RU2658053C1 - Многоступенчатый барботажный экстрактор - Google Patents
Многоступенчатый барботажный экстрактор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658053C1 RU2658053C1 RU2017140946A RU2017140946A RU2658053C1 RU 2658053 C1 RU2658053 C1 RU 2658053C1 RU 2017140946 A RU2017140946 A RU 2017140946A RU 2017140946 A RU2017140946 A RU 2017140946A RU 2658053 C1 RU2658053 C1 RU 2658053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- partition
- nozzles
- liquids
- gap
- settling
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0426—Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position
- B01D11/043—Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position with stationary contacting elements, sieve plates or loose contacting elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0426—Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position
- B01D11/0442—Mixers with gas-agitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0446—Juxtaposition of mixers-settlers
- B01D11/0453—Juxtaposition of mixers-settlers with narrow passages limited by plates, walls, e.g. helically coiled tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0446—Juxtaposition of mixers-settlers
- B01D11/0469—Juxtaposition of mixers-settlers with gas agitation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химическим аппаратам для экстракции в системах «жидкость-жидкость», широко используемых в химической и смежной с нею отраслях промышленности. Многоступенчатый барботажный экстрактор включает вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - внутреннего и наружного, газораспределительные насадки с отверстиями, а также переточные трубки для тяжелой жидкости. Между внутренним и наружным концентрическими патрубками смесительного устройства установлено дополнительное четное число концентрических патрубков. Каждый нечетный дополнительный патрубок, начиная с самого внутреннего, крепится к вышележащей перегородке с зазором к нижележащей перегородке, а каждый четный – к нижележащей перегородке с зазором к вышележащей перегородке секции-отстойника. Технический результат: повышение эффективности процесса экстракции путем увеличения времени контакта легкой и тяжелой жидкостей без увеличения высоты секции-отстойника. 1 ил.
Description
Изобретение относится к аппаратам для экстракции в системах "жидкость-жидкость", широко используемых в химической и смежной с нею отраслях промышленности (нефтехимической, пищевой, фармацевтической и др.).
Известны экстракторы, во внутренних смесительных устройствах которых интенсификация процесса экстракции осуществляется путем перемешивания жидкостей барботирующим инертным газом (например, а.с. СССР на изобретение №159800, B01D 11/04. 1964. БИ №2).
К недостаткам данных экстракторов можно отнести то, что поскольку ступени контакта жидкостей таких аппаратов располагаются одна над другой вертикально, повышение степени извлечения целевого компонента путем увеличения времени контакта жидкостей может быть осуществлено только за счет увеличения высоты ступеней, что в итоге приводит к увеличению общей высоты аппаратов с вытекающими отсюда увеличением расхода материала на изготовление экстракторов, повышением энергетических затрат на перекачивание жидкостей внутри аппаратов и т.д.
Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип является многоступенчатый барботажный экстрактор, включающий вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с установленными внутри них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - наружного и внутреннего, переточные трубки для тяжелой жидкости и газораспределительное насадки с отверстиями в боковых стенках выступающих под перегородку частей. Газораспределительные насадки расположены в нижней части внутренних патрубков, верхние срезы наружных патрубков расположены выше отверстий газораспределительных насадков вышележащей секции, а нижние срезы расположены на середине высоты секции (см. а.с. СССР на изобретение №610535, B01D 11/04. 1978. БИ №22).
С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: вертикальный корпус разделен перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами, выполненными в виде двух концентрических патрубков - наружного и внутреннего; в нижней части внутренних патрубков расположены газораспределительные насадки с отверстиями; переточные трубки для тяжелой жидкости.
Существенным недостатком описанного устройства является невозможность повышения в нем эффективности процесса экстракции без увеличения высоты секции-отстойника, что требуется для обеспечения необходимого времени контакта легкой и тяжелой жидкостей, поскольку известно, что для перехода целевого компонента между жидкими фазами необходимо достаточное время контакта жидкостей (см. Трейбал Р. Жидкостная экстракция. М.: Химия, 1966. - 724 с.). В таком же аппарате, где время контакта жидкостей определяется периодом движения жидкостей снизу вверх внутри внутреннего патрубка смесительного устройства, а затем сверху вниз в кольцевом канале между внутренним и наружным патрубками смесительного устройства, увеличения времени контакта жидкостей можно достигнуть только за счет увеличения высоты секции-отстойника и, следовательно, экстрактора в целом, что приведет к увеличению расхода материала на изготовление корпуса аппарата и затрат на перекачивание жидкостей внутри аппарата и т.д.
Задачей изобретения является повышение эффективности процесса экстракции путем увеличения времени контакта легкой и тяжелой жидкостей без увеличения высоты секции-отстойника.
Это достигается тем, что многоступенчатый барботажный экстрактор включает вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами в виде двух концентрических патрубков - наружного и внутреннего, в нижней части последнего расположен газораспределительный насадок с отверстиями, а также переточные трубки для тяжелой жидкости. Между внутренним и наружным концентрическими патрубками смесительного устройства установлено дополнительно четное число концентрических патрубков, каждый нечетный из которых, начиная с самого внутреннего, крепится к вышележащей перегородке с зазором к нижележащей перегородке, а каждый четный крепится к нижней перегородке с зазором к верхней перегородке секции-отстойника.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен вариант экстрактора, когда установлено только 2 дополнительных концентрических патрубков (на практике их число может быть 2, 4, 6 и т.д. в зависимости от требуемого времени контакта легкой и тяжелой жидкостей).
Многоступенчатый барботажный экстрактор включает вертикальный корпус 1, разделенный перегородками 2 на отдельные секции-отстойники. На перегородках между внутренним 3 и наружным 4 патрубками смесительного устройства расположены дополнительные внутренний (нечетный) 5 и наружный (четный) 6 концентрические патрубки. Внутренний патрубок 5 закреплен, например, сваркой в полотне верхней перегородки секции-отстойника и расположен с зазором к нижней перегородке секции-отстойника. Наружный патрубок 6 закреплен, например, сваркой в полотне нижней перегородки секции-отстойника и расположен с зазором к верхней перегородке секции-отстойника. В нижней части внутреннего патрубка 3 смесительного устройства расположен газораспределительный насадок 7 с отверстиями 8 в боковой стенке. В полотне перегородки 2 крепятся также переточные трубки 9 для тяжелой жидкости, которые в нижних заглушенных концах имеют отверстия 10. Верхний срез переточных трубок 9 поднят над перегородкой 2 и перекрыт колпачками 11 с прорезями 12 в нижней части и отверстиями 13 в верхних крышках.
Работает экстрактор следующим образом.
Легкая жидкость, например бензол, через нижний срез газораспределительного насадка 7 поступает внутрь патрубка 3. Туда же через отверстия 10 переточных трубок 9 из отстойной части вышележащей секции-отстойника поступает тяжелая жидкость, например вода. При совместном движении смеси жидкостей снизу вверх внутри патрубка 3 далее сверху вниз между патрубками 3 и 5, затем снизу вверх между патрубками 5 и 6, наконец, сверху вниз между патрубками 4 и 6 жидкости интенсивно перемешиваются барботирующим инертным газом, который поступает в патрубок 3 через отверстия 8 газораспределительных насадков 7. В верхней части пространства между патрубками 5 и 6 пузырьки газа отделяются от смеси жидкостей и газ выходит в зазор между верхней перегородкой секции-отстойника и верхним срезом патрубка 4, откуда поступает в смесительные устройства вышележащей секции-отстойника. Смесь жидкостей выходит между патрубками 4 и 6 в отстойную часть секции-отстойника, где капли тяжелой жидкости оседают в сплошной слой, границу которого определяет высота поднятия переточных трубок 9 над перегородкой 2, которая делит корпус экстрактора 1 на отдельные секции-отстойники.
Перекрытие верхних срезов переточных трубок 9 колпачками 11 с прорезями 12 в нижней части гарантирует попадание в трубки 9 только полностью отстоявшейся тяжелой жидкости. Отверстия 13 служат для выхода воздуха из колпачков 11 при заполнении экстрактора жидкостями перед пуском.
Устанавливая между патрубками 3 и 4 любое четное число дополнительных концентрических патрубков, каждый нечетный из которых, начиная с самого внутреннего, устанавливается с зазором к нижней перегородке секции, а каждый четный - с зазором к верхней перегородке секции, можно обеспечить любое необходимое время контакта реагирующих жидкостей.
Нормальная работа экстрактора будет обеспечена в том случае, когда кольцевые каналы между патрубками 3 и 5, а также 4 и 6 будут иметь такое поперечное сечение, при котором скорость движения смеси жидкостей там будет больше скорости всплытия газовых пузырей в смеси жидкостей.
Использование данного многоступенчатого барботажного экстрактора для промышленных систем позволяет добиться высокой эффективности процесса без увеличения высоты секций-отстойников и аппарата в целом, а также достигать практически неограниченной производительности экстрактора ввиду возможности установки в каждой секции-отстойнике любого количества параллельно работающих смесительных устройств.
Преимущество данного экстрактора по сравнению с аналогами заключается в том, что дополнительный контакт легкой и тяжелой жидкостей при их совместном движении сверху вниз в кольцевом канале между патрубками 3 и 5, а также при совместном движении жидкостей снизу вверх между патрубками 5 и 6 значительно увеличивает время пребывания жидкостей в смесительном элементе аппарата и, как конечный технический результат, повышает эффективность процесса экстракции без дополнительного увеличения общей высоты многоступенчатого барботажного экстрактора.
Claims (1)
- Многоступенчатый барботажный экстрактор, включающий вертикальный корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с расположенными внутри них смесительными устройствами, выполненными в виде двух концентрических патрубков - наружного и внутреннего, в нижней части последнего расположен газораспределительный насадок с отверстиями и переточные трубки для тяжелой жидкости, отличающийся тем, что в каждой секции-отстойнике между внутренними и наружными патрубками смесительных устройств установлено дополнительно четное количество концентрических патрубков, каждый нечетный из которых, начиная с самого внутреннего, крепится к вышележащей перегородке с зазором к нижележащей перегородке, а каждый четный патрубок крепится к нижележащей перегородке с зазором к вышележащей перегородке секции-отстойника.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140946A RU2658053C1 (ru) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | Многоступенчатый барботажный экстрактор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140946A RU2658053C1 (ru) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | Многоступенчатый барботажный экстрактор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2658053C1 true RU2658053C1 (ru) | 2018-06-19 |
Family
ID=62620040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017140946A RU2658053C1 (ru) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | Многоступенчатый барботажный экстрактор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2658053C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2405158A (en) * | 1945-01-16 | 1946-08-06 | American Cyanamid Co | Multiple contact countercurrent extractor |
SU610535A1 (ru) * | 1976-04-05 | 1978-06-15 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Имени Ленсовета | Многоступенчатый барботажный экстрактор |
SU789126A1 (ru) * | 1978-06-27 | 1980-12-23 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Пульсационный экстрактор |
SU1099975A1 (ru) * | 1983-04-28 | 1984-06-30 | Уфимский Нефтяной Институт | Пульсационный экстрактор |
US20030029795A1 (en) * | 2001-08-07 | 2003-02-13 | Galik George M. | Apparatus and methods for dispersing one fluid in another fluid using a permeable body |
RU2521966C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Барботажный экстрактор |
-
2017
- 2017-11-23 RU RU2017140946A patent/RU2658053C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2405158A (en) * | 1945-01-16 | 1946-08-06 | American Cyanamid Co | Multiple contact countercurrent extractor |
SU610535A1 (ru) * | 1976-04-05 | 1978-06-15 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Имени Ленсовета | Многоступенчатый барботажный экстрактор |
SU789126A1 (ru) * | 1978-06-27 | 1980-12-23 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Пульсационный экстрактор |
SU1099975A1 (ru) * | 1983-04-28 | 1984-06-30 | Уфимский Нефтяной Институт | Пульсационный экстрактор |
US20030029795A1 (en) * | 2001-08-07 | 2003-02-13 | Galik George M. | Apparatus and methods for dispersing one fluid in another fluid using a permeable body |
RU2521966C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Барботажный экстрактор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102802780B (zh) | 具有涡流接触级的气-液接触设备 | |
US2667407A (en) | Liquid-liquid contact method and apparatus | |
US3345046A (en) | Gas-liquid contactor | |
EP2996785B1 (en) | A liquid mixing collector and a method for its use | |
RU2016111347A (ru) | Смесительное и распределительное устройство, содержащее распределительную тарелку с периферийными отверстиями | |
EP3235554A1 (en) | Gas-liquid separation device | |
JP4585245B2 (ja) | 気/液反応または気/液/固反応用の反応器 | |
RU2658053C1 (ru) | Многоступенчатый барботажный экстрактор | |
FI57059C (fi) | Extraktionsenhet foer vaetske-vaetske-extraktion | |
JP2020514030A (ja) | 低液流を濃縮するためのバッフル壁を有する接触トレー及びそれを伴う方法 | |
RU2607730C1 (ru) | Массообменная колонна с перекрестным током жидкой и газовой (паровой) фаз системы "ПЕТОН" | |
US3658484A (en) | Countercurrent contact apparatus | |
US3389969A (en) | Countercurrent liquid-liquid extraction apparatus | |
RU2521966C1 (ru) | Барботажный экстрактор | |
GB689974A (en) | Improvements in or relating to apparatus for contacting of liquids with liquids or gases | |
RU2708361C1 (ru) | Вихревая контактная ступень тепломассообменных аппаратов | |
RU2528678C2 (ru) | Многоступенчатый барботажный экстрактор | |
KR102296700B1 (ko) | 물질 전달 칼럼용 트레이 | |
SU1152609A1 (ru) | Барботажный экстрактор | |
RU2688341C1 (ru) | Внутреннее устройство для тонкослойных отстойников | |
SU1629069A1 (ru) | Экстракционна колонна | |
SU751409A1 (ru) | Многоступенчатый барботажный экстрактор | |
RU201962U1 (ru) | Колонна для контактирования газа с жидкостью | |
SU144155A1 (ru) | Аппарат дл экстрагировани | |
US2608397A (en) | Apparatus for fractional distillation |