SU1531840A3 - Устройство дл диспергировани двух жидких фаз - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройству дл  диспергировани  двух жидких фаз в процессе экстрагировани  растворител , дл  регулировани  желаемого типа дисперсии и дл  подъема образовавшейс  дисперсии до уровн , который будет намного выше поверхности жидкости, наход щейс  в смесителе. Цель изобретени  - получение дисперсии, улучшение качества и создание двухконтурной циркул ции. В предлагаемом устройстве к циркул ционному цилиндру 6 смесител  5 подсоединены обратный трубопровод т желой фазы 27 и обратный трубопровод легкой фазы 29, которые отход т от отстойника одной и той же стадии экстрагировани . В верхней части смесител  коаксиально с турбонасосом 9 установлен дисперсионный насос 12, причем он установлен в точке, где дисперси  поднимаетс  над поверхностью жидкости 8 смесител  через две-двадцать четыре вертикальные трубки 15. Верхние концы поднимающих вертикальных трубок 15 соедин ютс  с круговой трубой 18, из которой поток дисперсии проходит к следующей стадии обработки через сборный лоток 22. Кругова  труба 18 снабжена по меньшей мере одной горизонтальной прорезью, расположенной внутри круговой трубы под углом 20-40 ° от самой высокой точки трубы. Кругова  труба снабжена наклонным вниз элементом, установленным на внешней кромке ее. Труба также снабжена кольцеобразной пластинкой. Внешн   поверхность сборного лотка снабжена наклонной поверхностью 25, направленной внутрь смесител  и продолжаетс  в виде изогнутой внутрь тормозной поверхности 26. 5 з.п.ф-лы. 3 ил.

Description

I

(21)4028550/23-26

(22)27.11.86

(31)854725

(32)28.11.85

(33)FI

(46) 23.12.89, Бюл. № 47

(71)Оутокумпу Ой (FI)

(72)Брор Гё ран Ниман, Стиг-Зрик Хальтхольм, Лауно Лео Лиль 

и Валто Йоханнес М китало (FI) (53) 66.061.5.05(088.8) (56) Патент СМА N 4628391, кл. В 01 D 11/04, 1980.

Патент США N 4235602, кл. 23-293, 1978.

Патент Великобритании N 2024645, кл. В 01 D 11/04, 1980.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ Л11СПЕРГИРОВАНИЯ

ДВУХ гашких ФАЗ

(57) Изобретение относитс  к устройству дл  диспергировани  двух жидких фаз в процессе экстрагировани  растворител , дл  регулировани  желаемого типа дисперсии и дл  подъема образовавшейс  дисперсии до уровн , который будет намного выше поверхности жидкости, наход щейс  в смесителе . Цель изобретени  - получение дисперсии, улучшение качества и создание двухконтурной шчркул ции. В предлагаемом устройстве к циркулирующему цилиндру 6 смесител  5 подсоединены обратный трубопровод т желой фазы 27 и обратный трубопровод

о S

(Л

ел

со kx)

см

лсгнсп (. I ibi , которые отход т от отстоГшпка одиоГ) и той же стадии экстра иронани . 1-1 иерхной части смесител  коаксиально с турбонасосом 9 устанои, ИМ дисперсионный насос 12, при геи пи , .угановлен в точке, где ,И 1спорси  поднимаетс  над поверхностью ,1(м-ги 8 с тесител  через две- /п.-агиьч гь чатьгре вертикальные трубки 15. Верхние кони,ь1 поднимающих вер- ппсальнмх трубок 15 соедин ютс  с Kpyi onoi i трубой 18, из которой поток дисперсии проходит к следующей стадии обработки через сборный лоток 22.

Кругова  труба 18 снабжена по меньшей мере одной горизонтальной прорезью , расположенной внутри круговой трубы под углом 20-40° от самой высокой точки трубы. Кругова  труба снабжена наклонным вниз элементом, установленным на внешней кромке ее. Труба также снабжена кольцеобразной пластинкой. Внешн   поверхность сборного лотка снабжена наклонной поверхностью 25, направленной внутрь смесител  и продолжаетс  в виде изогнутой внутрь тормозной поверхности 26,

15

5 3.п. ф-лы, 3 ил.

Язобретенип о пюситс  к устройству дл  диспергировани  двух жидких фаз в процессе экстрагировани  раст- воритсп  с помощью интенсифицирован- Hoii пе;;т ка.иьн(1Й циркул ции.

Целью изобретени   вл етс  получение дисперсии улучшенного качества и Ci -здание дпухкоитурной циркул ции ,

На ibiir. 1 дан смеситель, предотс- тоГшик и orciofiHHK, установленные вокруг гмс С1 1 е и , поперечный разрез на (Ьиг. 2 - дисперсион ц.1Й насос, аксонометри ; на ()иг. 3 - перхн   част смесител , г. 1Г1ер1:Чный разрез.

Устроис : ; голл ржит смеситель 1 ,

предо cTcn ii-и:: 2 и отстойник 3, тру- 6on;i(.iu..in 6. Г,иркулицион11ьи1 цилиндр 5, ко гпр(,1й расположен п нижней (дон- ) Mt iCTn С .мес ител , сужаюигуюс  ко- пусооОразную нерхнюю часть 6 циркул ционного Г:ьппндра 5 и пропод 7, HanpaiUiCHiihifi в верхнюю часть смесител , т.е. на ттонерхность жидкости 8. Диспергирование фаз жидкости про- исходит цилиндром циркул ции и с помощью турбинного насоса (турбонасоса ) 9, Установленного по отношению к ciiecHTCjiio в ;елом по центру или Э верхней части смесител . Внутри смеситгл  по его периферии установлено раздели ел1,ное кольцо 10, цри- ieM оно устапг Члено на той же высоте , что и туv 6oHacoc, чтобы раздели- тельн ое кочьцо 10 направл ло струю турбонасоса и основном вверх, благодар  чеьгу в случае будет об- разовыват1,с  циркул ци  дисперсии в виде дпойнс) петли (направление

циркул ции дисперсии на фиг. 1 показано стрелками).

Чтобы данный смеситель работал эффективно даже в случае обработки высокого объема потока раствора при гарантировании более равномерной интенсивности перемешивани , но котора  в среднем будет ниж.е обычной (интенсивности), в верхней части смесител  и на одной оси 11 с турбонасосом 9 устанавливаетс  дисперсионный насос 12. Основной и главной Функ191ей дисперсионного насоса  вл етс  гарантирование подъема потока дисперсии до уровн , который будет намного выше поверхности наход щейс  в смесителе жидкости, поскольку в данном случае поверхность жидкости Б предотстойнике 2 и отстойнике 3 также будет выше поверхности наход щейс  в смесителе жидкости. Дисперсионный насос 12 вращаетс  с той же скоростью, что и турбонасос. Всасывающее входное отверстие 13 всасывающего цилиндра 14 дисперсионного насоса 12 располагаетс  довольно близк от турбонасоса, несколько выше его средней точки, но об зательно ниже поверхности жидкости. Обслуживающие дисперсионный насос и поднимающие вверх трубки (вертикальные ,трубки) 1 устанавливаютс  своими нижними концами во всасывающем ю линдре, который сверху закрыт герметически. Упом нутые вертикальные трубки устанавлива- ютс  таким образом, чтобы ойи образовали расшир ющийс  вверх конус. Вокруг вертикальных трубок в нижней их м.ч ти (в частности ниже поверх515

иости жидкости) устаноплены конусные плиты 16 и 17. В верхней своей эти конусные плиты удлин ютс  по меньшей мере до тог-о же уровн , на котором находитс  поверхность Ж11дкос ти 8 смесител . Эти конусообразные пластинки врар(аютс  с той же скоростью , что и вертикальные трубки.

Угол возвышени  или подъема вертикальных трубок выбираетс  в зависимости от размера отверсти  и скорости вращени  самих трубок в диапазоне 30 - 60°. Количество вертикальных трубок может находитьс  в пределах 2-24. Диаметр вертикальных трубок выбираетс  с таким расчетом, чтобы скорость потока внутри трубок оставалась относительно низкой 0,1 - 0,5 м/с.

Образуема  потоком внутри этой площади турбулентность обычно бывает незначительной, так что работа, насоса или насосов не будет способствовать уменьшению размера средних капель .

В предлагаемом устройстве вертикальные трубки выполнены пр мыми, однако они могут иметь и другую форму, но при об зательном условии, что эта форма не будет придавать предназначенной дл  перекачки дисперсии импульсное усилие, которое будет либо слишком слабы, либо слишком сильным После правильного измерени  высота подъема дисперсионного насоса должна быть таковой, чтобь она поддерживала поверхность смесител  на таком низко уровне (подъем потока дисперсии на такой высокой уровень), чтобы легка  фаза жидкости из сборного лотка соседней  чейки свободно проходила на поверхность смесител  без индивидуального срабатывани  насоса и чтобы т жела  фаза жидкости проходила в цилиндр циркул ции непосредственно под турбонасосом.

Вертикальные трубки 15 довод т поток дисперсии непосредственно до круговой трубы 18, котора  соедин ет все вертикальные трубки. Кругова  трубка выполн ет функтщю центрифуги, раздел   фазы раствора, а в самой кольцевой или круговой трубе поток несколько затухает только по причине частичного столкновени  вытекающих из вертикальных трубок подпотоков. Поток дисперсии выходит из круговой трубы 18 (фиг. 2 и 3) через горизон8406

тальную прорезь 19, котора  располагаетс  внутри круговой трубы под углом примерно 20-40° по отношению к самой высокой точке трубы. Совсем необ зательно выполн ть горизонтальную прорезь 19 равномерной: пместо одной равномерной прорези можно выполнить и использовать несколько неJQ больших прорезей, выполненных в той части трубы,, котора  всегда находитс  в интервале между вертикальными трубками .

Над круговой трубой наклонно устаJ5 навливаетс  кольцеобразна  пластина 20, котора  окружает круговую трубу и заставл ет поток дисперсии, выход щий из круговой трубы, течь в интервале между кольцеобразной пластиной

20 20 и самой круговой трубой. По внешней кромке круговой трубы 18 установлен наклоненный по направлению вниз элемент 21, внешн   поверхность которого будет параллельна кольцеобразной

5 пласт ине. Основной функцией этого элемента 21  вл етс  заставить поток дисперсии отходить от круговой тру- . бы. Кольцеобразна  пластина и элемент 21 подобраны и установлены относи0 тельно друг друга таким образом, чтобы они йаправл ли по ток дисперсии, который выходит из круговой трубы, по направлению вниз под углом пример- , но в 45°.

Из круговой трубы 18 поток дисперсии проходит в верхнюю часть смесител  и дальше в сборт 1й лоток 22 дл  дисперсии, который окружает верхнюю часть смесител . Нижн   или допна 

.Q поверхность сборного лотка находитс  выше уровн  поверхности жидкости 8, наход п1ейс  в смесителе. Внешн   поверхность 23 сборного лотка одно- временно выполн ет функцию поверхности 1Ц1линдра самого смесител . Внутренн   поверхность 24 сборного лотка может быть выполнена, например, таким образом, чтобы в своей нижней части она была параллельна внешней

л поверхности, а в своей верхней части параллельна вертикальным трубкам 15 дисперсионного насоса. Кроме того, в соответствии с вариантом насто щего изобретени  образуетс  поверхность 25, котора  наклон етс  от - внешней поверхности сборного лотка по направлению внутрь, чтобы прин ть |на себ  поток дисперсии, причем нижн   часть наклонной поверхности

5

5

5

25 продолжаетс  в виде изогнутой внутрь тормозной понерхности 26.

Гибка  или нежна  обработка дис- перс1ш  вл етс  очень важным фактором в сведении на нет веро тности образовани  или возникновени  эмульгировани . Именно поэтому конструкци  устройсгБа вюпочает в себ  наклонную поверхность 25, о которую выход щий из круговой трубы поток дисперсии удар етс  под очень небольшим утлом. Тормозна  поверхность 26 используетс  дл  замедлени  потока дисперсии, так как проход щий вдоль этой поверхности поток дисперсии вынужден преодолевать сопротивление все еи;е дейст- .вующей центробежной силы. Если реакци  зкстрак1Ц1и протекает медленно, тогда эту тормозную поверхность можно не использовать, и в этом случае сборный лоток будет функциоггировать в качестве элемента продолжени  самого смесител , так как уже наход ща с  в сборном лотке дисперси  все еще совершает вихревое движение. Устройство работает следующим образом . Из сборного лотка поток дисперсии проходит в предотстойник, а затем и в отстойник.

Диспергирующее устройство (фиг.1) снабжено также обратными трубопроводами , отход щими от отстойника одного и того же этана экстрагировани : обратным трубопроводом 27 дл  более т желой фазы, который снабжен клапанами 28, и обратным трубопроводом 29 дл  более легкой фазы, который снабжен клапаном 30. Обратные потоки проход т в коническую часть 6 цилннд- ра циркул ции. Обратный трубопровод 27 т желой фазы используетс  также и в операци х по подготовке оборудовани  к запуску в работу. Соединенный с рабочим дисперсионным насосом обратный трубопровод т желой фазы гарантирует начало действи  циркул ции двойной петли, котора   вл етс  важным моментом нормальной работы всего смесител . Различи  в удельном весе используемых растворов может привести к возникновению ситуации, когда часть легкой фазы будет находитьс  в верхней части смесител , а часть т желой фазы - в нижней части смесител  в качестве преп тствий дл  нормального зануска в работу циpкyJf  ции смесител . Таким образом, дисперсионный насос будет поднимать отно

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сительно большую часть легкой фазы ггепосредственно в отстойник, откуда часть т желой фазы будет возвращатьс  по обратному трубопроводу в смеситель . После непродолжительного периода работы устройства в турбонасос смесител  через цилиндр циркул ции будет поступать достаточное количество т желой фазы раствора, так что имеютс  все услови  дл  нормального запуска в работу циркул ции двойной петли. Рекомендуетс  с помощью клапана 28 посто нно поддерживать возврат слегка т желой фазы.

Обратный 29 трубопровод легкой фазы можно использовать в том случае если необходимо или желательно диспергировать т желую фазу на капли. Если высота подъема дисперсионного насоса 12 и его производительность вполне достаточны и удовлетворительны , тогда поверхность жидкости в смесителе понижаетс  настолько, что можно без труда и успешно осуществить также и возврат легкой фазы. Другим лимитирующим фактором в данном случае  вл етс  сужение, обусловленное конусообразной верхней частью 6 цилиндра циркул ции, это сужение при-водит иногда к образованию внутри цилиндра циркул ции низкого давлени . Именно поэтому рекомендуетс  вводить все порции раствора в верхнюю часть цилиндра циркул ции. Площадь поперечного сечени  цилиндра - циркул ции должна быть в 0,2-0,6 раза больше площади поперечного сечени  самого смесител . Если поток дисперсии проходит вниз в циркул цию двойной петли, тогда этот поток дисперсии попадает в цилиндр 5 циркул ции через отверсти  31, расположенные в непосредственной близости от нижней части цилиндра циркул ции.

Если нейтрализующие добавки ввод тс  непосредственно в смеситель, тогда ре комендуетс  размещать необходимые измерительно-считывающие устройства 32, например дл  измерени  величины РН, и некоторые другие электроды в верхней части смесител , на них посто нно воздействовала поднимающа с  строго вверх стру  турбонасоса. Следовательно, .установленные ч пределах главной струи электроды всегда будут находитьс  в , чистом состо нии и обеспечивать более

высокую степень точности проволиг ых измерений.

Claims (6)

1. Формула изобретени 

   1, Устройство Дл  диспергировани  двух жидких фаз, содержащее смеситель , циркул ционный цилиндр, расположенный в его нижней части, турбинный насос, установленный над циркул  ционньм цилиндром, разделительное кольцо, предварительный отстойник, окружающи смеситель и отстойник, подсоединенный к смесителю, возвратный канал т желой фазы и канал легкой фазы от отстойника, отличающеес  тем, что, с целью получени  дисперсии улучшенного качества и создани  двухконтурной циркул ции, возвратный канал т желой фазы и канал легкой фазы соединены с верхней частью циркул ционного цилиндра, смеситель снабжен установленным над турбинным насосом соосно с ним дисперсионным насосом, всасывающий патрубок которого расположен над средней частью турбинного насоса, всасывающим 1Ц1ЛИНДРОМ, закрытым сверху и снабженным по меньшей мере двум  поднимающими трубами, конусными плитами, которые на нижнем конце проход т ниже поверхности жидкости, а

   «/7/5/; f9js

   IS

   0

   5

   0

   5

   0

   на верхнем конце - по меньшей мере до того же уровн , что и поверхность жидкости в смесителе, при этом поднимающие трубы снабжеЮ) соединительной круговой трубой с собираю 1и1м лотком.
2. 2.Устройство по п. 1, о т л и - чающе ее   тем, что кругова  труба снабжена по меньшей мере одной горизонтальной прорезью, котора  расположена внутри круговой трубы под углом в 20-40° от самой высокой точки трубы.
3. 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем,что кругова  труба снабжена наклонным вниз элементом, установленным на внешней кромке ее.
4. А. Устройство по п. 1, о т л и - чающеес  тем, что кругова  труба снабжена установленной в наклонной плоскости кольцеобразной пластиной .
5. 5.Устройство по п. 1, о т л и - чающеес  тем, что внешн   поверхность сборного лотка снабжена наклонной поверхностью, направленной внутрь смесител .
6. 6.Устройство по п. 1, о т л и - чающеес  тем, что нижн   часть наклонной поверхности продолжаетс  в виде изогнутой внутрь тормозной поверхности.

   W.

   24

   29

   28

   Фиг.З