Контактная тарелка пульсационного экстрактора

 

1. КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА ПУЛЬСАЦИОННОГО ЭКСТРАКТОРА, включающая основания с клапанами, шарнирно установленными у отверстий, фиксаторы положения клапанов, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, она снабжена неподвижными наклонными пластинами, установленными с внешней стороны каждого клапана, с вершиной угла наклона , направленной в. сторону шарнира . 2.Тарелка экстрактора по п.1, отличающаяся тем, что клапан меньше отверстия, а неподвижные наклонные пластины yqтaнoвлeны с двух сторон основания. 3.Тарелка экстрактора по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что клапан выполнен гофрированным. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) з@д В 01 D 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

1 р „г . ъ7„

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЙД;- .„,, ьаьгж (21) 3574003/23-26 (22) 07.04.83 (46) 30.08.84. Бюл. У 32 (72) Ю.В.Алексеев, А.И.Гурьянов, А.А.Моряшов и P.Ã.Íóãìàíîâ (71) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт им.С.M.Kèðoâà (53) 66.061.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 596266, кл. В 01 D 11/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 814390, кл. В 01 0 11/04, 1979. (54)(57) 1. КОНТАКТНАЯ ТАРЕЛКА

ПУЛЬСАЦИОННОГО ЭКСТРАКТОРА, включающая основания с клапанами, шарнирно установленными у отверстий, фиксаторы положения клапанов, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности, она снабжена неподвижными наклонными пластинами, установленными с внешней стороны каждого клапана, с вершиной угла наклона, направленной в сторону шарнира.

2. Тарелка экстрактора по п. 1, отличающаяся тем, что клапан меньше отверстия, а неподвижные наклонные пластины установлены с двух сторон основания.

3. Тарелка экстрактора по пп.1 и

2, отличающаяся тем, что клапан выполнен гофрированным.

1110468

Изобретение относится к контактным устройствам пульсационных массообменных аппаратов и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях народного хозяйства при проведении массообменных процессов, в частности. процессов жидкостной экстракции.

Известно контактное устройство пульсационных экстракторов, выполнен- 1п ное в виде тарелки с установленными на ней с двух сторон клапанами (1j.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность, обусловленная слабым перемешиванием взаимодействующих фаз.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является контактная тарелка пульсационного экстрактора, включающая основания с отверстиями, расположенными попарно, отверстия снабжены шарнирно закрепленными клапанами, расположенными с двух сторон основания (2 3.

Однако известное устройство характеризуется низкой эффективностью тарелки, обусловленной тем, что легкая фаза проходит через отверстия, снабженные клапанами, расположенными над ЗО основанием, а тяжелая фаза — через отверстия с клапанами, расположенными под основанием. При этом фазы недостаточно полно перемешиваются и взаимодействуют друг с другом.

Целью изобретения является повыше- 5 ние эффективности контактной тарелки.

Поставленная цель достигается тем, что контактная тарелка, пульсационного экстрактора, включающая основания с клапанами, шарнирно установленными у отверстий, фиксаторы положения клапанов, снабжена неподвижными наклонными пластинами, установленными с внешней стороны каждого клапана, с вершиной угла наклона, нап- 45 равленной в сторону шарнира.

Клапан меньше отверстия, а неподвижные наклонные пластины установлены с двух сторон основания. Клапан выполнен гофрированным. 50

Между неподвижной наклонной пластиной, установленной над отверстием и основанием тарелки, образуется плоский диффузор, в котором при истечении жидкости из-под клапана проис- 55 ходит ее дробление на капли и интенсивное перемешивание с другой жидкостью, эжектируемой в зазор между клапаном и неподвижной пластиной. Выполнение клапана размером меньше, чем отверстие, снабжение его фиксаторами в двух положениях — верхнем и нижнем, позволяет клапану при смене знака пульсационного импульса пропускать поочередно то легкую, то тяжелую фазу, при этом фазы поочередно дробятся и интенсивно перемешиваются в диффузорах, образованных между неподвижными наклонными пластинами и основанием тарелки. За счет гофрирования клапана происходит более быстрое и полное разрушение вытекающей из-под клапана струи жидкости на капли, что способствует развитию межфазной поверхности и интенсифицирует процесс массопередачи.

Таким образом, на контактной тарелке предлагаемой конструкции за счет поочередного диспергирования жидкостей и интенсивного перемешивания их существенно интенсифицируется процесс массопередачи. Этим определяется повьппение эффективности контактного устройства.

На фиг.1 показана контактная тарелка, поперечный разрез, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Контактная тарелка состоит из основания 1, клапана 2, установленного в отверстии 3 на оси 4. Клапан 2 снабжен фиксаторами 5 и б. С двух сторон основания 1 установлены неподвижные наклонные пластины 7 и 8. Клапан 2 выполнен с гофрами 9.

Контактная тарелка работает следующим образом:

При подаче импульса пульсации снизу вверх клапан 2 поднимается до упора фиксатора 5 в основание 1 тарелки.

При этом образуются две щели — между клапаном 2 и основанием 1 тарелки и между клапаном 2 и неподвижной наклонной пластиной 7. В щель между клапаном 2 и основанием 1 тарелки под действием перепада давления на контактной тарелке истекает расслоившаяся под тарелкой легкая фаза. Тяжелая фаза, находящаяся над контактной тарелкой, эжектируется через щель между клапаном 2 и неподвижной наклонной пластиной 7. Легкая фаза дробит@я на капли и интенсивно перемешивается с тяжелой фазой в диффузоре между неподвижной пластиной 7 и основанием 1 тарелки. При смене импульса на противоположный клапан 2 опускается в крайнее нижнее положение до упо1 t 10468

uz.2

3 ра фиксатора. 6 в основание 1 тарелки.

При этом в щель, образовавшуюся между клапаном 2 и основанием 1 тарелки, истекает тяжелая фаза, которая эжектирует легкую фазу через щель между клапаном 2 и неподвижной пластиной

8. Тяжелая фаза дробится на капли и интенсивно перемешивается с легкой фазой в диффузоре, образованном основанием 1 тарелки и неподвижной 10 наклонной пластиной 8. За счет наличия гофров 9 на клапане 2 истечение из-под клапана происходит через каналы сложной формы, что способствует более быстрому и полному разрушению струй на мелкие капли. Это способствует увеличению поверхности контакта взаимодействующих фаз и более полному их перемешиванию.

Интенсивное перемешивание взаимо- 2б действующих фаз в диффузорах по обе стороны контактной тарелки позволяет развить значительную межфазную поверхность . Чередование диспергирования фаз с их расслоением, которое может 2 происходить на специально установленных в межтарельчатом пространстве устройствах, позволяет интенсифицировать процесс массоотдачи в фазах и поддерживать тем самым максимальный градиент концентраций на границу раздела фаз. Выполнение клапанов гофрированными позволит получить большую удельную поверхность контакта взаимодействующих фаз, величина которой в значительной степени определяет эффективность контактных устройств.

Все это позволяет существенно повысить эффективность контактной тарелки, которая при поддержании на тарелке режима двойной инверсии фаз может превысить эффективность теоретической тарелки в 1,5-2 раза.

Были проведены сравнительные испытания данной контактной тарелки и тарелки по прототипу на лабораторной пульсационной экстракционной установке с колонной диаметром 0,1 м и высотой рабочей зоны 1,5 м. Расстояние между тарелками. 100 мм. Испытания проводились на системе четыреххлористый углерод — уксусная кислота, — вода при суммарной удельной нагрузке

30 м /м,ч. При частоте пульсаций

80 кол/мин и интенсивности 1800 мм/мин минимальная величина высоты единицы переноса (ВЕП) для аппарата с тарелками по прототипу составила 300 мм.

Для аппарата с тарелками предлагаемой конструкции ВЕП составила 200 мм . при тех же параметрах пульсации. Таким образом, эффективность данной контактной тарелки в 1,5 раза выше, чем у прототипа.

В промышленности для проведения процесса жидкостной экстракции применяется контактная тарелка КРНМ3. По совокупности показателей качества это устройство принято за базовый объект, Тарелка КРИМЗ состоит из основания, перфорированного прямоугольными отверстиями с отогнутыми кромками. Достоинствами данного устройства являются хорошая моделируемость,простота изготовления, недостатком— сравнительно низкая эффективность (КПД тарелки 10-207).

Техническим преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с базовым объектом является повышение коэффициента полезного действия тарелки в 2-3 раза, так как в ходе испытаний получены значения КПД тарелки 40-60Х при сохранении пропускной способности аппарата. Повышение КПД тарелки позволит уменьшить высоту экстракционных аппаратов при сохранении качества рафината, что в свою очередь даст возможность снизить расход энергии на создание пульсаций и расход экстрагента.

ВНИИПИ Заказ 6217/4

Тираж 681 Подписное

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