CS216806B2 - Extraczion column - Google Patents

Description

Vynález se týká extrakční kolony pro látkovou výměnu mezi dvěma v podstatě nerozpustnými kapalinami.

U známé a dnes používané extrakční kolony tohoto druhu obsahuje každá etxrakční komora míchací kotouč, který je uspořádán přibližně uprostřed mezi oběma mezilehlými dny komory omezujícími. Mezilehlá dna ponechávají vůči rotorovému hřídeli, který jimi prochází, volnou jen úzkou mezeru. Sousední etxrakční komory jsou navzájem spojeny usazovacími komorami uspořádanými nesouměrně, které zase jsou vůči extrakčním komorám odstíněny dělicí stěnou, popřípadě přepážkou, probíhající rovnoběžně se hřídelem rotoru.

Oproti extrakčním kolonám známým jako kolony RDC (Rotating Disc Column], u kterých jsou mezilehlá dna vytvořena jako kruhové prstence s vnitřním průměrem, který je větší než průměr míchacích kotoučů, mají etxrakční kolony prvého uvedeného druhu, které jsou také označovány jako kolony ARD (Asymmetric Rotating Disc) výhodu menšího zpětného směšování. Protažením mezilehlých den až blízko к míchacímu hřídeli jsou sousední míchací pásma, popřípadě komory od sebe značně lépe odděleny. Tato nevýhoda je ovšem spojena s konstrukčními náklady, které je třeba vynaložit pro zkonstruování rotoru, jakož i se značně zvětšeným vynaložením práce pro vymontování a zamontování.

Známé extrakční kolony ARD mají také ještě tu nevýhodu, že v určitých případech je oddělovací účinek nedostatečný. U kapaliny s velkým rozdílem hustoty nebo/a s vysokým napětím na mezních plochách dostavuje se po výšce jednotlivých etxrakčních komor různě intenzívní směšování fází, přičemž pouze v přímém okolí daného míchacího členu dochází к dostatečnému rozdělování, popřípadě směšování.

Vynález vychází z úlohy vytvořit extrakční kolonu, u které se dosahuje intenzivního, směšování fází na celé výšce extrakčních komor za zamezení zpětných a zkratových proudění mezi sousedními komorami.

Podstata extrakční kolony podle vynálezu spočívá v tom, že každé mezilehlé dno má vnitřní část, která je vytvořena jako kruhový kotouč, je nepoddajné spojena s rotorovým hřídelem a tvoří míchací kotouč.

V souhlasu s tím působí na kapalinu, nacházející se v extrakční komoře, shora a zdola míchací kotouč a tyto kotouče urychlením vedou к intenzivnímu smíchání fází. Jelikož stacionární části mezilehlých den nesahají do sousedství hřídele rotoru, schází v této oblasti rotoru třecí plochy, tkeré by vadily urychlování kapaliny. Pro rovnoměrně intenzívní smíchání fází na výšce extrakční komory je pravděpodobně výhodou, že vrstvy kapaliny, sousedící se stacionárními mezilehlými dny, jsou urychlovány přímým stykem s míchacími kotouči.

Řešením podle vynálezu se v důsledku lep šího rozdělení a smíchání fází dosáhne podstatné konstruktivní výhody. Jelikož míchací kotouče mají průměr, který je o běžnou mezeru menší než vnitřní průměr stacionárních kotoučových mezilehlých den, je možné rotor vymontovat z kolony osovým pohybem, aniž by musely být odmontovány stacionární části mezilehlých den.

Výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že každé mezilehlé dno má nejméně jeden kruhový otvor, a že průměr těchto otvorů tvoří 0,2 až 0,6 průměru kolony.

Podle dalšího provedení je mezi míchacím kotoučem s příslušným otvorem mezera o velikosti 0,005 až 0,05 průměru kotouče.

U jiného výhodného provedení vynálezu jsou míchací kotouče samy opatřeny otvory, jejichž celková plocha tvoří 0,1 až 0,5 plochy kotouče.

Podle dalšího provedení vynálezu jsou míchací kotouče na jejich obvodu spojeny s nejméně jednou spojovací lištou.

Výhodně jsou na rotorovém hřídeli mezi míchacími kotouči, náležejícími к jednomu mezilehlému dnu, upraveny jeden až tři další míchací členy.

Vynález bude nyní blíže vysvětlen na příkladech provedení v souvislosti s výkresy.

Obr. 1 znázorňuje schematicky projedení hlavních součástí etxrakční kolony v osovém řezu.

Obr. 2 znázorňuje řez podle čáry II—II na obr. 1.

Obr. 3 znázorňuje průřez kolonou s jiným provedením míchacích členů.

Obr. 4 a 5 znázorňují dvě další provedení konstrukčních zabudovaných členů kolony, zejména rotoru sestávajícího z hřídele a míchacích členů.

Extrakční kolona podle obr. 1 a 2 má částečně znázorněný válcový plášť 1, ve kterém je umístěn stator. Stator má svislou vyklenutou dělicí stěnu 2 a vodorovné skupiny mezilehlých den 3 a dělicích přepážek 4, uspořádané ve vzájemném odstupu a ve vzájemném přesazení, přičemž tyto dělicí členy jsou umístěny na jedné straně dělicí stěny 2. Svislá dělicí stěna 2 dělí extrakční kolonu na dvě nesouměrné části, které v průřezu leží vedle sebe, totiž mezi extrakční prostor 7 a usazovací prostor 8, přičemž usazovací prostor 8 je vodorovnými přepážkami 4 rozdělen na usazovací komory 16.

Extrakční prostor 7 je mezilehlými dny 3, sestávajícími z prstencových stacionárních částí 3a mezilehlého dna, a z míchacích kotoučů 6, které jsou kruhové a jsou umístěny v jejich otvorech 11, rozdělen na extrakční komory 9 ležící nad sebou. Míchací kotouče 6 umístěné ve stejné výšce jako části 3a mezilehlých den 3 jsou nepoddajné spojeny se hřídelem 5 rotoru. Míchací kotouče 6 jsou do otvorů 11 vsazeny s technickou vůlí a vyplňují otvory 11 v rovině mezilehlých den 3 s mezerami. Přitom šířka

2188 OB mezery mezi okrajem 12 míchacího kotouče 6 a obvodem otvoru 11 činí 0,005 až 0,05 průměru míchacího kotouče.

Příklad provedení podle obr. 1 a 2 se týká extrakční kolony s jediným otvorem 11 v každém vodorovném mezilehlém dnu 3 a s jen jedním rotorem. U extrakčních kolon o velkém průměru lze s výhodou užít až čtyři takové otvory 11 a příslušný počet rotorů, přičemž průměr otvorů 11 je 0,2 až 0,6 průměru kolony. Takové uspořádání vede k rovnoměrnému promíchání kapaliny s extrakčním činidlem v celém průřezu velké extrakční komory 7.

Obr. 3 znázorňuje jiné provedení míchacího kotouče 6, které je zvlášť vhodné pro ' kapaliny s velmi vysokým rozdílem hustoty nebo/a mezního plošného napětí. Míchací kotouč 6 vytvořený jako kruhový listový míchací korouč je opatřen otvory 14,. jejichž celková plocha podle vlastností směsi kapaliny činí 0,1 až 0,5 plochy míchacího kotouče 6. Střižní spád vznikající při otáčení míchacího kotouče 6 na hranách otvorů 14 přispívá k účinnému rozdělení kapek dispergované kapaliny.

Na obr. 4 a 5 jsou znázorněna dvě další provedení rotoru sestávajícího z hřídele a míchacích kotoučů, přičemž tato provedení mají zvýšený míchací účinek. Podle obr.

jsou míchací kotouče 6 umístěné na hřídeli 5 opatřeny na obvodu svislými spojovacími lištami 15, které navzájem spojují sousední míchací kotouče 6. Počet lišt 15 může ležet mezi jednou a osmi. Podle obr.

jsou na hřídeli 5 rotoru mezi míchacími kotouči 6, umístěnými v otvoru 11, upraveny v osovém odstupu další kotoučové míchací členy 18, jejichž počet může být podle výšky etxrakčních komor jeden až tři.

Provoz extrakční kolony probíhá následujícím způsobem:

Roztok obsahující extrahovanou látku se . podle jeho hustoty zavádí do extrakční kolony buď . na horním, nebo na dolním konci extrakčního prostoru 7. Extrakční činidlo, které je v tomto roztoku v podstatě nerozpustné · a má· od roztoku odlišnou hustotu, se zavádí na opačném konci extrakčního prostoru 7. Obě kapaliny a to jedna . dispergovaná v kapkách a druhá spojitě, se nyní pohybují na základě rozdílu hustoty a působení míchacích kotoučů · 6 v protiproudu každá ve spirálovité dráze střídavě od jedné extrakční· komory 9 do sousední usazovací komory 10 a potom do další extrakční komory. Působením míchacích kotoučů 6, rotujících v otvorech přepážek, se obě kapalné fáze v každé· extrakční komoře 9, zejména v kapalinových · vrstvách hraničících na horní a dolní mezilehlé dno 3 intenzívně promíchávají, čímž se podporuje . přechod extrahované- · látky z roztoku do extrakčního činidla. Přitom slouží míchací kotouče, upravené v otvorech 11,· současně jako dělicí stěny mezi dvěma nad sebou ležícími extrakčními komorami 9, takže obě fáze· proudí do vedle · -sebe ležících usazovacích komor 10 · a nikoliv do sousedních extrakčních komor. Jelikož usazovací komory 10 jisou dělicí stěnou 2 do velké míry chráněny před působením míchacích kotoučů 6, nastává zde v důsledku různé hustoty odmísení fází, které se pak podle své hustoty pohybují dále do příští extrakční komory ležící výše nebo· níže. Popsaným způsobem se obě fáze za neustálé látkové výměny dostanou k protilehlým koncům etxrakčního· prostoru 7, přičemž extrahovaná látka z roztoku přešla do· · extrakčního činidla. Obě fáze se pak po usazení odvádějí z extrakční kolony.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Extrakční kolona pro látkovou výměnu mezi dvěma v podstatě nerozpustnými kapalinami, s rotorovým hřídelem, nesoucím míchací kotouče, a s extrakčními komorami, které jsou navzájem odděleny mezilehlými dny sahajícími až k rotorovému hřídeli, vyznačující se tím, že každé mezilehlé dno (3) má vnitřní část, která je vytvořena jako kruhový kotouč, je nepoddajné spojena· s rotorovým hřídelem (5) a tvoří míchací kotouč (6).
2. 2. Extrakční kolona podle bodu 1, vyznačující se tím, že každé mezilehlé dno (3) má nejméně jeden kruhový otvor (11), a že průměr těchto· otvorů (11) tvoří 0,2 až 0,6 průměru kolony.
3. 3. Extrakční kolona podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že mezi míchacím ko toučem (6) s · příslušným otvorem (11) je mezera o velikosti 0,005 až 0,05 průměru kotouče.
4. 4. Extrakční kolona· podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že míchací kotouče (6) jsou samy opatřeny otvory (14), jejichž celková plocha tvoří 0,1 až 0,5 plochy kotouče (6).
5. 5. Extrakční kolona podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že míchací kotouče (6) jsou na jejich obvodu spojeny s nejméně jednou spojovací lištou (15).
6. 6. Extrakční kolona podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že na rotorovém hřídeli (5) jsou mezi míchacími kotouči (6), náležejícími k jednomu mezilehlému dnu (3), upraveny jeden až tři další míchací členy (16).