Пульсационный экстрактор

,ЯО 11 04 АНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР делАм изоБРетений и ОтнРытий(71) Уфимский нефтяной институт(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 789126, кл. В 01 0 11/04, 1980.(54)(57) ПУЛЬСАЦИОННЬИ ЭКСТРАКТОР,содержащий вертикальный.цилиндрический корпус, разделенный по высотена отстойные и смесительные секции,образованные набором цилиндрическихвертикальных коаксиально расположенных перегородок, в кольцевых каналах которых установлены наклонные лопасти, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса экстракции путем интенсивного вращения жидкостных потоков во взаимно противоположных направлениях уменьшения общей высоты аппарата за счет сокращения высоты смесительной и отстойной зон, увеличения производительности, в смежных кольцевых каналах лопасти установлены в один или два ряда под углом 5-10о к горизонтали в противоположных на правленияхИзобретение относится к аппаратамхимической технологии, предназначенным для проведения процессов жидкостной экстракции, и может быть использовано на нефтехимических предприятиях.Известен пульсационный экстрактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высо.10те на отстойные и смЕсительные секции, образованные набором цилиндрических вертикальных коаксиально расположенных перегородок, в кольцевыхканалах которых установлены наклонные лопасти Я ,15Однако в отстойных зонах междусмесительными секциями наблюдаетсязначительная поперечная неравномерность и продольное перемешивание фазовых потоков, которые снижает эф 20фективность аппарата. Изготовлениецилиндрических перегородок с кольцевыми полками в горизонтальной плос -кости снижает производительность25экстрактора, требует значительныхтрудозатрат и расхода металла,Цель изобретения - интенсификацияпроцесса экстракции путем интенсивного вращения жидкостных потоков воЗОвзаимно противоположных направленияхуменьшение общей высоты аппарата засчет сокращения высоты смесительнойи отстойной зон, увеличение производительности.,Поставленная цель достигается тем,что в пульсационном экстракторе, ввключающем вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высотена отстойные и смесительные секции,образованные набором цилиндрическихвертикальных коаксиально расположен -ных перегородок, в кольцевых каналахкоторых установлены наклонные лопасти, в смежных кольцевых каналах лопасти установлены в один или дваряда под углом 5-10 к горизонталиов противоположных направлениях.На фиг. 1 представлен пульсационный экстрактор, продольный разрез;на фиг. 2 - два смежных коаксиальныхцилиндрау детали 1 и 11 на фиг. 1(стрелками указаны направления жидкостных потоков, Х и Х 2 струи измежлопастных каналов); на фиг. 355разрез А-А на фиг. 1 (стрелками показаны направления жидкостных потоковна выходе из кольцевых зазоров смесительной секции),Пульсационный экстрактор состоитиз корпуса 1 с чередующимися смесительными 2 и отстойными 3 секциями.Смесительная секция 2 образовананабором вертикальных цилиндрическихкоаксиально расположенных перегородок 4, фиксируемых между собой установленными в кольцевых каналахнаклонными лопастями 5 и б в одинили два ряда. Для подвода и отводажидких фаз имеются штуцеры 7-10. Патрубок 11 служит для подключенияпульсатора.Зкстрактор работает следующим образом,В штуцер 7 подается тяжелая фаза,которая выводится через штуцер 8, вштуцер 9 - легкая фаза, выводитсячерез штуцер 10. Таким образом, в колонне противопотоком двигаются двесмешивающиеся между собой жидкости,одна из которых при этом диспергируется.Проходя между лопастями 5 и б всмесительных секциях 2, жидкие потоки при пульсациях получают интенсивное вращательное движение, благодарячему происходит активное смешениеконтакриюущих фаз и интенсифицируется массообмен. Лопасти установленына таком расстоянии от кромок коаксиальных цилиндров и ориентированытаким образом, что вращательное движение струй в кольцевых зазорах незатухает, и струи вырываются из смежных зазоров в противоположных направлениях, что резко снижает поперечнуюнеравномерность и продольное перемешивание в отстойных зонах, так каксмежные противоположные направленияструи образуют как бы "завесы" и приэтом они гасят друг друга на некотором расстоянии от кромок смесительной секции. Струйные завесы являются продолжением цилиндрических перегородок и одновременно создают активный гидродинамический режим.Проведена экспериментальная проверка по гидродинамике и массообменуна модельной системе дизельное топливо - бензойная кислота - вода.Результаты проверки сведены втаблицу. Здесь с - угол наалона лопасти от .горизонтали, 2 А - двойная (полная) амплитуда пульсаций, Н - высота смесительной секции, Н, - высота отстойной эоны, Л - расстояние от1099975 ц, 2 А, мм Нмм Н , мм Ь, мм Х, мм , 3 Р , 1/м о 72 10 20 40 3 10 1,36 76 12 10 30 50 10 8 10 10 10 15 10 1,45 15 40 70 1,31 74 18 20 50 80 60 30 1,20 68 90 кромки цилиндрической перегородкидо торцов лопастей, Х - длина струииз межлопаточного каОала, котораязависит от ширины межлопаточногозазора ( 5 ) и может принять Х = 9 Б-;Ч,(у- у)100 Х - степень изЧХЧвлечения фэ = - фактор энер.Вэтсгоэффективности, 10где Ч , Ч - расходы сплошнойи дисперсной фаз,соответственно,Унф Ук- начальная и конечная концентрации б 5бензойной кислотыв воде, г/л,- начальная концентрация бенэойнойкислоты в дизтопливе, г/л,Ы = Ч + Ъ - суммарная нагрузкапо обеим фазам,и/м ч,Ветс - высота, эквивалентная теоретическойступени, м,У - интенсивность. пульсации, м/ч.Поисковая работа выполняется в ко- З 0лонне диаметром 80 мм, оптимальныеварианты повторяются в аппарате400 м. По результатам эксперимента можно35 заключить, что оптимальными параметрами являются М, = 5-10, Нт= (3-5) 2 АоЬ = Х, С точки зрения закрутки потоков малые углы наклона лопастей более желательны, но при этом растут гид равлические сопротивления, что связано с энергозатратами. Отстойная зонас одной стороны содействует перераспределению фазовых потоков, способствует возникновению "концевых эффектов", с другой стороны увеличиваетсяпродольное перемешивание и поперечная неравномерность. В конечном итоге положительное воздействие оказывается преобладающим. Эксперименталь.но найдено, что минимальная высота отстойной зоны должна быть неменее полного периода гармонических колебаний, что соответствуетдвойной амплитуде пульсаций (2 А),с учетом объема скоагулировавшейсядиснерсной фазы в отстойной зонеперед входом в смесительную секциюоптимальная величина несколько увеличивается. Оптимальная длина струйявляется продолжением цилиндрическихперегородок за счет закрутки струйв противоположных направлениях чтоспособствует уменьшению высоты смесительной секции, но дальнейшее увеличение струй (в зависимости от интенсивности пульсаций и ширинымежлопаточного зазора) приводит квозрастанию высоты отстойной зоны.Использование изобретения позволитрезко увеличить производительностьустановки, так как ликвидированыкольцевые перегородки в горизонтальной плоскости, уменьшается рабочая ввысота экстрактора за счет подбораоптимальных раэяеров смесительнойи отстойной зон, что достигаетсязакруткой потоков в противоположныхнаправлениях. В целом экономия вметалле доходит до 357.,1 оо 9;75 Рал ППП Патент , г.Ужгород, ул.Проектн ФО 2,1 Заказ 4457/7 1 Ж 682 Подписно