, контактируя с движущейся противотоком сплошной фазой. При дальнейшем своем движении к периферии ротора капли ударяются о поверхность шарового сегмента следующего ряда коаксиальных перфорированных цилиндров. Дал.ее весь процесс, описанный выше, повторяется. Таким образом, при движении тяжелой фазы в насадочной части аппарата от центра к периферии ротора имеет место многократное диспергирование и редиспергирование капель, включая пленочное течение, что способствует многократному обновлению поверхности массообмена, и, следовательно, интенсификации массообменного процесса. Предлагаемая конструкция насадочной зоны ПОЗВОЛЯ6-Т оптимальным образом использовать центробежную силу, действующую на капли и пленку жидкости,движущуюся по поверхности шарового сегмента,что ведет к увеличению производительности аппарата. Если в прототипе производительность аппарата всецело определяется скоростью совместного (противоточного) прохода через перфорации цилиндров с последующим диспергированием тяжелой фазы при ее выходе из перфораций (т.е. у кромки отверстий с внешней стороны цилиндров) и на формирование капли и ее отрыв от кромки перфорации требуется некоторое время, то в предлагаемой конструкции насадочной части аппарата диспергирование тяжелой фазы осуществляется при отрыве последней с шаровых сегментов, в отверстиях же перфораций место только противоточное движение фаз. Все это способствует увеличению производительности аппарата. Проверка работоспособности предлагаемой конструкции на образце экстрс:ктора дис1метром 350 мм, насадочная часть которого выполнена в форме коаксиальйых перфорированных цилиндров с установленными в зазоре между цилиндрами шаровыми, сегментами, прикрепленными к внутренней стенке цилиндра через пружину, с отверстиями перфораций, выполненными по окружности, соосной с шаровыми элементами, с диаметром окружности, равным диаметру шарового сегмента, показала, что эффективность массообмена увеличилась на 20-25%, а производительность возросла на 7-10% по отношению к прототипу. Исследования проводились на системе керосин-фенол-вода (извлечение фенола из керосина водой) при объемном отношении тяжелой фазы к легкой От/. и числе оборотов ротора N 1500 об/мин.

Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о преимуществе предлагаемой модели экстрактора по сравнению с прг5тотипом.

Использование изобретения по сранению с известньми экстракторами с волнообразной насадкой, применяемым в промылленности (база сравнения), позволит интенсифицировать процесс массообмена и увеличить производительность аппарата.

Формула изобретения

Центробежный экстрактор, включающий кожух с расположенным в нем ротором с контактными элементами в виде коаксиальных перфорированных Цилиндров, устройства ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена за счет обеспечения устойчивого гидродинамического режима

работы и повышения производительности, он снабжен шаровыми сегментами, прикрепленньжи к внутренним стенкам дилиндров с помощью пружины, а от верстия цилиндров расположены по окружности соосно шаровому сегменту, при этом диаметр окружности равен диаметру шарового сегмента.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3133880, кл. 233-15, 1942 (прототип)I