RU2045984C1

RU2045984C1 - Gravitational settler for liquid-liquid extractors

Info

Publication number: RU2045984C1
Authority: RU
Inventors: Леонид Иринеевич Склокин; Владимир Эдуардович Лейф; Валерий Николаевич Шадрин; Владимир Павлович Ковалевский; Василий Михайлович Худяков; Владимир Васильевич Хайдов
Original assignee: Леонид Иринеевич Склокин; Владимир Эдуардович Лейф; Валерий Николаевич Шадрин; Владимир Павлович Ковалевский; Василий Михайлович Худяков; Владимир Васильевич Хайдов
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: separation of non-mixing liquids with different specific gravities. SUBSTANCE: settler has a row of cross vertical intermodule partitions 16, being mutually parallel and arranged in the special gap 12 between the separation modules 10, 11. An opening of the front cross partition 5 is at a height of the gap 12. Each intermodule partition 16 has at least one opening. Centers of these openings and the center of the opening of the front partition 5 lay on the same straight line, parallel with a lengthwise axis of the housing 1 or coinciding with that axis. The rear partition 6 is solid one; the upper edge 20 of the front partition 5 is arranged over the upper edge 21 of the rear cross partition 6 and over the upper edge 24 of the overflow lip 3. The intermodule partitions 16 may be straight ones, or they may be bent in their mean portions. At the last case each partition 16 forms a bihedral angle, equal to 80-160 degrees, whose rib is vertical one and whose lateral faces are symmetrical relative to the vertical plane, passing through the lengthwise axis of the housing 1. The opening of the front partition 5 and openings of each intermodule cross partition 16 may be arranged near one of the lateral walls of the housing 1 or near both lateral walls of the housing 1, or in a mean portion of the partitions 16, or in the mean portion of the partitions 16 and near both lateral walls of the housing 1. Each member of the separation modules 10, 11 may be in the form of a rectangular prism. EFFECT: enhanced structure of the settler. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения несмешивающихся жидкостей с различными удельными весами, в частности к гравитационным отстойникам для жидкостно-жидкостных экстракторов, и может быть использовано в химической, нефтехимической и металлургической отраслях промышленности. The invention relates to a device for the separation of immiscible liquids with different specific gravities, in particular to gravity sedimentation tanks for liquid-liquid extractors, and can be used in the chemical, petrochemical and metallurgical industries.

С повышением объема перерабатываемых растворов возрастает необходимость создания экстракционных аппаратов, имеющих при ограниченной установочной площади более высокую удельную объемную производительность отстойников, т.е. производительность по смеси фаз на единицу рабочего объема отстойника. Важным фактором повышения удельной объемной производительности является улучшение гидродинамики потоков смеси фаз (эмульсии) и разделенных фаз, перемещающихся в отстойнике, интенсификация процессов расслаивания эмульсии и коалесценции дисперсной фазы. With an increase in the volume of processed solutions, the need to create extraction apparatus with a limited installation area has a higher specific volumetric capacity of sedimentation tanks, i.e. the performance of the mixture of phases per unit working volume of the sump. An important factor in increasing the specific volumetric productivity is to improve the hydrodynamics of the flows of the mixture of phases (emulsion) and separated phases moving in the sump, the intensification of the processes of separation of the emulsion and coalescence of the dispersed phase.

Известен гравитационный отстойник для жидкостно-жидкостных экстракторов, содержащий прямоугольный корпус, который имеет тангенциальный патрубок для ввода эмульсии, щелевой распределитель эмульсии, переливные пороги для вывода легкой фазы, эмульсии и взвесей с патрубками и Т-образными трубопроводами, гидрозатвор для вывода тяжелой фазы с патрубком и Т-образным трубопроводом, переднюю и заднюю поперечные перегородки, разделяющие внутреннее пространство корпуса на входную, отстойную и выходную камеры, каждая из которых снабжена бункером для сбора осадка, сетку, установленную над уровнем жидкости в верхней части корпуса, и по меньшей мере два размещенных в отстойной камере один над другим с зазором сепарационных модуля, каждый из которых выполнен из идентичных полых наклонных элементов, открытых с двух сторон и установленных параллельно друг другу так, что их верхние и нижние кромки лежат в горизонтальных плоскостях. Передняя и задняя поперечные перегородки выполнены каждая в виде двух отдельных секций. Нижняя секция передней перегородки примыкает к днищу корпуса и образует с верхней секцией этой перегородки щелевое отверстие в основании нижнего сепарационного модуля. Верхняя и нижняя секции задней перегородки имеют разрыв в зазоре между модулями. Высота передней и задней перегородок таковы, что верхняя кромка передней перегородки расположена ниже верхней кромки переливного порога для вывода легкой фазы, которая расположена ниже верхней кромки задней перегородки. Нижняя кромка задней перегородки образует щель с днищем корпуса. Known gravity sump for liquid-liquid extractors, containing a rectangular body, which has a tangential nozzle for entering the emulsion, a slit emulsion distributor, overflow thresholds for the output of the light phase, emulsion and suspension with nozzles and T-shaped pipelines, a water seal for the output of the heavy phase with the nozzle and a T-shaped pipeline, the front and rear transverse partitions dividing the interior of the housing into the input, settling and output chambers, each of which is equipped with a hopper m for collecting sediment, a grid installed above the liquid level in the upper part of the casing, and at least two separation modules placed in a settling chamber one above the other with a gap of separation modules, each of which is made of identical hollow inclined elements open on both sides and installed in parallel each other so that their upper and lower edges lie in horizontal planes. The front and rear transverse partitions are each made in the form of two separate sections. The lower section of the front partition is adjacent to the bottom of the housing and forms a slot in the base of the lower separation module with the upper section of this partition. The upper and lower sections of the rear partition have a gap in the gap between the modules. The height of the front and rear partitions is such that the upper edge of the front partitions is located below the upper edge of the overflow threshold to output a light phase, which is located below the upper edge of the rear partitions. The lower edge of the rear partition forms a gap with the bottom of the housing.

Известный отстойник имеет недостаточно высокую удельную объемную производительность. Это обусловлено тем, что во входную камеру эмульсия поступает через тангенциальный патрубок и щелевой распределитель, что излишне ее турбулизует в самом начале движения в отстойнике. В отстойную камеру эмульсия подается сверху и снизу, проходя полностью или частично через верхний и нижний сепарационные модули и межмодульный зазор, перемешиваясь при этом с разделенными фазами и турбулизируясь. Эмульсия, поступающая в отстойную камеру, не разделяется в межмодульном зазоре на ряд меньших потоков, что способствовало бы их ламинеризации, ограничивало перемешивание с разделенными фазами. Выполнение и расположение элементов в сепарационных модулях не способствует интенсификации расслаивания эмульсии и коалесценции дисперсной фазы. Known sump has a not enough high specific volumetric capacity. This is due to the fact that the emulsion enters the inlet chamber through a tangential nozzle and a slotted distributor, which unnecessarily turbulates it at the very beginning of the movement in the sump. The emulsion is fed into the settling chamber from above and from below, passing completely or partially through the upper and lower separation modules and the intermodule gap, mixing with the separated phases and turbulizing. The emulsion entering the settling chamber is not divided into a number of smaller flows in the intermodular gap, which would facilitate their laminarization, and limit mixing with separated phases. The implementation and arrangement of elements in the separation modules does not contribute to the intensification of delamination of the emulsion and coalescence of the dispersed phase.

Цель изобретения повышение удельной объемной производительности отстойника за счет снижения перемешивания потоков эмульсии и разделенных фаз и усиления их ламинеризации при движении в межмодульном зазоре и в сепарационных модулях. Удельная объемная производительность повышается также за счет увеличения удельной поверхности сепарационных элементов и улучшения их пространственной ориентации в модулях, что способствует интенсификации процессов расслаивания эмульсии и коалесценции дисперсной фазы. The purpose of the invention is to increase the specific volumetric capacity of the sump by reducing the mixing of the emulsion flows and the separated phases and enhancing their laminarization when moving in the inter-module gap and in the separation modules. The specific volumetric productivity is also increased by increasing the specific surface of the separation elements and improving their spatial orientation in the modules, which contributes to the intensification of the processes of separation of the emulsion and coalescence of the dispersed phase.

Поставленная цель достигается тем, что в гравитационном отстойнике, включающем корпус, имеющий патрубок для ввода эмульсии, переливной порог для вывода легкой фазы, гидрозатвор для вывода тяжелой фазы, переднюю и заднюю поперечные перегородки, разделяющие внутреннее пространство корпуса на входную, отстойную и выходную камеры, по меньшей мере два размещенных в отстойной камере один над другим с зазором сепарационных модуля, каждый из которых выполнен из идентичных полых наклонных элементов, открытых с двух сторон и установленных параллельно друг другу так, что верхние и нижние кромки элементов лежат частично или полностью в горизонтальных плоскостях. Передняя поперечная перегородка примыкает нижней кромкой к днищу корпуса и имеет по меньшей мере одно отверстие, посредством которого входная камера сообщена с отстойной камерой, а нижняя кромка задней перегородки образует с днищем корпуса щель. В зазоре между сепарационными модулями размещен ряд поперечных вертикальных межмодульных перегородок, параллельных друг другу, отверстие в передней поперечной перегородке расположено на уровне зазора. В каждой межмодульной перегородке выполнено по меньшей мере по одному отверстию. Центры этих отверстий и центр отверстия в передней перегородке лежат на одной прямой линии, параллельной продольной оси корпуса или совпадающей с ней. Задняя поперечная перегородка выполнена сплошной, верхняя кромка передней поперечной перегородки расположена выше верхней кромки задней поперечной перегородки и верхней кромки переливного порога для вывода легкой фазы. This goal is achieved by the fact that in a gravity settler, including a housing having a nozzle for introducing an emulsion, an overflow threshold for outputting a light phase, a water trap for outputting a heavy phase, front and rear transverse partitions that separate the interior of the housing into the input, settling and output chambers, at least two separation modules placed in a settling chamber one above the other with a gap, each of which is made of identical hollow inclined elements open on both sides and installed parallel each other so that the upper and lower edges of the elements lie partially or completely in horizontal planes. The front transverse partition adjoins the bottom edge of the housing bottom and has at least one hole through which the inlet chamber is in communication with the settling chamber, and the lower edge of the rear partition forms a gap with the bottom of the housing. In the gap between the separation modules, a series of transverse vertical intermodule partitions are arranged parallel to each other, the hole in the front transverse partition is located at the level of the gap. At least one hole is made in each intermodular partition. The centers of these holes and the center of the hole in the front partition lie on one straight line parallel to or coinciding with the longitudinal axis of the housing. The rear transverse septum is solid, the upper edge of the front transverse septum is located above the upper edge of the rear transverse septum and the upper edge of the overflow threshold to output the light phase.

Межмодульные поперечные перегородки выполнены изогнутыми посредине так, что каждая из них образует двугранный угол, равный 80-160^о, ребро которого вертикально, а боковые грани симметричны относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось корпуса.Intermodular transverse partitions are made curved in the middle so that each of them forms a dihedral angle equal to 80-160 ^about , the edge of which is vertical, and the side faces are symmetrical with respect to the vertical plane passing through the longitudinal axis of the body.

Отверстия в передней и в каждой межмодульной поперечной перегородках выполнены вблизи одной из боковых стенок корпуса или вблизи обеих боковых стенок корпуса, или посредине перегородок, или посредине перегородок и вблизи обеих боковых стенок корпуса. Каждый элемент сепарационных модулей выполнен в виде правильной призмы, преимущественно ромбической, и установлен так, что ни одна из его боковых граней не лежит в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси корпуса. Каждый элемент соприкасается с соседними элементами либо гранью, либо ребром. Элементы в сепарационных модулях размещены так, что продольные оси двух соседних элементов находятся в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси корпуса, и наклонены под углом 30-60^о или 120-150^о к горизонтали. Элементы верхнего и нижнего сепарационного модулей симметричны относительно горизонтальной плоскости, проходящей через продольную ось корпуса.The holes in the front and in each intermodular transverse partitions are made near one of the side walls of the case or near both side walls of the case, or in the middle of the partitions, or in the middle of the partitions and near both side walls of the case. Each element of the separation modules is made in the form of a regular prism, mainly rhombic, and installed so that none of its side faces lies in a vertical plane parallel to the longitudinal axis of the housing. Each element contacts adjacent elements with either a face or an edge. Elements in the separation modules are arranged so that the longitudinal axes of two adjacent elements are in a vertical plane parallel to the longitudinal axis of the housing and are inclined at an angle of 30-60 ^about or 120-150 ^about to the horizontal. Elements of the upper and lower separation modules are symmetrical with respect to the horizontal plane passing through the longitudinal axis of the housing.

Размещение в зазоре между сепарационными модулями ряда поперечных вертикальных перегородок позволяет разделить исходный поток эмульсии, поступающий в межмодульный зазор, на ряд меньших, преимущественно равновеликих потоков, которые движутся к элементам верхнего и нижнего сепарационных модулей для дальнейшего расслоения. Наличие перегородок способствует ламинеризации этих разделенных потоков эмульсии, снижает интенсивность перемешивания эмульсии и разделенных фаз в межмодульном зазоре. Размещение отверстия в передней поперечной перегородке на уровне межмодульного зазора позволяет подать эмульсию непосредственно в зазор, а не через верхний и нижний сепарационные модули. Placing a number of transverse vertical partitions in the gap between the separation modules allows one to divide the initial emulsion flow entering the inter-module gap into a series of smaller, predominantly equal-sized flows that move to the elements of the upper and lower separation modules for further separation. The presence of partitions contributes to the lamination of these separated emulsion streams, reduces the intensity of mixing of the emulsion and the separated phases in the intermodule gap. Placing the hole in the front transverse partition at the level of the intermodular gap allows the emulsion to be fed directly into the gap, and not through the upper and lower separation modules.

Выполнение по меньшей мере по одному отверстию в каждой межмодульной перегородке, центры которых и центр отверстия в передней перегородке лежат на одной прямой линии, параллельной продольной оси корпуса или совпадающей с ней, позволяет осуществить подачу эмульсии по всей длине межмодульного зазора отстойной камеры и свести к минимуму турбулизацию потоков эмульсии. Выполнение задней поперечной перегородки сплошной ограничивает растекание эмульсии в направлении выходной камеры, минуя сепарационные модули, позволяет создать эмульсионный слой необходимой толщины. The implementation of at least one hole in each intermodular partition, the centers of which and the center of the hole in the front partition lie on one straight line parallel to or coinciding with the longitudinal axis of the housing, allows the emulsion to be fed along the entire length of the intermodular gap of the settling chamber and to minimize turbulization of emulsion flows. The implementation of the rear transverse solid partition limits the spreading of the emulsion in the direction of the outlet chamber, bypassing the separation modules, allows you to create an emulsion layer of the required thickness.

Размещение передней поперечной перегородки так, что ее верхняя кромка расположена выше верхних кромок задней перегородки и переливного порога для вывода легкой фазы, необходимо для того, чтобы исключить попадание эмульсии из входной камеры в объем разделенной легкой фазы, расположенной над верхним сепарационным модулем. Желательно, чтобы верхняя кромка задней перегородки была расположена ниже верхней кромки переливного порога для вывода легкой фазы, что создает более благоприятные условия для вывода разделенной легкой фазы в выходную камеру, стабилизирует границу раздела фаз (ГРФ) в отстойной и выходной камерах и положение эмульсионного слоя в отстойной камере. Placing the front transverse septum so that its upper edge is located above the upper edges of the rear septum and the overflow threshold for outputting the light phase is necessary in order to prevent the emulsion from entering the chamber into the volume of the divided light phase located above the upper separation module. It is desirable that the upper edge of the posterior septum is located below the upper edge of the overflow threshold for the output of the light phase, which creates more favorable conditions for the output of the divided light phase in the output chamber, stabilizes the phase boundary (GRF) in the settling and output chambers and the position of the emulsion layer in slop chamber.

Выполнение межмодульных перегородок изогнутыми посредине так, что каждая из них образует двугранный угол, равный 80-160^о, ребро которого вертикально, а боковые грани симметричны относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось корпуса, усиливает ламинеризацию потоков эмульсии и снижает еще более интенсивность перемешивания эмульсии и разделенных фаз в межмодульном зазоре. При величине двугранного угла менее 80^о и более 160^о имеет место нерациональное использование рабочего объема межмодульного зазора, ухудшается гидродинамики разделенных потоков эмульсии.The implementation of the intermodular partitions curved in the middle so that each of them forms a dihedral angle equal to 80-160 ^about , the edge of which is vertical, and the side faces are symmetrical with respect to the vertical plane passing through the longitudinal axis of the housing, enhances the lamination of the emulsion flows and reduces even more the intensity of mixing of the emulsion and separated phases in the intermodular gap. When the dihedral angle is less than 80 ^about and more than 160 ^{about, there} is irrational use of the working volume of the intermodular gap, and the hydrodynamics of the separated emulsion flows are worsened.

Выполнение отверстий в передней и в каждой межмодульной поперечной перегородке вблизи одной из боковых стенок корпуса, или вблизи обеих боковых стенок корпуса, или посередине перегородок, или посредине перегородок и вблизи обеих боковых стенок корпуса зависит от конфигурации отстойника и заданного расхода эмульсии. При большом расходе эмульсии число и размер отверстий возрастает, при малом уменьшается. Выполнение элементов сепарационных модулей в виде правильных призм, преимущественно ромбических, способствует увеличению удельной поверхности элементов. Элементы могут быть выполнены в виде круглых или овальных цилиндров, однако коалесценция капель на таких поверхностях будет несколько хуже. The holes in the front and in each intermodular transverse partition near one of the side walls of the casing, or near both side walls of the casing, or in the middle of the partitions, or in the middle of the partitions and near both side walls of the casing, depend on the configuration of the settler and the given emulsion flow rate. With a large flow rate of the emulsion, the number and size of holes increases, with a small decrease. The implementation of the elements of the separation modules in the form of regular prisms, mainly rhombic, contributes to an increase in the specific surface of the elements. Elements can be made in the form of round or oval cylinders, however, the coalescence of droplets on such surfaces will be somewhat worse.

Размещение элементов в сепарационных модулях так, что ни одна из боковых граней элемента не лежит в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси корпуса, обеспечивает пространственную ориентацию элементов, при которой всплывающие вверх капли легкой фазы и опускающиеся вниз капли тяжелой фазы движутся под углом к боковым граням элементов, а не параллельно им. Это имеет важное значение для эффективной коалесценции капель и отвода разделенных фаз из элементов. Расположение элементов в модулях так, что каждый элемент соприкасается с соседним элементом либо гранью, либо ребром, обеспечивает максимальную степень "упаковки" модулей, что повышает суммарную сепарационную поверхность элементов. Размещение элементов в сепарационных модулях таким образом, что продольные оси двух соседних элементов находятся в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси корпуса, и наклонены под углом 30 60^о или 120 150^о к горизонтали, обеспечивает отвод разделенных фаз из элементов либо в сторону передней поперечной перегородки (30-60^о), либо в сторону задней поперечной перегородки (120-150^о). Такое размещение элементов способствует улучшению условий расслаивания эмульсии в элементах и отвода разделенных фаз. При угле наклона осей менее 30^о (150^о) затрудняется вывод разделенных фаз из элементов модулей, при угле наклона более 60^о (120^о) ухудшается процесс расслаивания эмульсии из-за удлинения пути всплытия (опускания) капель.The placement of the elements in the separation modules so that none of the side faces of the element lies in a vertical plane parallel to the longitudinal axis of the housing, provides a spatial orientation of the elements, in which the light phase droplets floating up and the heavy phase dropping down move at an angle to the side faces of the elements rather than parallel to them. This is important for the effective coalescence of droplets and the removal of the separated phases from the elements. The location of the elements in the modules so that each element is in contact with the adjacent element either face or edge, provides the maximum degree of "packing" of the modules, which increases the total separation surface of the elements. Placing the elements in the separation modules so that the longitudinal axes of two adjacent elements are in a vertical plane parallel to the longitudinal axis of the housing and inclined at an angle of 30 ⁶⁰ or 120 ¹⁵⁰ to the horizontal and facilitates extraction of the separated phases of the elements or in the direction of the front transverse wall (30-60 ^o ), or towards the rear transverse septum (120-150 ^o ). This arrangement of the elements improves the conditions for delamination of the emulsion in the elements and the removal of the separated phases. At an angle of inclination of the axes ^of at least 30 ⁽¹⁵⁰⁾ output more difficult the separated phases of the elements of the modules at an inclination of ^about 60 ⁽¹²⁰⁾ delamination process deteriorates the emulsion due to lengthening the path of ascent (dropping) droplets.

Симметричное расположение элементов верхнего и нижнего сепарационных модулей относительно горизонтальной плоскости, проходящей через продольную ось корпуса, обеспечивает отвод разделенных фаз из элементов верхнего и нижнего модулей либо только в сторону передней поперечной перегородки, либо только в сторону задней поперечной перегородки. The symmetric arrangement of the elements of the upper and lower separation modules relative to the horizontal plane passing through the longitudinal axis of the housing ensures the separation of the separated phases from the elements of the upper and lower modules either only towards the front transverse partition or only towards the rear transverse partition.

На фиг. 1 показан гравитационный отстойник, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 гравитационный отстойник, продольный разрез, фрагмент. In FIG. 1 shows a gravity settler, a longitudinal section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4 gravity sedimentation tank, longitudinal section, fragment.

Гравитационный отстойник содержит корпус 1, который имеет патрубок 2 для ввода эмульсии, переливной порог 3 для вывода легкой фазы, гидрозатвор 4 для вывода тяжелой фазы, переднюю 5 и заднюю 6 поперечные перегородки, выгнутые в направлении движения эмульсии и разделяющие внутреннее пространство корпуса 1 на ряд камер: входную 7, отстойную 8 и выходную 9. Задняя поперечная перегородка 6 выполнена сплошной. Внутри отстойной камеры 8 имеются верхний 10 и нижний 11 горизонтальные сепарационные модули, которые размещены один над другим так, что между ними образуется горизонтальный пространственный зазор 12. Каждый из модулей 10 и 11 выполнен из идентичных полых наклонных элементов 13, открытых сверху и снизу и установленных параллельно друг другу таким образом, что верхняя 14 и нижняя 15 кромки каждого элемента 13 полностью или частично лежат в соответствующих горизонтальных плоскостях. В зазоре 12 между сепарационными модулями 10 и 11, высоту которого выбирают с учетом толщины эмульсионного слоя, размещены параллельно друг другу межмодульные вертикальные поперечные перегородки 16. В передней поперечной перегородке 5 и каждой межмодульной поперечной перегородке 16 на уровне зазора 12 выполнено по меньшей мере по одному отверстию 17 и 18, через которые осуществляется переток эмульсии из входной камеры 7 в отстойную камеру 8. Центры отверстий 17 и 18, расположенных в одинаковых местах перегородок 5 и 16, лежат на одной прямой линии 19, параллельной продольной оси корпуса 1. The gravity sump contains a housing 1, which has a nozzle 2 for introducing an emulsion, an overflow threshold 3 for outputting a light phase, a water trap 4 for outputting a heavy phase, front 5 and rear 6 transverse partitions, curved in the direction of movement of the emulsion and dividing the internal space of the housing 1 in a row chambers: input 7, slop 8 and output 9. The rear transverse partition 6 is solid. Inside the settling chamber 8 there are upper 10 and lower 11 horizontal separation modules, which are placed one above the other so that a horizontal spatial gap 12 is formed between them. Each of the modules 10 and 11 is made of identical hollow inclined elements 13, open from above and below and installed parallel to each other so that the upper 14 and lower 15 edges of each element 13 lie completely or partially in the respective horizontal planes. In the gap 12 between the separation modules 10 and 11, the height of which is selected taking into account the thickness of the emulsion layer, intermodular vertical transverse partitions 16 are placed parallel to each other. At least one one is made in the front transverse partition 5 and each intermodular transverse partition 16 at the level of the gap 12 hole 17 and 18, through which the emulsion is transferred from the inlet chamber 7 to the settling chamber 8. The centers of the holes 17 and 18 located in the same places of the partitions 5 and 16 lie on one straight line 19, p -parallel to the longitudinal axis of the housing 1.

Передняя 5 и задняя 6 поперечные перегородки имеют такую высоту, что их верхние кромки 20 и 21 выступают за верхние кромки 14 элементов 13 верхнего сепарационного модуля 10, а нижние кромки 22 и 23 этих перегородок выступают за нижние кромки 15 элементов 13 нижнего сепарационного модуля 11. Для исключения попадания эмульсии из входной камеры 7 в пространство отстойной камеры 8, расположенное над верхним сепарационным модулем 10, верхняя кромка 20 передней поперечной перегородки 5 расположена выше верхней кромки 24 переливного порога 3 для вывода легкой фазы. Для стабилизации границы раздела фаз в отстойной 8 и выходной 9 камерах и фиксирования положения эмульсионного слоя в отстойной камере 8 верхняя кромка 21 задней поперечной перегородки 6 расположена ниже верхней кромки 24 переливного порога 3. Нижняя кромка 22 передней поперечной перегородки 5 примыкает к днищу 25 корпуса 1, за счет чего исключается попадание эмульсии из входной камеры 7 в пространство отстойной камеры 8, заключенное между днищем 25 и нижними кромками 15 элементов 13 нижнего сепарационного модуля 11. Нижняя кромка 23 задней перегородки 6 образует щель 26 с днищем 25 для вывода осветленной тяжелой фазы из отстойной камеры 8 в выходную камеру 9. Межмодульные поперечные перегородки 16 могут быть выполнены прямыми или для более эффективного распределения эмульсии изогнутыми посредине таким образом, что каждая из них образует двугранный угол α, равный 80-160^о, ребро которого вертикально, а боковые грани симметричны относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось 27 корпуса 1. Вершина его линейного угла обращена преимущественно в сторону передней поперечной перегородки 5.The front 5 and rear 6 transverse partitions are so high that their upper edges 20 and 21 protrude beyond the upper edges 14 of the elements 13 of the upper separation module 10, and the lower edges 22 and 23 of these partitions protrude from the lower edges 15 of the elements 13 of the lower separation module 11. To prevent ingress of the emulsion from the inlet chamber 7 into the space of the settling chamber 8, located above the upper separation module 10, the upper edge 20 of the front transverse partition 5 is located above the upper edge 24 of the overflow threshold 3 for output light PS. To stabilize the phase boundary in the settling chamber 8 and the outlet 9 chamber and fixing the position of the emulsion layer in the settling chamber 8, the upper edge 21 of the rear transverse partition 6 is located below the upper edge 24 of the overflow threshold 3. The lower edge 22 of the front transverse partition 5 is adjacent to the bottom 25 of the housing 1 , thereby eliminating the ingress of the emulsion from the inlet chamber 7 into the space of the settling chamber 8, enclosed between the bottom 25 and the lower edges 15 of the elements 13 of the lower separation module 11. The lower edge 23 of the rear partition and 6 forms a slit 26 with a bottom 25 for outputting the clarified heavy phase from the settling chamber 8 to the exit chamber 9. The intermodular transverse partitions 16 can be straight or for more efficient distribution of the emulsion curved in the middle so that each of them forms a dihedral angle α, equal to 80-160 ^about , the edge of which is vertical, and the side faces are symmetrical with respect to the vertical plane passing through the longitudinal axis 27 of the housing 1. The top of its linear angle faces mainly the front transverse partitions 5.

Для распределения потока эмульсии, поступающего в отстойную камеру 8, отверстия 17 и 18, выполненные соответственно в передней перегородки 5 и в каждой межмодульной перегородке 16 могут быть размещены вблизи одной из боковых стенок 28 и 29 корпуса 1 или вблизи обеих боковых стенок 28 и 29, или посредине перегородок 5 и 16 или посредине перегородок 5, 16 и вблизи боковых стенок 28 и 29 корпуса 1. Преимущественным является положение отверстий 17 и 18 вблизи обеих боковых стенок 28 и 29 корпуса 1. To distribute the flow of emulsion entering the settling chamber 8, holes 17 and 18, respectively made in the front partition 5 and in each intermodule partition 16, can be placed near one of the side walls 28 and 29 of the housing 1 or near both side walls 28 and 29, or in the middle of the partitions 5 and 16 or in the middle of the partitions 5, 16 and near the side walls 28 and 29 of the housing 1. It is preferable to position the holes 17 and 18 near both side walls 28 and 29 of the housing 1.

Каждый элемент 13 сепарационных модулей 10, 11 может быть выполнен в виде правильной пустотелой призмы 33, преимущественно ромбической, имеющей боковые грани 34 и ребра 35. В этом случае при размещении в модулях 10 и 11 необходимо, чтобы ни одна из боковых граней 34 призмы 33 не лежала в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси 27 корпуса 1. Тогда при расслаивании эмульсии капли легкой фазы 36 и капли тяжелой фазы 37 будут всплывать или опускаться под углом к граням 34 призмы 33, а не параллельно им, что имеет важное значение для процесса коалесценции. Необходимо, чтобы каждый элемент 13 модулей 10 и 11 соприкасался с соседними элементами 13 либо гранью 34, либо ребром 35. Each element 13 of the separation modules 10, 11 can be made in the form of a regular hollow prism 33, mainly rhombic, having side faces 34 and ribs 35. In this case, when placed in modules 10 and 11, it is necessary that none of the side faces 34 of the prism 33 did not lie in a vertical plane parallel to the longitudinal axis 27 of the housing 1. Then, when the emulsion exfoliates, drops of the light phase 36 and drops of the heavy phase 37 will pop up or fall at an angle to the faces 34 of prism 33, and not parallel to them, which is important for the coalescence process tion. It is necessary that each element 13 of the modules 10 and 11 is in contact with neighboring elements 13 or face 34, or edge 35.

Для улучшения условий расслаивания и отвода разделенных фаз элементы 13 в сепарационных модулях 10 и 11 могут быть размещены таким образом, что продольные оси 30 двух соседних элементов 13, проходящие каждая через верхний 31 и нижний 32 концы элемента, находятся в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси 27 корпуса 1, и наклонены под углом β к горизонтали, равным 30-60^о или 120-150^о. Элементы 13 верхнего и нижнего сепарационного модулей 10 и 11 расположены симметрично относительно горизонтальной плоскости, проходящей через продольную ось 27 корпуса 1. Патрубок 2 для ввода эмульсии установлен в передней стенке 38 корпуса 1, а в задней стенке 39 корпуса размещены патрубок 40 для вывода легкой фазы и патрубок 41 для вывода тяжелой фазы.To improve the conditions of separation and removal of the separated phases, the elements 13 in the separation modules 10 and 11 can be placed so that the longitudinal axes 30 of two adjacent elements 13, each passing through the upper 31 and lower 32 ends of the element, are in a vertical plane parallel to the longitudinal axis 27 of the housing 1, and inclined at an angle β to the horizontal equal to 30-60 ^about or 120-150 ^about . Elements 13 of the upper and lower separation modules 10 and 11 are located symmetrically with respect to the horizontal plane passing through the longitudinal axis 27 of the housing 1. A pipe 2 for introducing the emulsion is installed in the front wall 38 of the housing 1, and a pipe 40 is placed in the rear wall of the housing 39 for outputting the light phase and a pipe 41 for outputting a heavy phase.

Гравитационный отстойник работает следующим образом. Эмульсия через патрубок 2 подается во входную камеру 7, где поток эмульсии разделяется на два потока, один из которых устремляется к боковой стенке 28 корпуса 1, а другой к боковой стенке 29. Через отверстия 17 и 18 в передней поперечной перегородке 5 и межмодульных поперечных перегородках 16 оба потока эмульсии движутся в отстойной камере 8 вдоль межмодульного зазора вблизи боковых стенок 28 и 29 в направлении задней поперечной перегородки 6. Одновременно оба потока растекаются в поперечном направлении от боковых стенок 28 и 29 к продольной оси 27 корпуса 1, заполняя пространство между перегородками 16, из которого эмульсия поступает в наклонные ромбические элементы 13 верхнего 10 и нижнего 11 сепарационных модулей. Процесс расслоения эмульсии, начавшийся при ее поступлении во входную камеру 7, наиболее активно продолжается в отстойной камере 8, где происходит постепенная ламинеризация потоков эмульсии, уже содержащих частично расслоившиеся легкую и тяжелую фазы. При движении внутри наклонных ромбических элементов 13 верхнего сепарационного модуля 10 капли легкой фазы 36 всплывают кверху, скапливаются на верхних наклонных боковых гранях ромбических призм 33, укрупняются и, скользя по граням, концен- трируются в V-образных восходящих каналах, образованных двумя смежными верхними гранями 34, по которым разделенная легкая фаза поднимается к верхним кромкам 14 элементов 13. Разделенная легкая фаза из элементов 13 нижнего сепарационного модуля 11 поступает в виде струй и крупных капель в пространственный межмодульный зазор 12, пересекая который она попадает в элементы 13 верхнего сепарационного модуля 10, объединяется с легкой фазой, образовавшейся в этих элементах, и выводится в основной объем легкой фазы отстойной камеры 8, находящийся над верхним сепарационным модулем 10. Gravity sump works as follows. The emulsion through the pipe 2 is fed into the inlet chamber 7, where the emulsion flow is divided into two streams, one of which rushes to the side wall 28 of the housing 1, and the other to the side wall 29. Through holes 17 and 18 in the front transverse partition 5 and the intermodular transverse partitions 16 both flows of the emulsion move in the settling chamber 8 along the intermodular gap near the side walls 28 and 29 in the direction of the rear transverse partition 6. At the same time, both flows flow in the transverse direction from the side walls 28 and 29 to the longitudinal axis 27 of the building mustache 1, filling the space between the partitions 16, from which the emulsion enters the inclined rhombic elements 13 of the upper 10 and lower 11 separation modules. The process of separation of the emulsion, which began when it entered the inlet chamber 7, most actively continues in the settling chamber 8, where there is a gradual laminating of the emulsion streams that already contain partially delaminated light and heavy phases. When moving inside the inclined rhombic elements 13 of the upper separation module 10, the drops of the light phase 36 float up, accumulate on the upper inclined side faces of the rhombic prisms 33, enlarge and, sliding along the faces, concentrate in V-shaped ascending channels formed by two adjacent upper faces 34, along which the divided light phase rises to the upper edges 14 of the elements 13. The divided light phase from the elements 13 of the lower separation module 11 enters in the form of jets and large drops in the spatial inter the module gap 12, crossing which it enters the elements 13 of the upper separation module 10, is combined with the light phase formed in these elements and is discharged into the main volume of the light phase of the settling chamber 8, located above the upper separation module 10.

Капли тяжелой фазы 37 при движении внутри ромбических призм 33 нижнего сепарационного модуля 11 оседают на нижних наклонных боковых гранях 34 призм, укрупняются и стекают в V-обазные нисходящие каналы, образованные двумя смежными нижними гранями 34, по которым разделенная тяжелая фаза стекает к нижним кромкам 15 сепарационных элементов 13. Разделенная тяжелая фаза из элементов 13 верхнего сепарационного модуля 10 поступает в виде струй и крупных глобул в межмодульный зазор 12, пересекая который она попадает в элементы нижнего сепарационного модуля 11, соединяется с тяжелой фазой, образовавшейся в этих элементах, и далее выводится в основной объем тяжелой фазы, находящийся под нижним сепарационным модулем 11. Droplets of the heavy phase 37, when moving inside the rhombic prisms 33 of the lower separation module 11, settle on the lower inclined side faces 34 of the prisms, coarsen and flow into V-shaped descending channels formed by two adjacent lower faces 34, along which the separated heavy phase flows to the lower edges 15 separation elements 13. The separated heavy phase from the elements 13 of the upper separation module 10 enters in the form of jets and large globules into the intermodule gap 12, crossing which it falls into the elements of the lower separation module I 11, is connected with the heavy phase formed in these elements, and then displayed in the main volume of the heavy phase, located under the lower separation module 11.

Расслоившаяся легкая фаза, которая поступает в зону над верхним сепарационным модулем 10, перемещается вначале в направлении передней поперечной перегородки 5, а затем в направлении задней перегородки 6, переливается через ее верхнюю кромку 21 и скапливается в верхней части выходной камеры 9. Отсюда легкая фаза, переливаясь через верхнюю кромку 24 порога 3, поступает в патрубок 40 и выводится из корпуса 1. The stratified light phase, which enters the zone above the upper separation module 10, moves first in the direction of the front transverse partition 5, and then in the direction of the rear partition 6, overflows through its upper edge 21 and accumulates in the upper part of the output chamber 9. Hence the light phase, overflowing through the upper edge 24 of the threshold 3, enters the pipe 40 and is removed from the housing 1.

Аналогично тяжелая фаза, концентрирующаяся под нижним модулем 11, поступает через щель 26 в нижнюю часть выходной камеры 9 и далее через гидрозатвор 4 и патрубок 41 выводится из корпуса 1. Similarly, the heavy phase, concentrating under the lower module 11, enters through the slot 26 into the lower part of the output chamber 9 and then through the hydraulic lock 4 and the pipe 41 is removed from the housing 1.

Предлагаемая конструкция отстойника для жидкостно-жидкостных экстракторов в результате улучшения гидроди- намики потоков эмульсии и разделенных фаз при их движении в межмодульном зазоре и сепарационных элементах, а также за счет выбора формы сепарационных элементов и их пространственной ориентации в модулях позволяет, как это показали проведенные испытания, повысить в 1,5-2 раза удельную объемную производительность отстойника. The proposed design of a settling tank for liquid-liquid extractors as a result of improving the hydrodynamics of emulsion flows and separated phases during their movement in the intermodular gap and separation elements, as well as by choosing the shape of the separation elements and their spatial orientation in the modules, allows, as shown by the tests to increase by 1.5-2 times the specific volumetric capacity of the sump.

Claims

1. A GRAVITATIONAL SILT FOR LIQUID-LIQUID EXTRACTORS, including a housing having a nozzle for introducing an emulsion, an overflow threshold for outputting a light phase, a water seal for outputting a heavy phase, front and rear transverse partitions that separate the interior of the housing to the input, settling and output chambers, and at least two separation modules placed in a settling chamber one above the other with a gap, each of which is made of identical hollow inclined elements open on both sides and installed in parallel to each other, with the upper and lower edges of the elements lying in horizontal planes, the front transverse partition adjoins the lower edge to the bottom of the housing and has at least one hole through which the inlet chamber communicates with the settling chamber, and the lower edge of the rear partition forms the bottom of the housing slot, characterized in that it is provided with a number of transverse vertical intermodule partitions located in the gap between the separation modules parallel to one another, an opening in the front transverse the partition is located at the level of the gap, at least one hole is made in each intermodular partition, and the centers of these holes and the center of the hole in the front partition lie near one straight line parallel to or coinciding with the longitudinal axis of the body, the rear transverse partition is solid, and the upper edge of the anterior transverse septum is located above the upper edges of the posterior transverse septum and the overflow threshold for outputting the light phase.

2. The sump according to claim 1, characterized in that each intermodular transverse partition is curved in the middle with the formation of a dihedral angle of 80 160 ^o , the edge of which is vertical, and the side faces are symmetrical with respect to the vertical plane passing through the longitudinal axis of the housing.

3. Sump according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the holes in the front and in each intermodular transverse partitions are made near one of the side walls of the casing, or near both side walls of the casing, or in the middle of the partitions, or in the middle of the partitions and near both side walls of the casing.

4. Sump according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that each element of the separation modules is made in the form of a regular prism, mainly rhombic, with its side faces lying in planes that do not coincide with vertical planes parallel to the longitudinal axis of the housing, and each element is in contact with adjacent elements face or edge .

5. Sump according to paragraphs. 1 to 4, characterized in that the longitudinal axis of two adjacent elements of the separation modules are in a vertical plane parallel to the axis of the housing, and are inclined at an angle of 30 60 ^o or 120 150 ^o to the horizontal, while the elements of the upper and lower separation modules are symmetrical relative to the horizontal plane, passing through the longitudinal axis of the housing.