Пульсационный экстрактор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБВИН

3(5П В 01 D 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3416217/23-26 (22) 31.03.82 (46) 23.10.83. Бюл.- 9 39 (72) Г.И.Иванов, П.В.Курочкин и М.З.Максименко (71) Уфимский нефтяной институт (53) 66.061.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 536918, кл. В 01 0 11/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3221568/23-26, кл. В 01 D 11/04, 1980. (54)(57) ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭХСТРАКТОР, включающий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высоте на отстойные и смесительные секции, в которых установлены. паке„„Su„„1049076

-ты вертикальных плоскопараллельных перегородок, расположенных на равном расстоянии друг от друга, концы которых загнуты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации массообмена эа счет создания активного гидродинамического режима в смесительной сеКцни, он снабжен язычками, выполненными в средней частй перегородок в форме треугольника или трапеции под углом 30-40 от вертикали, при этом смежные язычки каждой перегородки направлены в противоположные стороны и перекрывают на половину зазоры между перегородками, верхний и нижний пакеты перегородок повернуты на 90, а по- g следующие — на 45 относительно смежных пакетов.

1049076

Изобретение относится к аппаратам ность аппарата и увеличивает гидравхимической технологии, предназначен- лическое сопротивление, а это увели" ным для проведения процессов жид- .чивает энергозатраты. Йзготовленке костНой экстракции, и может быть и монтаж тарелок внутри колонны треиспольэовано на нефтехимических пред- бует значительных трудозатрат. приятиях. Целью изобретения является интенИзвестен пульсационйый экстрак- : снфикация процесса массообмена путем тор, содержащий вертикальный цилинд- : создания активного гидродкнамичесрический корпус, разделенный по вы- кого режима в смесительной секции. соте сктчатыми тарелкамк на отстой- . Поставленная цель достигается ные и смесительные секции с верти- ®О тем, что пульсационный экстрактор, кальными цилиндрическими перегород- включающий вертикальный цилиндриками, образующими кольцевые зазоры :, ческий корпус, разделенный по высок расположенными, коаксиально друг . .те на отстойные и смесительные секдругу. Смесительная секция ограни.- :, ции с пакетами вертикальных плоскочена двумя перфорированными тарелка- 15 :, параллельных перегородок, располоми, между которыми размещены верти- женными на равном расстоянии друг кальные цилиндрические перегородки, от друга, концы которых загнуты, в зазорах которых установлены в один, : снабжен язйчками, выполненными в ряд (или несколько J наклонные лопас- . средней части перегородок в форме тк, расположенные по окружности, ле- ;р; треугольника или трапеции под углом жащей в горизонтальной плоскости., . 30-40оот вертикали, при этом смежные.

Проходя между лопастями, жидкость язычки каждой перегородки направле,получает вращательное движение, бла- ны в противоположные стороны и перегодаря.чему образуется зона актив-,, крывают на половину зазоры между ного смешения «13. перегородками, верхний и нижний

Наиболее близким к изобретению пакеты перегородок повернуты на 90, а. по технической сущности и достигае- . а последующие вЂ,на 45оотносительно мому .эффекту является пульсационный . смежных пакетов. .экстрактор, включающий вертикальный На фиг. 1 представлен экстрак-" цилиндрический корпус, разделенный тор, разрез, на фиг. 2 - кольцевой по высоте тарелками на отстойные, З разрез колонны, вид ка плане, на и. смесительные,секции с вертикаль- . фиг. 3, - узел Т на фиг. 1 (узел комными перегородками, расположенными, пановки отштампованных лепестков на равном расстоянии друг от друга.. (язычков ) в плоских каналах), на

С целью интенсификации массообмена фиг. 4 - узел tlна фиг. 3 > объемное путем создания местных струйно- 35 изображение плоской пластины с занаправленных потоков на выходе из,гнутыми под определенным углом языч

ЩелеэиДных зазоРов и винтообРазногО : хами вращения по высоте аппарата, он Пульсационный экстрактор состо- . сНабжен пакетами веРтикальных плос- „т из корпуса 1 с чередующимися копаРаллельных перегородок, Уста- .. 40 смесительными 2 и отстойными 3 секновленных в,омесительных секциях ци и. Смесительная секция содер ит на:равных расстояних друг от друга, пакет вертикальных плоскопараллельверхнке концы котоРых загну™ под ных пластин 4,: расположенных иа

Углом 8-15 . и перекрывают на 1/3 за- рави расстоянии друг от друга и .о зоры между вертикальными перегород-, 45 образующих щелевидные зазоры. Все ками прк этом пакеты вертикальных плоские пластины (листы ) в средней пеРегоРоДок по высоте колонны позер- части имеют язычки 5 в форме трену™ иа угол 10-20 относительно . Угольников или же трапеций, прк этом о друг друга..Для подвода и отвода жид крайние пластины имеют загнутые в ких фаэ имеются патрубки. Отдельным 5 сторону корпуса колонны торцы б, обпульсатором жидкости в объеме аппа- Разуя некоторый зазор (сектор ) 7.

Рата сообЩаетсЯ возвРатно-поЧтупатель . Пл скопар ллельные перегородки фикное движение. В - аппарате противо- сир ются на, разном расстоянии друг точно д и*УтсЯ две неуе4вающиесЯ .;От друга pacnopH THra 8. Д я между собой жидкости.Проходя по вер- . подвода и отвода жидких фаз ймеются

TH_#_allbHhlM плоским каналам, жиДкость патрубки 9-12. для обеспечения про 55 иа вь ходе из щелевидных зазоров по-, тивотока, увеличения.межфазной,полУчает опРеделенное напРавление — об-, :верхности и интенсификации массообРаэуется эона активного смешения «2 ).; мена содержимому аппарата с помощью

Однако недостатком известных пуль- отдельного пульсатора сообщается сационных секционированных э стракто- 6О возвратно-поступательное движение. ров является значительный Расход ме- Пульсатор подключается к патрубку 13. .талла на изготовление внутренней Экстрактор .Работает следующим ..начинки, Сигчатые (либо решетчатые f . образом. тарелки имеют ограниченное живое ce- В штуцер 9 подается тяжелая фаза, чение, что снижает производитель- 63 которая выводится через штуцер 10, з

3 . 1049076

lsа е Hе, ! к, I сю,1/м

Н, MM h MM-, Ж

25 60 4 20

35 80 6 20. B0

100

75 1,03

74 1,18

100

20

10

1i31 20 100 7 70 1,20.

100

10

20 65 120 12 :: 20 100 5 1,09

М 4е

П р и м е ч а н к е: N- угол наклона загнутых язычков от вертикали; ) - угол поворота. последующих пакетов (после первого верхнего и нижнего)относительно друг друга; ф — угол поворота верхнего it нижнего пакетов относительно последующих; О"- угол наклона торцов крайних вертикальных пластин; S - ширина зазора между вертикальными пластинами, Н ; h-высота катета загнутых язычков; (Y -у м . ГО6%. - степень извлечения1

VA хм .oo = + .--:...Фактор энергоэффективности, Э ВЭТС где Ч,- соответственно расходы сплошной и днсс ° персной фаэ;

Y . Y . " начальная и конечная концентрация бенМ K войной кислоты в воде, г/л;

М - .начальная концентрация бензойной кислог

- ты в дизтопливе, г/л;

° 3

% «М + У. - cyerapttas Harpy3ya rro обеим фазам, м /м ч; с 4, ВЭТС - высота, эквивалентная теоретической ступени, м;

3 - интенсивность пульсаций, м/ч.

В штуцер 11 подается легкая фаза, выводимая через штуцер 12. Таким образом, в колонне протквоточно двигаются две несмешивающиеся между собой жидкости, одна из которых прк этом диспергируется.- Контактируемые жидкости пульсатором приводятся.в колебательное движение, которые равномерно распределяются в вертикаль.ных плоских каналах смесительной сек- . ции,а в средней части каналов вовникают турбулизирующие потоки за кчет язычков (лепестков), загнутых в двух плоскостях (поочередно в Одну, к другую стороны) по одной линии, язычки. имеют форму треугольника илк 15 трапеции. Загнутые лепестки способствуют также тому, что потоки жид;,кости в соседних каналах чередуют:ся, т.е. возникают перекрестные .струи. Крайние вертикальные пластины имеют:загнутые кромки в сторону.

"стенок аппарата, что способствует возникновению направленных струй к сводит до минимума "стеночный эф фект", а поворот пакетов пластин

:на угол 90 от первого верхнего к последнего (нижнего ) позволяют пе. рекрывать see сечение аппарата струенаправленными потоками в сторону;.. стенок, при этом угловые зазоры пе Ъ рекрываются поворотом пакетов последующих пластин на 45 относио тельно друг друга. Таким образом, в смесительной секции образуется ак-. тивный гидродинамический режим за

:.счет турбулиэирующихся потоков в средней зоне плоского канала, перекрещивающихся потоков в смежных каналах, струйно-направленных потоков в сторону стенок колонны. !

Использование изобретения позво лит резко увеличить производитель, ность установки, так как отсутствуют тарелки (ситчатые, решетчатые ) — их роли выполняются загнутыми язычками, :при этом проходное сечение колонны увелнчнвается.в два раза.. Значитель-,.

;но улучшается технология изготовления насадки — в качестве заготовок бе рутся стандартные листы. толщиной !

0,5-1 мм и выштамповываются в них

:,язычки под определенным углом, значительНо упрощается также сборка пакетов пластин. Исключение тарелок из пакета пластин дает значительную экономию в металле — 50% от общего

iaeca внутренней начинки.

В таблице приведены результаты экспериментов по гидродинамике и массообмена на модельных системах.

1049076

Поисковая работа выполнялась в колонне диаметром 80 мм, оптимальные варианты повторялись в аппарате 400 мм. Исследования по гидродинамике проводились на системе вода - дизельное топливо, по массообмену - на системе вода - бензойная кислота — дизтопливо. Эффективность экстрактора оценивали по глубине извлечения и фактору энергоэффективности.

По результатам экспериментальных данных можно заключить, что опти" мальными параметрами являются d =

6-10а, î = 3040о 45 „ 90

Ъ = 0,55.

Приведенные характеристики объясняются увеличением угла наклона язычков (), а также катета их (!, что дает лучшие значения по степе ни извлечения в этом случае система язычков начинает выполнять роль щелевидных тарелок, но при этом уве5 личиваются гидравлические сопротивления, растут энергозатраты - уменьшается фактор энергоэффективности.

Поворот второго пакета пластин на

90 относительно первых (снизу и свер10 ху) дает возможность создать струйно-направленные потоки в сторону стенок по всему периметру колонны, а поворот последуюцих на 45оотносительно друг друга перекрывает угловые секторы. Таким образом, решается проблема "стеночного эффекта" по всей высоте аппарата.

1049076

ФАЗ

Составитель A.Ìèðîíîâ

Редактор И.Шулла Техред И.Надь Корректор Л. Патай

Заказ 8281/4 Тираж б88 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4