Центробежный экстрактор
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик в»955975 (61) Дополнительное к авт..свид-ву (22) Заявлено 29. 12. 81 (21) 3273204/23-26
{S В 01 D 11/04 с присоединением заявки 1 1о (23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 66 061 .5(088.8) . Опубликовано 0709Я2.бюллетень Йо 33 Дата опубликования описания 07.09. 82 ° 1 M 1i : Ч (72) Авторы изобретения A.Н. Филимонов и И. И. Поникаров (71) Заявитель Казанский химико-технологический инсти им. С.М.Кирова (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР Изобретение относится к устройст. нам для осуществления процесса экстракции в системе жидкость- жидкость и может быть применено н различных отраслях промышленности. Известен центробежный экстрактор, включающий кожух с расположенным в нем ротором с контактными элементами н виде коаксиальных перфорированных цилиндров, устройства ввода и вывода фаэ (1). Недостаток известного экстректора в низкой эффективности процесса массообмена эа счет неустойчивого гидродинамического режима работы экстрактора. Цель изобретения — интенсифицировать процесс массообмена за счет обеспечения устойчивого гидродина-. мического режима работы и повышение производительности. Поставленная цель достигается тем, что центробежный экстрактор, включающий корпус с расположенным в нем ротором с контактными элементами в виде коаксиальных перфориронаннйх цилиндров, устройства ввода и вывода фаэ,согласно изобретению снабжен шаровыми сегментами,прйкрепленными к внутренним стенкам цилиндров с помощью пружины, а отверстия цилиндров расположены по окружности соосно1 шаровому сегменту, при этом диаметр окружности ранен диаметру шарового сегмента. На фиг.l изображен продольный. разрез экстрактора;на фиг.2 — сечение A A на фиг.l; на фиг.3 — узел I на фиг.2; на фиг. 4 — вид Б на фиг.3. Центробежный экстрактор состоит из кожуха (на чертежах условно не показан), ротора 1, верхнего диска 2 с камерами 3 и 4 для сбора проконтактировавших фаз, соответственно легкой и тяжелой. В камеры введены не связанные с ними неподвижные напорные диски 5 и 6 для отвоца жидкостей. Сверху по оси ротора коаксиально расположены неподвижные патрубки 710. Патрубок 8 вплотную через уплотнительную шайбу 11 подходит к нижнему диску 12 ротора, с выполненными в нем радиальным в каналами 13. Подвод легкой фазы в контактную зону аппарата осуществляется через распределитель 14. Подвод тяжелой фазы осуществляется иэ диспергирующего устройства 15. Сепарация тяжелой фазы осуществляется н зоне 16, 955975 выполненной в виде диска 17 с кана лами 18. Сепарация легкой фазы осуществляется в зоне сепарации 19 ° Рабочее пространство ротора заполнено насадкой 20, выполненной в форме коаксиальных перфорированных f цилиндров 21, в зазоре между цилиндрами установлены шаровые сегменты 22, ! прикрепленные к внутренней стенке цилиндра через пружину 23 ° Отверстия 24 перфорац и выполнены по окружности, соосной,с шаровыми элементами, диаметр окружности равен ди.аметру шарового сегмента. (Аппарат работает следующим образом. Тяжелая (дисперсная) фаза по межтрубному пространству патрубков 7 и 8 поступает в диспергирующее устройство 15, откуда Под действием центробежной силы выбрасывается в виде 20 (В капель в контактную зону с насадкой 20 и движется под д йствием центробежной силы к периф рии ротора. Достигнув главной пов рхности уровня раздела фаз находящегося вблизи 25 уровня подвода легкбй фазы в контактную зону аппарата, капли .дисперсной фазы коалесцируют и, далее, в виде 1 сплошного потока поступают в зону сепарации 1б. Достигнув периферии ро- g(} ( тора, тяжелая фаза. поступает в камеру 4 и с помощью найорного диска б по патрубку 10 вывофится из аппарата. Легкая фаза по патрубку 8 и радиальным каналам 13 через распределитель 14 поступает в контактную зону аппарата вблизи главного уровня раздела фаэ и движется по шаровым сег( ментам 22 противотоком к дисперсной фазе от периферии к центру. Далее, пройдя зону сепарации 19 для легкой .Фазы, она поступает в камеру 3, откуда по патрубку 9 выводится из аппарата.. При движении контактирующих фаз в насадочной части экстрактора, выполненной из набора коаксиальных перфорированных цилиндров, с установленными между цилиндрами шаровыми сегментами, прикрепденными к внутренней стенке цилиндра через пружину,при выполнении отверстий перфораций, по окружности, соосной с шаровыми элементами, диаметр окружности которой равен диаметру шаро ого сегмента, создаются благоприятные условия для 55 интенсификации процесса массообмена, увеличения производительности, стабилизация режима работы каждого контактного элемента, выполненного в форме коаксиального перфорирован-. бО ного цилиндра и всего аппарата в целом. В самом деле, при истечении струи жидкости тяжелой фазы иэ сопел диспергирующего устройства, последняя дробится на капли и движется в виде капель от центра к периферии ротора. Ударившись о поверхность шароного сегмента 22 первого ряда хоаксиальных перфорированных цилиндров (Фиг.З), тяжелая фаза в виде пленки течет по поверхности шарового сегмента от его центральнсй части к периферии. Достигнув кромки шарового сегмента, пленка срывается с последнего, дробится на капли, которые под действием центробежной силы инерции, двигаясь к периферии ротора, проходят через отверстия 24 перфорации цилиндров, контактируя. с движущейся противотоком сплошной фазой, При дальнейшем своем движении к периферии ротора капли ударяются о поверхность шарового сегмента следующего ряда коаксиальных перфорированных цилиндров. Далее весь процесс, описанный выше, повторяется. Таким образом, при движении тяжелой фазы в насадочной части аппарата от центра к периферии ротора имеет место многократное диспергирование и редиспергирование капель, включая пленочное течение, что способствует многократному обновлению поверхности массообмена, и, следовательно, интенсификации массообменного процесса. Предлагаемая конструкция насадочной эоны позволяет оптимальным образом использовать центробежную силу,действующую на капли и пленку жидкости„движущуюся по поверхности шарового сегмента,что ведет к увеличению производительности аппарата. Если в прототипе производительность аппарата всецело определяется скоростью совместного (противоточного) прохода через перфорации цилиндров с последующим диспергированием тяжелой фазы при ее выходе из перфораций (т.е. у кромки отверстий с внешней стороны цилиндров) и на формирование капли и ее отрыв от кромки перфорации требуется некоторое время, то в предлагаемой конструкции насадочной части аппарата диспергирование тяжелой фазы осуществляется при отрыве последней с шаровых сегментов, в отверстиях же перфораций имеет место только противоточное движение фаз. Все это способствует увеличению производительности аппарата. Проверка работоспособности предлагаемой конструкции на образце экстрв;ктора диаметром 350 мм, насадочная часть которого выполнена в форме коаксиальных перфорированных цилиндров с установленными в зазоре между цилиндрами шаровыми сегментами, прикрепленными к внутренней стенке цилиндра через пружину, с отверстиями перфораций, выпол5 955975 ненными по окружности, соосной с шаровыми элементами, с диаметром окружности, равным диаметру шарового сегмента, показала, что эффективность массообмена увеличилась на 20-25%, а производительность возросла на 7-10% по отношению к прототипу. Исследования проводились на системе керосин-фенол-вода (извлечение фенола иэ керосина водой) нри объемном отношении тяжелой .фазы к легкой Q /ßä=3/1 и числе оборотов ротора N = 1500 об/мин. Результаты экспериментальных исследбваний свидетельствуют о преимуществе предлагаемой модели экст- 15 рактора по сравнению с прототипом. Использование изобретения по сравнению с известняки экстракторами с волнообразной насадкой, применяемыми в промиаленности (база сравнения), Я) позволит интенсифицировать процесс массообмена и увеличить производи тельность аппарата. Формула изобретения Центробежный экстрактор, включающий кожух с расположенныж в нем ротором с контактными элементами в виде коакснальных перфорированных цилиндров, устройства ввода и вывода фаэ, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена за счет обеспечения устойчивого гидродинамического режима работы и повышения производительности, он снабжен шаровыми сегментами, прикрепленными к внутренним стенкам цилиндров с помощью пружины, а от верстия цилиндров расположены по окружности соосно шаровому сегменту, при этом диаметр окружности равен диаметру шарового сегмента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3133880, кл. 233-15, 1942 (прототип). 955975 Составитель 3.Александрова Техред И. Гайду . Корректор Е.Рошко Редактор Н.Коляда (Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ( (закаэ 68б2/5 Тираж 734 Подписное ВЦИИПИ Государственного комитета СССР, .по делам иэобретений и открытий l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5
