FI121529B - Menetelmä ja laitteisto kahden dispersioksi sekoitetun liuoksen erottamiseksi toisistaan kahdeksi liuosfaasiksi liuos-liuos-uuttoerotusaltaassa - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO KAHDEN DISPERSIOKSI SEKOITETUN LIUOKSEN EROTTAMISEKSI TOISISTAAN KAHDEKSI LIUOSFAA-SIKSI LIUOS-LIUOS-UUTTOEROTUSALTAASSA

5 KEKSINNÖN ALA

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä. Edelleen keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 11 johdannossa määritelty laitteisto.

10

KEKSINNÖN TAUSTA

Entuudestaan tunnetaan esimerkiksi patenttijulkaisuista FI101200 B, FI 101199 B, FI 112039B, FI 112328 B ja FI 113244 B erilaisia menetelmiä ja laitteistoja kah-15 den dispersioksi sekoitetun liuoksen erottamiseksi toisistaan kahdeksi liuosfaasiksi liuos-liuos- uuttoerotusaltaassa. Ensimmäinen liuos ja toinen liuos, joka on ensimmäistä liuosta raskaampaa, voidaan erottaa mainittujen liuosten dispersiosta. Yleisesti 20 allasjärjestelyyn kuuluu sivuseinämät ja pohja, jotka rajaavat sisäänsä erotustilan. Altaassa on syöttöpää, josta dispersio syötetään altaaseen, ja poistopää, josta ensimmäinen ja toinen liuos on järjestetty poistumaan toisistaan erotettuina. Altaassa on syöttö- ja 25 poistopään välillä erotuselimiä, joiden väliin muodostuu peräkkäisiä erotusvaiheita, joissa kevyempi ensimmäinen liuos (yleensä orgaaninen faasi) erottuu ylemmäksi liuosfaasiksi ja toinen liuos ylemmän liuosfaa-sin alapuolelle alemmaksi liuosfaasiksi (yleensä vesi-30 liuos). Altaan poistopäässä on ylivuotokouru, joka on virtaussuunnan suhteen poikittaisesti ja vastaanottaa ylempään faasiin erottuneen ensimmäisen liuoksen ylivuotona altaasta, ja josta ylivuotokourusta liuos poistetaan. Virtaussuunnassa ylivuotokourun jälkeen ja 35 vierekkäisesti sen kanssa on keräyskouru toisen liuoksen vastaanottamiseksi alivuotona altaasta. Keräys-kourusta altaaseen ulottuu nousuputkia, joiden kautta 2 toinen liuos voi nousta keräyskouruun, josta toinen liuosfaasi poistetaan.

KEKSINNÖN TARKOITUS

5 Keksinnön tarkoituksena on parantaa ja tehostaa edelleen tunnettuja menetelmiä ja laitteistoja siten, että kahden dispersioksi sekoitetun liuoksen pinta-alakohtainen erottumismäärä saadaan kasvamaan ja erottuminen nopeutumaan, erottumisaste saadaan nousemaan 10 mitattuna jäännöspisaroiden vähenemisenä molemmissa erottuneissa liuoksissa, ja erottuvien liuosfaasien aineensiirtoreaktiot saadaan lähelle tasapainotilaansa .

15 Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä ja laitteisto, joka sallii dispersion syötölle syöttöpäähän vapaasti valitun tulosuunnan.

Vielä keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä 20 ja laitteisto, jolla estetään altaan pohjalle erottuneen liuosfaasin takaisinvirtaus dispersiota muodostavia sekoituslaitteita kohden.

Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin mene-25 telmä ja laitteisto, joka mahdollistaa jatkoviiveen aikaansaamisen syöttöpäässä pieneksi käyvien sekoitus-tilojen takia.

KEKSINNÖN YHTEENVETO

30 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 11.

35 Keksinnön mukaisesti menetelmässä jaetaan syötetty dispersio altaan syöttöpäässä kahdeksi sivullepäin eteneväksi virtaukseksi dispersion virtauksen jakami- 3 seksi koko altaan leveydelle. Altaan leveydelle jaetun dispersion suora altaan pituussuuntaan eteneminen estetään ja dispersion sallitaan edetä altaan pituussuunnassa ainoastaan altaan pohjan läheisyydessä. Al-5 taan pohjaan pakotettu dispersiovirtaus ohjataan nousemaan altaan pohjan läheisyydestä pystysuunnan suhteen etenemissuuntaan kallistetussa kulmassa viistosti ylöspäin ja nousun aikana dispersiota tiivistetään ennalta määrättyyn tiivistymisasteeseen. Nousun aikana 10 ennalta määrättyyn tiivistymisasteeseen tiivistynyt dispersio jaetaan joukoksi altaan leveydelle yhdeksi tai useammaksi riviksi jaettuja vierekkäisiä ja olennaisesti altaan pituussuuntaan eteneviä osavirtauksia. Osavirtausten pystysuuntaiset komponentit vaimennetaan 15 ja osavirtaukset ohjataan olennaisesti altaan pituus-suuntaisesti varsinaiseen erotusosaan, joissa liuokset erotetaan dispersiosta vaiheittain kahdeksi päällekkäiseksi liuosfaasiksi. Samalla estetään osavirtauk-sista altaan pohjalle erottuneen liuosfaasin takaisin-20 virtaus syöttöpäätä kohti.

Keksinnön mukaisesti laitteistoon kuuluu ensimmäinen ohjausseinämä, joka on järjestetty etäisyyden päähän altaan syöttöpään puoleisesta päätyseinämästä ulottu-25 maan altaan koko leveydelle pystysuunnan suhteen kaltevassa kulmassa. Ensimmäiseen ohjausseinämään kuuluu alareuna), joka on etäisyyden päässä altaan pohjasta niin, että alareunan ja altaan pohjan välissä on keskeltä altaan sivuille päin levenevä välysrako. Toinen 30 ohjausseinämä on olennaisesti samansuuntainen ensimmäisen ohjausseinämän kanssa ja etäisyyden päässä siitä niin, että ensimmäisen ohjausseinämän ja toisen oh-jausseinämän väliin muodostuu kaltevassa kulmassa viistosti ylöspäin ulottuva nousukuilu. Toiseen ohja-35 usseinämään kuuluu alareuna, joka on tiiviisti altaan pohjaa vasten, joukko pystysuuntaisia pystyrakoja, jotka on järjestetty vaakasuuntaiseksi pystyrakorivik- 4 si, joka ulottuu toisen ohjausseinämän leveydellä etäisyyden päässä alareunasta, ja viistolevy, joka on kiinnitetty toiseen ohjausseinämään pystyrakorivin yläosan läheisyyteen.

5

Keksinnön keskeisenä ajatuksena on saavuttaa keksinnön tarkoitukset käyttämällä keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla aikaansaatavia hallitusti vir-taavia vahvoja dispersiokerroksia käyttämällä lähes 10 dispersiota täynnä olevaa erotustilan syöttöpäätä, jossa pisaroiltaan tiivistyvä ja erottuva dispersio virtaa sekä sivu- että pystysuunnissa sekoitustilassa alkaneiden aineensiirtoreaktioiden viemiseksi lähelle tasapainotilaansa.

15

Menetelmän eräässä sovellutuksessa syötetään dispersio altaaseen syöttöpään keskikohdalta tai sen läheisyydestä .

20 Menetelmän eräässä sovellutuksessa dispersio syötetään altaaseen suunnattuna vaakasuuntaisesti, pystysuuntaisesta ylhäältä alaspäin, vaakasuunnan suhteen viistosti alaspäin ja/tai vaakasuunnan suhteen viistosti ylöspäin. Keksintö voi olla vaihtoehto patenttijul-25 kaisussa FI 101200 B esitetylle keksinnöllemme, jossa dispersion syöttö syöttöpäähän tapahtuu suunnattuna loivasti ylöspäin, mutta myös suositeltava ratkaisu tietyissä tapauksissa. Dispersion syöttö voi esimerkiksi väärin tehtynä voimistaa erotustilan pohjavir-30 tausta sillä seurauksella, että erotustilasta poistuvaan vesiliuokseen jää haitallisen paljon jäännös-pisaroita toisesta liuosfaasista. Julkaisussa FI 101200 B kuvatun menetelmän mukaan erotustilaan johdettu dispersio suunnataan ylöspäin torjumaan erotus-35 tilan pohjavirtauksen voimistumista. Tämän nyt esitetyn keksintömme mukaan itse erotustila suuntaa tämän syöttöpäähän johdettua dispersiota ylöspäin, jolloin 5 dispersion tulosuunta ja -kohta korkeussuunnassa voidaan valita vapaaksi. Tulo voi jopa suuntautua suoraan alaspäin erotustilan syöttöpään keskellä, joskin tämä suuntaus on monesti viistoon alaspäin. Todettakoon, 5 että tämän keksinnön mukainen erotustilan syöttöpää erinomaisen hyvin myös voi vastaanottaa ylöspäin nousevan dispersiovirtauksen kuten julkaisussa FI 101200 B kuvatun nousukuiluvirtauksen. Keksintö sallii vapaasti valitun tulosuunnan ja -tason dispersion syö-10 tölle. Erityisesti keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto ovat käyttökelpoisia kunnostettavissa vanhoissa uuttolaitoksissa, joissa dispersion syöttö syöttöpäässä suuntautuu alaspäin tai vaakasuoraan.

15 Menetelmän eräässä sovellutuksessa syötetty dispersio jaetaan altaan syöttöpäässä sivullepäin eteneviksi virtauksiksi pystysuunnan suhteen kaltevassa kulmassa olevalla ensimmäisellä ohjausseinämällä, jonka alareunan ja altaan pohjan välissä on välysrako, joka leve-20 nee keskeltä altaan sivuille päin ja jonka välysraon kautta dispersio pakotetaan etenemään altaan pohjan läheisyydessä.

Menetelmän eräässä sovellutuksessa välysraon kautta 25 etenevä dispersiovirtaus ohjataan toisella ohjaussei- nämällä nousemaan altaan pohjan läheisyydestä kaltevassa kulmassa viistosti ylöspäin. Toinen ohjausseinä-mä on olennaisesti samansuuntainen ensimmäisen ohjaus-seinämän kanssa ja etäisyyden päässä siitä niin, että 30 ensimmäisen ohjausseinämän ja toisen ohjausseinämän väliin muodostuu kaltevassa kulmassa viistosti ylöspäin ulottuva nousukuilu, jossa dispersio nousee ylöspäin ja tiivistyy.

35 Menetelmän eräässä sovellutuksessa nousukuilua nouseva tiivistyvä dispersio jaetaan joukoksi olennaisesti altaan pituussuuntaan eteneviä osavirtauksia toisessa 6 ohjausseinämässä olevalla joukolla pystysuuntaisia pystyrakoja, jotka on järjestetty vaakasuuntaiseksi pystyrakoriviksi toisen ohjausseinämän leveydelle etäisyyden päähän toisen ohjausseinämän alareunasta 5 niin, että dispersiolla on pystyrakorivin saavutettu aan ennalta määrätty tiivistymisaste.

Menetelmän eräässä sovellutuksessa pystyraoista purkautuvien osavirtausten pystysuuntainen komponentti 10 vaimennetaan ja osavirtaukset ohjataan olennaisesti altaan pituussuuntaisiksi viistolevyllä, joka on kiinnitetty toiseen ohjausseinämään pystyrakorivin yläosan läheisyyteen.

15 Menetelmän eräässä sovellutuksessa dispersion virtaus ta tasoitetaan useilla samansuuntaisilla päällekkäin ja lähekkäisesti järjestetyillä viistolevyillä, jotka ovat pystyrakorivin kohdalla.

20 Menetelmän eräässä sovellutuksessa toisessa ohjaussei- nämässä on kaksi tai useampia päällekkäisiä pystyrako-rivej ä.

Menetelmän eräässä sovellutuksessa osavirtauksista al-25 taan pohjalle erottuneen liuosfaasin takaisinvirtaus syöttöpäähän estetään järjestämällä toisen ohjaussei-nämän alareuna tiiviisti altaan pohjaa vasten.

Laitteiston eräässä sovellutuksessa toisessa ohjaus-30 seinämässä on kaksi tai useampia päällekkäisiä pysty- rakorivej ä.

Laitteiston eräässä sovellutuksessa toisessa ohjaus-seinämässä on joukko samansuuntaisia päällekkäin ja 35 lähekkäisesti järjestettyjä viistolevyjä, jotka ovat pystyrakorivin kohdalla.

7

Laitteiston eräässä sovellutuksessa altaan syöttöpään puoleisen päätyseinämän ja ensimmäisen ohjausseinämän välisen tilan poikkipinta-ala on valittu siten, että dispersion sivuttainen virtausnopeus on välillä 0,1 ... 5 0,6 m/s.

Laitteiston eräässä sovellutuksessa välysraon korkeus on valittu siten, että dispersion virtausnopeus v2 välysraon kautta nousukuiluun on 0,2 ... 0,4 m/s.

10

Laitteiston eräässä sovellutuksessa välysraon korkeus keskikohdalla on 50 ... 200 mm ja sivuilla välysraon korkeus on 100 ... 300 mm korkeuden kasvaessa tasaisesti keskeltä sivuille päin.

15

Laitteiston eräässä sovellutuksessa ensimmäinen ohja- usseinämä ja toinen ohjausseinämä on kallistettu pystysuuntaan nähden kaltevuuskulmaan, joka on 5° ... 20°.

20 Laitteiston eräässä sovellutuksessa ensimmäisen ohja- usseinämän yläreuna ja toisen ohjausseinämän yläreuna ulottuvat niin ylös, ettei dispersio pääse virtaamaan niiden yli.

25 Laitteiston eräässä sovellutuksessa ensimmäisen ohja- usseinämän ja toisen ohjausseinämän yläreunat ovat etäisyydellä 50 ... 100 mm altaan sivureunan määrittelemän vaakatason alapuolella.

30 Laitteiston eräässä sovellutuksessa nousukuilun leveys on valittu siten, että nousukuilussa tiivistyvän dispersion nousuvirtausnopeus on 0,05...0,10 m/s.

Laitteiston eräässä sovellutuksessa pystyrakorivien 35 kokonaisrakopinta-ala on valittu siten, että pystyra-oista ulospurkautuvien dispersion osavirtausten ulos-virtausnopeus on 0,15...0,30 m/s.

8

Laitteiston eräässä sovellutuksessa viistolevyt on järjestetty lamellilevypakaksi, jossa viistolevyjen väliin muodostuu kapeita laminaarivirtaussolia, joilla pystyraoista lamellilevypakan kautta ulospurkautuvien 5 dispersion osavirtausten ulosvirtausnopeus on alennettavissa alueelle 0,05...0,1 m/s.

KUVALUETTELO

10 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti sovellutusesimerkkien avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää kaaviomaisesti ylhäältäpäin nähtynä 15 liuos-liuos-uuttoerotusallasta varustettuna keksinnön mukaisella laitteistolla, kuva 2 esittää leikkausta II-II kuvasta 1, 20 kuva 3 esittää erästä ensimmäistä sovellutusta altaan syöttöpäästä, johon syöttölaite syöttää dispersiota vaakasuuntaisesti, kuva 4 esittää erästä toista sovellutusta altaan syöt-25 töpäästä, johon syöttölaite syöttää dispersiota pystysuunnassa ylhäältä alaspäin, kuva 5 esittää erästä kolmatta sovellutusta altaan syöttöpäästä, johon syöttölaite syöttää dispersiota 30 vaakasuunnan suhteen viistosti ylöspäin, kuva 6 esittää suurennettuna yksityiskohtaa D kuvasta 2, 35 kuva 7 esittää leikkausta VII-VII kuvasta 6, kuva 8 esittää leikkausta VIII-VIII kuvasta 7, 9 kuva 9 esittää kuvan 6 sovellukselle rakoseinämän osalta erästä vaihtoehtoa, 5 kuva 10 esittää leikkausta X-X kuvasta 9, ja kuva 11 esittää kuvan 6 sovelluksen rakoseinämän osalta vaihtoehtoista sovellusta.

10 KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS

Kuvissa 1 ja 2 on liuos-liuosuuton allasjärjestely. Altaaseen 1 kuuluu päätyseinämä 15 altaan syöttöpäässä 2, sivuseinämät 40, 41, poistopään päätyseinämä 42 ja pohja 3, jotka rajaavat sisäänsä erotustilan (ns. 15 settleri) .

Sekoitustilassa (ei esitetty) valmistettu dispersio syötetään syöttölaitteesta 14 altaaseen 1 syöttöpäässä 2. Päällekkäisiin faaseihin erottuneet ensimmäinen ja 20 toinen liuos on järjestetty poistettavaksi toisistaan erotettuina altaan 1 syöttöpään 2 suhteen vastakkaisessa poistopäässä 43. Sulkuelimiä 20, 21, 22 on järjestetty altaaseen syöttöpään ja poistopään välille muodostamaan virtaussuunnassa peräkkäisiä erotusvai-25 heitä A, B, C kevyemmän ensimmäisen liuoksen erottamiseksi ylemmäksi liuosfaasiksi ja raskaamman toisen liuoksen erottamiseksi alemmaksi liuosfaasiksi. Poistopäässä 43 on ylivuotokouru 44, joka on virtaussuun-nan suhteen poikittaisesti ja vastaanottaa ylempään 30 faasiin erottuneen ensimmäisen liuoksen ylivuotona altaasta 1, ja josta ylivuotokourusta 44 liuosfaasi poistetaan. Virtaussuunnassa ylivuotokourun 44 jälkeen ja vierekkäisesti sen kanssa on keräyskouru 45 toisen liuoksen vastaanottamiseksi alivuotona altaasta 1. 35 Keräyskourusta 45 altaaseen ulottuu nousuputkia, joiden kautta toinen liuos voi nousta keräyskouruun, josta toinen liuosfaasi poistetaan.

10

Kuvasta 1 näkyy, että syöttölaite 14 on järjestetty niin, että dispersio syötetään altaaseen 1 edullisesti syöttöpään keskikohdalta tai sen läheisyydestä. Dis-5 persion syöttökohdan sijainti syöttöpään keskikohdassa tai lähellä on edullista, mutta ei välttämätöntä.

Kuvan 2 esimerkissä dispersio syötetään altaaseen 1 suunnattuna vaakasuunnan suhteen viistosti alaspäin 10 kohtisuoraan ensimmäistä ohjausseinämää 4 vasten.

Kuvat 3-5 esittävät muita mahdollisia vaihtoehtoja dispersion syöttösuunnalle. Kuvassa 3 syöttölaite 14 on järjestetty syöttämään dispersiota altaaseen 1 suunnattuna vaakasuuntaisesti. Kuvassa 4 syöttölaite 15 14 on järjestetty syöttämään dispersiota altaaseen 1 pystysuuntaisesti ylhäältä alaspäin. Kuvaan 5 esimerkissä syöttölaite 14 on järjestetty syöttämään dispersiota altaaseen 1 vaakasuunnan suhteen viistosti ylöspäin .

20

Kuvassa 6 on esitetty suurennettuna yksityiskohta D kuvasta 2. Kuvasta 6 näkyy, että laitteistoon kuuluu ensimmäinen ohjausseinämä 4, joka on järjestetty etäisyyden päähän altaan 1 syöttöpään 2 puoleisesta pääty-25 seinämästä 15. Kuten myös kuvasta 7 näkyy, ensimmäinen ohjausseinämä 4 ulottuu altaan 1 koko leveydelle. Edelleen kuvasta 6 näkyy, että ensimmäinen ohjaussei-nämä ulottuu pystysuunnan suhteen kaltevassa kulmassa a. Ensimmäiseen ohjausseinämään 4 kuuluu alareuna 5, 30 joka on etäisyyden Hi...H2 päässä altaan pohjasta niin, että alareunan 5 ja altaan pohjan 3 välissä on keskeltä altaan sivuille päin levenevä välysrako 6. Ensimmäinen ohjausseinämä 4 on kokonaan umpinainen.

35 Viitaten edelleen kuviin 6 ja 8, toinen ohjausseinämä 7 on olennaisesti samansuuntainen kuin ensimmäinen oh-jausseinämä 4 eli samassa pystysuunnan suhteen kalte- 11 vassa kulmassa a kuin ensimmäinen ohjausseinämä 4. Toinen ohjausseinämä 7 ulottuu altaan 1 koko leveydelle. Toinen ohjausseinämä 7 on kohtisuoran etäisyyden Li päässä ensimmäisestä ohjausseinämästä 4 niin, että 5 ensimmäisen ohjausseinämän 4 ja toisen ohjausseinämän 7 väliin muodostuu em. kaltevassa kulmassa a viistosti ylöspäin ulottuva nousukuilu 8. Kulma a on edullisesti 5° ... 20°.

10 Toiseen ohjausseinämään 7 kuuluu alareuna 13, joka on tiiviisti altaan pohjaa 3 vasten. Toinen ohjausseinämä 7 käsittää joukon pystysuuntaisia pystyrakoja 9, jotka kuvassa 8 esitetyllä tavalla on järjestetty vaakasuuntaisiksi pystyrakoriveiksi 10, joka ulottuvat toisen 15 ohjausseinämän 7 leveydellä etäisyyden päässä toisen ohjausseinämän 7 alareunasta 13. Kuvan 8 esimerkissä pystyrakorivejä on kolme kappaletta. Kunkin pystyrako-rivin 10 yläosan läheisyyteen on toiseen ohjausseinä-mään 7 kiinnitetty viistolevy 11.

20

Syötettäessä dispersiota syöttöpäähän 2 tapahtuu siten, että syötettäessä dispersio kohtisuoraan ensimmäistä ohjausseinämää 4 vasten se saadaan jakautumaan kahdeksi sivullepäin eteneväksi virtaukseksi niin, et-25 tä dispersion virtaus jakautuu koko altaan leveydelle. Päätyseinämän 15 ja ensimmäisen ohjausseinämän 4 välisen tilan poikkipinta-ala on valittu siten, että dispersion sivuttainen virtausnopeus vi on välillä 0,1 ... 0,6 m/s. Virtaus on niin suuri, ettei merkittävää liu-30 os-liuoserottumista tapahdu virtaavassa dispersiossa tässä esiintyvän turbulenssin johdosta. Nyt saadaan sekoitustiloissa alkaneet SX-aineensiirtoreaktiot (SX, solvent extraction) vietyä entistä lähemmäksi tasapainotilaansa, mikä voi olla puutteellista käsiteltäessä 35 suuria tai vaihtelevia liuosvirtauksia. Syöttöpään oh-jausseinämäjärjestelyn 4, 7 asentaminen on myös mah- 12 elollista kunnostettaessa vanhoja laitoksia suurempia liuosvirtauksia varten.

Välysraon 6 korkeus Hi ensimmäisen ohjausseinämän kes-5 kikohdalla on edullisesti 50 ... 200 mm ja sivuilla välysraon korkeus H2 on 100 ... 300 mm korkeuden kasvaessa tasaisesti keskeltä sivuille päin. Korkeudet Hi, H2 on valittu siten, että dispersion virtausnopeus v2 U-käännöksessä välysraon 6 kautta nousukuiluun 8 on 0,2 10 ... 0,4 m/s.

Ensimmäisen ohjausseinämän 4 yläreuna 16 ja toisen oh-jausseinämän 7 yläreuna 17 ulottuvat niin korkealle, ettei dispersio pääse virtaamaan niiden yli. Ensimmäi-15 sen ohjausseinämän 4 ja toisen ohjausseinämän 7 yläreunat 16, 17 ovat etäisyydellä s, joka on 50 ... 100 mm, altaan sivureunan 18 määrittelemän vaakatason alapuolella. Dispersio pääsee etenemään ainoastaan ensimmäisen ohjausseinämän 4 alareunan 5 ja pohjan välisen 20 välysraon 6 kautta nousukuiluun 8.

Nousukuilussa 8 dispersiovirtaus nousee kulmassa a ylöspäin ja tiivistyy nousun aikana. Nousukuilun 8 leveys Li on valittu siten, että osittain jo pisararyh-25 mitykseltään tiivistynyt dispersio pysyy tiiviinä. Nousukuilussa 8 tiivistyvän dispersion nousuvirtausno-peus v3 on 0,05...0,10 m/s. Nousukuilua 8 nouseva tiivistyvä dispersio jaetaan joukoksi olennaisesti altaan pituussuuntaan eteneviä osavirtauksia toisessa ohjaus-30 seinämässä 7 olevalla joukolla pystysuuntaisia pysty-rakoja 9, jotka on järjestetty pystyrakoriveiksi 10, joita on edullisesti 2...4 kappaletta. Dispersiolla on pystyrakorivin 10 saavutettuaan ennalta määrätty tii-vistymisaste. Pystyrakorivien 10 kokonaisrakopinta-ala 35 on valittu siten, että pystyraoista 9 ulospurkautuvien dispersion osavirtausten ulosvirtausnopeus v4 on 0,15 ... 0,30 m/s. Kyseinen nopeus on riittävä tasoittamaan 13 dispersion ulosvirtausta yli koko altaan leveyden. Pystyraoista 9 ulospurkautuvat erotusosan yläkerroksen dispersiovirtaukset saadaan etenemään selvästi voimakkaammin kuin alempana olevat virtauskerrokset.

5

Pystyraoista 9 ulospurkautuvien osavirtausten pystysuuntainen komponentti vaimennetaan ja osavirtaukset ohjataan olennaisesti altaan pituussuuntaisiksi viis-tolevyllä 11, joka on kiinnitetty toiseen ohjausseinä-10 mään 7 pystyrakorivin 9 yläosan läheisyyteen. Viisto-levyt 11 vaimentavat dispersion pystysuuntaisen virtauksen ja ohjaavat yhtenäisemmiksi osavirtauksiksi settlerin pituussuunnassa. Dispersion pintakerros saadaan etenemään dispersion pohjakerrosta nopeammin no-15 peuseron ollessa vähäinen, 5 ... 15 mm/s. Virtaukset painottuvat settlerin yläosaan, millä tavoin voidaan hillitä pohjavirtauksen haitallista voimistumista.

Mahdollisesti vielä kesken oleva aineensiirto etenee 20 lähemmäksi tasapainotilaansa nousukuilussa 8 tiivistyvässä dispersiossa tämän noustessa ja virratessa ohjautuvissa osavirtauksissa ulos ensimmäiseen erotusti-laan A. Aineensiirtoreaktiot voivat vielä jatkua dispersion vajotessa ja kertyessä vasten ensimmäistä sul-25 kuelintä 20. Ohjausseinämät 4 ja 7 toimivat täten aineensiirron jatkovyöhykkeenä, silloin kun SX-reaktiot syystä tai toisesta jäävät miksereissä kesken. Lisäksi nousukuilurakenteeseen kuuluva toinen ohjausseinämä 7 on varma takaisinvirtauksen esto. Lisäksi em. syöttö-30 pään järjestely antaa vapausasteita dispersion tulosuunnalle sisään settlerin syöttöpäädystä. Dispersion U-käännös ja ohjautuminen ylös nousevina virtauksina settlerin erotusosaan puolestaan tasapainottaa onnistuneesti settlerin kokonaisvirtauksia.

Toisen ohjausseinämän 7 alareunan 13 ollessa tiiviisti altaan pohjaa 3 vasten osavirtauksista altaan pohjalle 35 14 erottuneen liuosfaasin takaisinvirtaus syöttöpäätä kohti estyy. Toinen ohjausseinämä 7 sulkee erotustilan pohjaosan tavalla, joka estää vesiliuosta virtaamaan kohti erotustilan syöttöpäätä. Julkaisun FI 102100 B 5 mukaan vesifaasin takaisinvirtausta on estetty sijoittamalla erotustilan syöttöyhde niin ylös, ettei merkittävää takaisinvirtausta voi syntyä. Tässä syöttöta-soa voidaan valita vapaasti ja silti joka ajotilan-teessa välttyä häiritsevältä takaisinvirtaukselta. Or-10 gaanista uuttoliuosta raskaampana vesiliuos voi alasajotilanteessa ja sähkökatkosten sattuessa kertyä dispersion sekoituslaitteisiin (miksereihin) ja niiden lähtöputkistoon tavalla, joka nostaa erottuneen uutto-liuoksen pintaa. Tämä voi nousta siinä määrin, että 15 uuttoliuos pääsee tulvimaan ulos laitteistosta esimerkiksi sekoitinakseliläpivientien ym. kriittisten kohtien kautta. Vaikka näin ei kävisi, muuttunut hydraulinen tasapaino johtaa tällaisessa tapauksessa siihen, että liuosten suhteelliset tilavuusosuudet mikse-20 reissä muuttuvat. Ne puolestaan voivat aiheuttaa, että kyseisten miksereiden liuosjatkuvuudet muuttuvat epäedulliseksi seuraavassa käynnistyksessä. Koska nyt altaan pohjalle erottuneen liuosfaasin takaisinvirtaus syöttöpäätä kohti on estetty toisen ohjausseinämän 7 25 avulla, voi uuttolaitos käynnistyä samoista olosuh teista kuin mihin se pysäytetään.

Kuvissa 9 ja 10 on esitetty kuvaa 6 vastaava järjestely, jossa toinen ohjausseinämä 7, joka on varustettu 30 pystyrakojen 9 riveillä 10 ja viistolevyillä 11 vas taavasti kuin kuvan 6 toinen ohjausseinämä 7, mutta sillä erolla, että dispersion ulosvirtausta pystyra-oista 9 tasoitetaan useilla samansuuntaisilla päällekkäin ja lähekkäisesti järjestetyillä viistolevyillä 35 12, jotka ovat kunkin pystyrakorivin 10 kohdalla. Lisäämällä viistolevyjen 11, 12 lukumäärää voidaan aina 15 vain tasoittaa settlerivirtauksia ja nopeuttaa dispe-rison erottumista.

Kuvassa 11 on esitetty vielä eräs toisen ohjausseinä-5 män 7 sovellus, jossa viistolevyt 11, 12 on järjestetty lamellilevypakaksi 19, jossa viistolevyjen väliin muodostuu kapeita laminaarivirtaussolia. Dispersioliu-osten erottumisnopeuksia samoin kuin aineensiirtoreak-tionopeuksia saadaan edelleen nopeutettua käyttäen 10 tällaista laminaarivirtausjärjestelyä. Pystyraoista 9 lamellilevypakan 19 kautta ulospurkautuvien dispersion osavirtausten ulosvirtausnopeus v5 on alennettavissa alueelle 0,05 ... 0,1 m/s, jotta sekä erottumis- että reaktionopeuden nosto toteutuisi mahdollisimman tehok-15 kaasti.

Kun em esitetyillä tavoilla dispersio kokonaisuudessaan jaetaan kahteen sivuttaiseen osavirtaukseen, jotka samalla pitkin altaan leveyttä virtaavat ensimmäi-20 sen ohjausseinämän 4 alta nousukuiluun 8 ja tässä jyrkästi ylöspäin ja edelleen tasaisesti jaettuina osa-virtauksina ulos erotustilan ensimmäiseen varsinaiseen erotusosaan A. Varsinaiseen erotusosaan A tulevat virtaukset painottuvat erotusosan yläosaan tavalla, joka 25 ylläpitää vaimeita pituussuuntaisia kiertovirtauksia erotusosan A vahvassa dispersiokerroksessa. Tällä tavalla aineensiirto etenee ja lähestyy uuttoreaktioiden tasapainotilaa.

30 Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (22)

16

1. Menetelmä kahden dispersioksi sekoitetun liuoksen erottamiseksi toisistaan kahdeksi liuosfaa-siksi liuos-liuos-uuttoerotusaltaassa (1), jossa mene- 5 telmässä dispersiota syötetään altaaseen altaan syöt-töpäässä (2)ja jaetaan syötetty dispersio altaan syöt-töpäässä (2) kahdeksi sivullepäin eteneväksi virtaukseksi dispersion virtauksen jakamiseksi koko altaan leveydelle, tunnettu siitä, että 10 - estetään altaan (1) leveydelle jaetun dis persion suora altaan pituussuuntaan eteneminen ja sallitaan dispersion edetä altaan pituussuunnassa ainoastaan altaan pohjan (3) läheisyydessä, - ohjataan altaan pohjaan pakotettu disper-15 siovirtaus nousemaan altaan pohjan läheisyydestä pystysuunnan suhteen etenemissuuntaan kallistetussa kulmassa (a) viistosti ylöspäin ja tiivistetään dispersiota nousun aikana ennalta määrättyyn tiivistymisas-teeseen, 20. jaetaan nousun aikana ennalta määrättyyn tiivistymisasteeseen tiivistynyt dispersio joukoksi altaan leveydelle yhdeksi tai useammaksi riviksi jaettuja vierekkäisiä ja olennaisesti altaan pituussuuntaan eteneviä osavirtauksia, 25. vaimennetaan osavirtausten pystysuuntaiset komponentit ja ohjataan osavirtaukset olennaisesti altaan pituussuuntaisesti varsinaiseen erotusosaan, joissa liuokset erotetaan dispersiosta vaiheittain kahdeksi päällekkäiseksi liuosfaasiksi, ja 30 - estetään osavirtauksista altaan pohjalle erottuneen liuosfaasin takaisinvirtaus syöttöpäätä kohti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että syötetään dispersio altaaseen (1) syöttöpään keskikohdalta tai sen läheisyydestä . 17

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään dispersio altaaseen (1) suunnattuna vaakasuuntaisesti, pys- 5 tysuuntaisesti ylhäältä alaspäin, vaakasuunnan suhteen viistosti alaspäin ja/tai vaakasuunnan suhteen viistosti ylöspäin.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukai-10 nen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetty dispersio jaetaan altaan (1) syöttöpäässä (2) sivullepäin eteneviksi virtauksiksi pystysuunnan suhteen kaltevassa kulmassa (a) olevalla ensimmäisellä ohjausseinämäl-lä (4), jonka alareunan (5) ja altaan pohjan (3) vä-

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että välysraon (6) kautta etenevä dispersiovirtaus ohjataan toisella ohjausseinämällä (7) nousemaan altaan (1) pohjan (3) läheisyydestä kaltevassa kulmassa (a) viistosti ylöspäin, joka toinen ohjausseinämä (7) on olennaisesti samansuuntainen en-25 simmäisen ohjausseinämän (4) kanssa ja etäisyyden (Li) päässä siitä niin, että ensimmäisen ohjausseinämän (4) ja toisen ohjausseinämän (7) väliin muodostuu kaltevassa kulmassa (a) viistosti ylöspäin ulottuva nousu-kuilu (8), jossa dispersio nousee ylöspäin ja tiivis-30 tyy.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nousukuilua (8) nouseva tiivistyvä dispersio jaetaan joukoksi olennaisesti altaan 35 pituussuuntaan eteneviä osavirtauksia toisessa ohjaus-seinämässä (7) olevalla joukolla pystysuuntaisia pys-tyrakoja (9), jotka on järjestetty vaakasuuntaiseksi 18 pystyrakoriviksi (10) toisen ohjausseinämän leveydelle etäisyyden päähän toisen ohjausseinämän alareunasta niin, että dispersiolla on pystyrakorivin saavutettuaan ennalta määrätty tiivistymisaste. 5

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pystyraoista (9) purkautuvien osavirtausten pystysuuntainen komponentti vaimennetaan ja osavirtaukset ohjataan olennaisesti altaan pi- 10 tuussuuntaisiksi viistolevyllä (11), joka on kiinnitetty toiseen ohjausseinämään (7) pystyrakorivin (9) yläosan läheisyyteen.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että dispersion virtausta tasoitetaan useilla samansuuntaisilla päällekkäin ja lähek-käisesti järjestetyillä viistolevyillä (12), jotka ovat pystyrakorivin (10) kohdalla.

9. Patenttivaatimuksen 6-8 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että toisessa ohjausseinä-mässä (7) on kaksi tai useampia päällekkäisiä pystyra-korivej ä (10).

10. Jonkin patenttivaatimuksista 5 - 9 mu kainen menetelmä, tunnettu siitä, että osavirta-uksista altaan (1) pohjalle (3) erottuneen liuosfaasin takaisinvirtaus syöttöpäähän estetään järjestämällä toisen ohjausseinämän (7) alareuna (13) tiiviisti al-30 taan pohjaa vasten.

11. Laitteisto kahden dispersioksi sekoitetun liuoksen erottamiseksi toisistaan kahdeksi faasiksi liuos-liuos-uuttoerotusaltaassa (1), johon laitteis-35 toon kuuluu syöttölaite (14) dispersion syöttämiseksi altaan syöttöpäähän (2) , tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu 19 - ensimmäinen ohjausseinämä (4), joka on järjestetty etäisyyden päähän altaan (1) syöttöpään (2) puoleisesta päätyseinämästä (15) ulottumaan altaan koko leveydelle pystysuunnan suhteen kaltevassa kulmassa 5 (a) ja johon ensimmäiseen ohjausseinämään kuuluu ala reuna (5), joka on etäisyyden (¾...¾) päässä altaan pohjasta niin, että alareunan (5) ja altaan pohjan (3) välissä on keskeltä altaan sivuille päin levenevä vä-lysrako (6) , 10. toinen ohjausseinämä (7), joka on olennai sesti samansuuntainen ensimmäisen ohjausseinämän (4) kanssa ja etäisyyden (Li) päässä siitä niin, että ensimmäisen ohjausseinämän (4) ja toisen ohjausseinämän (7) väliin muodostuu kaltevassa kulmassa (a) viistosti 15 ylöspäin ulottuva nousukuilu (8), ja johon toiseen oh-jausseinämään (7) kuuluu alareuna (13), joka on tiiviisti altaan pohjaa (3) vasten, joukko pystysuuntaisia pystyrakoja (9), jotka on järjestetty vaakasuuntaiseksi pystyrakoriviksi (10), joka ulottuu toisen 20 ohjausseinämän leveydellä etäisyyden päässä alareunasta (13), ja viistolevy (11), joka on kiinnitetty toiseen ohjausseinämään (7) pystyrakorivin (10) yläosan läheisyyteen.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteis to, tunnettu siitä, että toisessa ohjausseinämäs-sä (7) on kaksi tai useampia päällekkäisiä pystyrako-rivejä (10).

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toisessa ohjaus-seinämässä (7) on joukko samansuuntaisia päällekkäin ja lähekkäisesti järjestettyjä viistolevyjä (12), jotka ovat pystyrakorivin (10) kohdalla. 35

14. Jonkin patenttivaatimuksista 11 - 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että altaan 20 (1) syöttöpään (2) puoleisen päätyseinämän (15) ja ensimmäisen ohjausseinämän (4) välisen tilan poikkipinta-ala on valittu siten, että dispersion sivuttainen virtausnopeus Vi on välillä 0,1 ... 0,6 m/s. 5

15. Jonkin patenttivaatimuksista 11 - 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välysraon (6) korkeus (¾...¾) on valittu siten, että dispersion virtausnopeus v2 välysraon kautta nousukuiluun (8) on 10 0,2 ... 0,4 m/s.

15 Iissä on välysrako (6), joka levenee keskeltä altaan sivuille päin ja jonka välysraon kautta dispersio pakotetaan etenemään altaan pohjan (3) läheisyydessä.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välysraon (6) korkeus (Hi) keskikohdalla on 50 ... 200 mm ja sivuilla välysra- 15 on korkeus (H2) on 100 ... 300 mm korkeuden kasvaessa tasaisesti keskeltä sivuille päin.

17. Jonkin patenttivaatimuksista 11 - 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäi- 20 nen ohjausseinämä (4) ja toinen ohjausseinämä (7) on kallistettu pystysuuntaan nähden kaltevuuskulmaan (a) , joka on 5° ... 2 0°.

18. Jonkin patenttivaatimuksista 11 - 17 mu- 25 kainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäisen ohjausseinämän (4) yläreuna (16) ja toisen ohjaus-seinämän (7) yläreuna (17) ulottuvat niin ylös, ettei dispersio pääse virtaamaan niiden yli.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laitteis to, tunnettu siitä, että ensimmäisen ohjausseinä-män (4) ja toisen ohjausseinämän (7) yläreunat (16, 17) ovat etäisyydellä (s) 50...100 mm altaan sivureunan (18) määrittelemän vaakatason alapuolella. 35

20. Jonkin patenttivaatimuksista 11 - 19 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että nousukui- 21 lun (8) leveys (Li) on valittu siten, että nousukui-lussa tiivistyvän dispersion nousuvirtausnopeus v3 on 0,05...0,10 m/s .

21. Jonkin patenttivaatimuksista 11 - 20 mu kainen laitteisto, tunnettu siitä, että pystyra-korivien (10) kokonaisrakopinta-ala on valittu siten, että pystyraoista (9) ulospurkautuvien dispersion osa-virtausten ulosvirtausnopeus v4 on 0,15...0,30 m/s. 10

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että viistolevyt (11, 12) on järjestetty lamellilevypakaksi (19), jossa viistolevy-jen väliin muodostuu kapeita laminaarivirtaussolia, 15 joilla pystyraoista (9) lamellilevypakan (19) kautta ulospurkautuvien dispersion osavirtausten ulosvirtaus-nopeus v5 on alennettavissa alueelle 0,05...0,1 m/s. 22