FI101200B - Menetelmä ja laite neste-nesteuuton kahden, dispersioksi sekoitetun li uoksen johtamiseksi hallitusti erotustilaan - Google Patents

Description

101200

MENETELMÄ JA LAITE NESTE-NESTEUUTON KAHDEN, DISPERSIOKSI SEKOITETUN LIUOKSEN JOHTAMISEKSI HALLITUSTI EROTUSTILAAN

Tämä keksintö kohdistuu menetelmään johtaa neste-nesteuuton liuokset, jotka 5 sekoitustilassa on sekoitettu dispersioksi, sekoitustilasta edelleen erotustilaan.

Keksintö kohdistuu myös laitteistoon menetelmän toteuttamiseksi. Tapa, millä dispersio johdetaan erotustilaan, vaikuttaa oleellisesti koko erotustilan virtaus-kenttään ja sen hallittavuuteen. Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston tarkoituksena on myötävaikuttaa tehostettuun liuosten erottumiseen käyttämäl-10 lä järjestelyjä, jotka oikaisevat dispersiovirtausta sivusuunnassa, vaimentavat ja tasoittavat sitä ja yhdenmukaistavat vaaka-ja pystysuuntaiset syöttösuunnat samanarvoisiksi sekä alentavat dispersiosyöttöön erotustilan puolelta kohdistuvaa vastapainetta.

15 Keksintömme avulla on mahdollista rakentaa myös hyvin suuria uuttolaitteisto- ja, aina kokonaisvirtauksille 5000 - 6000 m3/h, kun nykyinen tekniikka antaa valmiudet suurimmillaan virtauksille 3000 m3/h. Erotustilan syöttöjärjestelyjen osalta siirtyminen suurempiin virtauksiin on tuottanut vaikeuksia, sillä suurempien kokonaisvirtausten myötä sekoitustilojen pohja pitää rakentaa aina vain 20 alemmaksi ja täten etäämmäksi erotustilan pohjan tasosta. Tämä johtuu siitä, että mikserit mitoitetaan tietyn liuosviiveajan mukaan ja erotustilat vastaavasti tietyn, pinta-alan suhteessa toimivan erotuskapasiteetin mukaan. Kun suuret kokonaisvirtaukset ovat kyseessä, se tarkoittaa, että sekoitusti lojen pohjat ovat 2 - 5 m erotustilan pohjaa alempana.

25

Keksintömme mukaisesti voidaan nyt edellä mainittu sekoitus- ja erotustilan pohjien korkeusero kääntää eduksi parantamalla sekoitustilassa kahdesta eri liuoksesta muodostetun dispersion suuntausta, kun se syötetään erotustilaan erottumaan kahdeksi eri faasiksi. Keksinnön mukainen järjestely on yhteenso-30 piva Fl patenttihakemuksessa 93 5393 kuvatun menetelmän ja laitteiston 2 101200 kanssa. Siten ko. hakemuksessa kuvatun ja tässä hakemuksessa kuvatun syöttöjärjestelyn johdosta ei ole tarvetta jakaa sekoitustiloja useampaan sarjaan kytkettyyn tilaan näiden pohjatason pitämiseksi lähellä tai samana kuin erotustilojen pohjataso. Useimmiten konventionaalisissa uuttojärjestelyissä 5 dispersio johdetaan erotustilaan pintavirtauksena vaakasuoraan sekoitustilan sivusta, jolloin se voimakkaana virtauksena etenee erotustilan pituussuunnassa sisään erotustilaan. Erotusosan keskellä tapahtuva voimakas pintavirtaus vaikeuttaa dispersion tasaista jakamista yli virtauspoikkipinnan.

10 Fl patenttihakemuksen 93 5393 mukaisesti sekoitustilan dispersion ulosotto tapahtuu koko settlerin korkeudelta, jolloin saavutetaan se etu, että suuntaamalla virtaus pystysuuntaiseksi voidaan dispersio johtaa erotustilaan painovoiman vaimentamana. Ko. Fl-hakemuksessa kuvatussa laitteistossa viimeinen mikseri on sijoitettu settlerin pituusakselille, ja mikserin ja settlerin välinen 15 nousukuilu on suora kanava siten, että se sijaitsee tangentiaalisesti mikserin sekoitussuuntaan nähden, on koko settlerin korkuinen ja leveydeltään noin puolet mikserin halkaisijasta.

Erityisesti suuria liuosvirtauksia käsittelevissä uuttolaitteistoissa putkilinjojen 20 pituudet asettavat ehtoja mikserien sijoittelulle. Jotta selkeiden liuosten siirto matkat jäisivät mahdollisimman lyhyiksi, on edullista, että kussakin uuttoaske-leessa sekoitusosan ensimmäinen laite, pumppausyksikkö, on sijoitettu erotusosan kulmaan. Toisaalta on kuitenkin tarkoituksena aikaansaada kompakti sekoitusosa, jossa sekoitusosan laitteesta toiseen virtaavan dispersion siirto-25 matkat jäisivät mahdollisimman lyhyiksi ja siten faasien erottumista ei ehtisi tapahtua siirtoputkistossa. On tietysti edullista, että dispersio voidaan suoraan mikseristä tullessa kääntää nousukuilun avulla erotustilan pituusakselin suuntaiseksi, mutta viimeisen mikserin sijoittaminen erotustilan keskilinjalle ei aina ole edellä kuvatuista syistä mahdollista, vaan dispersiovirtaus pitää 30 pystyä oikaisemaan ja suuntaamaan kohti settlerin keskilinjaa, vaikka viimei- 3 101200 sen mikserin paikka poikkeaisi keskilinjasta.

Tämä keksintö kohdistuu tapaan ja laitteeseen johtaa dispersio sekoitustilasta erotuskaan olosuhteissa, joissa sekoitustilasta erotustilan pituusakselin S suhteen epäsymmetrisesti purkautuva dispersiovirtaus käännnetään ja oikais taan symmetriseksi ennen sen syöttämistä erotustilaan. Dispersiovirtauksen kääntämiseksi on sekoitustilan viimeiseen mikseriin sijoitettu virtausta kääntäviä elimiä. Viimeisestä mikseristä dispersio johdetaan ensin olennaisesti vaakasuoraa, mikserin pohjatason kanssa samalle korkeudelle sijoitettua 10 dispersiokanavaa pitkin kanavaan liitettyyn, olennaisesti kohtisuoraan ylöspäin nousevaan dispersion nousukuiluun. Nousukuilu on sijoitettu erotustilan pituusakselille, joten mikseristä nousukuiluun johtava dispersiokanava muodostaa erotustilan pituusakselin kanssa kulman, joka on 0 - 60°. Keksinnön mukaisesti siis dispersion virtaussuunta käännetään erotustilan pituusakselin 15 suhteen symmetriseksi viimeisen mikserin virtaushaittojen ja virtausta kääntä vän dispersiokanavan avulla. Nousukuilusta dispersio johdetaan erotustilan etupäätyyn koko erotustilan korkeudelta avautuvasta nousukuilusta, joka vielä edullisesti on erotustilaan päin laajeneva ja pohja-osastaan erotustilaan päin nouseva. Erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaan nousukuilu sijoite-20 taan erotustilan alkupään pohjan alle ja dispersio johdetaan erotustilan pohjaosaan. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista patenttivaatimuksista.

Keksintöä kuvataan vielä oheisten kuvien avulla, jolloin 25 kuva 1 esittää sekoitustilaa ja erotustilan alkupäätä päältäkatsottuna, kuva 2 on yksityiskohtaisempi kuva dispersion syöttöjärjestelystä päältäkatsottuna, kuva 3 esittää kaavallisesti erään keksinnön edullisen suoritusmuodon päältäkatsottuna, 30 kuva 4 kuvan 3 suoritusmuoto sivustakatsottuna, ja 4 101200 kuva 5 on kuvan 4 yksityiskohta.

Kuvassa 1 on esitetty uuttoaskelta, joka muodostuu sekoitusosasta 1 ja ero-tusosasta eli settleristä 2. Sekoitusosa puolestaan muodostuu tässä tapauk-5 sessa pumppausyksiköstä 3 sekä yhdestä mikseristä 4 sekä tarvittavista liuosten ja dispersion siirtoputkistoista, joita ei ole tarkemmin yksilöity. On selvää, että mikserien lukumäärä voi vaihdella. Settleriin 2, joka on kuvattu vain alkupäästään, on sijoitettu useampia rakoaitoja 5, 6 ja 7 dispersion tasaiseksi levittämiseksi yli koko settlerin poikkipinnan.

10

Kuten kuvista 1 ja 2 nähdään, mikseri 4 ei ole settlerin 2 virtaussuunnan mukaisella pituusakselilla 8, joten dispersion suuntaa pitää kääntää ennen kuin se syötetään settleriin. Jotta dispersion virtaussuunta voitaisiin juohevasti muuttaa mikserin pyörimissuunnasta settlerin pituussuuntaiseksi, on mikseri 1S varustettu pystysuuntaisilla virtaushaitoilla 9, jotka kääntävät dispersiovirtausta haluttuun suuntaan. Erityisesti pyörimissuunnassa katsottuna disper-siokanavaan 10 johtavan aukon jälkeinen virtaushaitta on tärkeä.

Sekoitusosan viimeisestä mikseristä 4 dispersio siirretään eteenpäin mikserin 20 kanssa kulman muodostavan dispersiokanavan 10 avulla. Kanava muodostaa 0-60° kulman settlerin pituusakselin kanssa mikserin sijoituspaikasta riippuen. Virtaushaittojen 9 ja dispersiokanavan 10 avulla pystytään dispersiovirran suunta kääntämään siten, että esimerkiksi kuvien 1 ja 2 tapauksessa, jolloin voisi olettaa dispersiovirran kääntyvän settlerissä voimakkaasti sivulle, tässä 25 tapauksessa vasemmalle, se pystytään suuntaamaan suoraan settlerin pi tuusakselin suuntaiseksi.

Dispersiokanavasta 10 dispersio edelleen nousee olennaisesti pystysuuntaan ja settlerin pituusakselille sijoitetun, sylinterimäisen nousukuilun 11 kautta 30 settleriin 2. Nousukuilun settlerin puoleinen reuna, etureuna 12 avautuu 5 101200 settlerin etuosaan 13 ja laajenee vielä settlerin suuntaan. Nousukuilun etureuna nousee vaakatasoon nähden O - 60°, edullisesti 25 - 35° kulmassa settleriin • päin.

5 Dispersiokanava ja nousukuilu mitoitetaan siten, että dispersion virtausnopeus on luokkaa 0,2 - 0,7 m/s. Jotta settlerissä erottuneen raskaamman vesiliuoksen dispersioon aiheuttama vastapaine saataisiin eliminoitua, on nousukuilun settlerin puoleinen reuna syytä nostaa settlerin pohjatasoa ylemmäksi siten, että dispersiovirtaus joutuu virtaamaan pienen kynnyksen yli. Muuten dispersio 10 virtaa settleriin koko settlerin korkeudelta. Kynnyksen korkeus on 0,15 - 0,5 kertaa erotustilan nestekorkeus.

Kuvassa 3 on esitetty periaatepiirros eräästä toisesta keksinnön mukaisesta ratkaisusta, jonka mukaan nousukuilu sijoitetaan settlerin tulopäädyn 13 15 alapuolelle. Kuvan 3 esittämä ratkaisu, jossa pystysuuntainen nousukuilu sijaitsee settlerin keskilinjalla 8 settlerin alkupäässä, helpottaa dispersion jakamista settleriin tasaisena leveänä rintamana. Tulovirtaus voidaan pysäyttää painovoimaa hyväksi käyttäen nyt, kun liuokset tulevat erotustilaan sen alapuolelta.

20

Kuvasta 4 nähdään kynnys 14, jonka yli dispersio virtaa settleriin. Kuvassa 5 on esitetty, miten kynnys voidaan vielä varustaa raoilla 15 dispersion tasaisen jaon aikaansaamiseksi. Lieriömäisen kynnyksen rakojen määrän ja koon avulla voidaan dispersion mahdollisimman tasaista jakoa vielä edesauttaa, mutta 25 jaon tulee olla yhteensopiva rakoaitojen toiminnan kanssa.

Keksinnön mukaisesta ratkaisusta on edelläkuvattujen lisäksi myös se etu, että ko. menetelmän ja laitteen avulla on helpompi siirtotilanteessa ylläpitää sellaista dispersiota, jossa vesiliuos on pisaroina orgaanisessa liuoksessa, joka 30 puolestaan on jatkuvana liuoksena.

Claims (12)

1. Menetelmä neste-nesteuuton sekoitustilassa muodostetun kahden faasin dispersion johtamiseksi symmetrisesti sekoitustilasta nousukuilun kautta S erotustilaan, jolloin sekoitustilan viimeinen mikseri sijaitsee erotustilan pi tuusakseliin nähden epäsymmetrisesti, tunnettu siitä, että dispersion suunta käännetään erotustilan pituusakselin suuntaiseksi viimeiseen mikseriin sijoitettujen, virtausta kääntävien elimien ja mikserin pohjan korkeudelle sijoitetun dispersiokanavan avulla, johon dispersio sekoitustilasta poistetaan; dispersio 10 ohjataan kanavasta erotustilan pituusakselilla sijaitsevaan nousukuiluun, jossa dispersiovirtaus käännetään ylöspäin ja saatetaan purkautumaan symmetrisesti erotusosaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotusti- 15 laan purkautuvan dispersiovirtauksen alareuna on erotusosan pohjasta kor keudella, joka on 0,15 - 0,5 kertaa erotusosan nestepinnan korkeus.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että disper-siokanava muodostaa erotustilan pituusakselin kanssa 0 - 60° kulman. 20

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dispersiovirtaus purkautuu erotusosan tulopäätyyn.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että disper- 25 siovirtaus purkautuu erotusosaan sen tulopäädyn alapuolelta.

6. Laite neste-nesteuuton sekoitustilassa (1) muodostetun kahden faasin dispersion johtamiseksi symmetrisesti sekoitustilan viimeisestä mikseristä (4) nousukuilun (11) kautta settleriin (2), jolloin sekoitustilan (1) viimeisen mikserin 30 (4) sijainti settlerin pituusakseliin (8) nähden on epäsymmetrinen, tunnettu 7 101200 siitä, että sekoitustilan viimeinen mikseri (4) on varustettu virtaushaitoilla (9), ja että mikseri (4) on alaosastaan yhdistetty olennaisesti vaakasuoraan disper-siokanavaan (10), joka muodostaa settlerin pituusakselin kanssa 0 - 60° kulman, joka dispersiokanava (10) on toisesta päästään yhdistetty olennaisesti S pystysuoraan dispersion nousukuiluun (11), joka avautuu settleriin (2).

6 101200

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että dispersion nousu-kuilu (11) on varustettu settlerin pohja-osasta ylöspäin varustetulla kynnyksellä (14), jonka korkeus on 0,15 - 0,5 kertaa settlerin nestepinnan korkeus. 10

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että dispersion nousu-kuilun etureuna (12) avautuu settlerin tulopäätyyn (13).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että, nousukuilun 15 etureuna (12) laajenee settlerin (2) suuntaan.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että nousukuilun etureuna (12) laajenee vaakataason nähden 0 - 60° settlerin tulopäätyyn (13) päin. 20

11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että nousukuilu (11) avautuu settlerin tulopäädyn (13) pohjaan.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että nousukuilun 25 kynnys (14) on varustettu raoilla (15). 8 101200