Пульсационный экстрактор

 

ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР содержащий вертикальный.цилиндрический корпус, разделенный по высоте на отстойные и смесительные секции, образованные набором цилиндрических вертикальных коаксиально расположенных перегородок, в кольцевых каналах которых установлены наклонные лопасти, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса экстракции путем интенсивного вращения жидкостных потоков во взаимно противоположных направлениях, уменьшения общей высоты аппарата за счет сокращения высоты смесительной и отстойной зон, увеличения производительности , в смежных кольцевых каналах лопасти установлены в один или два ряда под углом 5-10° к горизонтали в противоположных направлениях . S со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аи8 ап

5 А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3584798/23-26 .(22) 28.04.83 (46) 30.06.84. Бюл. И - 24 (72) Г.И.Иванов, М.З.Максименко и О.В.Рыськов (71) Уфимский нефтяной институт (53) 66,061.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 789126, кл. В 01 D 11/04, 1980. (54)(57) ПУЛЬСАЦИОННЫИ ЭКСТРАКТОР, содержащий вертикальный.цилиндрический корпус, разделенный по высоте на отстойные и смесительные секции, образованные набором цилиндрических вертикальных коаксиально расположенных перегородок, в кольцевых каналах которых установлены наклонные лопасти, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса экстракции путем интенсивного вращения жидкостных потоков во взаимно противоположных направлениях, уменьшения общей высоты аппарата за счет сокращения высоты смесительной и отстойной зон, увеличения производительности, в смежных кольцевых каналах лопасти установлены в один или два ряда под углом 5-10

0 к горизонтали в противоположных наI правлениях.

1099975

Изобретение относится к аппаратам химической технологии, предназначенным для проведения процессов жидкостной экстракции, и может быть использовано на нефтехимических предприятиях.

Известен пульсационный экстрактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высо10 те на отстойные и смЕсительные срК ции, образованные набором цилиндрических вертикальных коаксиально расположенных перегородок, в кольцевых каналах которьгх установлены наклонные лопасти (1) .

Однако в отстойных зонах между смесительными секциями наблюдается значительная поперечная неравномерность и продольное перемешивание фазовых потоков, которые снижает эф20 фективность аппарата. Изготовление цилиндрических перегородок с кольцевыми полками в горизонтальной плос— кости снижает производительность

25 экстрактора, требует значительных трудозатрат и расхода металла.

Цель изобретения — интенсификация процесса экстракции путем интенсивного вращения жидкостных потоков во

ЗО взаимно противоположных направлениях уменьшение общей высоты аппарата за счет сокращения высоты смесительной и отстойной зон, увеличение производительности..

З

Поставленная цель достигается тем, что в пульсационном экстракторе, в включающем вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высоте на отстойные и смесительные секции, образованные набором цилиндрических вертикальных коаксиально расположен— ных перегородок, в кольцевых каналах которых установлены наклонные лопасти, в смежных кольцевых каналах лопасти установлены в один или два ряда под углом 5-10 к горизонтали о в противоположных направлениях.

На фиг. 1 представлен пульсационный экстрактор, продольный разрез, на фиг. 2 — два смежных коаксиальных цилиндрау детали I. и Ц на фиг. 1 (стрелками указаны направления жидкостных потоков, X и Х вЂ” струи из межлопастных каналов); на фиг. 3

55 разрез А-А на фиг. 1 {стрелками показаны направления жидкостных потоков на выходе из кольцевых зазоров смесительной сек:ции) .

Пульсационный экстрактор состоит из корпуса 1 с чередующимися смесительными 2 и отстойными 3 секциями.

Смесительная секция 2 образована набором вертикальных цилиндрических коаксиально расположенных перегородок 4, фиксируемых между собой установленными в кольцевьгх каналах наклонными лопастями 5 и 6 в один или два ряда. Для подвода и отвода жидких фаз имеются штуцеры 7-10 ° Патрубок 11 служит для подключения пульсатора.

Зкстрактор работает следующим образом.

В штуцер 7 подается тяжелая фаза, которая выводится через штуцер 8, в штуцер 9 — легкая фаза, выводится через штуцер 10. Таким образом, в колонне противопотоком двигаются две смешивающиеся между собой жидкости, одна из которых при этом диспергируется.

Проходя между лопастями 5 и б в смесительных секциях 2, жидкие потоки при пульсациях получают интенсивное вращательное движение, благодаря чему происходит активное смешение контакриюущих фаз и интенсифицируется массообмен. Лопасти установлены на таком расстоянии от кромок коаксиальных цилиндров и ориентированы таким образом, что вращательное движение струй в кольцевых зазорах не затухает, и струи вырываются из смежных зазоров в противоположных направлениях, что резко снижает поперечную неравномерность и продольное перемешивание в отстойных зонах, так как смежные противоположные направления струи образуют как бы "завесы" и при этом они гасят друг друга на некотором расстоянии от кромок смесительной секции. Струйные завесы являются продолжением цилиндрических перегородок и одновременно создают активный гидродинамический режим.

Проведена экспериментальная проверка по гидродинамике и массообмену на модельной системе дизельное топливо — бензойная кислота — вода.

Результаты проверки сведены в таблицу.

Здесь с — угол наалона лопасти от .горизонтали, 2А — двойная (полная) амплитуда пульсаций, Н вЂ” высота смесительной секции, Н, — высота отстойной эоны, Л вЂ” расстояние от

1099975 кромки цилиндрической перегородки до торцов лопастей, Х вЂ” длина струи из межлопаточного канала, которая зависит от ширины межлопаточного зазора (о ) и может принять Х = 9Б-;

Чс (Ук Ум) с У У" 100X — степень изvC x

W влечения Рэ = — фактор энерВ этс гоэффективности,. 10 где V,,V — расходы сплошной и дисперсной фаз, соответственно, Ун — начальная и конечная концентрации б 15 бензойной кислоты в воде, г/л, начальная концентрация бенэойной кислоты в дизтопли- 20 ве, г/л, W = Ч + V — суммарная нагрузка по обеим фазам, M /M

Ветс — высота, эквивалент- 25 ная теоретической ступени, м, У вЂ” интенсивность. пульсации, м/ч.

Поисковая работа выполняется в ко- З0

i лонне диаметром 80 мм, оптимальные варианты повторяются в аппарате

400 м.

Х„

По результатам эксперимента можно

35 заключить, что оптимальными параметрами являются ot, = 5-10, Н„т= (3-5) 2А о

h = Х. С точки зрения закрутки потоков малые углы наклона лопастей более желательны, но при этом растут гид- 40

h, мм Х, мм g Ж Р, 1/м

НQj

10

40

3 10

1,36

12

30

10

8 10

10 10

15 10

1,45

15

40

1,31

18

50

60

1,20

90 ф 2А, мм Нс„,, мм о ! равлические сопротивления, что связано с энергозатратами. Отстойная зона с одной стороны содействует перераспределению фазовых потоков, способствует возникновению "концевых эффектов", с другой стороны увеличивается продольное перемешивание и поперечная неравномерность. В конечном итоге положительное воздействие оказывается преобладающим. Экспериментально найдено, что минимальная высота отстойной зоны должна быть не менее полного периода гармонических колебаний, что соответствует двойной амплитуде пульсаций (2А), с учетом объема скоагулировавшейся диснерсной фазы в отстойной зоне перед входом в смесительную секцию оптимальная величина несколько увеличивается. Оптимальная длина струй является продолжением цилиндрических перегородок за счет закрутки струй в противоположных направлениях что способствует уменьшению высоты смесительной секции, но дальнейшее увеличение струй (в зависимости от интенсивности пульсаций и ширины

1 межлопаточного зазора) приводит к возрастанию высоты отстойной зоны.

Использование изобретения позволит резко увеличить производительность установки, так как ликвидированы кольцевые перегородки в горизонтальной плоскости, уменьшается рабочая в высота экстрактора за счет подбора оптимальных раэяеров смесительной и отстойной зон, что достигается закруткой потоков в противоположных направлениях. В целом экономия в металле доходит до 357..

ВНИКПИ Заказ 4457/7 Тираж 682 Подписное

Филиал ППП "Оатентт, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4