PL64280B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 12.X.1965 Niemiecka Republika Federalna Opublikowano: 10.XII.1971 64280 KI. 12 c, 1 MKP B 01 d, 11/04 Twórca wynalazku: Wolf Mehner Wlasciciel patentu: Metallgesellschaft Aktiengesellschaft, Frankfurt n/Menem (Niemiecka Republika Fede ralna) Wielostopniowy ekstraktor Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowy ekstraktor, przeznaczony do rozdzielania cieczy, który stosuje obiegi fazy lekkiej w kazdym stop¬ niu i w którym poziom polozenia powierzchni roz¬ dzielania sie faz w komorach mieszania, ustala zgodnie z zasada naczyn polaczonych poziom po¬ wierzchni rozdzielania sie faz w kazdej komorze rozdzielania stopnia, który poprzedza dany sto¬ pien w kierunku przeplywu fazy ciezkiej.Znane jest juz stosowanie do rozdzielania sub¬ stancji cieklych tzw. ekstrakcji cieczy z cieczy, przy czym rozpuszczona w jednej cieczy substan¬ cja jest ekstrahowana za pomoca rozpuszczalnika o wiekszej rozpuszczalnosci, a który z pierwsza substancja miesza sie tylko w ograniczonym stop¬ niu. Z licznych sposobów tego rodzaju okazaly sie przydatne tylko te, w których stosowano przeciw- prad, gdyz dawaly one subtelne i intensywne roz¬ dzielanie materialów. Wymiana pomiedzy obydwo¬ ma fazami odbywala sie na przyklad za pomoca okresowego lub ciaglego ruchu postepowego tego czy innego rozpuszczalnika.Do przeprowadzania ekstrahowania cieczy z cie¬ czy byly stosowane zarówno lezace jak i stojace ekstraktory, które zazwyczaj konstruowane byly jako ekstraktory wielostopniowe. W poszczególnych stopniach obydwie fazy byly najpierw doprowa¬ dzane do dokladnego wzajemnego stykania sie, na przyklad za pomoca mieszadel lub mieszalników, a nastepnie byly rozdzielane w stopniach rozdzie- 15 20 lajacych. Poniewaz efekt rozdzielania obydwóch faz zalezy od ich stosunku ilosciowego oraz ponie¬ waz stosunek ilosciowy, przy którym uzyskuje sie najlepsze wymycie cieczy ekstrahowanej czesto nie pokrywa sie z technologicznie optymalnym dla ekstrahowania stosunkiem ilosciowym, wiec cze¬ sto jedna z dwóch cieczy, przewaznie faza lekka, wykonuje obieg w kazdym stopniu, azeby w ten sposób mozna bylo nastawiac stosunek faz w po¬ szczególnych stopniach, niezaleznie od tego sto¬ sunku dla calego sposobu.Znany jest równiez ekstraktor, w którym kazdy stopien ekstraktora zawiera komore mieszania, pompe mieszajaca i calkowicie napelniona komore rozdzielania, przy czym rafinat—faza ciezkaprze¬ plywa wprost przez wszystkie stopnie, podczas gdy ekstrakt — faza lekka na swej drodze przez stopnie ekstraktora, jest czesciowo doprowadza¬ na z powrotem za pomoca obiegu w kazdym stop¬ niu. Z powierzchni rozdzielania sie obydwóch cie¬ czy, w calkowicie wypelnionej komorze mieszania, która jest polaczona zarówno w swej górnej czes¬ ci jak i w swej dolnej czesci z komoca rozdziela¬ nia, zasysa sie wieksza ilosc cieczy, niz ilosc znaj¬ dujaca sie w danej komorze mieszania, miesza sie ja i doprowadza sie do calkowicie napelnionej na¬ stepnej z kolei komory rozdzielania.Do stosowania takiego sposobu stosuje sie wie¬ lostopniowy ekstraktor, którego stopnie ekstrak¬ cyjne wyposazone sa w pompy mieszajace i ód~ 6428064280 3 dzielnie usytuowane komory mieszania i komory rozdzielania, przy czym dolna czesc kazdej komory mieszania polaczona jest z dolna czescia komory rozdzielania, a górna czesc komory mieszania — z górna czescia komory rozdzielania nastepnego stopnia. Dzieki takiemu ukladowi uzyskuje sie to, ze przy bardzo malych oporach w kanalach lacza¬ cych powierzchnia rozdzielania sie faz w komorze mieszania wyznacza wedlug zasady naczyn pola¬ czonych powierzchnie rozdzielania sie faz w ko¬ morze rozdzielania.Te znane konstrukcje maja te wade, ze przy duzych wydajnosciach strumienie cieczy, a zwla¬ szcza fazy ciezkiej, w komorach mieszania napo¬ tykaja na tak duze qpory, ze powierzchnie roz¬ dzielania sie faz w odpowiednich komorach roz¬ dzielania ustalaja sie zpacznie wyzej, niz naleza¬ loby oczekiwac zgodnie z zasada naczyn polaczo¬ nych. M *¦¦'¦' Dalsza wada dotychczasowych ekstraktorów jest to, ze poziom powierzchni rozdzielania sie faz w komarze mieszania musi zostac ustalony odpo¬ wiednio do poziomu zainstalowania krócca ssaw¬ nego powodujacej obieg cieczy pompy, a zatem polozenie to moze byc ustalane tylko w waskich granicach.Dna ekstraktorów byly dotychczas przewaznie plaskie. Pominawszy juz fakt, ze nie da sie cal¬ kowicie uniknac na nich nierównosci spowodowa¬ nych na przyklad naprezeniami wynikajacymi ze spawania, taki ich ksztalt ma te wade, ze zwla¬ szcza przy duzych ekstraktorach dna takie musza byc w wielu miejscach podpierane. To podpiera¬ nie za pomoca dzwigarów nie jest wskazane, gdyz dzwigary te utrudniaja przeplyw cieczy.Celem niniejszego wynalazku jest usuniecie wy¬ mienionych wyzej wad. Uzyskuje sie to za pomo¬ ca wielostopniowego ekstraktora, który jest prze¬ znaczony do rozdzielania cieczy, w którym stosu¬ je sie obieg fazy lekkiej w kazdym stopniu i w którym poziom powierzchni rozdzielania sie faz w komorach mieszania ustala zgodnie z zasada naczyn polaczonych poziom powierzchni rozdzie¬ lania sie faz w kazdej komorze rozdzielania stopnia, który poprzedza dany stopien w kierunku przeplywu fazy ciezkiej. Zewnetrzne sciany przeznaczonych dla fazy lekkiej kanalów wznos- nych, tworza zewnetrzne sciany ekstraktora, a sciany wewnetrzne tych kanalów sa w taki sposób uksztaltowane, ze ich odleglosc od fartucha roz¬ dzielajacego zwieksza sie mniej wiecej liniowo w kierunku od zewnatrz do wewnatrz ekstraktora.Korzystnie jest gdy przeplyw lekkiej fazy z jednego stopnia do stopnia nastepnego odbywa sie przez otwory, które w kolejno po sobie na¬ stepujacych stopniach usytuowane sa z wzajem¬ nym przestawieniem, stanowiacym lustrzane od¬ bicie.Korzystnie jest równiez gdy poziom powierzchni rozdzielenia sie faz plynu zasysanego z komory mieszania do krócca ssawnego moze byc zmienny u wylotu do krócca za pomoca przestawianych pionowo zapór lub szczelin jak równiez gdy po¬ srednie dna pomiedzy poszczególnymi stopniami 10 20 25 35 50 55 60 65 maja ksztalt równego, zwróconego wierzcholkiem ku górze stozka.Zgodne z wynalazkiem takie uksztaltowanie przeznaczonych dla fazy lekkiej kanalów wznos- nych, ze ich zewnetrzne sciany tworza zewnetrz¬ ne sciany ekstraktora, a ich sciany wewnetrzne sa tak uksztaltowane, ze odleglosc od fartucha rozdzielajacego zwieksza sie liniowo w kierunku od zewnatrz do wewnatrz ekstraktora, ma te za¬ lete, ze zarówno strumienie fazy lekkiej jak i fa¬ zy ciezkiej napotykaja na bardzo male opory, któ¬ re dla obydwóch faz sa mniej wiecej jednakowe, gdyz obydwie fazy wyplywaja z komory miesza¬ nia, z mniej wiecej jednakowa predkoscia.Dzieki zmienianiu poziomu powierzchni rozdzie¬ lania sie faz w komorach mieszania za pomoca przestawianych zapór lub szczelin i uniezaleznie¬ niu sie od poziomu zainstalowania krócca ssaw¬ nego dla wymuszajacej obieg pompy, uzyskano wieksza swobode dzialania niz dotychczas.Zgodnie z wynalazkiem stozkowe uksztaltowa¬ nie den posrednich ze zwróconym ku górze wierz¬ cholkiem nie utrudnia przeplywu a takze znacz¬ nie polepsza rozdzielanie w stosunku do stosowa¬ nych dotychczas den plaskich.Ekstraiktor wedlug wynalazku odznacza sie nie¬ skomplikowana konstrukcja i umozliwia uzyski¬ wanie duzych wydajnosci przy zastosowaniu obie¬ gu lekkiej fazy w poszczególnych stopniach.W przypadku kiedy ekstrakt stanowi faze ciezka, uzyskuje sie znaczne oszczednosci rozpuszczalnika, co jest zaleta z punktu widzenia ekonomiki pro¬ cesu.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na ry¬ sunku na którym fig. 1 przedstawia trzy rózne pionowe przekroje ekstraktora, fig. 2 widok z góry dwóch róznych przekrojów poziomych, fig. 3 — dwa rózne przekroje pionowe srodkowych stopni ekstraktora, fig. 4, 5, 6 pokazuja schema¬ tycznie srodki techniczne przeznaczone do zmie¬ niania poziomu powierzchni rozdzielania sie faz w komorach mieszania. Plaszczyzny, wzdluz których wykonane zostaly przekroje przedstawione na fig. 1 i 3, sa zaznaczone odpowiadajacymi sobie du¬ zymi literami alfabetu, natomiast plaszczyzny, wzdluz których wykonane zostaly przekroje przed¬ stawione na fig. 2, sa w podobny sposób zazna¬ czone na fig. 1.Ekstraktor wedlug wynalazku sklada sie z pew¬ nej liczby komór mieszania M i z. takiej samej liczby pomp mieszajacych P oraz komór rozdzie¬ lania S. Wszystkie stopnie sa usytuowane jeden nad drugim i sa wzajemnie oddzielone za pomoca nieznacznie stozkowych den F. Wszystkie komory rozdzielania S sa usytuowane jedne nad drugimi i tak samo sa usytuowane komory mieszania M.Komora mieszania M (na przyklad komora Mn) jest usytuowana obok i na tym samym poziomie co komora rozdzielania Sn+i nastepnego stopnia, który nastepuje idac w kierunku przeplywu fazy lekkiej. Komory mieszania M i komory rozdziela¬ nia S sa od siebie oddzielone za pomoca fartu¬ chów T. Fartuchy T od góry i od dolu sa umie-64280 szczone w okreslonej odleglosci od stozkowych den F poszczególnych stopni i umozliwiaja w tych miejscach przeplyw fazy lekkiej i fazy ciezkiej, przy czyni w ich blachach przykrywajacych znaj¬ duja sie otwory O, które sa przeznaczone do prze¬ plywu fazy lekkiej z jednego stopnia do stopnia nastepnego, i które w kolejno po sobie nastepuja¬ cych stopniach sa usytuowane z wzajemnym prze¬ stawieniem stanowiacym lustrzane odbicie, tzn. sa one usytuowane na przemian z prawej i lewej strony krócca ssawnego pompy mieszajacej.Przeplyw w srodkowych stopniach wielostopnio¬ wego ekstraktora ma przebieg nastepujacy: Faza lekka plynie z dolu do góry, a faza ciezka z góry na dól. Faza ciezka wyplywa na przyklad z komory rozdzielania Sn+i pod fartuchem Tn+i, wplywa do komory mieszania Mn, nastepnie wraz z faza lekka jest zasysana przez pompe mieszaja¬ ca Pn, zostaje wymieszana i przez stozek opóz¬ niajacy Rn jest wtlaczana do komory rozdzielania Sn. W komorze rozdzielania Sn nastepuje oddzie¬ lanie sie od fazy lekkiej i faza ciezka opuszcza stopien n pod fartuchem Tn i wplywa wprost do komory mieszania Mn—i. A zatem nie wystepuje zjawisko obiegu fazy ciezkiej.Pochodzaca z komory rozdzielania Sn-i faza lek¬ ka przeplywa do góry przez kanaly Cn-i, a na¬ stepnie przez otwór On-i i przez jeden z kanalów Cn wplywa do komory mieszania Mn, miesza sie tu z faza lekka obiegu, która wyplywa do góry z komory rozdzielania Sn przez obydwa pionowe kanaly Cn i wplywa do komory mieszania Mn.Pionowe kanaly C sa usytuowane po obydwóch stronach krócca ssawnego wywolujacej obieg pom¬ py P. Pompa Pn zasysa obydwie fazy, miesza je wzajemnie i wtlacza do komory rozdzielania Sn.W tej komorze nastepuje rozdzielanie sie faz.Faza lekka plynie do góry przez pionowe kanaly Cn czesciowo obiegiem do komory mieszania Mn, a czesciowo jako przelew przez otwór On i jeden z pionowych kanalów Cn+i do komory mieszania Mn+i. Faza lekka znajduje sie czesciowo w obie¬ gu, który jednak zawsze ogranicza sie do jednego jedynego stopnia i w zadnym przypadku nie pro¬ wadzi do szkodliwego ponownego mieszania.Wydajnosc tloczenia pomp P jest regulowana za pomoca odpowiednich srodków technicznych, na przyklad za pomoca klap K, tak ze rafinat i eks¬ trakt doprowadzane do komór rozdzielania S maja wymagany wzajemny stosunek. W czasie eksplo¬ atowania ekstraktora sklad ten jest tak dobiera¬ ny, aby uzyskiwane zostawalo optymalne rozdziela¬ nie sie faz. Pompa musi miec wydajnosc nieco wieksza niz suma ilosci fazy lekkiej i fazy ciez¬ kiej, wprowadzanych do danego stopnia. Ilosc fa¬ zy lekkiej, jaka znajduje sie w obiegu kazdego stopnia, stanowi róznica pomiedzy wydajnoscia pompy i suma ilosci fazy ciezkiej i fazy lekkiej wplywajacych do rozpatrywanego stopnia.Za pomoca dobrania odpowiednich predkosci przeplywu (najkorzystniej w granicach od 0,1 do 0,2 m/sek) w pionowych kanalach C i w swobod¬ nych otworach przeplywowych, umieszczonych po¬ miedzy górnymi koncami pionowych kanalów C i pokrywami fartuchów T, uzyskuje sie to, ze za¬ wsze istnieja strumienie, które sa skierowane od obydwóch pionowych kanalów C do krócców zasysajacych pomp mieszajacych P, i które nie 5 dopuszczaja do tego, zeby faza lekka, która przy¬ chodzi z poprzedniego dolnego stopnia nie prze¬ plywala obok krócca ssawnego pompy mieszajacej i nie trafiala do nastepnego stopnia, bez brania udzialu w wymianie na danym stopniu ekstrakcji. io Z istoty procesu ekstrahowania wynika, ze ciezary wlasciwe obydwóch faz zmieniaja sie w czasie przeprowadzania ekstrakcji. Powierzchnia rozdzielania w komorze rozdzielania Sn jednego stopnia ustala sie zgodnie z zasada naczyn pola- 15 czonych odpowiednio do powierzchni rozdzielania w komorze mieszania Mn-i stopnia, który naste¬ puje idac w kierunku przeplywu fazy ciezkiej.Przy tym w obydwóch komorach znajduje sie ta sama faza ciezka, natomiast faza lekka w komorze 20 mieszaninowej Mn-i ma inny ciezar wlasciwy niz w komorze rozdzielania Sn. Poniewaz droga prowa¬ dzaca przez stosowane dotychczas rury wznosne byla stosunkowo dluga, wiec ciezary wlasciwe za¬ wartych w rurach wznosnych plynów byly rózne 25 i odpowiednio zmienialy sie poziomy powierzchni rozdzielania sie faz w komorach rozdzielania.W ukladzie wedlug wynalazku faza lekka z komo¬ ry mieszania miesza sie z faza lekka plynaca z ko¬ mory rozdzielania bezposrednio nad fartuchami T, 30 tak ze czynne slupy cieczy — fazy lekkiej o rozma¬ itych ciezarach wlasciwych trwaja znacznie krócej i wskutek tego zmiana poziomu powierzchni roz¬ dzielania sie faz w komorach rozdzielania jest nie¬ znaczna. 35 Zmiana poziomu powierzchni rozdzielania sie faz w komorach mieszania uzyskuje sie za pomoca nastepujacych srodków technicznych: Przed króccem ssawnym pompy mieszajacej P sa wzniesione sciany IW, w których pozostawione 40 sa przestawiane pionowe otwory. Otwory te mo¬ ga znajdowac sie w suwakach obrotowych D (fig. 4), w zaluzjach I (fig. 5) lub w elementach podob¬ nych. Zamiast przepuszczajacych scian mozna za¬ instalowac równiez przestawiane pionowo, ewen- 45 tualnie odchylane, zapory Q (fig. 6).Krócce ssawne pomp mieszajacych P moga za¬ tem byc umieszczone na dowolnej wysokosci po¬ miedzy dnami komór mieszania i pokrywami far¬ tuchów T. Specjalnie korzystny okazal sie uklad, 50 w którym krócce te sa umieszczone w poblizu dna. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 55 1. Wielostopniowy ekstraktor, zawierajacy ko¬ mory mieszania, pompy mieszajace oraz komory rozdzielania, przy czym komory mieszania i ko¬ mory rozdzielania usytuowane sa jedne nad dru¬ gimi, znamienny tym, ze zewnetrzne sciany prze- 60 znaczonych dla fazy lekkiej kanalów wznosnych (C), tworza sciany zewnetrzne ekstraktora, a wewnetrz¬ ne sciany (IW) tych kanalów sa w taki sposób uksztaltowane, ze ich odleglosc od majacego za¬ sadniczo ksztalt luku kolowego, a siegajacego do 65 wnetrza ekstraktora, fartucha (T) zwieksza sie64280 7 liniowo, poczynajac od zewnetrznej sciany ekstrak- tora az do jego osi.

2. Wielostopniowy ekstraktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zaopatrzony jest w Otwory (O), które w kolejno po sobie nastepujacych stopniach 5 usytuowane sa z wzajemnym przestawieniem sta¬ nowiacym lustrzane odbicie, sluzace do przeplywu fazy lekkiej z jednego stopnia do stopnia kolej¬ nego.

3. Wielostopniowy ekstraktor wedlug zastrz. 1 io i 2, znamienny tym, ze zaopatrzony jest w prze- 8 stawiane pionowo zapory (Q) lub szczeliny wyko¬ nane w suwakach obrotowych (D) lub zaluzjach (I) usytuowane przed wlotem do krócca pompy, sluzace do zmiany poziomu powierzchni rozdzie¬ lania sie faz plynu zasysanego z komory miesza¬ nia do krócca ssawnego.

4. Wielostopniowy ekstraktor wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze pomiedzy poszczególnymi stop¬ niami zaopatrzony jest w posrednie dna (E), któ¬ re maja ksztalt równego, zwróconego wierzchol¬ kiem ku górze stozka.KI. 12 c, 1 64280 MKP B 01 d, 11/04 -&J.KI. 12 c, 1 64280 MKP B 01 d, 11/04 Rnt2 Rn*l r/g. 6 PZG w Pab. zam. 1581-71, nakl. 250 egz. PL PL