Экстрактор

 

ЭКСТРАКТОР по авт. св. № 441024, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов массообмена путем наложения пульсаций на взаимодействующие фазы и повышения удельной производительности, он снабжен съемным кольцом, установленным на головке сегнерова колеса, при этом в стенке неподвижной полой оси, в головке сегнерова колеса и в съемном кольце выполнены соосные отверстия. тО (Л СП СХ5 00 t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

В 01 D 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 441024 (21) 3365646/23-26 (22) 21.12.81 (46) 23.03.83. Бюл. № 11 (72) Г. Н. Петыхина, М. Х. Кишиневский и Ю. М. Петыхин (71) Воронежский технологический институт (53) 66.061.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 441024, кл. В 01 D 11/04, 1974.

„„Я0„„1005818 А (54) (57) ЭКСТРАКТОР по авт. св. № 441024, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов массообмена путем наложения пульсаций на взаимодействуюгцие фазы и повышения удельной производительности, он снабжен съемным кольцом, установленным на головке сегнерова колеса, при этом в стенке неподвижной полой оси, в головке сегнерова колеса и в съемном кольце выполнены соосные отверстия.

1005818

5 экстрактор для процессов жидкостной экстракции с перемешивающими устройствами типа сегнерова колеса, свободно посаженных на неподвижной полой оси, в верхней и нижней ступенях аппарата, с раздельными циркуляционными насосами и сепарирующими устройствами, расположенными концентрично колесам в виде вертикальных спиральных перегородок, в промежуточных ступенях на полых валах сегнеровых колес закреплены дисковые мешалки, а сепарирующие устройства промежуточных ступеней выполнены в виде пакетов конусных тарелок (1).

Недостатком известной конструкции является неэффективное использование энергии, сообщаемой жидкости насосом, что в целом снижает эффективность массообменного процесса.

Гидравлическая энергия жидкости, вводимая в головки сегнерова колеса, распределяется следующим образом (получено на основании экспериментальных данных) . Часть вводимой энергии (примерно 30 /ц), пред- . ставляющая собой кинетическую энергию струй жидкости, вытекающих из форсунок, расходуется в основном для сепарации фаз, так как смесь сразу же попадает в вертикальные спиральные перегородки, а затем фазы перераспределяются к соответствующим патрубкам, Другая часть (также примерно 30 расходуется на вращение дисковых мешалок в промежуточных ступенях, на преодоление гидравлических сопротивлений каналов гидропривода и форсунок. Энергия вращения дисковых мешалок эффективно используется для контакта фаз. Оставшаяся часть вводимой энергии (примерно 40 /oj расходуется на вращение сегнеровых колес и используется крайне неэффективно для контакта фаз, а следовательно, и для всего процесса экстракции в целом, так как вращаются колеса в основном в одной фазе: верхнее — в легкой фазе, нижнее — в тяжелой фазе, и контакт между фазами в верхней и нижней ступенях аппарата происходит в основном при сепарации фаз в вертикальных спиральных перегородках.

Целью изобретения является интенсификация процессов массообмена в экстракторе путем наложения пульсаций на взаимодействующие фазы и диспергирования жидкой смеси перед сегнеровым колесом (по ходу движения фаз) для ее последующего механического перемешивания этим колесом, ка к меш ал кой.

Поставленная цель достигается тем, что экстрактор снабжен съемным кольцом, установленным на головке каждого сегнерова колеса, при этом в стенке неподвижной полой

55 оси, в головке сегнерова колеса и в съемном кольце выполнены соосные отверстия.

С целью регулирования частоты пульсаций и амплитуды их на головке сегнерова колеса установлены съемные кольца с отверстиями различной формы и площади живого сечения, расположенные соосно с отверстиями в головке.

На фиг. 1 изображен предлагаемй экстрактор, разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг, 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 — вариант выполнения узла 1.

Экстрактор представляет собой вертикальный набор цилиндрических царг 1, разделенных коническими перегородками 2, на которых укреплены пакеты конических тарелок

3. Конические перегородки 2 имеют периферийные переточные патрубки 4 для тяжелой фазы и центральные патрубки 5 для легкой фазы.

По центральной оси аппарата в крышке и днище укреплены входные трубы (неподвижные полые оси) 6 с отверстиями для подвода жидкой смеси к головкам 7 сегнеровых колес 8 с форсунками 9. Сегнеровы колеса

8 свободно посажены на трубы 6. Головки 7 сегнеровых колес 8 имеют продолжение в виде закрытых на конце полых валов 10, радиально опирающихся на закрытые продолжения труб 6. На полых валах 10 закреплены дисковые мешалки 11.

В головке 7 сегнерова колеса 8, в месте скользящей посадки его на неподвижной трубе 6 (фиг. 3 и 4) выполнены отверстия 12, соосно с которь:ми в стенке трубы 6 также имеются отверстия 13, периодически совмещающиеся с отверстиями 12 в головке колеса или перекоывающиеся головкой 7.

На крышке и днище аппарата установлены концентрично сегнеровым колесам вертикальные спиральные перегородки 14 для сепарации фаз.

В днище аппарата имеется патрубок 15 для отводaт:яжелой фазы и штуцер 16 для соединения с циркуляционным центробежным насосом 17. На крышке аппарата имеется патрубок 18 для отвода легкой фазы, а в нижней части верхней ступени имеется патрубок 19 для соединения с циркуляционным центробежным насосом 17. Устройство снабжено, таким образом, двумя центробежными циркуляционными насосами 17 соответственно для верхнего и нижнего сегнерова колеса.

На головку 7 сегнерова колеса 8 свободно одеваются съемные кольца 20, вращающиеся вместе с головкой и имеющие, соосно с отверстиями в головке, прорези и отверстия, форма и площадь живого сечения которых может быть различной (фиг. 5).

Экстракция осуществляется следующим образом.

Легкая и тяжелая фазы подаются во всасывающие линии соответственно нижнего и

1005818

3 верхнего циркуляционных насосов 17, в эти же линии поступает из сепарационных устройств нижней и верхней ступени тяжелая фаза.

Часть жидкой смеси поступает на сегнеровы колеса 8, которые под действием реактивных сил вытекающей из их форсунок 9 жидкости приходят во вращение и при полном заполнении аппарата осуществляют перемешивание в центральной части верхней и нижней контактных ступеней, а с помощью дисковых мешалок 11 — и в промежуточных

1О ступенях.

Другая часть жидкой смеси периодически (импульсами) выбрасывается при совмещении отверстий 12 и 13 в активную зону перемешивания под вращающиеся сегнеровы колеса (по ходу движения фаз), где осуществляется интенсивное дробление и перемешивание легкой фазы (внизу аппарата) и тяжелой фазы в среде легкой фазы (вверху аппарата). Таким образом, количество выбрасываемой среды через отверстия форсунок 9 сегю неровых колес также периодически меняется.

Все это позволяет наложить пульсацию на среду в аппарате как при ее смешивании, так и при разделении. Частота пульсаций и амплитуда их регулируются за счет изменения 25 площади живого сечения и формы отверстий в съемных кольцах 20 или поворота кольца Относительно головки колеса.

В вертикальных спиральных 14 и конических 3 сепарационных устройствах происходит вращательное движение жидкости от струй и мешалок с направленным движением, соответствующим расположению листовых поверхностей сепарационных устройств и периферийной части потока жидкости от мешалок. Наряду с гравитационным сепарационным движением фаз в аппарате осуществляется циклонный сепарационный эффект.

После разделения в сепарационных устройствах легкая фаза перетекает из нижней ступени в верхнюю по центральному патрубку 5, а тяжелая фаза из верхней ступени в нижнюю — по переточным патрубкам 4. Отводится тяжелая фаза из аппарата по патрубку

15, легкая фаза — по патрубку 18.

Преимущества предлагаемой конструкции по сравнению с известной следующие.

Через отверстия в нижней (по ходу движения фаз) части головки сегнерова колеса, в месте скользящец посадки его на полой оси, и соосно расположенные с ними отверстия в неподвижной полой оси происходит периодическое (импульсами) выбрасывание смеси в аппарат только при их совмещении, что приводит к периодическому перераспределению жидкой смеси, выходящей через форсунки колес и эти совмещающиеся отверстия, величина импульса во времени меняется по мере открытия, совмещения и закрытия отверстий. Все это позволяет наложить пульсации на среду в аппарате как при ее смешении, так и при сепарации в вертикальных спиральных перегородках, а также повысить эффективность механического перемешивания сегнеровы ми колесами за счет предварительного диспергирования фаз: тяжелой — вверху, легкой — внизу перед колесами. Ввиду несжимаемости жидкости пульсация, накладываемая на выходящую в аппарат из форсунок и совмещающихся отверстий среду, передается всей массе жидкой смеси в аппарате, способствуя интенсификации процессов массообмена при жидкостной экстракции и повышению удельной производительности аппарата. Частота пульсаций и амплитуда их регулируется изменением площади живого сечения и формы отверстий в съемных кольцах или поворотом кольца относительно колеса.

1005818

Фрг.4

Редактор Н. Джуган

Заказ 1973/8

Составитель А. Миронов

Техред И. Верес Корректор М. Шарошн

Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4