Способ осуществления массопереноса между тремя жидкими фазами и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способам и устройствам для осуществления массопереноса между тремя жидкими фазами и применяется для извлечения веществ из их растворов при различных производственных процессах. Цель - повышение интенсивности массопереноса и степени извлечения вещества. Извлечение веществ осуществляют путем массопереноса между тремя жидкими фазами, одна из которых (органическая фаза) не смешивается с другими двумя (водные растворы, содержащие извлекаемые компоненты). Способ осуществляется в устройстве, содержащем корпус 1, в котором установлен пакет упорядоченных пленконосителей 2 и 3, распределительный резервуар 5 для приемной фазы, установленные в верхнем конце, и отводной коллектор для обработанной фазы 6 и 7, при этом пленконосители ограничены разделительными сетками 15. При осуществлении способа несмешивающиеся с органической фазой водные растворы стекают по гидрофильным поверхностям, разделенным пространством, заполненным органической фазой, которая находится в движении, при этом смачиваемые поверхности принимают, транспортируют и отдают обе жидкие фазы по капиллярно-гравитационному пути. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 B Ol D 11 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I (89) HG/35207/BG 54604/18.12.8! (48 ) 08,07.82 (21) 7772772/23-26 (22) 22.12.82 (46) 07.07.89. Бюл. № 25 (71) Единен центьр по химия (BG) (72) Любомир Антонов Бояджиев (HG) (53) 66.061.5(088.8) (54) СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ МАССОПЕРЕНОСА МЕЖДУ ТРЕМЯ ЖИДКИМИ ФАЗАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ÄÄSUÄÄ 1491541 А1

2 (57) Изобретение относится к способам и устройствам для осуществления массопереноса между тремя жидкими фазами и применяется для извлечения веществ из их растворов при различных производственных процессах. Цель — повышение интенсивности массопереноса и степени извлечения вещества. Извлечение веществ осуществляют путем массопереноса между тремя жидкими фазами, одна из которых (органическая фаза) не смешивается с другими двумя (водные растворы, содержащие извлекаемые компоненты). Способ осуществляется в устройстве, содержащем корпус 1, в котором уста1491541 новлен It(3K« упорядоченных пленконосителей 2 и 3, распределительный резервуар

5 для приемной фазы, установленные В верхнем конце, и отводной коллектор для обработанной фазы 6 и 7, при этом пленконосители ограничены разделительными сетками 15. При осуществлении способа несмешивак)щиеся с органической фазой водИзобретение касается метода и устройстBd для Осуществления массопереноса между тремя жи (кими фазами, может быть применено для извлечения веществ из их растворов при различных производственных процессах в гидрометаллургии, в гальванотехнике, химической промышленности, фармацевтической промышленности, биотехно loruu пищевой промышленности, при обработке сточных вод, в медицинской промышленности и т, д.

Известен метод одновременного контакта и массопереноса между тремя жидкостями, причем одна из двух фаз диспергируется тонко в промежуточной жидкости посредством образования стабильной микроэмульсии. Третья, подлежащая обработке фаза, обрабатывается этой эмульсией.

Недостатки т. и. эмульсионногo метода сводятся к тому, что стабилизация эмульсии требует употребления эмульгатора, что требует введен((я двух вспомогательных операций: создание микроэмульсии и разрушение после основного процесса сепарации (Ес(йг. Sci and Techn., 1977, 11, 602).

Известен другой метод, при котором обмен между двумя фазами осуществляется посредством их непрерывного контакта с фазой-носp(.!ником, которая циркулирует между двумя камерами, разделенными пористой стенкой, пропускающей только эту жидкость, но не и другие две, которые диспергированы каждая в своей камере, Недостатком этого метода является то, что со временем свойства пористой перегородки изменяются и она начинает пропускать и капли других двух фаз. Этот метод не можеT обеспечить полное физическое разграничение обеих смешиваемых фаз, а их частичное смешивание понижает степень желанного разделения (извлечения) (Proced

CHISA 79 Маг (.azne, 1979).

Известен третий метод, при котором обе фазы, между которыми осу(цествляется обмен ве(цеств, разделены между собой пористой полимерной или другой мембраной. напоенной фазой-посредником.

Недостатком этого метода является то, что он показывает очень низкие скорости переноса из-за небольшой относительно активной межфазной поверхности и низкие значения коэффициентов массопереноса ченые растворы стекают по гидрофильным поверхностям, разделенным пространством, заполненным органической фазой, которая находится в движении, при этом смачиваемые поверхности принимают, транспортируют и отдают обе жидкие фазы по капиллярно-гравитационному пути. 2 с. H;I,п ф-лы, 1 ил. рез лишенную движения В порах мембраннук> жидкость (Sp(с. с((!ltd Т«с(!13., 1980, 15, 11711.

Известно устройсTB() для разд«ления жид5 ко-жи.(ких дисп(рсий, o. (eржаших Tpи I(осследовательно распоп Ож«нных сеп а рирующих <. . (Оя. и(рвый из кoTОрых яВляе1 ся коалесцирующим, вт<)рой и«норазрушающим, третий Отводящим дисперсную фазу (авторское свидетель« ТВо НРВ) Л 29607) .

Недостатками известного устройства являются Относительно невысокая степень извлечения веществ из рас)воров и неконтролируемость процс сса, <>ci ществляемого в устройстве.

15 Задачей изобр<п Рнии является создание метода и устройства для Ол ществления мас olleреноса между тремя жидкими фазаМ И n P t i I I O. t H ) М () С >, 1 < 1 f31»i М С X ñl t I it >3 «С КО Г О

cмешиВания об ttx во ltll>lx ф;(з, при высокой

ИитсисИВНОСти Ма«СОПРР«(ИКа И ВЫСОКОЙ СтЕПЕНИ ИЗВЛСЧЕНИЯ 13«(цс t B ИЗ ра«TB()p<)B

Задача согласно и «>(>p«1«tt«K> р«шается

IIocpeдстВОх1 мРто la <)() Ill« I и, I«ния массопсреноса между гремя жи.(кими фазами, Одна

На которых яв.(ястся нс смсп(иваемой с двумя

25 .(р> гимн и слх ки! B Kit÷«СTB< п<>срсдника (фаэа 01, ПРИЧЕМ Обс С М«П(1 .Ва<)МЫС жидк<кти ст«ка(отся it<> вер(ика.!ьным, смачиpd(. мыM ими т Бep, (ым Ilовс pхис)("1 ям и, pilз l(Л e t 3 13 Ь! Х (! РОСТ P d Н СТВО М, 3 сl Н и Т Ь! М Т Р (. T! >С И (P а— зой-посредником. 11ри(3(1«нис:(ой фазы в п рину.!итсльиое движ«нис .1<>11<>п tlèò«льпо и((генсифицирует ttp<>11«(c 11< p< ttoc;t.

За ld÷a репи 1«г" я с помон((к> («гроистВа, которое ()(."I()II) Из корпу а, f! коt()p<) 3 у«Td!(овлен пакег Il 3 х поря1<)>t«IIIII,t (плс нко(нскителей, резерв >ilp()11 раси(>ед«лиг(.1(й

Входных жидко(1(и и к<>. t. I(KT<)p и(>(х х с Гройстп для сб()ра и Выи>.ш ttt>tx(>д(;ых р;1«т

ВОРОВ.

Вср(1(кс(.(ьн Ы II<)l «(iн<)< I H Мог(I бы (ь

4р П. !ОСКОtlсlра.lЛС, 11>»t>lti 1«t. 111 К<>tнц <(T()И>«(КИ расположенными и ofl, движущиеся под формой 1)л«нки и<> kdIlHллярно-гравитацttot(tt() 11 пути. Грет ья жидкость — — Органическая фаза S:з;(пима T

4 пространство меж.lу «T(как)шими в<>дяными пленками. Пленкоиосит«ли сма IltadK)T«я только жидкой фазой, подл< жа:(ц и экстрак14() 541 ции (фаза F), и сс>ответственно 4 о(к средством которой осу<несть.(яется реэксз ракционной процесс (фаза (х) . Уровни Об<..их водных фаз (F и К) поддержив((готся на жЕЛаННОй ВЫСОтс )tOCpE ;И тВОМ рЕГi.tH(r, Кших уровень водосливов для каждой из 1B ..; фаз.

Преимущества метода и л строй(TB;I с:— гласно изобретенин) заключак)г(я и дующем: полное Отсутствие взаи,11!ot () < О(1(зикосновения и соот(зетсз вующего м«х; ии ц ского смешивания обсHx водных ф.iз; вы, <и.;i)l

ИНтЕНСИВНОСтЬ МаССОПЕРЕНОСа, ОСУ ШЕС i >3, tsf<— мого между тремя находящих(ил(В ()3(!eh( нии жидкими фазами, имеюш (ми t)t).(ы<(лh)

ОтНОСИтЕЛЬНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ; ВЫСОКВЯ С) Е(.t li!r извлечения веществ из растворов, h()t()I);IH контролируется с помо(цьк> Bpt мени пребывания воздушных пленок и д(зижГния пром жуточной фазы; создается ВО:<мо к(! >с (1, использовать в качестве промежуточной ф;1зы нетипичные экстрагенты или !1(I!Tp;!,! иные жидкости с незначительным и д(>ба Вками жидких или (вердых высокоселеhl Hl< ных а IIT(>B-I)oi.ре.(!IlthoH и л(гh() часl!I I, <>и рОВатЬ уетрОйетВО, та К КаК уис.(ИЧ !! Ii(Еi r)

ПРОИЗВОДИтЕЛЬНОСтп ПРОПОРЦИОНВЛ t ных пленконосителей.

1(а чертеже показана О(51 „)я сх(и;<, (1ройства.

Устройство сос(i)HT из hi>pit) i(t It! к, упорядоченных (л< икон)сигел< (. 2 И,3, ри ( делительных с T()h >, р;(сире (»ль <, ы!<: резервуара 4 .. lh <>бр;)багываем<>й во;<и <.>,! зы, распределительного рс;< р.зз а(>; .л „

ПРИЕМН(й фа:Ы, (Н И>,(1!<)l <> h<),:ЛЕКТ >Р;«), IH

Обра()агываемой <1);(.3((, ,i,((к(О(:<

/ для концен Гриров;i!3!Iol <> р(>сгвора дукта, циркзляционн< (> па.ос;(8, Вь!хо (ных (HTv)(EpoB ) и 10 д.(я (зодныьх ф;« ного ш Гуц(ра 1 и 12. ра Itp(л< 1!t (, IH 1 3 для органической фазы и вы О,rtlr)l()

Устройство работ;(ет следл!oll(ltxl <и >;t «> i,, Ф а 3 а 1, п О д. i (æ (.t <ц (3 я of) р и б О Г к с, I I () i 1 л ()ае В резервл ар-распр<.((л <(>тел(. 4, <>ãK, (а II:>

КНПИЛЛярНО-Граннтацt!O(f)!OX!% I!) ГИ СтсКИс Г по вертикально ра положенному tli цтномi числу тскстильны. гидр(фильных i.<>л<»((! ", СОбнрастСя В h().t.t(TOPE. 6 дЛя ЭГОй ф;

ОТВодНОГО IH1 ) (3((>rl 10 О(ВодИТ H Вне л с . ройства.!!ромежут<)чная органическая ф(<зи посредник (фаза 3) заполияс) п(>О< (ра "4 !3<) между ги, (рофилы ыми Вертик;ь(! »ыми l!олотнами, огра((ич f!»Äixtki профил..::; tait рз.<делитечьпыми сETK;kv(15, изгоговлен<(ыл)и из олеоф,<.ëы(ого по it!at«j)B. (.)На циркулирл(т и<—

1 (Г) Е (> Ы В Н О H O(Р (1 i r < 3 < ) Xl I 1(fr I >, r <,, ;, 1 <, >, „

C ;3 <К .

///)!).ч(/) /. ((<>:((злм )«ргlt).: („м,l; ( ф,"..)ЬИЫМ П.I()С -,.ii . . ")-., «.;:. <. IЯРI

1>з Ги с(.ек, (о! j!)() xt . и r . < ) рз(((3.)p,!

) Ir(j)r! 1 (i цн !.(K)l . !t i r!. I t ttr r > < . sr I lit r(I p,< (I . <. и ((,)-1 I Л (Фа<> 1 !!r I ) il !1)(() 1<

Г; М. X t(>Ð f,(((Н(<Ы 1 T i > 1<<(1Û < ftt Риi, Х стека(т 1((",,:(ьый "!i т<н<р «<3 (>м <> с» ч f Q ерно(< hH(1() I t>t (t) )((Н ) 1(р )< I >;.!(, ; > <) л1(ж T<, .4EН);4 м и ()(!Лл(.) ;От(и . ks. )! и t 3;! л 11 To 2 " „- н ы м p (t r. В < ) р О м, (< I a ) I t, 1; t h i (, ф (> (ф )(>l!OИ KИii (от isl Н ЖИ,(i; H, llr! k,, !«)Ип (3 Х ((, r(., „

р, 15

СО (irPЖац(ifй ((,(! ) < Г I(ИНКН, И ВT(>tr>()й Р(1(11<ОР, который () TEpiKH! 3,5) Г .1 (1;Нк:3 ll(>tl О(с<, г TВ i! >I I (H j KX 1 Я((И И <ЗР! (3 И И fi(h() H ((> 3 3 Ь) . H СO();

ВЕтЛ Вен О р;!, !3(! >Ы, i ). piKrll!tH(I> (1()2 И . 3, !(г << Г(и и I l к, < 1 р и I I;t,з и . I < 1 1 1 H j > к ), я 1 1 ! ) .

///)I).)((,() 1(ри Hi п<>ль В; ии l<>11 hh< lip<)QQ I,(. Iуры, пp)!м(. р 1 1, l(X<) ;<с! ВО— рои. сод(рж(l III è 1()О л(I 4 (!)< t ),1.1 и < (><) Ã

В(Гi ГВ(ННО 4:,> -kl<>l <> j> 1(1 !3<») lrl! p;I Ir;I

l3 f >I X(>.1(I I O, t ú Ii) i (с я р а 1< > р, 13 K < ) I (<> р I (f>(и < >, l

i нижен kt;1 (((I и р,,3< (>. с< .(i < жа!i(lilt >K(< > I <, 1 ф < Ч (>." ; ;: rl: t Р Pt ri ! > В,till! it )l

< р! ;Iни .: <к < < I Ir 1<(1 л(,l rl It! I «I()(!фltli<>В <. (В < 1<) :(<ь»

//»- /> ) 13 1 рои <

< (» !,, trill Л(<(! I >. 1 < > l >,I < I )) I < (r >i < r « 1 } i I i i !, : « "

"С" И"; 1 )!

30 " " ,(<; жит (!2(k!1 .1 .:,. (, з<> к <з <((< и

<3 ." r 1 < T B t ll}>

I ! 3 () p . И < > И, I : » Isi, I r „ I . < И ! (,1 »г,.) и i< < I Л) .,<, Л(r< t,,,!r 1. ч с < " ; il t H < " I II < Ir " "

« . < <, )(r s), i < ).. (r.+ (! . (, :< I .,p:!.3(>В;(т<с Н > О ) Ir lit>r,, I ,, < I p K s и р х (ь 1 1 < ) I s < > I с, i 1 « i is, I с,, « ч !ма,(„н >и к )р, с(!!,4,л), }3ых .Н.,(!<>1 л ° I j>< <1< i 1 >< ь >б р < Г<(< !It

40 1 I („KH,, O„, B, ;,, B,, „, li ()t >1 г,(..)б((.((,(; ((1,(ЗО I,) it t, я (j I r < r л! ! ;, ;« а I (1;; t .,; (< 1 с < > lr ж < 1 и, I < (() 1 г I l, >(); t ь 1, ((lIiИ r)! ll(>« )I> )М < rr .r ((I B я " 1 сс « k . . >< !3)t(>i I! 3!3)1« < it!! < i, I!;<;, >. 1 л Ir I!

h<> rill(I .. ) H (1()13<< ft lI >I О p!I< > !« r < (К «С, I () . ! l)i 1,)I О iK(. Л!. t :.. I. i r)i I r>(>< > 4,,(i I: irl: >

IIPИМсес>i.

//ИГО)1<>(.i l;ri !! и .< Г >"

В !) Е М (H H O 1) l i t. l l р < ) rl I ) k I < > . 1 t < > < ) ) s I! r r r: is

50 „ а,, и 2 H

).ислоты (фаза !х) В,(< б< .:, )x

1!):1 13 h;)«(.тiH ф !! .

II(ilr ) lt 3\ <. СЯ >, .!I!- . >f !»I< I I< r, » )! < < . .i l< irO!3()ii lt, ill« )!;

55 " () ">!)и t x < : с )

r

И.з srr Tp()H(l< !. (rt ll I -1< !

i ) (<. р.+„!) Ис 1 < l- .Itk.::;; (), « >.4 (. Г<. !!i Н!э IËI<.1< Iã. ° f !> It

1491541

Формула изобретения (.Ос1 а кит(тс(ь Л. (.(>H,100

Рсла кчяр 11 Ьобко ва Тек ред И. Верее Корректор М. Самборская

Лака зтнб 10 Тираж 600 f1oä пис нос

ВНИИГ. И Госу.(арственного комитета по изобретениям и открь(таям при ГКНТ (:О.Р

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

11риизаодстн нно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

1. Способ осуществления массопереноса между тремя жидкими фазами, одна из которых не смешивается с другими двумя и служит в качестве посредника, отличающийся тем, что обе несмешивающиеся жидкости стекают по смачиваемым ими поверхностям, разделенным пространством, занятым третьей фазой-посредником, которая находится в движении.

2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что смачиваемые двумя жидкостями поверхности принимают, транспортируют и отдают обе жидкие фазы по капиллярно-гравитационному пути.

3. Устройство дл я массопереноса между тремя жидкими фазами, одна из которых не смешивается с другими двумя, отличающееся тем, что содержит корпус 1, в котором установлен пакет упорядоченных пленконосителей 2 и 3, распределительный резервуар для обрабатываемой фазы 4, распределительный резервуар для приемной фазы 5, установленные в верхнем конце, и отводной

1О коллектор для обработанной фазы 6 и 7.

4. Устройство по л. 3, отличающееся тем, что пленконосители ограничены разделительными сетками 15.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по

15 изобретательству Народной Республики Болгарии.