FI57059C - Extraktionsenhet foer vaetske-vaetske-extraktion - Google Patents

Description

Ε3ΕΠΠ ΓβΙ flit KUULUTUSjULKAISU ς7πςο

^Γα W <11> UTLÄCGNINGSSKRIFT

c (^5) 7 (Si) Kv.ik.Va3 B 01 D 11/04 SUOMI—FINLAND (21) hMi»ttrt»k«imit--p»t«K*»eknin* 782069 (22) HakwnltpUvl—Anaeknln|«d«f 28.06.78 (23) AJkupilvt—Glttlih«t*d«| 28.06.78 (41) Tullut JulklMlui — Bllvlt off«ttll| 29.12.79 rUMtl· J. r.klR«-Ih.mtU. NfcMMp*. J.

Pfttant- oeh ragltterttyralNn ' ' Anrtkan utlagd ocb uti.*krifun pubiicurad 29.02.80 (32)(33)(31) Pyyd*«y «tuolkuui—»eglid priority (71) Outokumpu Oy, Outokumpu, FI; Töölönkatu 00100 Helsinki 10, Suomi-Finland(Fl) . (72) Bror Göran Nyman, Pori, Stig-Erik Hultholm, Pori, Raimo Juhani

Leimala, Harjavalta, Launo Leo Lilja, Pori, Valto.Johannes Mäkitalo, Pori, Suomi-Finland(Fl) (7*0 Berggren Oy Ab (5^+) Uuttoyksikkö neste-nesteuuttoa varten - Extraktionsenhet för vätske-vätskeextraktion Tämä keksintö kohdistuu uuttoyksikköön, jossa nesteen virtaussuunnassa katsottuna on peräkkäin sekoitin, esiselkeytin ja selkeytin. Sovittamalla useita tällaisia uuttoyksikköjä peräkkäin saadaan uuttolaite neste-nesteuuttoa varten.

" Yllä mainittua tyyppiä olevissa uuttoyksiköissä aikaansaadaan aineensiirto kahden toisiinsa sekoittumattoman tai osittain sekoittuvan nesteen välillä saattamalla nämä rajoitetussa tilassa, so. sekoittimes-sa kosketukseen keskenään pyörivän mekaanisen sekoittimen avulla, minkä jälkeen sekoittimessa muodostunut dispersio johdetaan toiseen rajoitettuun tilaan, so. selkeyttimeen, joka kuuluu samaan uutto-vaiheeseen, molempien faasien erottamiseksi toisistaan painovoiman avulla.

Tunnetaan uuttoyksikköjä, joissa sekoitin ja selkeytin ovat erillisiä astioita, jolloin toinen faasi saadaan virtaamaan yhdestä uutto-yksiköstä toiseen painovoiman avulla, kun uuttoyksiköt ovat eri korkeudella, kun taas toista faasia pumpataan vastavirtaan uuttoyksiköi-den välillä.

2 57059

Tunnetaan kuitehkin uuttolaitteita joissa mitään pumppua ei tarvita vastavirtaperiaatteella toimivan uuttolaitteen uuttoyksiköiden välillä CJ.A. Williams, L. Lowes ja M.S. Tanner, Trans.Inst.Chem.

Engrs. Voi 36, 464 (1958)). Kaikki yksiköt ovat samalla tasolla. Turbiinisekoitin ei toimi pumppuna. Pitämällä dispersionauha sei-keyttimessä sekoittimen ja selkeyttimen välisen yhdysaukon alapuolella ylläpidetään painegradienttia dispersion pakottamiseksi virtaamaan selkeyttimeen, koska dispersiolla on suurempi ominaispaino kuin kevyellä faasilla selkeyttimessä. Koska dispersion pinta sekoitti-messa vakiintuu tasolle, joka on viereisen yksikön selkeyttimen kevyen faasin pinnan alapuolella, voi kevyt faasi virrata siitä toisen yksikön sekoittimeen, so. faasien siirtyminen viereisten yksiköiden välillä on myös mahdollinen.

Eräässä tunnetussa ratkaisussa, jossa sekoitin on varustettu pumppaa-valla turbiinisekoittimella, joka alunperin kehitettiin ydinpolttoaineen käsittelyä varten, imetään liuos ylös onttoon turbiiniakse-liin ja singotaan ulos siihen sovitetun turbiinisekoittimen siipien välistä (B.V. Coplan, J.K. Davidson ja E.L. Zebroski, Chem. Eng.

Progr. Voi. 50 No. 8 p. 403 (1954)). Tässäkin tapauksessa johdetaan dispersio suoraan sekoittimesta selkeyttimeen.

Nykyisin on erilaisia pumppusekoitin-selkeytintyyppisiä uuttolaitteita ruvettu arvostamaan metallurgisessa teollisuudessa. Seuraavia periaatteellisia ratkaisuja on esitetty.

Eräässä laitteessa sekoitin on tasapohjainen säiliö, jolle on sovitettu turbiini (D.W. Agers ja E.R. Dement, Proceedings International Symphosium "Solvent Extraction in Metallurgical Processes" p. 27, Technologisch Institut K.VIV,Antwerpen 1972). Kevyen ja raskaan faasin yhteisen tuloaukon yläpuolelle sijoitettu turbiini on rakenteeltaan vaakasuora, alapuolelta siivillä varustettu levy. Turbiini pumppaa dispersion sekoittimen yläosassa olevasta poistoaukosta laajenevan kourun kautta suoraan selkeytimeen. Pystysuoria revitettyjä väliseinämiä on selkeyttimessä dispersion tulokohdan läheisyydessä dispersion virtauksen vaimentamiseksi.

Tunnetaan myös pumppusekoitin-selkeytintyyppinen uuttolaitteisto, jossa sekoittimen poikkileikkaus on neliömäinen ja jossa sekä kevyt että raskas faasi johdetaan sekoittimeen sen pohjalle sovitetun imu- 57059 3 sylinterin kautta (G.C.I. Warwick, J.B. Scuffham ja J.B. Lott, Proceedings International Solvent Extraction Conference ISEC'71, Voi.

2, p. 1373, Society of Chemical Industry, London, 1971). Turbiinin siivet on ylhäältä peitetty tasaisella pyöreällä levyllä ja alhaalta tasaisella pyöreällä renkaalla, jonka aukko on imusylinterin aukon yläpuolella. Imusylinterin korkeus on mitoitettu niin, että turbiini voidaan sovittaa sekoittimen keskelle* Dispersio painuu ulos turbiiniakselin ympärillä vaakasuorassa välipohjassa olevan aukon kautta, joka välipohja ylöspäin rajoittaa sekoitustilaa, minkä jäl-' keen se jakamattomana virtaa tämän väliseinämän yli suoraan alas sel- keyttimeen ja olennaisesti samalla tasolla, kuin dispersionauha sel-keyttimessä, jolloin dispersion virtausta ohjataan yhdellä pystysuoralla ja yhdellä vaakasuoralla levyllä.

Ennestään tunnetaan myös pumppusekoitin-selkeytintyyppinen uuttolaite, jossa kaksi erillistä turbiinia on sovitettu samalle akselille (T.K. Mattila, Proceedings Solvent Extraction Conference ISEC*74 Voi. 1, p. 169, Society of Chemical Industry, London 1974). Ylempi turbiini parantaa alemman raskaan faasin tulokohdan yläpuolelle sekoittimen pohjan läheisyyteen sovitetun pumpputurhiinin sekoitusta ja antaa painesysäyksen dispersion johtamiseksi sekoittimesta selkeyttimeen. Tässä uuttolaitteessa sekoitinturbiini pyörii dispersion poistoput-ken korkeudella lähellä sekoittimen pystysuoraa keskipistettä. Dispersio johdetaan suoraan sekoittimesta selkeyttimeen, jossa dispersion virtausta vaimennetaan dispersiota jakavien estolevyjen avulla. Uuttoyksiköt on edullisesti porrastettu korkeussuunnassa, niin että kevyt faasi helpommin virtaa itsestään seuraavaan yksikköön. Kevyen faasin tuloaukko on sekoittimen yläosassa.

Eräässä uuttolaiterakenteessa (J. Mizrahi, E. Barnea ja D. Meyer, Proceedings International Solvent Extraction Conference ISEC'74, Voi. 1, p. 141, Society of Chemical Industry, London, 1974) käytetään erillisille samankeskisille akseleille sovitettuja turbiineja sekoitukseen ja pumppaukseen, jolloin näitä toimituksia voidaan säätää toisistaan riippumatta. Pumpputurbiini on sovitettu noususylinteriin, joka on sekoitinturbiinin yläpuolella. Sekä sekoitin että selkeytin on sylinterimäisiä. Sekottimeen tulevat faasit johdetaan sekoittimen pohjaa kohti, kun taas sekoittimesta tuleva dispersio johdetaan suoraan selkeyttimen keskelle.

4 57059

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uuttoyksikkö, jossa faasin erottuminen on parannettu ottamalla käyttöön sekoitusosaa ympäröivä tila esiselkeyttimenä dispersion johtamiseksi kahtena yhdistettävänä osavirtana, ja jossa sekoitusosa vaihehyötysuhteen parantamiseksi on jaettu pienempään alempaan ja isompaan ylempään sekoitustilaan käyttäen tähän jakoon molempia sekoitustiloja sekoittavaa isoa pumpputurbiinia, jonka sekoitussiivet on muotoiltu antamaan erityyppisen sekoituskuvion kyseisille sekoitustiloille.

Esillä oleva keksintö kohdistuu näin ollen uuttoyksikköön, jossa nesteen virtaussuunnassa katsottuna on peräkkäin sekoitin, esi-selkeytin ja selkeytin, jolloin esiselkeytin ja selkeytin on erotettu toisistaan usealla peräkkäisellä rei'itetyllä väliseinämällä joista kunkin väliseinämän reiät ovat sivusuunnassa siirretyt seuraavan väli-seinämän reikiin nähden, sekoittimen alaosassa on tuloaukot raskasta ja kevyttä faasia varten ja mekaaninen sekoitin raskaan ja kevyen faasin sekoittamiseksi dispersioksi ja yläosassa on ainakin yksi aukko dispersion johtamiseksi sekoittimesta esiselkeyttimeen, sel-keyttimen yläosassa on elimiä erottuneen kevyen faasin poistamiseksi ylivuotona selkeyttimestä, jonka alaosassa on aukko erottuneen raskaan faasin poistamiseksi säädettynä virtauksena selkeyttimestä, ja selkeyttimen sekä sekoittimen välillä on mahdollisesti putkijohdot erottuneen raskaan sekä kevyen faasin osan kierrättämiseksi takaisin selkeyttimestä sekoittimen alaosaan.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Keksinnön mukaisessa uuttoyksikössä jaetaan sekoittimesta tuleva dispersio kahteen osavirtaan, jotka faasien erottuessa esiselkeytti-messä, joka kokonaan tai osittain ympäröi sekoitinta, johdetaan pidennettyä tietä pitkin esiselkeyttimessä vastakkain ja selkeyttimeen aukoilla tai raoilla varustettujen väliseinämien läpi, jotka jakavat osittain erottuneen dispersion valmennettuihin osavirtoihin selkeyttimen tulopäässä, jotka ulottuvat kevyen faasin pinnalta tai sen läheisyydestä tasolle, joka edullisesti on 0,15-0,40 kertaa selkeyttimen korkeus sen pohjasta, jolla tasolla myös esiselkeyttimen pohja edullisesti on.

57059

Keksinnön mukaisessa uuttoyksikössä on aikaisempiin uuttoyksikköi-hin verrattuna etuna sen tilaa säästävä rakenne ja tehostunut faasien e ro t tiimi ne n. Tällöin voidaan sekoittimen viereistä tilaa käyttää täydellisesti hyväksi, ilman että sekoittimen ja selkeyttimen mitoituksessa ollaan riippuvaisia määrätystä geometrisesta muodosta tai ilman että sekoitin tarvitsisi rakentaa selkeyttimen nurkkaan.

Paremman faasien erottumisen johdosta voidaan sekoittimessa käyttää korkeampaa sekoitustehoa, jolloin vaihehyötysuhde pysyy hyvänä vaikka sekoitusosaa pienennetään tai parantuu tavanomaisen sekoitin-selkeytinyksikön vastaavasta vaihehyötysuhteesta, jollei pyritä huomattavan pieneen sekoittimeen.

" Ennestään tunnetaan, että kaksi tai kolme lähekkäin selkeyttimen tulopäähän sovitettua väliseinämää, joissa on pystysuunnassa pitkänomaiset raot, jotka eri väliseinämissä ovat siirretyt lähinnä vierekkäisissä väliseinämissä oleviin rakoihin nähden, parantavat faasien erottumista selkeyttimessä lisäämällä pisaroiden mahdollisuuksia törmätä keskenään ja vaimentamalla pyörteilevät virtaukset selkeyttimessä. Tällöin lähinnä pyörteily vaakatasossa vähenee.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa uuttoyksikössä käytetään myös pitkänomaisilla raoilla tai muun muotoisilla rei'illä varustettuja väliseinämiä selkeyttimen ja esiselkeyttimen välissä, jolloin viimeinen väliseinänä rajoittuu varsinaiseen selkeyttimeen. Siinä tapauksessa, että esiselkeyttimen pohja on korkeammalla tasolla kuin varsinaisen selkeyttimen pohja, ei osittain erottunut dispersio jakaudu selkeyttimen pohjaosaan. Useimmissa tapauksissa tämä suoritusmuoto vähentää molempien faasien itse faasien erottamisesta johtuvaa pyörteilyä selkeyttimen pystysuunnassa.

Jokainen dispersio suosii tiettyä kevyen ja raskaan faasin välistä ryhmityssuhdetta. Orgaanisesti jatkuva paloöljy-/vesiliuos pyrkii ryhmitykseen, jossa kevyen ja raskaan faasin välinen tilavuussuhde on 0,35:1 (R.E. Treybal, Liquid Extraction, 2nd Edition, New York, 1963). Useassa uuttoprosessissa tämä suhde ylitetään huomattavasti, erityisesti jos tarkoituksellisesti kohotetaan kevyen faasin:raskaan faasin välistä suhdetta orgaanisesti jatkuvan dispersion muodostumisen varmistamiseksi. Tästä on seurauksena, että selkeyttimessä olevasta dispersiosta nopeasti erottuu kevyen faasin kohoava virtaus, joka lisäksi kuljettaa mukanaan pisaroita raskaasta faasista.

6 57059

Johtamalla dispersio selkeyttimen yläosassa olevien rakojen läpi jolloin vähemmän ainetta tarvitsee siirtyä faasien erottumisen yhteydessä, vähennetään häiritsevää pyörteilyä pystysuunnassa, erityisesti kun huomattava osa faasin erottumisesta on jo tapahtunut esi-selkeyttimessä. Siten paranevat edellytykset aikaansaada selkeytti-meen lähestulkoon kirkas kevyt faasi, mikä usein on ollut vaikeaa orgaanisen faasin suhteen jatkuvalla dispersiolla.

Dispersion jakamiseksi selkeyttimeen on tärkeää, että esiselkeytti-men rei'itetyt väliseinämät patoavat dispersiota esiselkeyttimessä, niin että dispersion pinta on 10-100 mm selkeyttimessä olevan kevyen faasin pintaa korkeammalla. Siinä tapauksessa, että väliseinämät on varustettu pystysuunnassa pitkänomaisilla raoilla, jotka ulottuvat selkeyttimessä olevan kevyen faasin pinnan korkeudelta esisel-keyttimen pohjaan asti ja jotka ovat sivusuunnassa siirretyt viereisissä väliseinämissä oleviin rakoihin nähden, on käytettävä rakole-veyttä, joka on 1/2-1/18 rakojen välisestä etäisyydestä, kun väli-seinämät ovat 1-1,5 rakoleveyden päässä toisistaan ja kun välisei-nämien lukumäärä on 2 tai 3 ja rakojen lukumäärä väliseinämää kohti 8-20. Voidaan myös käyttää muita rakoleveyden, rakojen välisen etäisyyden, väliseinämien välisen etäisyyden sekä väliseinämien ja rakojen lukumäärän yhdistelmiä.

Esillä olevan keksinnön mukaan on sekoitin kokonaan tai osittain esiselkeyttimen ympäröimä, niin että matka sekoittimen ja selkeyttimen välillä ja siten dispersion viiveaika esiselkeyttimessä pitenee, minkä ansiosta faasit voidaan saada osittain erottumaan jo annen selkeytintä. Tämä vähentää selkeyttimessä faasien erottumisen yhteydessä muodostuvien pienten sekundääristen pisaroiden lukumäärää, jotka voivat aiheuttaa häiritsevää sameutumista. Faasien erottumista edistää se, että dispersio jaetaan kahdeksi osavirraksi, jotka esiselkeyttimessä johdetaan toisiaan vasten jolloin, sen lisäksi että seinämäeffektejä ja rakenneaineiden kostutusominaisuu-det saadaan suuremmassa määrin edistämään faasien erottumista, tälle tarjoutuvat paremmat edellytykset pisara-pisara-mekanismin mukaisesti. Pidemmän viiveajan lisäksi aikaansaadaan esiselkeyttimessä syntymään paksu dispersionauha, mikä tehostaa faasien erottumista. Dispersion jakaminen kahteen osavirtaan, jotka esiselkeyttimessä johdetaan toisiaan vasten, vaimentaa virtausta aikaansaaden ; suotuisat olosuhteet faasien erottumiselle esiselkeyttimessä.

7 S7059

Pumpputurbiini nostaa dispersion sekoittimessa pyörteilyä vaimentavassa vaakasuorassa väliseinämässä olevan aukon läpi, joka väli-seinämä ylöspäin rajoittaa sekoittimen sekoitustilaa, minkä jälkeen dispersio virtaa väliseinämän yläsivua pitkin esiselkeyttimeen yhden tai kahden sektoriaukon läpi suuntaan, joka on selkeyttimestä poispäin suunnattu.

Keksinnön suositussa suoritusmuodossa johdetaan sekä kevyt että raskas faasi sekoittimeen tämän pohjaan sovitetun lyhyen imusylin-terin läpi, jonka suuaukko on sekoittimen korkeudesta laskettuna 1/6-1/3 etäisyydellä sekoittimen pohjasta. Yleisesti on tunnettua, että dispersioon voidaan synnyttää määrätty tarvittava sekoitusteho _ alhaisemmalla turbiinin kehänopeudella, jos tämän halkaisijaa suuren netaan. Ahlaisemman kehänopeuden etuna on, että pienten vaikeasti erotettavien pisaroiden osuus pienenee. Tässä tapauksessa on turbiinin halkaisija 0,5-0,8 kertaa sekoittimen leveys. Turbiinissa on pyöreä levy, jonka alasivulla on pyörimissuuntaan nähden taaksepäin kaartuvat siivet, jotka on sovitettu ulottumaan pyöreän levyn reunaan asti, jonka yläsivulla edullisesti on säteettäisesti suunnattuja suoria siipiä, jotka ulottuvat sellaiselle etäisyydelle turbiinin akselista, joka on 0-33 % lyhyempi kuin pyöreän levyn alasivulla olevien siipien vastaava etäisyys akselista. Siinä tapauksessa, että on olemassa ilmeinen vaara, että muodostuu vaikeasti erottuvia emulsioita, voidaan turbiinin yläsiivet kokonaan jättää pois. Turbiini on sovitettu pystysuoran akselin alapäähän välittömästi imusy-i ' linterin suuaukon yläpuolelle. Sekoittimen muoto on edullisesti sy- linterimäinen ja sen sisäseinämällä on edullisesti 3-5 pystysuoraa säteettäistä pyörteilyä vaimentavaa ohjauslevyä. Nämä levyt ulkonevat sylinterin sisäseinämästä matkan, joka on 0,08-0,12 kertaa sekoittimen halkaisija.

Keksinnön mukaisen uuttoyksikön vaihehyötysuhdetta parantava se-koituskuvio on aikaansaatu käyttämällä suurta turbiinia, jonka yläsiivet on mitoitettu antamaan suuremman paineen kuin alemmat ja jakamalla sekoitin suurempaan ylempään ja pienempään alempaan sekoi-tustilaan. Siipien erilaisen muotoilun johdosta ylemmässä sekoitus-tilassa ja alemmassa sekoitustilassa, on sekoitus ylemmässä sekoitus-tilassa enemmän pyörteilevä ja alemmassa enemmän virtaava. Siten on aikaansaatu paremmat edellytykset korkealle vaihehyötysuhteelle, koska keksinnön mukaisella konstruktiolla voidaan osittain aikaansaa- δ 57059 da sama edullinen vaikutus kuin monimutkaisemmalla konstruktiolla, jonka mukaan sekoitin jaetaan vaakasuoralla väliseinämällä kahteen eri turbiineilla sekoitettuun ja yhteistä akselia ympäröivän aukon välityksellä toisiinsa yhtyvään tilaan.

Turbiinin pumppuvaikutusta parannetaan pyöreällä renkaalla, jonka sisähalkaisija on sama kuin imusylinterillä ja jonka ulkohalkaisija on 0,5-1,0 kertaa turbiinin halkaisija. Pyöreä rengas kiinnitetään tiiviisti vaakasuoraan asentoon imusylinterin suuaukkoon tai turbiinin alasiipien alareunoihin. Turbiinin pumppuvaikutus riippuu turbiinin alaosan ja imusylinterin suuaukon välisestä korkeuserosta.

Tämän riippuvuuden pienentämiseksi voidaan siinä tapauksessa, että pyöreä rengas on kiinnitetty alasiipiin, pyöreä rengas varustaa sen sisäreunaan kiinnitetyllä sylinterillä, joka samankeskeisesti ulottuu jonkin matkaa imusylinteriin. Samankeskeisten sylinterien välisen raon leveys määrää tässä tapauksessa turbiinin pumppuvaikutuk-sen sekä sekoittimen alemman sekoitustilan ja imusylinterin välisen erilaisilla turbiinin kierrosnopeuksilla aikaansaadun sisäisen kierron.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuviot la ja b esittävät pituussuuntaista pysty- ja vaakaleik-kausta keksinnön suositusta suoritusmuodosta ja kuviot 2a ja b keksinnön vaihtoehtoisesta suoritusmuodosta, samalla tavalla leikattuina .

Kuvioissa la ja Ib esitetyssä uuttoyksikössä on sylinterimäinen sekoitin 1, jota poikkileikkaukseltaan neliömäinen esiselkeytin 2 ympäröi, joka rajoittuu poikkileikkaukseltaan suorakulmaiseen selkeyt-timeen 3. Sekoittimen 1 sivu sivuaa selkeyttimestä 3 katsottuna esiselkeyttimen 2 kauimpana olevaa sivua tämän sivun pystysuoraa keskiviivaa pitkin. Tässä tapauksessa esiselkeytin 2 ympäröi lähes kokonaan sekoitinta 1, minkä johdosta sekoittimen 1 ympärillä, olevaa tilaa myös tehokkaasti voidaan käyttää hyväksi. Esiselkeyttimen 2 ja selkeyttimen 3 välissä on kolme poikittaista pystysuoraa väli-seinämää 4, 5 ja 6, jotka ovat niissä olevien pitkänomaisten rakojen leveyttä vastaavan välimatkan päässä toisistaan. Pystysuunnassa pitkänomaisten rakojen leveys on väliseinämissä 4 ja 5 1/6 ja välisei-nämässä 6 1/3 rakojen välisestä etäisyydestä. Yhdessä väliseinä-mässä olevat raot ovat sivusuunnassa siirretyt seuraavassa väliseinä- 9 57059 mässä oleviin rakoihin nähden ja ulottuvat selkeyttimessä 3 olevan kevyen faasin pinnasta 9 esiselkeyttimen 2 pohjaan 10 asti, jolloin niitä on selkeyttimen 3 koko leveydeltä. Esiselkeyttimen 2 viimeinen väliseinämä 6 muodostaa samalla poikkileikkaukseltaan suorakulmaisen selkeyttimen 3 yhden sivun. Esiselkeyttimen 2 pohja 10 on korkeammalla tasolla kuin selkeyttimen 3 pohja 11. Korkeusero on 3/10 selkeyttimen 3 korkeudesta.

Sekoittimen 1 pohjan 12 läpi on keskisesti sovitettu lyhyt imusylin-' teri 13, jonka avoimen yläpään ympärille on sovitettu tiiviisti vaakatasossa tasainen pyöreä rengas 14. Tämä on sekoittimen korkeudesta 1/5-osan etäisyydellä sekoittimen 1 pohjasta 12 imusylinte-^ rin 13 halkaisijan ollessa 1/5 sekoittimen halkaisijasta. Moottori 15 käyttää turbiinia 16, jota akseli 17 pitää keskisessä asennossa imusylinterin 13 suuaukon yllä. Turbiini 16 muodostuu pyöreästä levystä 18, jonka halkaisija on 0,65 kertaa sekoittimen 1 halkaisija ja 1,1 kertaa pyöreän renkaan 14 ulkohalkaisija. Pyöreän levyn 18 alapuolella on kuusi pyörimissuunnassa taaksepäin suunnattua siipeä 19, joiden kärjet ulottuvat pyöreän levyn 18 reunaan asti ja pyöreän levyn 18 päällä on neljä suoraa siipeä 20. Ylempien siipien 20 kärkiväli on 0,85 kertaa alempien siipien 19 kärkiväli. Sekoittimen 1 sisäseinämä on varustettu neljällä pyörteilyä vaimentavalla säteen suuntaisilla virtauksen ohjauslevyillä 21, joiden leveys on 0,1 kertaa sekoittimen 1 halkaisijafja vaakasuoralla välipohjalla 22, joka ylöspäin rajoittaa sekoittimen 1 sekoitustilaa. Välipohja ' 22 on varustettu pyöreällä keskisellä aukolla 23 dispersion poista miseksi sekoitustilasta. Poistoaukon 23 pinta-ala on noin 10 % sekoittimen 1 poikkipinta-alasta.

Kevyttä ja raskasta faasia syötetään sekoittimeen 1 imusylinterin 13 tuloputkien 24 ja 25 kautta. Pumpputurbiini 16 nostaa dispersion turbiiniakselin 17 ympärillä olevan aukon 23 läpi vaakasuoralle välipohjalle 22, minkä jälkeen dispersio virtaa sen yli esiselkeytti-meen 2 kahden aukon 26 kautta, jotka ovat sekoittimen 1 ja esiselkeyttimen 2 pystysuoran sivuamisviivan molemmilla puolilla. Kuljettuaan pidennetyn matkan sekoittimen 1 kumpaakin puolta johdetaan molemmat dispersiovirrat, samalla kun faasien erottumista tapahtuu, toisiaan vasten ja rei'itettyjen väliseinämien 4, 5, 6 läpi selkeyt-timeen 3 jäljellä olevan dispersion lopulliseksi erottamiseksi. Rauhallista tulppavirtausta muistuttavan virtaustapahtuman jälkeen 10 57059 selkeyttimessä 3, virtaa erottunut kevyt faasi LPH vaakasuoran padon 27 yli, joka muodostaa yhden sivun lievästi kaltevassa kokooja-kourussa 28 ja poistoaukosta 29 ulos seuraavan uuttoyksikön imusy-linteriin (ei esitetty) . Erottunut raskas faasi HPH johdetaan vasta-r virtakytkennässä edellisen vaiheen imusylinteriin (ei esitetty) virrattuaan vaakasuoran raon 30 läpi selkeyttimen päädyn 31 ja sel-keyttimen 3 pohjan 11 jatkeen välistä sekä faasirajapinnan 33 korkeutta säätävän säädettävän ylijuoksun 32 yli. On huomattava, että tuloaukko ja poistoaukot ovat selkeyttimen 3 vastakkaisilla sivuilla ja ulottuvat tämän koko leveydelle. Kevyt faasi LPH ja raskas faasi HPH voidaan tarvittaessa kierrättää takaisin selkeyttimes-tä 3 saman uuttoyksikön sekoittimeen 1 paluujohdoilla 34 ja 35.

Edellisessä esimerkissä kuvatun esiselkeyttimen sekoitinta sivuava sivu voi myös olla sylinterimäinen tai muodoltaan jokin muu toivottu vaihtoehto. Samoin selkeyttimen ei välttämättä tarvitse olla suorakulmainen, vaan voi esim. olla kaarevien sivujen rajoittama.

Kuvioiden 2a ja 2b mukaisessa suoritusmuodossa ympäröi sylinterimäinen esiselkeytin 2 samakeskeisesti sylinterimäistä sekoitinta 1 ja on itse sylinterimäisen selkeyttimen 3 ympäröimä.

Tässä tapauksessa tarvitaan ainoastaan yksi aukko 26 dispersion poistamiseksi sekoittimesta 1 esiselkeyttimeen 2 ja dispersion jakamiseksi kahteen osavirtaan. Tässäkin tapauksessa osavirrat kulkevat pidennettyä tietä sekoittimen 1 kahta puolta ja törmäävät toisiinsa ennen kuin ne virtaavat selkeyttimeen 3 rei'itettyjen väli-seinämien 4, 5 ja 6 läpi. Virtaus jakaantuu vielä kerran kahteen osavirtaan selkeyttimessä 3. Erottunut kevyt faasi LPH virtaa kokoo-jakouruun 28 selkeyttimen 3 seinämässä olevan vaakasuoran raon 36 kautta. Rako 36 muodostaa samalla ylivirtauspadon 27 selkeyttimestä tulevalle kevyelle faasille ja väliseinämät 4, 5 ja 6 ovat esiselkeyttimen 2 vastakkaisella puolella. Erottunut raskas faasi HPH poistetaan samalla tavoin kuin yllä, sen jälkeen kun se tässä tapauksessa on virrannut selkeyttimen 3 pohjan 11 jatkeen ja ulkoseinämän 31 välisen vaakasuoran raon 36 kautta selkeyttimen 3 ulkopuolella olevaan tilaan, jossa on korkeussuunnassa säädettävä poistojohto 32 kevyen faasin LPH ja raskaan faasin HPH välisen faasirajapinnan

33 korkeuden säätämiseksi selkeyttimessä 3. Kevyen faasin LPH

ja raskaan faasin HPH osan kierrättämiseksi takaisin selkeyttimestä 57059 3 sekoittimeen 1 on uuttoyksikössä selkeyttimestä 3 stekoittimen 1 tuloputkiin 25 ja 24 yhtyvät paluujohdot 34 ja 35.

Sekoittimen 1 poistoaukon 26 leveys sekoittimen 1 kehän suunnassa on edullisesti noin 30° ja väliseinämien 4, 5 ja 6 leveys esiselkeyttimen kehän suunnassa on noin 65°. Poistoaukkojen 36 ja 30 leveys selkeyttimen kehän suunnassa on edullisesti 45 . Esiselkeyt-timen 2 pohja 10 on edullisesti 0,35 kertaa selkeyttimen 3 korkeutta korkeammalla kuin selkeyttimen 3 pohja 11. Väliseinämien 4, " 5 ja 6 pystysuunnassa pitkänomaiset raot 7 ja 8 ulottuvat esiselkeyt- timen 2 pohjasta 10 ylöspäin sellaiselle etäisyydelle kevyen faasin LPH pinnasta 9 selkeyttimessä 3, joka on korkeintaan noin 0,10 kertaa selkeyttimen 3 korkeus. Väliseinämien 4, 5 ja 6 lukumäärä ori kolme ja ne ovat sellaisella etäisyydellä toisistaan, joka on 1 1/2 kertaa rakojen leveys, kun taas rakojen leveys on 1/5 kahden viereisen raon välisestä etäisyydestä. Tässäkin tapauksessa ovat rako-levyjen 4 ja 5 raot 7 sivusuunnassa siirretyt toisiinsa nähden niin, että rako 7 johtaa suoraan seuraavan väliseinämän 5 suljettua seinä-mäosaa kohti. Esiselkeyttimen 2 ja selkeyttimen 3 sivuseinämien välinen etäisyys on 2 1/2 kertaa suurempi kuin esiselkeyttimen 2 ja sekoittimen 1 sivuseinämien välinen etäisyys. Väliseinämien 4, 5 ja 6 mitat kuvaavat niitä suuruusluokkia, jotka esiselkeyttimen 2 pohjan 10 korkeuden ja esiselkeyttimen 2 ja selkeyttimen 3 leveyden kanssa lähemmin määräytyvät kyseisen uuttoyksikön käytön mukaan.

Tarkoituksella pidentää sekoittimen ja selkeyttimen välistä virtaus-matkaa, voidaan useita samakeskisiä esiselkeyttimiä sovittaa sisäkkäin, jolloin sekoittimen ja selkeyttimen rakenne on sama kuin ku-' vioissa 2a ja 2b. Väliseinämien 4, 5 ja 6 sijasta on ensimmäisessä esiselkeyttimessä samalla sektorilla kuin väliseinämät 4, 5 ja 6 useita aukkoja, jotka yhdistävät ensimmäisen esiselkeyttimen toiseen. Toisen esiselkteyttimen vastaavat yhdysaukot ovat 180° siirretyt ensimmäisen esiselkeyttimen yhdysaukkoihin nähden. Vastaava siirtymä on aina kahden seuraavan esiselkeyttimen välillä. Se esi-selkeytin, joka rajoittuu selkeyttimeen on yhdysaukkojen sijasta varustettu mainituilla rei*itetyillä väliseinämillä.

Claims (19)

1. Uuttoyksikkö neste-nesteuuttoa varten, jossa nesteen virtaus-suunnassa katsottuna on peräkkäin sekoitin (1), esiselkeytin (2) ja selkeytin (3), jolloin esiselkeytin ja selkeytin on erotettu toisistaan usealla peräkkäisellä revitetyllä väliseinämällä (4, 5, 6), joista kunkin väliseinämän reiät ovat sivusuunnassa siirretyt seuraa-van väliseinämän reikiin nähden, sekoittimen alaosassa on tuloaukot askasta ja kevyttä faasia varten ja mekaaninen sekoitin raskaan ja kevyen faasinsekoittamiseksi dispersioksi ja yläosassa on ainakin yksi aukko dispersion johtamiseksi sekoittimesta esiselkeyttimeen, selkeyttimen yläosassa on elimiä erottuneen kevyen faasin poistamiseksi ylivuotona selkeyttimestä, jonka alaosassa on aukko erottuneen raskaan faasin poistamiseksi säädettynä virtauksena selkeyttimestä, ja selkeyttimen sekä sekoittimen välillä on mahdollisesti putkijohdot erottuneen raskaan sekä kevyen faasin osan palauttamiseksi selkeyttimestä sekoittimen alaosaan, tunnettu siitä, että sekoitin (1) on ainakin osittain esiselkeyttimen (2) ympäröimä ja että aukko tai aukot (26) disperison johtamiseksi sekoittimesta (1) esiselkeyttimen (2) ovat sekoittimen (1) sillä sivulla tai sivuilla, jotka ovat esiselkeyttimen (2) ja selkeyttimen (3) välisistä rei'itetyistä väli-seinämistä (4, 5, 6) poispäin käännetyt sekoittimesta (1) tulevan dispersion matkan pidentämiseksi ja jakamiseksi kahdeksi sekoittimen (1) kumpaakin puolta kiertäväksi osavirraksi ja näiden saattamiseksi törmäämään toisiinsa ennen mainittuja revitettyjä väliseinämiä (4, 5, 6) virtauksen vaimentamiseksi ja faasien erottumisen tehostamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että esiselkeyttimen (2) seinämäosa, joka on kauimpana revitetyistä väliseinämistä (4, 5, 6) on yhteinen sekoittimen (1) kanssa, jolloin aukot (26) dispersion johtamiseksi sekoittimesta (1) esiselkeyttimeen (2) ovat tämän yhteisen seinämäosan kummallakin puolella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että sekoitin (1) on koko kehältään esiselkeyttimen (2) ympäröimä ja että aukko (26) dispersion johtamiseksi sekoittimesta (1) esiselkeyttimeen (2) on rei'itettyihin väliseinämiin (4, 5, 6) nähden sekoittimen (1) vastakkaisella puolella. 13 57059

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että esiselkeyttimessä on useita sisäkkäin sovitettuja esiselkeytysyksikköjä ja että yhdysaukko tai -aukot dispersion johtamiseksi yhdestä esiselkeytysyksiköstä seuraavaan ovat noin 130° siirretyt mainitun seuraavan esiselkeytysyksikön yhdysaukkoon tai -aukkoihin nähden.

5. Patenttivaatimuksen 1, 3 tai 4 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että sekoitin (1), esiselkeytin (2) sekä mahdollisesti selkeytin (3) on sovitettu samankeskisesti sisäkkäin.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että väliseinämissä (4, 5, 6) on pystysuunnas-i sa pitkänomaisia vierekkäisiä rakoja (7, 8), joiden korkeus on korkeintaan 0,6-0,85 kertaa selkeyttimen (3) ylivuotoreunan (27) etäisyys selkeyttimen pohjasta (11) ja joiden rakojen yläpää on olennaisesti mainitun ylivuotoreunan tasolla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että väliseinämien (4, 5, 6) raot (7, 8) ulottuvat esisel-keyttimen (2) pohjaan (10) tai sen lähelle.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä,että sekoittimen (1) alaosa, jossa mekaaninen sekoitin (16) on, on erotettu sen yläosasta, jossa aukko tai aukot (26) dispersion johtamiseksi esiselkeyttimeen ovat, olennaisesti vaakasuoralla välipohjalla (22), jossa on aukko (23) dispersion päästämiseksi alaosasta yläosaan.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä,että välipohja (22) on selkeyttimen (3) ylivuotoreunan (27) tason yläpuolella ja että aukko tai aukot (26) ulottuvat välipohjaan (22) asti.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuttoyksikkö, tunn ettu siitä,että aukon tai aukkojen (26) pituus on korkeintaan noin 30° sekoittimen (1) kehästä.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että sekoittimen (1) pohjan (12) läpi on 14 57059 sovitettu ylöspäin avoin imusylinteri (13), jonka alaosassa on tulo-aukot (24, 25) kevyttä ja raskasta faasia varten ja jonka yläpuolelle imusylinterin (13) suuaukon välittömään läheisyyteen on sovitettu voimanlähteen (15) akselin (17) välityksellä käyttämä turbiini (16) .

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että imusylinterin (13) suuaukko on sekoittimen (1) korkeudesta 1/6-1/3 korkeudella sekoittimen (1) pohjasta (12).

12 57059

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen uuttoyksikkö, t u.n- n e t t u siitä, että turbiini (16) ja imusylinteri (13) on sovitettu keskisesti sylinterimäiseen sekoittimeen (1).

14. Patenttivaatimuksen 11, 12 tai 13 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että turbiini (16) on pyöritettävän akselin (17) alapäähän kiinnitetty sekoittimen (1) pohjan (12) kanssa samansuuntainen pyöreä leVy (18), jonka älasivulla on useita sen reunaan asti ulottuvia pyörimissuunnassa katsottuna taaksepäin taivutettuja siipiä (19) .

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen uuttoykäikkö, tunnettu siitä, että pyöreän levyn (1Q) yläsivulla on useita säteen suunnassa ulottuvia siipiä (20), jotka ulottuvat pyöreän levyn (18) halkaisijasta laskettuna ainakin 1/3 etäisyydelle pyöreän levyn (18) ulkoreunasta.

16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu siitä, että pyöreän levyn (18) halkaisija on 0,5-0,8 kertaa sekoittimen (1) halkaisija.

17. Jonkin patenttivaatimuksista 11-16 mukainen uuttoyksikkö, tunnettu imusylinterin (13) suuaukon ympärille tiiviisti sovitetusta pyöreästä rengaslevystä (14) , jonka ulkohalkaisija on 0,5-1 kertaa turbiinin (16) pyöreän levyn (18) halkaisija.

18. Jonkin patenttivaatimuksista 11-16 mukainen uuttoyksikkö/ tunn et t u pyöreän levyn A18) alasivulla olevien siipien alareunoihin kiinnitetystä pyöreästä rengaslevystä, jonka ulkohalkai- 57059 sija on 0,5-1 kertaa pyöreän levyn halkaisija ja jonka sisäreunaan on tiiviisti kiinnitetty sylinteri, joka samankeskisesti ulottuu imusylinterin sisään 1/10-1/3 sen korkeudesta ja joka yhdessä imu-sylinterin kanssa rajoittaa rengasmaista rakoa dispersion johtamiseksi sekoittimen sekoitustilasta imusylinter!in.

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuttoyksikkö, tunnettu sekoittimen (1) sisäseinämään kiinnitetyistä ohjausseinämistä (21), jotka ulottuvat säteettäisesti sekoittimen (1) sisään matkan, joka on 0,08-0,12 kertaa sekoittimen (1) halkaisija. 16 57059