Пульсационный экстрактор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик »980750

Ж

Ф.

Ф г с (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 25.05.81 (21) 3292413/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М, Кл з

В 01 D l l/04

Гасударственный кемитет

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.82 (53) УДК 66.061..5 (088.8) Ilo делам лзебретений и открмтий

Б. А. Ефремов, А. И. Гурьянов, Ю. В. Алексеев, 7й."А игал, М. Г. Плешков и P. С. Сафин.

Р (72) Авторы изобретения

Казанский ордена Трудового Красного Знамени химикотехнологический институт им. C. М. Кирова

1 (71) Заявитель (54) ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для проведения процессов экстракции в системах жидкость — жидкость.

Известен пульсационный экстрактор, содержагций цилиндрический корпус с ситчатыми тарелками, делящими экстрактор на смесительные и отстойные секции, причем смесительные секции разделены коаксиальными цилиндрами на кольцевые каналы (1).

Недостатком указанного экстрактора является низкая эффективность массопередачи, вследствие относительно малой задержки дисперсной фазы и значительного продольного перемешивания в кольцевых каналах аппарата, при положении синусоидальных колебаний на жидкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является пульсационный экстрактор, содержащий вертикальный цилиндрический конус, секционированный по высоте на смесительные и отстойные секции, вертикальные цилиндрические перегородки, коаксиально размещенные в смесительных секциях и образующие кольцевые каналы, 2 и лопасти, установленные в кольцевых каналах (2).

Недостатками известного пульсационного эксграктора являются его недостаточная эффективность, вследствие значительного продольного перемешивания в аппарате, вызванного неравномерностью поля скоростей при синусоиадальном характере пульсаций. Кроме того, при высоких интенсивностях пульсаций отсутствует коалесценция капель и снижается задержка дисперсной фазы. Все указанные недостатки снижают силу массопередачи эффективность экстрактора в целом.

Цель изобретения — интенсификация процесса путем выравнивания поля скоростей контактирующих фаз в кольцевыx каналах.

Поставленная цель достигается тем, что в пульсвционном экстракторе, содержашем вертикальный цилиндрический корпус, сск20 ционированный по высоте на смесительные и отстойные секции, вертикальные цилиндрические перегородки, коаксиально размещенные в смесительных секциях и образующие кольцевые каналы, лопасти установ980750

1О

30

55 передачи. Капли, вынесенные из каналов смесительной зоны, перераспределяются движущимся потоком в зоне 4 распределения и отстаивания.

При импульсе вниз, лопасти 5 перемещаются из верхнего положения в нижнее.

При этом происходит очередное диспергирование фазы скопившейся под лопастями 5 ны с возможностью углового перемещения в вертикальном направлении.

Дополнительно экстрактор снабжен радиальными от пжнями, шарнирно закрепленными одними с «>ими концами на внутренних поверхнос-я.; корпуса и цилиндрических перегородок, c lolldcTH установлены на стержнях.

На фиг. 1 изображен экстрактор в аксонометрической проекции, общий вид; на фиг. 2 — 3 — варианты крепления лопастей в корпусе экстрактора.

Пульсационный экстрактор состоит из вертикального корпуса 1, коаксиальных цилиндров 2 и 3, образующих зоны смешения, зон 4 отстаивания и перераспределения потоков, расположенных между плоскостями среза коаксиальных цилиндров 2 и 3 соседних зон смешения. Лопасти 5 установлены в каналах, образованных коаксиальными цилиндрами 2 и 3, и поворачиваются относительно стержней 6, расположенных перпендикулярно образующим цилиндров. В соседних зонах смешения лопасти 5 имеют зеркальное исполнение. Движение лопастей 5 в вертикальном направлении ограничено упорами 7.

Экстрактор работает следующим образом

Жидкостям, находящимся в экстракторе, сообщается возвратно-поступательное движение. Легкая и тяжелая фазы движутся противотоком. Диспергируемая, например, легкая фаза при импульсе вверх, пройдя через зону 4. поступает в виде капель в изолированные друг от друга каналы зоны смешения, образованные коаксиальными цилиндрами 2 и 3. В каналах лопасти 5 начинают перемещаться от своего крайнего нижнего положения к крайнему верхнему положению, ограниченному стержнем. 6 соседней лопасти 5 и перекрывают поперечное сечение каналов, что приводит к возрастанию гидравлического сопротивления и способствует накоплению под лопастями 5 поступающей дисперсной фазы, причем коаксиальные цилиндры 2 и 3 препятствуют перетоку отсепарированной дисперсной фазы в соседние каналы. При этом свободное сечение каналов возрастает, скоалесцированная во время предыдущего им.пульса дисперсная фаза начинает истекать из-под лопастей и, попадая в зону повышенной турбулентности, под действием срезающих усилий дробиться на мелкие капли, что сопровождается резким возрастанием поверхности контакта и интенсивности массои коалесценция дисперсной фазы. При размещении лопастей 5 по окружности в каналах аппарата создается вращательное движение потока, причем в соседних смесительных секциях вращение потока осуществляется в противоположных направлениях, что приводит к перераспределению потоков. снижению продольного перемешивания и возрастанию движущей силы массопередачи.

Испытания экстрактора предлагаемой конструкции проводилось на модели аппарата диаметром 100 мм и высотой рабочей зоны 1500 мм. Изучалось влияние конструкции экстрактора на режимы его работы и и нтенси в ность массо передачи.

Интенсивность массопередачи оценивалась высотой переноса (ВЕП) . Режимы работы экстрактора задавались изменением интенсивности пульсации, которая менялась от 600 мм/мин до 2400 мм/мин. Сплошной фазой служила вода, дисперсной четыреххлористый углерод. Экстрагируемым компонентом являлась уксусная кислота.

Изучение процесса экстракции уксусной кислоты в предлагаемом аппарате показывает, что интенсивность массопередачи на

20О/o выше, чем у известного экстрактора.

Применение предлагаемого экстрактора позволяет интенсифицировать процесс экстракции на 15 — 20О/о, уменьшить расход экстрагента примерно на ЗОО/о.

Формула изобретения

l. Пульсационный экстрактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, секционированный по высоте на смесительные и отстойные секции, вертикальные цилиндрические перегородки, коаксиально размещенные в смесительных секциях и образующие кольцевые каналы, и лопасти, установленные в кольцевых каналах, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса путем выравнивания поля скоростей контактирующих фаз в кольцевых каналах, лопасти установлены с возможностью углового перемещения в вертикальном направлении.

2. Экстрактор по п. 1, отличающийся тем, что, он снабжен радиальными стержнями, шарнирно закрепленными одними своими концами на внутренних поверхностях корпуса и цилиндрических перегородок, а лопасти установлены на стержнях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иванов Г. И. Исследование эффекта секционирования пульсационных экстракторов с целью интенсификации массообмена.

Автореферат канд. диссертации. Казань, 1973 .

2. Авторское свидетельство СССР, № 586918, кл. В 01 D 11/04, 10.11.75.

980750

@ /2. 1

Составитель А. Тарасов

Техред И. Верес Корректор И. Ватрушкина

Тираж T3Ч Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Касарда

Заказ 9537/6