Барботажный экстрактор

 

БАРБОТАЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий корпус, разделенный перегородками на отдельные секции-отстойники с установленными в них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - внутреннего и наружного, переточные трубки для тяжелой жидкости и газораспределительные насадки с отверстиями, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности процесса путем исключения уноса тяжелой жидкости в вышележащую секцию потоком легкой жидкости и упрощения конструкции аппарата, в средней части наружного патрубка смесительного устройства вьтолнены отверстия, перекрытые слоем волокнистого материала , смачиваемого тяжелой жидкостью, при этом верхние срезы переточных трубок для тяжелой жидкости расположены выше нижних срезов наружных патрубков вышележащих смесительных устройств,но ниже отверстий, перекрытых слоем волокнистого материала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.ВО„„Ц526О9 А

З1511 В 01 D I I/04

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3693722/23-26 (22) 25.01.84 (46) 30.04.85. Бюл.Ф 16 (72) Б,Алиматов,В.11.Соколов, Д.Д.Камалитдинов, Х.М.Садуллаев и P.Æ.Òîæèåâ (71) Ферганский политехнический институт (53) 06.061.5 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

У 751409, кл.В 01 D !1/04,1978.

2. Авторское свидетельство СССР

У 610535, кл.В 01 D 11/04,1976. (54)(57) БАРБОТАЖНЫЙ 3KCTPAKTOP) включающий корпус, разделенный перего. родками на отдельные секции-отстойники с установленными в них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков — внутреннего и наружного, переточные трубки для тяжелой жидкости и газораспределительные насадки с отверстиями, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности процесса путем исключения уноса тяжелой жидкости в вышележащую секцию потоком легкой жидкости и упрощения конструкции аппарата, в средней части наружного патрубка смесительного устройства выполнены отверстия, перекрытые слоем волокнистого материала, смачиваемого тяжелой жидкостью, при этом верхние срезы переточных трубок для тяжелой жидкости расположены вьппе нижних срезов наружных патрубков вышележащих смесительных устройств,но ниже отверстий, перекрытых слоем волокнистого материала.

1152609

Изобретение относится к аппаратаи для экстракции в системах жидкость — жидкость и может быть использовано в химической и смежной с нею отраслях (нефтехимической, фармацевтической, пищевой и др. ), где широко распространены процессы жидкостной экстракции.

Известны экстракторы, в которых интенсификация процесса массообмена осуществляется за счет перемешивания жидкостей барботирующим инертным газом 313.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае— мому результату является многоступенчатый барботажный экстрактор, включающий корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами и газораспределительиыми насадками с отверстиями. Каждое смесительное. устройство выполнено в виде двух концентрических патрубков наружного и внутреннего, причем гаэораспределительный насадок расположен в нижней части внутреннего патруб ка, верхний срез наружного патрубка расположен выше отверстий газораспре-З0 делительного насадка вышележащей секции, а нижний срез его расположен на середине высоты секции. Перемешанные в смесительной зоне жидкости входят в отстойную часть секции, где проис- 35 ходит оседание капель диспергированной тяжелой жидкости. Переток отстояв шейся тяжелой жидкости в нижележащую секцию осуществляется но трубкам, верхние срезы которых подняты над 40 перегородкой и перекрыты колпачками с прорезями в нижней части боковых стенок (2 1.

Однако образующиеся при перемешивании жидкостей в смесительных 45 устройствах наиболее мелкие капли, скорость осаждения которых невелика, могут быть вынесены потоком дегкой жидкости в смесительные устройства вышележащей секции, что значительно 50 снижает эффективность процесса экстракции. Необходимость в перекрытии верхнего среза каждой из переточных трубок колпачками специальной конструкции значительно усложняет его конструкцию экстрактора, а также процесс изготовления и сборки аппарата.

Цель изобретения — увеличение эффективности процесса экстракции путем исключения уноса тяжелой фазы в вышележащую секцию, потоком легкой жидкости, а также упрощение конструкции аппарата путем исключения колпачков, перекрывающих верхние срезы переточных трубок для тяжелой жидкости. Указанная цель достигается тем, что в барботажном экстракторе, включающем корпус, разделенный перегородками .на отдельные секции-отстойники с установленными в них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков — внутреннего и наружного, переточные трубки для тяжелой жидкости и газораспределительные насадки с отверстиями, в средней части наружного патрубка смесительного устройства выполнены отверстия, перекрытые слоем волокнистого материала, смачиваемого тяжелой жидкостью, при этом верхние срезы переточных трубок для тяжелой жидкости расположены выше нижних срезов наружных патрубков вышележащих смесительных устройств, но ниже отверстий, перекрытых слоем воЛокнистого материала.

При таком выполнении экстрактора крупные капли тяжелой жидкости оседают в пространстве между патрубками смесительных устройств за счет гравитационных и инерционных сил, а мелкие капли укрупняются за счет коалесценции при прохождении их сквозь слой волокнистого материала и также оседают в сплошной слой тяжелой жидкости в пространстве между смесительными устройствами. Границу раздела жидкостей в секции определяет верхний срез поднятых над перегородкой переточных трубок для тяжелой жидкости, необходимость перекрытия которых колпачками отпадает.

Сущность изобретения поясняется чертежом„

Барботажный экстрактор имеет вертикальный корпус 1, разбитый перегородками 2 на отдельные секции (ступени экстракции ). В каждой секции на перегородках установлены вертикальные смесительньге устройства, состоящие из внутренних 3 и наружных 4 концентрических патрубков.

Нижние концы внутренних патрубков выступают под перегородку и являют-, 1152609 Я

30 ся газораспределительными насадками 5 с отверстиями 6 для прохода внутрь смесительного устройства инертного газа. В средней части на ружных патрубков смесительных устройств выполнены отверстия 7, перекрытые слоем волокнистого материала

8„ В перегородках 2 закреплены также трубки 9 для перетока тяжелой жидкости, которые со стороны нижних 1О заглушенных концов имеют отверстия 10.

Экстрактор работает след лощим образом.

Легкая жидкость из верхней части нижележащей секции поступает внутрь патрубка 3 через нижний открытый срез газораспределительного насадка 5. Туда же поступает тяжелая жидкость из вышележащей секции через 2О отверстия 10 переточных трубок 9.

При совместном движении снизу вверх внутри патрубка 3 жидкости интенсивно перемешиваются барботирующим сквозь слой жидкостей инертным газом, д который поступает в патрубок 3 через отверстия 6 газораспределительных насадков 5. Затем газ выходит их смесительного устройства в зазор между перегородкой 2 и наружным патрубком 4, собирается под перегородкой в газовый слой, из которого далее поступает в смесительные устройства вышележащей секции через отверстия 6. Расположение отверстий 6 всех газораспределительных насадков секции на одном горизонтальном уровне обеспечивает равномерное распределение газа по всем смесительным устройствам. 40

В результате интенсивного перемешивания инертным газом внутри патрубка 3 тяжелая жидкость дробится на капли, тем самым увеличивается поверхность межфазного контакта. Далее 4 жидкости движутся сверху вниз по кольцевому каналу между патрубками 3 и 4, где относительно крупные капли тяжелой жидкости за счет гравитационных и инерционных сил оседают в 50 сплошной слой тяжелой жидкости, а легкая жидкость выходит из смесительных устройств через отверстия 7 патрубков 4. Границу раздела легкой и тяжелой жидкостей в секции определяет верхний срез поднятых над перегородкой трубок 9. Расположение указанных срезов выше нижнего среза наружных патрубков 4 обеспечивает выход легкой жидкости из смесительных устройств только через отверстия

7, а перекрытие последних слоем волокнистого материала, хорошо смачиваемого тяжелой жидкостью, способствует образованию в слое волокнистого материала более крупных капель тяжелой жидкости за счет коалесценции.

Выйдя из слоя волокнистого материала, крупные капли тяжелой жидкости легко оседают в пространстве между смесительными устройствами секции.

Выход легкой и основной массы тяжелой жидкости иэ смесительных устройств отдельными потоками, а также прохождение легкой жидкости сквозь слой волокнистого материала исключает унос капель тяжелой жидкости в вышележащую секцию потоком легкой жидкости.Тем самым значительно повышается эффективность процесса экстракции, а исключение колпачков специальной конструкции, перекрывающих каждую трубку для перетока тяжелой жидкости, значительно упрощает общую конструкцию экстрактора.

Испытания моделей экстрактора на системах бензол-вода и толуол-вода (вода — диспергированная фаза )показали полное отсутствие капель водной фазы в пробах, взятых из газораспределительных насадков вышележащей секции . В качестве волокнистого материала при этом использовался слой стекловолокна, покрытый сверху сеткой из нержавеющей стали (для механического крепления на наружной поверхности патрубка 4).

Экстрактор наиболее успешно может. быть применен в тех производствах, где диспергированию (дроблению ) подвергается тяжелая жидкость, а легкая жидкость является сплошной средой. Производительность экстрактора определяется числом параллельно работающих в секции смесительных устройств, а необходимая степень извлечения целевого компонента — числом секций.

Использование данного барботажного экстрактора позволяет значительно повысить эффективность процесса экстракции ввиду исключения уноса капель тяжелой жидкости в вышележащую секцию, кроме того, значительно упрощается конструкция самого аппарата, экономится много дефицитной

1152609

10.Фг ди

РОС

ВНИИХИ Эакаэ 2368/4 Тираж 659 Подписное

Филкаа ШШ "Harem", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 нержавеющей стали, из которой обычно изготовляются экстракторы.

Базой сравнения для предлагаемого устройства являются многоступенчатые барб4тажные экстракторы, прошедшие успешные промьппленные испытания в

Гродненском производственном объединении "Азот" на стадии двойной экстракции капролактама.!

По сравнению с базовым объектом преимущества данного экстрактора заключаются в полном исключении уноса диспергированной тяжелой жидкости в смесительные устройства вышележащей секции потоком легкой жидкости, тогда как в базовом объек5 . те указанный унос 57. и более; в том, что отпадает необходимость в изготовлении и монтаже колпачков специальной конструкции, перекрывающих верхние срезы переточных трубок для тяжелой жидкости, чем упрощается конструкция аппарата и экономится значительное количество дефицитной нержавеющей стали.