SU967507A1 - Пульсационный экстрактор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к аппаратглл дл  проведени  массообменных процессов и процессов физико-химического превращени  и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности ..

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  пульсационный экстрактор, содержащий корпус,. помещенный в коаксиальный кожух, возбудитель пульсации, диспергирующие сетки, причем между стенками кожуха и корпусом размещены перфорированные тарелки. .Возбудитель пульсации выполнен в виде штока с набором мешалок Cl J.

Недостатком известного пульсационного экстрактора  вл етс  то, что в нем нельз  совместить процессы физико-химического превращени  и жидкостной экстракции.

Проведение этих процессов в р де различных аппаратов приводит к увеличению энергозатрат, металлоемкости и зан тых площадей под оборудование .

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  массообмена, за счет уменьшени  продольного перемешивани  и увеличени  поверхности контакта фаз.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в пульсационном экстракторе, содержащем корпус, помещенный в коаксиальный кожух, и перфорированные тарелки, размещенные внутри корпуса и между стенками корпуса и кожуха, корпус в нижней части снабжен вер10 тикальными прорез ми с направл ющими козырьками, при этом проходное сечение прорезей выполнено уменьшающимс  по высоте.

Наличие прорезей в нижней части

15 корпуса экстрактора вызывает перетоки между каналами, образованными корпусом и кожухом аппарата. Это позвол ет изменить движение жидкости в аппарате по направлению и величи20 не, т.е. разложить общую скорость движени  на продольную и поперечную составл ющие. Изменение направлени  движени  жидкости улучшает услови  сепарации и увеличивает задержку дисперсной фазы.

Направл ющие козырьки создают вращательное движение жидкостного потока , что способствует снижению продольного перемешивани  и улучшению распределени  сплошной и дисперсной фаз по поперечному сечению аппарата Кроме того, переменное проходное сечение прорезей позвол ет полу чить любой закон изменени  скорости движени  жидкости в аппарате, завис щий от формы и величины проходног сечени  прорезей и закона изменени  их гидравлического сопротивлени . Увеличение проходного сечени  проре зей вызывает уменьшение-продольной . составл ющей скорости и увеличение радиальной составл ющей скорости, кроме того, увеличение проходного сечени  прорезей вызывает снижениеих гидравлического сопротивлени , что приводит к снижению общей скорости движени  жидкости. Таким образом, прорези в нижней Части корпуса экстрактора позвол ют создать в аппарате зоны с различным режимами перемешивани  и совместить процессы жидкостной экстракции и фи зико-химического превращени . На фиг.1 изображен аппарат/ продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1. . . Пульсационный экстрактор состоит из корпуса 1 и коаксиально расположенного кожуха 2, образующих два. канала аппарата - цилиндрический 3 и кольцевой 4. В каналах по высоте установлены перфорированные контакт ные устройства 5. На корпусе размещены патрубки 6 и 7 с коллекторами дл  подачи исходных веществ, патруб ки дл  вывода легкой 8 и т желой 9 фаз и газа 10. На корпусе 1 и кожуХе 2 аппарат i расположены патрубки 11 и 12 дл  подвода пульсации. Данные патрубки расположены так, что гидравлическое сопротивление зоны экстракции, т.е. пульсационного кон тура, расположенного выше патрубков равно гидравлическому сопротивлению зоны.реакционной, т.е. пульсационного .контура, расположенного ниже патрубков. в нижней части корпуса 1 имеютс  прорези 13, выполненные с направл ющими козырькйми и переменным проходным сечением по высоте. Пульсационный экстрактор рабо . тает следующим образом. Легка  и т жела  фазы подаютс  в аппарат соответственно через патрубки б и 7 и движутс  противотоком по цилиндрическому 3 и кольцевому 4 каналам. На основное движени фа.з накладываетс  возвратно-поступа тельное (пульсирующее)движение, которое создаетс  путем подачи импульсов давлени  противоположных знаков через патрубки 11 и 12. При подаче положительного импульса в патрубок 11 в кольцевом канале жидкость перетекает из кольцевого канала 4 в цилиндрический.в экстракционной зоне аппарата через верхний срез корпуса, а- в реакционной зоне - через прорези и нижний срез корпуса и отводитс  через патрубок 12 в цилиндрическом канале. При подаче положительного импульсй в патрубок 12 движение жидкости мен етс  на противоположное. Примеси, поступающие с легкой (дисперсной) фазой в реакционную зону, вступают в химическое взаимодействие с т желой (сплошной)фазой, поступающей из экстракционной зоны, в результате чего выдел етс  газ и образуетс  .твердый осадок. Легка  фаза, проход  через контактные устройства, дробитс  на мелкие капли, KOTOptJe, обтека  отогнутые кра  гфорезеЯ, приюбретают дополнительное вращательное движение. Вижри, ср  вак циес  с краев прорезей, вызывают повьп енную турбулизацию среды, что ведет к по-, вышению интенсивности перемешиваниф и дроблени  дисперсной фазы, что, в свою очередь, спбсобствует значительному- развитию межфазовой поверхности . В нижней части реакционной зо- ны скорость движени  жидкостб й относительно невелика (за счет шунтировани  пульсации через прорези и большого живого сечени  их), что создает благопри тные.услови  дл  осаждени  образующейс  твердой фазы, По мере движени  дисперсной фазы вверх, из-за уменьвгени  сечени  про-. резей, дисперсна  фаза испытывает возрастающее воздействие пульсгщии которое турбулизируат её, в резуль тате чего в реакционной зоне наблюдаетс  режим идеального перемешивани , способствующий ускорению реакции . Одновременно за счет знакопеременного давлени  происходит многократное перемещение жидкостей из кольцевого канала 4 в цилиндрический 3 и наоборот, что способствует выравниванию концентраций реагирующих веществ по поперечному се 1еНию аппарата и более равномерному распределению капель во всем объеме реакционной зоны. По мере протекани  реакции тверда  фаза под действием силы т жести осаждаетс  и накапливаетс  внизу аппарата, откуда отводитс  с т желой фазой, а газ равномерно распредел етс  за счет пульсаций по поперечному сечению аппарата, барботирует через экстракционную зону и отводифс:  через патрубок 10. Легка  фаза, поднима сь вверх, омываетс  свежей сплошной фазой, котора  экстрагирует примеси из капель, причем экстракци , начина сь в реакционной зоне, ускор етс  по мере движени  капель легкой фазы вверх, где протекает с посто нной скоростью.

Легка  фаза отводитс  через патрубок 7, а т жела  - через патрубок 9.

Следовательно, направл ющие козырьки прорезей создают вращение жидкостного потока в реакционной зоне в направлени х, соответствующих знаку подводимого.импульса. Вращение потока снижает продольное перемешивание , улучшает услови  диспергировани  легкой фазы за счет срезающих усилий на кра х прорезей, увеличивает поверхность контакта фаз и повышает скорость массообмена, за счет чего повышаетс  скорость процесса химического превращени , протекающего в диффузионной области.

Увеличение йроходного сечени  прорезей книзу реакционной зоны аппарата снижает продольную составл ющую скорости пульсации и увеличивает поперечную составл ющую за счет изменени  гидравлического сопротивлени  прорезей. Продольна  составл юща  пульсащии становитс  равной нулю в случае равенства проходного сечени  прорезей поперечному сечению цилиндрического и кольцевого каналов.

Снижение продольной составл ющей пульсации уменьшает интенсивность перемешивани  в нижней части аппарата , что благопри тствует интенсив-ному выделению твердого осадка из. легкой фа:зы.

Интенсивность перемешивани  в экстракционной зоне, где легка  фа.за и равномерно распределенный по каналам газ взаимодействуют с т желой фазой, посто нна благодар  наличию только продольной составл ющей пульсации. Это способствует равномерному процессу дроблени  и коалесценции дассперсиой (легкрй) фазы, интенсивному массообмену. Кроме того.

продольна  составл юща  пульсации вли ет на скорость всплывани  газовых пузырей,.что позвол ет получить равномерное газосодержание по всей высоте экстракционной зоны и уменьшает каналообразование. Наличие газовой фазы позвол ет интенсифицировать процесс экстракции благодар  увеличивающейс  поверхности контакта фаз. Таким образом, создание в одном аппарате зон с различныкм режимами перемешивани  позвол ет совместить в одном аппарате процессы физико-химического превращени  и жидкостной экстракции.

Применение изобретени  позвол ет совместить процессы физико-химического превращени  и жидкостной экстракции , что приводит к снижению энергозатрат, уменьшению расхода реагентов, металлоемкости и производственных площадей.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 281409, кл. В 01 D 11/04, 1969.