Пульсационный экстрактор

 

Социалистические

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

891110

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 05.05.80 (21) 2921360/23 — 26 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

В 01 0 11 04

Тееударстввнный квинтет

СССР.яо ленам нзевретеннй н еткрьпнй (23 }Приоритет

Опубликовано 23.12.81. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23.12.81 (53) УД К 66.065.52 (088.8) (72) Автор изобретения

В. П; Трошкин (71) Заявитель (54) ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР

Изобретение относится к аппаратам химической технологии и предназначено для использования в пульсационных экстракторах.

В экстракционной технологии полнота разделения фаз после смещения имеет существенное значение. При неполном разделении фаз после смешения в смесительно-отстойной ступени происходит взаимный унос фаз друг в друге, что снижает эффективность процесса и производительность экстракторов.

Болев полное н быстрое разделение фаз достигается в центробежных экстракторах, где для разделения фаз используется дополнительная энергия, преобразуемая вращением ротора. в центробежные силы. Но вращающиеся узлы и применяемые подшипники в аппарате. при производстве агрессивных и токсичных веществ является. недостатком центробежных экстракторов.

В условиях агрессивных сред большие преимущества имеют пульсационные экстракторы, которые не имеют вращающихся узлов и подшипников.

Известен пульсационный экстрактор, в кото ром, благодаря применению обратных клапанов в трубопроводах, соединяющих выше и ниже стоящие ступени с пульсопроводом, используется пульсационная энергия струй кратковременно для разделения фаз. Нри оптимальном расстоянии диспергирующего устройства от стенки корпуса жидкостные струн, встречая перпендикулярную стенку, отклоняются от своего направления, в результате

IÎ чего в короткий промежуток времени в жидкостном потоке возникают. инерционные силы, способствующие разделению фаэ (11.

Недостатком известного устройства является то, что действие стенки корпуса на изIj менение направления жидкостного потока кратковременное и ненаправленное, при этом не используется энергия пульсации для разделения фаз наложением центробежных сил.

Цель изобретения — интенсификация процесса за счет повышения степени разделения фаз.

Цель достигается тем, что в пульсационном экстракторе, включающем корпус, разделенный наклонными перегородками на смеситель. но" отстойные ступени, трубопроводы с обратными клапанами, соединяющими трубопровод пульсации с ниже и выше расположенными ступенями, диспергирующее устройство с соплами, и направляющие перегородки, расположенные выше и ниже диспергирующего устройства, выходные отверстия сопел диспергирующего устройства снабжены, по крайней мере, двумя желобами, расположенными один в друтом по изогнутой линии относительно сопла, при этом каждый внутренний желоб выполнен относительно внешнего с меньшим радиусом кривизны.

Снабжение выходных отверстий сопел диспергирующего устройства желобами с кривизной относительно оси сопла, установленных

Один в другом, обеспечивает отклонение жид,костных потоков, выходящих иэ сопла, что создает инерционные силы, которые способствуют отделению капель более тяжелой фазы относительно капель более легкой фазы, что способствует их более быстрому слиянию и разделению.

На фиг, 1 представлены ступени экстрактора, общий вид; на фиг, 2 — вид А на фиг. 1; на фиг, 3 — разрез Б — Б на фиг. 2.

Диспсргирующее устройство 1 (фиг. 1) выполнено в виде трубы, установленной в корпусе 2 экстрактора по центру ступени. На торце диспергирующего устройства имеется перегородка с соплами 3. На выходных отверстиях сопел установлены желоба 4, размещенные один в другом и изогнутые относительно осевой линии сопел по сходящейся к центру спирали (фиг. 2 и 3}, причем каждый внутренний желоб во внешнем выполнен с меньшим радиусом кривизны. Входные кромки 5 желобов изготовлены острыми и удаляются друг от друга в поперечном сечении на расстояние, равное отношению размера диаметра сопла к количеству желобов. Затекание тяжелой фазы в диспергирующее устройство осуществляется через обратный клапан 6, легкой фазы — через обратный клапан 7, установленный в трубопроводах, соединяющих его с выще и ниже расположенными ступенями, Смесь фаз из диспергирующего устройства выталкивается через обратный клапан 8. Для осуществления пульсации пульскамера 9 сообщается с пульсатором трубопровода.

Работа пульсирующего устройства осутцествллется следующим образом.

При подаче в зкстрактор тяжелой фазы сверху, легкой — снизу, в нем создается противоточное.движение фаз. При соединении пульскамеры 9 через пульсатор с атмосферой в ней относительно давления столба жидкости этом клапан 8 закрыт. При подаче давления воздуха через,пульсатор в пульскамеру 9 закроются клапаны 6 и 7, откроется клапан 8 и ж щкость, диспергируясь насадкой, резко выталкивается через сопла в зону разделения

Фаэ

В соплах жидкостному потоку придается ускорение, с которым смесь капель направляется в желобе 4, где смесь, состоящая преимущественно из капель тяжелои фазы, двигаясь по внешнему желобу, выполненному по большему радиусу кривизны, отклоняется от осевого направления. При отклонении направления струи капли тяжелой фазы за счет большего момента сил инерции относительно капель легкой фазы стремятся продолжать свое движение в прежнем направлении, в результате этрго произойдет отделение капель тяжелой фазы от капель легкой.

В зонах обтекания внутренней поверхности внешнего желоба и на внешней поверхности внутреннего желоба движутся однородные капли тяжелой и легкой фаэ соответственно.

Слияние однородных капель имеет более высокую скорость, что интенсифицирует процесс . разделения фаз. Поток смеси легких капель после отклонения направления движения на первом желобе острой кромкой 5 будет направляться на внутренний желоб, где также ускоряется процесс разделения фаэ.

Поток смеси более легких капель после отклонения направления движения на втором желобе острой кромкой направляется в третий желоб, где также ускоряется процесс разделения фаз. Желоба, выполненные с меньшим радиусом кривизны, обеспечивают движение смеси, состоящих из более легких капель, по большей кривизне, что создает равные силы инерции и условия разделения фаз наложением центробежных сил энергии пульсации.

15

35

45

Таким образом, предлагаемое техническое решение для совершенствования пульсационHbIx зкстракторов обеспечивает интенсификацию процесса разделения фаз с использованием энергии пульсации путем наложения центробежных сил на смесь фаз, что сокращает время разделения фаэ, повышает надежность и эффективность процесса экстракции, Сокращение времени разделения фаэ и повышение эффективности экстракционного про цесса позволяет повысить производительность экстрактора, сократить стоимость технологи ческого процесса.

891110 4 в колонне создается разрежение. Через клапан

6 в диспергирующее устройство затекает тяжелая фаза, через клапан 7 — легкая фаза, при

Формула изобретения

Пульсационный экстрактор, включающий корпус, разделенный наклонными перегородками на смесительно-отстойные ступени, трубопроводы с обратными клапанами, соединяющими трубопровод пульсации с ниже и выше. расположенными ступенями, диспергирующее устройство с соплами, и направляющие перегородки, расположенные. выше и ниже диспергирующего устройства, о тличаюшийся тем,что,сцелью интенсификации процесса за счет повышения

89!!10 степени разделения фаз, выходные отверстия сопел снабжены, ло крайней мере, двумя желобами, расположенными один в другом по изогнутой линии относительно оси сопла, при этом каждый внутренний желоб выполнен относительно внешнего с меньшим радиусом кривизны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке

N 2659123/23 — 26, кл. В 01 0 11/04, 1978.

891110

Редактор Л. Гратилло

Тираж 910

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11069/6

Подписное

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

Составитель И. Нанашева

Техред И. Гайду Корректор У. Пономаренко