Пульсационный экстрактор Советский патент 1982 года по МПК B01D11/04 

(54) ПУЛБСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР

1

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для проведения процессов экстракции в системах жидкость-жидкость.

Известен пульсационный экстрактор, содержащий цилиндрический корпус с ситчатыми тарелками, делящими экстрактор на смесительные и отстойные секции, причем смесительные секции разделены коаксиальными цилиндрами на кольцевые каналы 1.

Недостатком указанного экстрактора является Низкая эффективность массопередачи, вследствие относительно малой задержки дисперсной фазы и значительного продольного перемешивания в кольцевых каналах аппарата, при положении синусоидальных колебаний на жидкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является пульсационный экстрактор, содержащий вертикальный цилиндрический конус, секционированный по высоте на смесительные и отстойные секции, вертикальные цилиндрические перегородки, коаксиально размещенные в смесительных секциях и образующие кольцевые каналы.

и лопасти, установленные в кольцевых каналах 2.

Недостатка.ми известного пульсационного экстрактора являются его недостаточная эффективность, вследствие значительного продольного перемещивания в аппарате, вызванного неравномерностью поля скоростей при синусоиадальном характере пульсаций. Кроме того, при высоких интенсивностях пульсаций отсутствует коалесценция капель и снижается задержка дисперсной

фазы. Все указанные недостатки снижают силу массопередачи эффективность экстрактора в целом.

Цель изобретения - интенсификация процесса путем выравнивания поля скорос j тей контактирующих фаз в кольцевых каналах.

Поставленная цель достигается тем, что в пульсационном экстракторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, секционированный по высоте на смесительные и отстойные секции, вертикальные цилиндрические перегородки, коаксиально размещенные в смесительных секциях и образующие кольцевые каналы, лопасти уста новны с возможностью углового перемещения в вертикальном направлении.

Дополнительно экстрактор снабжен радиальпыми стгржпями, щарнирно закрепленными одними сн(1ими концами на внутренних noBepxHocK-ix корпхса и цилиндрических перегородок, я лопасти установлены на стержнях.

На фиг. 1 изображен экстрактор в аксонометрической проекции, общий вид; на фиг. 2-3 - варианты крепления лопастей в корпусе экстрактора.

Пульсационный экстрактор состоит из вертикального корпуса 1, коаксиальных цилиндров 2 и 3, образующих зоны смешения, зон 4 отстаивания и перераспределения потоков, расположенных между плоскостями среза коаксиальных цилиндров 2 и 3 соседних зон смещения. Лопасти 5 установлены в каналах, образованных коаксиальными цилиндрами 2 и 3, и поворачиваются относительно стержней 6, расположенных перпендикулярно образующим цилиндров. В соседних зонах смещения лопасти 5 имеют зеркальное исполнение. Движение лопастей 5 в вертикальном направлении ограничено упорами 7.

Экстрактор работает следующим образом

Жидкостям, находящимся в экстракторе, сообщается возвратно-поступательное движение. Легкая и тяжелая фазы движутся противотоком. Диспергируемая, например, легкая фаза при импульсе вверх, пройдя через зону 4. поступает в виде капель в изолированные друг от друга каналы зоны смещения, образованные коаксиальными цилиндрами 2 и 3. В каналах лопасти 5 начинают перемещаться от своего крайнего нижнего положения к крайнему верхнему положению, ограниченному стержнем. 6 соседней лопасти 5 и перекрывают поперечное сечение каналов, что приводит к возрастанию гидравлического сопротивления и способствует накоплению под лопастями 5 поступающей дисперсной фазы, причем коаксиальные цилиндры 2 и 3 препятствуют перетоку отсепарированной дисперсной фазы в соседние каналы. При этом свободное сечение каналов возрастает, скоалесцированная во время предыдущего им.пульса дисперсная фаза начинает истекать из-под лопастей и, попадая в зону повышенной турбулентности, под действием срезающих усилий дробиться на мелкие капли, что сопровождается резким возрастанием поверхности контакта и интенсивности массоп-ередачи. Капли, вынесенные из каналов смесительной зоны, перераспределяются движущимся потоком в зоне 4 распределения и отстаивания.

При импульсе вниз, лопасти 5 перемещаются из верхнего положения в нижнее. При этом происходит очередное диспергирование фазы скопивщейся Под лопастями 5

и коалесценция дисперсной фазы. При размещении лопастей 5 по окружности в каналах аппарата создается вращательное Движение потока, причем в соседних смееительных секциях вращение потока осуществляется в противоположных направлениях, что приводит к перераспределению потоков, снижению продольного перемещивания и возрастанию движущей силы массопередачи. Испытания экстрактора пред-дагаемой

конструкции проводилось на модели аппарата диаметром 100 мм и высотой рабочей зоны 1500 мм. Изучалось влияние конструкции экстрактора на режимы его работы и интенсивность массопередачи.

Интенсивность массопередачи оценивалась высотой переноса (ВЕП). Режимы работы экстрактора задавались изменением интенсивности пульсации, которая менялась от 600 мм/мин до 2400 мм/мин. Сплощной фазой служила вода, дисперсной -

четыреххлористый углерод. Экстрагируемым компонентом являлась уксусная кислота.

Изучение процесса экстракции уксусной кислоты в предлагаемом аппарате показывает, что интенсивность массопередачи на 20% выще, чем у известного экстрактора.

Применение предлагаемого экстрактора позволяет интенсифицировать процесс экстракции На 15-20%, уменьшить расход экстрагента примерно на 30%.

Формула изобретения

5 2. Экстрактор по п. 1, отличающийся тем, что, он снабжен радиальными стержнями, шарнирно закрепленными одними своими концами на внутренних поверхностях корпуса и цилиндрических перегородок, а лопасти установлены на стержнях.

0Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР, № 586918, кл. В 01 D 11/04, 10.11.75.