RU2080162C1 - Apparatus for liquid membrane-mediated separation of substances - Google Patents
Apparatus for liquid membrane-mediated separation of substances Download PDFInfo
- Publication number
- RU2080162C1 RU2080162C1 RU94015776A RU94015776A RU2080162C1 RU 2080162 C1 RU2080162 C1 RU 2080162C1 RU 94015776 A RU94015776 A RU 94015776A RU 94015776 A RU94015776 A RU 94015776A RU 2080162 C1 RU2080162 C1 RU 2080162C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chambers
- liquid membrane
- phase
- liquid
- density
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области конструкций аппаратов, применяемых для проведения процессов разделения веществ с помощью жидких мембран и может быть использовано в химической, микробиологической и других отраслях промышленности для разделения, извлечения и очистки веществ. The invention relates to the field of apparatus designs used for carrying out separation processes using liquid membranes and can be used in chemical, microbiological and other industries for the separation, extraction and purification of substances.
Известны аппараты для разделения веществ с помощью жидких мембран, выполненные в виде двух камер, соединенных между собой общей верхней (или нижней) частью или пористой твердой мембраной (журнал "Теоретические основы химической технологии" 1984, т. 18, N 6, с. 736-738). В первом случае жидкая мембрана заполняет общую часть камер, во втором ею пропитывается пористая твердая мембрана. Переход вещества из фазы рафината, находящейся в одной из камер, в фазу экстракта, находящуюся в другой камере, происходит через "мембранную фазу", которая нерастворима в обеих фазах. Недостатком этих аппаратов является то, что они малопроизводительны и не имеют перспектив для широкого применения в промышленных процессах. Known apparatuses for separating substances using liquid membranes, made in the form of two chambers interconnected by a common upper (or lower) part or a porous solid membrane (journal "Theoretical Foundations of Chemical Technology" 1984, v. 18, No. 6, p. 736 -738). In the first case, the liquid membrane fills the common part of the chambers; in the second case, a porous solid membrane is impregnated with it. The transition of the substance from the raffinate phase, which is in one of the chambers, to the extract phase, which is in the other chamber, occurs through the "membrane phase", which is insoluble in both phases. The disadvantage of these devices is that they are inefficient and have no prospects for widespread use in industrial processes.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является конструкция аппарата для разделения вещества с помощью жидких мембран, состоящая из двух вертикальных камер, снабженных устройствами для диспергирования в жидкой мембране фазы рафината и фазы экстракта. Камеры соединены фильтрующей гидрофобной пористой перегородкой. Одна из камер снабжена также пульсационным устройством (Журнал "Теоретические основы химической технологии", 1984, т.18, N 6, с. 738, рис. 4). The closest in technical essence and the achieved effect is the design of the apparatus for separating substances using liquid membranes, consisting of two vertical chambers equipped with devices for dispersing the raffinate phase and extract phase in the liquid membrane. The cameras are connected by a filtering hydrophobic porous septum. One of the chambers is also equipped with a pulsating device (Journal "Theoretical Foundations of Chemical Technology", 1984, v. 18, No. 6, p. 738, Fig. 4).
Обе камеры заполняются жидкой мембраной ("мембранной" фазой). Жидкости, представляющие собой фазы исходного раствора (рафината) и растворителя (экстракта), диспергируются раздельно в обеих камерах и в виде капель движутся в "мембранной" фазе. Под действием пульсаций жидкая мембрана переходит из одной камеры в другую через фильтр, перенося с собой переходящее вещество. Both chambers are filled with a liquid membrane (“membrane” phase). Liquids, which are the phases of the initial solution (raffinate) and solvent (extract), are dispersed separately in both chambers and move in the form of droplets in the "membrane" phase. Under the influence of pulsations, the liquid membrane passes from one chamber to another through a filter, transferring a transition substance with it.
Недостатками известного аппарата являются сложность конструкции (особенно при проведении многоступенчатого процесса), связанная с наличием пульсационного устройства, и низкая надежность, обусловленная изменением поверхностных свойств фильтрующей перегородки в связи с неизбежным присутствием поверхностно-активных веществ в системе. The disadvantages of the known apparatus are the design complexity (especially when carrying out a multi-stage process) associated with the presence of a pulsating device, and low reliability due to a change in the surface properties of the filtering partition due to the inevitable presence of surface-active substances in the system.
Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности аппарата для разделения веществ с помощью жидких мембран. Эта задача решается благодаря тому, что в известном аппарате для разделения веществ с помощью жидких мембран, включающем соединенные между собой заполненные жидкой мембраной первую и вторую камеры с устройствами для диспергирования соответствующих фаз, а также штуцеры для подвода и отвода фаз, камеры соединены в верхних и нижних частях циркуляционными трубами так, что в каждой камере отверстие нижней трубы расположено выше границы раздела фазы и жидкой мембраны, когда плотность фазы превышает плотность жидкой мембраны, а отверстие верхней трубы расположено ниже границы раздела фазы и жидкой мембраны, когда плотность жидкой мембраны превышает плотность фазы. The objective of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the apparatus for the separation of substances using liquid membranes. This problem is solved due to the fact that in the known apparatus for separating substances using liquid membranes, including interconnected first and second chambers filled with a liquid membrane with devices for dispersing the corresponding phases, as well as fittings for supplying and removing phases, the chambers are connected in the upper and the lower parts by circulation pipes so that in each chamber the hole of the lower pipe is located above the interface between the phase and the liquid membrane, when the phase density exceeds the density of the liquid membrane, and the hole is top of the pipe is located below the interface between the phase and the liquid membrane when the density of the liquid membrane exceeds the density of the phase.
Аппарат снабжен дополнительными камерами с циркуляционными трубами аналогичной конструкции, размещенными под первой и второй камерами; размещенные друг под другом камеры разделены между собой перфорированными перегородками, а циркуляционные трубы расположены наклонно. The device is equipped with additional chambers with circulation pipes of a similar design, placed under the first and second chambers; chambers placed under each other are separated by perforated partitions, and the circulation pipes are inclined.
Соединением камер в верхних и нижних частях циркуляционными трубами с соответствующим их расположением в зависимости от плотностей фаз достигается естественное движение жидкой мембраны через обе камеры без механического воздействия извне (наложение пульсаций и т.п.) путем ее циркуляции, движущей силой которой служит разность плотностей эмульсий в камерах (эмульсии образуются при дроблении фаз рафината и экстракта в жидкой мембране). Такое решение существенно упрощает конструкцию аппарата (особенно при проведении многоступенчатых процессов) и повышает надежность его работы. By connecting the chambers in the upper and lower parts with circulation tubes with their respective location depending on the phase densities, the natural movement of the liquid membrane through both chambers is achieved without external mechanical action (pulsation, etc.) through its circulation, the driving force of which is the difference in the density of the emulsions in chambers (emulsions are formed by crushing the phases of the raffinate and extract in a liquid membrane). This solution greatly simplifies the design of the apparatus (especially when conducting multi-stage processes) and increases the reliability of its operation.
Дополнительное размещение камер с циркуляционными трубами аналогичной конструкции под первой и второй камерами позволяет проводить многоступенчатые процессы разделения веществ с помощью жидких мембран. Наиболее простым и надежным решением при этом оказалось разделение размещенных друг под другом камер с помощью перфорированных перегородок. The additional placement of chambers with circulation pipes of a similar design under the first and second chambers allows for multi-stage separation of substances using liquid membranes. The simplest and most reliable solution in this case was the separation of chambers placed under each other using perforated partitions.
Наклонное расположение циркуляционных труб предотвращает смешение фаз рафината и экстракта путем уноса капель циркулирующей между камерами жидкой мембраной. The inclined arrangement of the circulation pipes prevents the mixing of the phases of the raffinate and the extract by entrainment of the droplets of the liquid membrane circulating between the chambers.
На фиг. 1 и фиг. 2 схематично изображены два из возможных вариантов исполнения предлагаемого аппарата для разделения веществ с помощью жидких мембран. In FIG. 1 and FIG. 2 schematically depicts two of the possible embodiments of the proposed apparatus for the separation of substances using liquid membranes.
На фиг. 1 представлен одноступенчатый аппарат для случая, когда в первой камере граница раздела фазы и жидкой мембраны находится внизу (плотность фазы превышает плотность жидкой мембраны), а во второй камере вверху (плотность жидкой мембраны превышает плотность фазы). In FIG. 1 shows a single-stage apparatus for the case when in the first chamber the interface between the phase and the liquid membrane is below (the phase density exceeds the density of the liquid membrane), and in the second chamber above (the density of the liquid membrane exceeds the phase density).
На фиг. 2 изображен многоступенчатый аппарат, представляющий собой ряд дополнительных камер, расположенных под первой и второй камерами и разделенных между собой перфорированными перегородками. In FIG. 2 shows a multi-stage apparatus, which is a series of additional chambers located under the first and second chambers and separated by perforated partitions.
Аппарат состоит из первой камеры 1 и второй камеры 2, снабженных диспергирующими устройствами 3. Камеры 1 и 2 соединены в верхних и нижних частях циркуляционными трубами 4 и 5 и заполнены жидкой мембраной. При этом в случае, когда плотность жидкой мембраны меньше плотности диспергируемой в камере фазы (ρф> ρм) отверстие нижней трубы 5 расположено выше границы раздела фаз 6 в камере, как на фиг. 1 в камере 1 и на фиг. 2 в камерах 1 и 2. В случае, когда плотность жидкой мембраны превышает плотность фазы (ρф< ρм) отверстие верхней трубы 4 расположено ниже границы раздела 6, как в камере 2 на фиг. 1.The apparatus consists of a
Многоступенчатый аппарат (фиг. 2) снабжен перфорированными перегородками 7, служащими для разделения ступеней и дробления фаз. Перегородки размещены в двух вертикальных колоннах 8. Аппараты имеют штуцеры 9 для подачи и 10 для отвода фаз. The multi-stage apparatus (Fig. 2) is equipped with perforated partitions 7, which serve to separate the steps and crush the phases. Partitions are placed in two
Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.
Камеры 1 и 2 заполняются жидкой мембраной и через штуцеры 9 и диспергирующие устройства 3 в одну камеру подается фаза рафината, а в другую фаза экстракта. Устройствами 3 фазы рафината и экстракта распределяются в виде капель в объеме жидкой мембраны в камерах 1 и 2. В зависимости от значений плотностей фаз (ρф> ρм или ρф< ρм) фазы вводятся в камеры 1 и 2 сверху (ρф> ρм) или снизу (ρф< ρм) и капли соответственно движутся в камерах вниз или вверх, где они коалесцируют на границе раздела фаз и жидкой мембраны 6. Скоалесцировавшие фазы отводятся из аппарата через штуцера 10.
Если одна фаза тяжелее (ρф> ρм) а другая легче (ρф< ρм) жидкой мембраны, в одной из камер (1) граница раздела фазы и жидкой мембраны 6 размещается внизу, а в другой (2) вверху (фиг. 1). При этом в камере с нижней границей раздела возникает нисходящее, а в другой восходящее движение жидкой мембраны. Благодаря тому, что выходное отверстие нижней трубы 5 находится выше границы раздела фазы и жидкой мембраны 6 в камере 1, где ρф> ρм а выходное отверстие верхней трубы 4 расположено ниже границы раздела фазы и жидкой мембраны 6 в камере 2, где ρф< ρм циркулирующая через трубы 4 и 5 мембрана не захватывает с собой фазы рафината и экстракта и не происходит из смешение.If one phase is heavier (ρ f > ρ m ) and the other lighter (ρ f <ρ m ) of the liquid membrane, in one of the chambers (1) the interface between the phase and the
Если обе фазы (экстракта и рафината) тяжелее жидкой мембраны (ρф> ρм), то границы раздела фазы и жидкой мембраны 6 в обеих камерах находятся внизу, и капли фаз двигаются в камерах сверху вниз (фиг. 2). При этом разность плотностей эмульсий в камерах 1 и 2, служащая движущей силой циркуляции жидкой мембраны через трубы 4 и 5, обеспечивается разной скоростью подачи фаз в камеры. Отверстия нижней трубы 5 расположены выше границы раздела фаз и жидкой мембраны 6 в камерах 1 и 2 (фиг. 2), что, как и в первом случае, препятствует смешению потоков фаз рафината и экстракта. Размещая циркуляционные трубы 4 и 5 наклонно, как показано на фиг. 2, можно полностью исключить капельный захват фаз циркулирующей мембраной.If both phases (extract and raffinate) are heavier than the liquid membrane (ρ f > ρ m ), then the interface between the phase and the
Если обе фазы легче жидкой мембраны (ρф< ρм), то границы раздела находятся в обеих камерах наверху (как в камере 2 на фиг. 1) выше отверстий верхней трубы.If both phases are lighter than the liquid membrane (ρ f <ρ m ), then the interface is located in both chambers at the top (as in
При движении фаз через камеры 1 и 2 аппарата извлекаемое вещество жидкой мембраной, циркулирующей между камерами через соединяющие их циркуляционные трубы 4 и 5, переносится их фазы рафината в фазу экстракта. Для повышения степени извлечения в фазе экстракта может содержаться компонент, химически связывающий переходящее вещество. When the phases move through the
Практически полное извлечение вещества из фазы рафината может быть достигнуто в многоступенчатом аппарате (фиг. 2). В таком аппарате жидкая мембрана в соседних ступенях (каждая ступень состоит из двух камер 1 и 2) разделена слоями фаз в камерах 1 и 2, образующими границы раздела 6, которые в зависимости от плотностей контактирующих жидкостей располагаются над или под перфорированными перегородками 7. В первой по ходу движения фаз через аппарат ступени фазы рафината и экстракта дробятся на капли диспергирующими устройствами 3. Во второй и последующей ступенях дробление фаз обеспечивается перфорированными перегородками 7. В каждой ступени происходит дробление фаз на капли и последующая коалесценция их с образованием границы раздела между жидкой мембраной и слоем фазы над или под перфорированной перегородкой. Almost complete extraction of the substance from the raffinate phase can be achieved in a multi-stage apparatus (Fig. 2). In such an apparatus, the liquid membrane in adjacent steps (each step consists of two
Предлагаемый аппарат может работать также в циклическом режиме, когда подача фаз рафината и экстракта осуществляется прерывисто и в чередующейся последовательности. The proposed apparatus can also operate in a cyclic mode, when the supply of the phases of the raffinate and extract is carried out intermittently and in alternating sequence.
Благодаря простоте конструкции и надежности, достигаемых с помощью описанных технических решений, предлагаемый аппарат позволяет проводить многоступенчатые процессы разделения веществ методом жидких мембран, обеспечивая практически полное извлечение целевого компонента из фазы рафината. Due to the simplicity of design and reliability achieved using the described technical solutions, the proposed device allows for multi-stage separation of substances by the liquid membrane method, providing almost complete extraction of the target component from the raffinate phase.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94015776A RU2080162C1 (en) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Apparatus for liquid membrane-mediated separation of substances |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94015776A RU2080162C1 (en) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Apparatus for liquid membrane-mediated separation of substances |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94015776A RU94015776A (en) | 1996-01-10 |
RU2080162C1 true RU2080162C1 (en) | 1997-05-27 |
Family
ID=20155381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94015776A RU2080162C1 (en) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Apparatus for liquid membrane-mediated separation of substances |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2080162C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998045014A1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-15 | Bayer Aktiengesellschaft | Multiphase extractor with a wash chamber |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE183109T1 (en) * | 1995-10-19 | 1999-08-15 | Bayer Ag | MULTI STAGE THREE PHASE EXTRACTOR |
DE19707200A1 (en) | 1997-02-24 | 1998-08-27 | Bayer Ag | Three-phase extraction column |
-
1994
- 1994-04-27 RU RU94015776A patent/RU2080162C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Бояджиев Л. Трехфазная жидкостная экстракция - жидкие мембраны. Теоретические основы химической технологии. - 1984, т.18, N 5, с.738, рис.4. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998045014A1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-15 | Bayer Aktiengesellschaft | Multiphase extractor with a wash chamber |
US6454103B1 (en) | 1997-04-09 | 2002-09-24 | Bayer Aktiengesellschaft | Multiphase extractor with a wash chamber |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2475551C (en) | A system and method of separating entrained immiscible liquid component of an inlet stream | |
US4747948A (en) | Parallel plate extractor system and method for using same | |
US6132494A (en) | Process and means for separation of a well production stream | |
US6872239B2 (en) | Method and a system for separating a mixture | |
CN1155431C (en) | Method for separating a liquid from another liquid | |
US6446815B2 (en) | Multiple phase extractor | |
US6129842A (en) | Multiphase extractor | |
EP0370026A1 (en) | Liquid separator. | |
US6143178A (en) | Multi-stage extraction process | |
RU2080162C1 (en) | Apparatus for liquid membrane-mediated separation of substances | |
US6090352A (en) | Multistage three-phase extractor | |
US4804471A (en) | Oil-water separator | |
JP4333850B2 (en) | Method and apparatus for mixing / separating two types of incompatible liquids | |
US4748006A (en) | Extractor apparatus | |
US2820700A (en) | Fluid contacting apparatus | |
US6387255B1 (en) | Triphase extraction column | |
RU125483U1 (en) | THREE PHASE SEPARATOR | |
RU2177357C2 (en) | Multiphase extractor apparatus | |
SU982717A1 (en) | Apparatus for separating gas-liquid mixtures | |
JPS63209704A (en) | Flat-membrane type extractor | |
CN2464416Y (en) | Double inclined flow mark board automatic oil discharging oil-water separator | |
CN209759071U (en) | Recovery unit of aqueous phase entrains extractant | |
RU2178326C2 (en) | Method of multi-phase extraction | |
CA2630022C (en) | A system and method of separating entrained immiscible liquid component of an inlet stream | |
CA2235303A1 (en) | Multiple phase extractor |