Пульсационный экстрактор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 09) 01) 1 О 11/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИ 4Гурьянов, ва, В,Ф. Иос ,В. Шкриптан сунов Трудового хнологиче и тельство СССР/ОЬ, 1976.349,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Казанский орденаного Знамени химико-те(5 Ь)(57) ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий экстракционную колонну, патрубки подачи и слива тяжелой и легкой фаз., емкости, сообщенные с верхней и нижней отстойными зонами экстракционной колонны, пульсатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности экстрактора путем осуществления высоко- интенсивных режимов пульсации и снижения энергозатрат на создание пульсаций, экстрактор снабжен дополни" тельной емкостью, соединенной с средней частью экстракционной колонны че" рез пульсатор,1011Изобретение относится к аппаратамдля проведения массообменных процессов и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях:.промышленности для проведения процессов жидкостной экстракции,Известен пульсационный экстрактор,включающий экстракционную колонну,генератор пульсаций, емкость, выполняющую роль буфера, связанную трубо- Опроводом с нижней отстойной зонойэкстракционной кОлонны1 1.Недостатком известного аппаратаявляется малая эффективность, обусловленная низкой допустимой величиной интенсивности пульсаций, так/как при высоких интенсивностях пульсаций возникают значительные динамические нагрузки на Фундамент аппарата, затрудняющие его .эксплуатацию 20Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является аппарат дляжидкофазной экстракции, включающийэкстракционную колонну, патрубки по. 25дачи и слива тяжелой и легкой фаз,емкости, связаннце с верхней и нижней отстойными зонами экстракционнойколонны, пульсатор, установленный налинии подачи однОй из Фаз 2 1Недостатками данного пульсацион-ь,ного экстрактора являются низкая егоэффективность и значительные затратыэнергии на создание пульсаций, Не-.высокая эффективность аппарата обусловлена низкоинтенсивными режимамипульсаций; допускаемыми данной компоновкой аппарата, Высокийрасходэнергии на создание пульсаций обьясняется значительным перепадом давле".ния, затрачиваемым на преодолениеинерционности всего столба жидкостив аппарате, включая отстойные зоны итрубопроводы, на которых установленыемкости.Целью изобретения является повыше"ние эффективности пульсационного экстрактора путем осуществления высокоинтенсивных режимов пульсации и снижение энергозатрат на создание пуль"50саций.Поставленная цель достигается тем,что пульсационный экстрактор, включающий экстракционную колонну, патрубки подачи и слива тяжелой и легкой фаз, емкости, связанные с верхней и нижней отстойнцми зонами экстракционной колонны, лупьсатор снабжен довлиятельной емкостью, соеди 153 2ненной с средней частью экстракционной колонны через пульсатор.Такое техническое решение позволяет организовать в верхней и нижней частях колонны взаимопротивоположное движение равных масс жидкостей с рав ными ускорениями, устранить за счет этого динамические нагрузки на фундамент аппарата и осуществить процесс экстракции при высоких величинах интенсивностей пульсаций, что приводит к повышению эффективности экстракционной колонны. Изменяя газовые обьемы в емкостях, связанных с верхней и нижней отстойными зонами и в дополнительной емкости, можно регулировать собственную частоту колебаний жидкости в колонне и добиться осуществления пульсации и режима "Резонанса". Это позволяет значительно снизить затраты энергии на создание пульсаций.На чертеже показан предлагаемый экстрактор, разрез.Пульсационный экстрактор состоит из экстракционной колонны 1, пульса- тора 2, сообщенного с источником постоянного перепада давления 3 и связанного со средней частью экстракционной колонны 1 пульсопроводом 4 и с дополнительной емкостью 5, емкостей 6 и 7, связанных с нижней и с ,верхней отстойными зонами экстракционной колонны 1,Пульсационный экстрактор работаеследующим, образом,Подающиеся в экстракционную колонну 1 тяжелая и легкая фазы движутся противотоком. На противоточноедвижение Фаз. накладывается возвратнопоступательное пульсационное движение,которое создается при помощи пульсатора 2, который поочередно соединяетсреднюю часть экстракционной колонны 1 и дополнительную емкость 5 свсасывающим и нагнетающим патрубкамиисточника постоянного перепада давления 3, Первую половину периодажидкость перекачивают источником постоянного перепада давления 3 из емкостей 6 и 7 через колонну 1 в дополнительную емкость 5, при этом в частиколонны 1, расположенной выше точкиприсоединения пупьсопровода 4 (подачи импульса) к колонне, жидкость движется вниз, а ниже этой точки - вверх.В следующую часть периода жидкостьперекачивается в протнвополсщнсчд нТираж 686 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР,по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 1/5 Заказ 2617/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,3 101правлении - из дополнительной емкости5 через колонну 1 в емкости 6 и .При этом в аппарате столб жидкости,расположенный выше точки подвода импульса, движется вверх, а расположенный ниже точки подвода импульсавниз, Так как пульсирующее движениеравных по массе столбов жидкости вверхней и нижней частях колонны про.исходит в противоположных направлениях, силы, вызывающие это движение,взаимно уравновешиваются, т.е. ихрезультирующая, определяющая динамическую нагрузку на фундамент экстракционной колонны, равна нулю. Этопозволяет осуществлять процесс экстракции при высоких интенсивностяхпульсации и повысить тем самым эффективности экстрактора.- Изменяя объем газовых камер в емкостях 5-7 путем изменения уровнейжидкостей в них, добиваются совпадения собственной частоты колебанийжидкости в колонне 1 с вынужденными,задаваемыми пульсатором 2, При этомпульсация будет происходить в режимерезонанса на частотах, оптимальныхс точки зрения эффективности процесса экстракции. Общий расход энергии на создание пульсации, складывающийся из затрат на преодолениегидравлических сопротивлений и наускорение и торможение массы жидкости в аппарате, снизиФся, так какв резонансном режиме вторая составляющая затрат энергии равна нулю,тогда как расход энергии в пульсационных аппаратах известных кострукций на ускорение .и торможение массыжидкости составляет 25-103 общегоколичества затрачиваемой на пульсацию энергии,Предлагаемое устройство испытанона лабораторной модели с экстракционной колонной высотой 1500 мм и100 мм. Результаты испытаний срав 1153 4,нивались с результатами испытанийтой же колонны, но с подводом пульса.ций через пульсационное колено. Затраты энергии в предлагаемом пульсационмом экстракторе в резонансном режиме были на 10/.ниже, а при интен-сивности пульсации 3000 мм/мин дина"мические нагрузки на опоры колонныотсутствовали, За счет высокоинтен 10 1 сивного режима были получены зна. чения ВЭТС (высота, эквивалентнаятеоретической ступени разделения)порядка 125 мм на системе: вода - уксусная кислота - четыреххлористый уг 5 лерод.Использование предлагаемого пульсационного экстрактора позволяет интенсифицировать процесс экстракциив высокопроизводительных аппаратах20 при снижении расхода энергии на создание пульсаций до 103, Конструкцияпозволяет модернизировать действующиегравитационные экстракторы в пульсационные без их существенной реконст 2 з рукции, что обеспечивает значительныйэкономический эффект при интенсифи. кации гравитационных аппаратов,Проведенные предварительные техЗо нико-экономические расчеты позволиливыявить ряд преимуществ аппарата посравнению с пульсационными аппаратами, применяемыми в отечественнОм производстве, За базу сравнения принятпульсационный ситчатый аппарат спульсационным коленом Данная конструкция позволяет интенсифицироватьдействующие крупнотоннажные колонныпутем наложения пульсаций, что значительно сокращает расходы на созда"ние установки, Проведение процессаэкстракции в высокоинтенсивных гидродинамических режимах позволяет сократить затраты растворителей и соответственно затраты на их регенерацию