Многоступенчатый барботажный экстрактор



Многоступенчатый барботажный экстрактор
Многоступенчатый барботажный экстрактор
B01D2011/002 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2658053:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)

Изобретение относится к химическим аппаратам для экстракции в системах «жидкость-жидкость», широко используемых в химической и смежной с нею отраслях промышленности. Многоступенчатый барботажный экстрактор включает вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - внутреннего и наружного, газораспределительные насадки с отверстиями, а также переточные трубки для тяжелой жидкости. Между внутренним и наружным концентрическими патрубками смесительного устройства установлено дополнительное четное число концентрических патрубков. Каждый нечетный дополнительный патрубок, начиная с самого внутреннего, крепится к вышележащей перегородке с зазором к нижележащей перегородке, а каждый четный – к нижележащей перегородке с зазором к вышележащей перегородке секции-отстойника. Технический результат: повышение эффективности процесса экстракции путем увеличения времени контакта легкой и тяжелой жидкостей без увеличения высоты секции-отстойника. 1 ил.

 

Изобретение относится к аппаратам для экстракции в системах "жидкость-жидкость", широко используемых в химической и смежной с нею отраслях промышленности (нефтехимической, пищевой, фармацевтической и др.).

Известны экстракторы, во внутренних смесительных устройствах которых интенсификация процесса экстракции осуществляется путем перемешивания жидкостей барботирующим инертным газом (например, а.с. СССР на изобретение №159800, B01D 11/04. 1964. БИ №2).

К недостаткам данных экстракторов можно отнести то, что поскольку ступени контакта жидкостей таких аппаратов располагаются одна над другой вертикально, повышение степени извлечения целевого компонента путем увеличения времени контакта жидкостей может быть осуществлено только за счет увеличения высоты ступеней, что в итоге приводит к увеличению общей высоты аппаратов с вытекающими отсюда увеличением расхода материала на изготовление экстракторов, повышением энергетических затрат на перекачивание жидкостей внутри аппаратов и т.д.

Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип является многоступенчатый барботажный экстрактор, включающий вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с установленными внутри них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - наружного и внутреннего, переточные трубки для тяжелой жидкости и газораспределительное насадки с отверстиями в боковых стенках выступающих под перегородку частей. Газораспределительные насадки расположены в нижней части внутренних патрубков, верхние срезы наружных патрубков расположены выше отверстий газораспределительных насадков вышележащей секции, а нижние срезы расположены на середине высоты секции (см. а.с. СССР на изобретение №610535, B01D 11/04. 1978. БИ №22).

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: вертикальный корпус разделен перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами, выполненными в виде двух концентрических патрубков - наружного и внутреннего; в нижней части внутренних патрубков расположены газораспределительные насадки с отверстиями; переточные трубки для тяжелой жидкости.

Существенным недостатком описанного устройства является невозможность повышения в нем эффективности процесса экстракции без увеличения высоты секции-отстойника, что требуется для обеспечения необходимого времени контакта легкой и тяжелой жидкостей, поскольку известно, что для перехода целевого компонента между жидкими фазами необходимо достаточное время контакта жидкостей (см. Трейбал Р. Жидкостная экстракция. М.: Химия, 1966. - 724 с.). В таком же аппарате, где время контакта жидкостей определяется периодом движения жидкостей снизу вверх внутри внутреннего патрубка смесительного устройства, а затем сверху вниз в кольцевом канале между внутренним и наружным патрубками смесительного устройства, увеличения времени контакта жидкостей можно достигнуть только за счет увеличения высоты секции-отстойника и, следовательно, экстрактора в целом, что приведет к увеличению расхода материала на изготовление корпуса аппарата и затрат на перекачивание жидкостей внутри аппарата и т.д.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса экстракции путем увеличения времени контакта легкой и тяжелой жидкостей без увеличения высоты секции-отстойника.

Это достигается тем, что многоступенчатый барботажный экстрактор включает вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - наружного и внутреннего, в нижней части последнего расположен газораспределительный насадок с отверстиями, а также переточные трубки для тяжелой жидкости. Между внутренним и наружным концентрическими патрубками смесительного устройства установлено дополнительно четное число концентрических патрубков, каждый нечетный из которых, начиная с самого внутреннего, крепится к вышележащей перегородке с зазором к нижележащей перегородке, а каждый четный крепится к нижней перегородке с зазором к верхней перегородке секции-отстойника.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен вариант экстрактора, когда установлено только 2 дополнительных концентрических патрубков (на практике их число может быть 2, 4, 6 и т.д. в зависимости от требуемого времени контакта легкой и тяжелой жидкостей).

Многоступенчатый барботажный экстрактор включает вертикальный корпус 1, разделенный перегородками 2 на отдельные секции-отстойники. На перегородках между внутренним 3 и наружным 4 патрубками смесительного устройства расположены дополнительные внутренний (нечетный) 5 и наружный (четный) 6 концентрические патрубки. Внутренний патрубок 5 закреплен, например, сваркой в полотне верхней перегородки секции-отстойника и расположен с зазором к нижней перегородке секции-отстойника. Наружный патрубок 6 закреплен, например, сваркой в полотне нижней перегородки секции-отстойника и расположен с зазором к верхней перегородке секции-отстойника. В нижней части внутреннего патрубка 3 смесительного устройства расположен газораспределительный насадок 7 с отверстиями 8 в боковой стенке. В полотне перегородки 2 крепятся также переточные трубки 9 для тяжелой жидкости, которые в нижних заглушенных концах имеют отверстия 10. Верхний срез переточных трубок 9 поднят над перегородкой 2 и перекрыт колпачками 11 с прорезями 12 в нижней части и отверстиями 13 в верхних крышках.

Работает экстрактор следующим образом.

Легкая жидкость, например бензол, через нижний срез газораспределительного насадка 7 поступает внутрь патрубка 3. Туда же через отверстия 10 переточных трубок 9 из отстойной части вышележащей секции-отстойника поступает тяжелая жидкость, например вода. При совместном движении смеси жидкостей снизу вверх внутри патрубка 3 далее сверху вниз между патрубками 3 и 5, затем снизу вверх между патрубками 5 и 6, наконец, сверху вниз между патрубками 4 и 6 жидкости интенсивно перемешиваются барботирующим инертным газом, который поступает в патрубок 3 через отверстия 8 газораспределительных насадков 7. В верхней части пространства между патрубками 5 и 6 пузырьки газа отделяются от смеси жидкостей и газ выходит в зазор между верхней перегородкой секции-отстойника и верхним срезом патрубка 4, откуда поступает в смесительные устройства вышележащей секции-отстойника. Смесь жидкостей выходит между патрубками 4 и 6 в отстойную часть секции-отстойника, где капли тяжелой жидкости оседают в сплошной слой, границу которого определяет высота поднятия переточных трубок 9 над перегородкой 2, которая делит корпус экстрактора 1 на отдельные секции-отстойники.

Перекрытие верхних срезов переточных трубок 9 колпачками 11 с прорезями 12 в нижней части гарантирует попадание в трубки 9 только полностью отстоявшейся тяжелой жидкости. Отверстия 13 служат для выхода воздуха из колпачков 11 при заполнении экстрактора жидкостями перед пуском.

Устанавливая между патрубками 3 и 4 любое четное число дополнительных концентрических патрубков, каждый нечетный из которых, начиная с самого внутреннего, устанавливается с зазором к нижней перегородке секции, а каждый четный - с зазором к верхней перегородке секции, можно обеспечить любое необходимое время контакта реагирующих жидкостей.

Нормальная работа экстрактора будет обеспечена в том случае, когда кольцевые каналы между патрубками 3 и 5, а также 4 и 6 будут иметь такое поперечное сечение, при котором скорость движения смеси жидкостей там будет больше скорости всплытия газовых пузырей в смеси жидкостей.

Использование данного многоступенчатого барботажного экстрактора для промышленных систем позволяет добиться высокой эффективности процесса без увеличения высоты секций-отстойников и аппарата в целом, а также достигать практически неограниченной производительности экстрактора ввиду возможности установки в каждой секции-отстойнике любого количества параллельно работающих смесительных устройств.

Преимущество данного экстрактора по сравнению с аналогами заключается в том, что дополнительный контакт легкой и тяжелой жидкостей при их совместном движении сверху вниз в кольцевом канале между патрубками 3 и 5, а также при совместном движении жидкостей снизу вверх между патрубками 5 и 6 значительно увеличивает время пребывания жидкостей в смесительном элементе аппарата и, как конечный технический результат, повышает эффективность процесса экстракции без дополнительного увеличения общей высоты многоступенчатого барботажного экстрактора.

Многоступенчатый барботажный экстрактор, включающий вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами, выполненными в виде двух концентрических патрубков - наружного и внутреннего, в нижней части последнего расположен газораспределительный насадок с отверстиями и переточные трубки для тяжелой жидкости, отличающийся тем, что в каждой секции-отстойнике между внутренними и наружными патрубками смесительных устройств установлено дополнительно четное количество концентрических патрубков, каждый нечетный из которых, начиная с самого внутреннего, крепится к вышележащей перегородке с зазором к нижележащей перегородке, а каждый четный патрубок крепится к нижележащей перегородке с зазором к вышележащей перегородке секции-отстойника.



 

Похожие патенты:

Заявленная группа изобретений относится к установке и способу извлечения CO2 из домовых газов. Установка содержит абсорбер CO2, регенератор абсорбента CO2, устройство измерения температуры, управляющее устройство.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. Коррозионноустойчивая шахтная мультиблочная установка для очистки и утилизации дымовых газов содержит транзитный газоход, вертикальную шахту – камеру очистки, внизу соединенную с поддоном и наклонным газоходом с вертикальной шахтой – камерой доочистки.

Изобретение относится к нефтяной, газовой и химической промышленности и может быть использовано при разделении смесей, содержащих диоксид углерода. Разделяемая газообразная смесь содержит первый компонент, содержащий диоксид углерода, и второй компонент, содержащий углеводород.

Ловушка вредных испарений и запахов относится к машиностроению, в частности к механическому устройству, защищающему экологию и персонал, например, обслуживающий пункты/места налива или забора топлива для автомобильных и иных двигателей, использующих бензин, дизельное топливо и пр.

Группа изобретений относится к способу и сепаратору для очистки газа от жидкости и примесей на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности и может быть использована на газовых и нефтяных промыслах, а также на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Адсорбер // 2655359
Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов ионообменной адсорбции. Адсорбер содержит цилиндрический корпус с днищем эллиптической формы, крышку, перфорированный цилиндр и штуцер для подачи исходной воды.

Изобретение относится к области извлечения углекислого газа из воздуха, изменившегося вследствие жизнедеятельности людей, работы технических устройств и др. Установка включает подсистемы абсорбции и десорбции, где подсистема абсорбции содержит в рабочем пространстве перфорированный трубопровод для подачи потока очищаемого воздуха на спиралевидную насадку, увеличивающую поверхность контакта воздух/абсорбент, с выходным патрубком системы вентиляции в верхней части рабочего пространства, а подсистема десорбции выполнена как электрохимический десорбер, состоящий из трехкамерных электрохимических ячеек, с двумя катионообменными мембранами, разделяющими рабочее пространство на катодную камеру, камеру декарбонизации и анодную камеру, с возможностью принудительной подачи прореагировавшего раствора поглотителя в катодную камеру и камеру декарбонизации, с выходами из катодной камеры водорода и раствора поглотителя в сепаратор фазового разделения и последующей подачей раствора поглотителя на распылительную форсунку абсорбера, а компримированного водорода по трубопроводу, содержащему клапан «до себя», в анодную камеру, с выходами из камеры декарбонизации углекислого газа и воды в сепаратор фазового разделения и последующей подачей воды в сборную емкость абсорбера, а компримированного углекислого газа по трубопроводу, содержащему клапан «до себя», в систему утилизации углекислого газа.
Изобретение относится к созданию или модернизации установок для синтеза мочевины способом с отпаркой аммиаком и самоотпаркой. Установка для синтеза мочевины способом с отпаркой аммиаком или термической отпаркой, включающая контур высокого давления для синтеза, который включает реактор для синтеза, кожухотрубное отпарное устройство и конденсатор, указанное отпарное устройство включает кожух и пучок труб с возможностью обеспечить отпарку раствора карбамата, подаваемого в указанные трубы путем нагрева, и необязательно с использованием аммиака в качестве средства для отпарки, при этом трубы указанного отпарного устройства изготовлены из нержавеющей стали, выплавленной дуплекс-процессом по одному из нижеуказанных вариантов:А) сталь Safurex®, а именно 29Cr-6,5Ni-2Mo-N, которую по системе кодирования Американского общества инженеров-механиков (ASME) обозначают также 2295-3 и по Единой системе нумерации (UNS) - S32906, илиБ) сталь DP28W™, а именно 27Cr-7,6Ni-1Mo-2,3W-N, которую по системе кодирования ASME обозначают также 2496-1 и по UNS - S32808.

Абсорбер // 2653829
Изобретение относится к колонным массообменным аппаратам и предназначено для мокрой очистки воздуха от газообразных вредностей. Абсорбер содержит вертикальный цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для газа, горизонтальные массообменные тарелки, ороситель и каплеуловитель в виде двух горизонтальных перегородок.

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности, а именно к установкам подготовки газа адсорбционным способом, и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической, химической отраслях промышленности на установках подготовки газа.

Изобретение относится к технологии переработки растительного сырья, конкретно к способу получения биологически активных веществ и кормовой муки из древесной зелени различных пород.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой способ получения экстракта Albizzia chinensis (Osbeck) Merr (альбиции китайской), включающий экстрагирование коры ствола Albizzia chinensis (Osbeck) Merr 80-95% EtOH в H2O с получением экстракта, при этом объемное/массовое отношение EtOH к коре ствола Albizzia chinensis составляет от 3:1 до 5:1; и очистку полученного экстракта с помощью колоночной хроматографии с полиамидным адсорбентом при элюировании последовательно 10-30% и 40-80% раствором EtOH в Н2О, при этом на стадии очистки указанный экстракт растворяют в 10-30% EtOH/H2O.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для разделения и определения металлов. Способ экстракции ионов металлов включает извлечение из кислых растворов.

Изобретение относится к экстракторам для системы твердое тело-жидкость и может быть применено в фармацевтической, биохимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу обработки сжиженных углеводородов. Способ обработки сжиженных углеводородов, содержащих кислые газы, для отделения вышеупомянутых кислых газов при одновременном сокращении до минимума потери аминосоединений включает стадию контакта сжиженных углеводородов с абсорбирующим водным раствором первого аминосоединения, где первое аминосоединение имеет структуру в которой либо: a) R1 является водородом и R2 выбран из группы, состоящей из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила, 2-гидроксиэтила или пропан-2,3-диола, а также их смеси; или b) R1 выбран из группы, состоящей из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила, 2-гидроксиэтила или пропан-2,3-диола, а также их смеси; или c) каждый из R1 и R2 индивидуально выбран из группы, состоящей из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила, 2-гидроксиэтила или пропан-2,3-диола, а также их смеси.

Изобретение относится к экстракторам системы жидкость-жидкость для применения в биотехнологической, фармацевтической, химической, пищевой промышленности, и, в частности, может быть использовано для ускорения выделения целевых продуктов метаболизма микроорганизмов, например антибиотиков из культуральной жидкости их культивирования в процессе разделения на мембранах.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в практике аналитических, агрохимических, медицинских лабораторий. Осуществляют концентрирование микроэлементов для последующего аналитического определения путем соосаждения с диантипирилметаном, образующим в системе вода - минеральная кислота - тиоцианат аммония коллектор дитиоцианат диантипирилметания.

Изобретение относится к способу очистки сжиженных углеводородов, таких как сжиженный нефтяной газ (LPG) или сжиженный природный газ (NGL). Способ обработки сжиженных углеводородов, содержащих кислые газы, для удаления упомянутых кислых газов при сведении к минимуму потери аминосоединений, включает этап контактирования упомянутых сжиженных углеводородов с абсорбирующим водным раствором первого аминосоединения, причем упомянутое первое аминосоединение имеет структуру: ,в которой R1 представляет собой водород, пропан-2,3-диол и их смеси, и R2 представляет собой пропан-2,3-диол.

Изобретние относится к способу повышения содержания экстрагируемого каучука из материала растения, не являющегося гевеей. Способ включает использование измельченного материала, не являющегося гевеей, со средней длиной от 1/2″ до 4″ и максимальным содержанием влаги 20 мас.%.

Изобретение относится к способу обработки потоков сжиженных углеводородов (NGL или LPG). Способ обработки сжиженных углеводородов, содержащих кислые газы, для удаления указанных кислых газов при минимизации потерь соединений аминов, содержит стадию приведения в контакт указанных сжиженных углеводородов с поглощающим водным раствором первого аминосоединения, причем указанное первое аминосоединение имеет структуру ,где R1 представляет собой пропан-2,3-диол; R2 представляет собой водород, метил, этил, 2-гидроксиэтил или пропан-2,3-диол; и R3 представляет собой водород, метил, этил, 2-гидроксиэтил или пропан-2,3-диол.
Изобретение относится к извлечению палладия из кислых медьсодержащих растворов. Проводят обработку исходного раствора экстрагентом оксимного типа в виде 20-40 об.

Изобретение относится к химическим аппаратам для экстракции в системах «жидкость-жидкость», широко используемых в химической и смежной с нею отраслях промышленности. Многоступенчатый барботажный экстрактор включает вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - внутреннего и наружного, газораспределительные насадки с отверстиями, а также переточные трубки для тяжелой жидкости. Между внутренним и наружным концентрическими патрубками смесительного устройства установлено дополнительное четное число концентрических патрубков. Каждый нечетный дополнительный патрубок, начиная с самого внутреннего, крепится к вышележащей перегородке с зазором к нижележащей перегородке, а каждый четный – к нижележащей перегородке с зазором к вышележащей перегородке секции-отстойника. Технический результат: повышение эффективности процесса экстракции путем увеличения времени контакта легкой и тяжелой жидкостей без увеличения высоты секции-отстойника. 1 ил.

Наверх