Пульсационный экстрактор

) В 01 Р 11ГОСУДАРСПО ДЕЛАМ ИСА РЕТЕН пульс переп ный м эффеэ щимиВЕННОЙ НОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Казанский ордена ТрудовогоКрасного Знамени химико-технологческий институт им.С.М.Кирова(56) 1.Авторское свидетельство СИ 1 967507, кл.В 01 Э 11/04,1980.2. Авторское свидетельство ССВ 680219, кл.В 01 Р 11/04, 1977.(54)(57) ПУЛ 1 САЦИОИИЫй ЗКСТРАКТор, включающий экстракционную колонну с коаксиально расположенным внутренним цилиндром, разделенную по высоте пакетами тарелок на участки,опроводы, источник постоянного ада давления и распределительеханизм, о т л н ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышенияктивности работы пульсационного кстрактора путем регулирования интенсивности пульсации по участкам, в цилиндре на границах участков выполнены отверстия, снабженные дроссельными регулирую органами.0 15 20 Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для проведения иассообменных процессов, и может быть использовано при работе на системах с сильно меняющимися физико-химичее кими свойствами в процессе переработки в химической, нефтехимической и других областях промышленности для проведения процессов жидкостной экстракцни.Известен пульсационный экстрактор, содержащий корпус, расположенный коаксиально ему кожух, перфорированные тарелки, размещенные в корпусе имежду корпусом и кожухом, корпус в нижней части выполнен с вертикальными прорезями с каправляющимн козырькаии, при этои проход-; ное сечение прорезей выполнено уменьшающимся ко высоте 11 1.Недостатком этого пульсационного экстрактора является низкая эффективность вследствие невозможности регулирования интенсивности пульсации по участкаи в аппарате в процессе 25 его эксплуатации.Наиболее близким к предлагаемоиу по технической сущности и достигаемо му результату является пульсационный экстрактор, содержащий экстрак- Зб ционную колонну с коаксиально расположенкыи внутрекнни цилиндром, разделенную по высоте пакетаии тарелок на участки,.патрубки подачи и слива легкой и тяжелой фаз, пульсо.З 5 проводы, заполненные жидкостью, распределительный механизм к источник постоянного перепада давления 2,1.Недостатком известного пульсацион-:. кого экстрактора является снижение 40 его эффективности при работе на системах, физико-химические свойства которых значительно изменяются по мере прохождения по аппарату, например систеиы трихлорэтилен ХХЭ) - как ролактаи - вода к масло - фенол.Изменение физико-химических свойств системы приводит к тому, что скорость движения дисперсной фазы может отличаться на выходном и вход п ном участках экстракциоккой колонны в 3 раза.В результате выходной участок, составляющий.не менее половины высоты аппарата, работает малоэффективно 55 вследствие низкой удерживающей способности. Изменение скоростей пото" ков фаз по аппарату можно компенсировать интенсификацией диспергирования на соответствующем участке аппа- рата.Цель изобретения - повышение эффективности работы пульсационного экстрактора путем регулирования интенсивности пульсации по участкам,Поставленная цель достигается тем, что в пульсационном экстракторе, содержащем экстракционную колонну с коаксиально расположенким внутренним цилиндром, разделенную по высоте пакетами тарелок на участки, пульсопроводы, источник постоянного перепада давления н распределителькый механизм, в цилиндре на границах Участков выполнены отверстия, снабженные дроссельнымк регулирующими органами.Благодаря этому возможно создание зон с различной гидродинамической обстановкой и ее регулирование в процессе эксплуатации аппарата в зависииости от изменения физико-хииичес ких свойств перерабатываемцх продуктов, т.е. возможна оптимизация процесса массопереноса на отдельно взятом участке аппарата и повышение его эффективности в целом.На чертеже изображена принципиалькая схема пульсациокного экстрактора.Пульсационкцй экстрактор содержит экстракционную колонну 1, разделенную коаксиалькым цилиндром 2 на кольцевую 3 и центральную 4 зоны, а пакетами тарелок на участки 1 - 1 У, распределительный механизм 5, соединенный пульсопроводами 6 с зонами колонны и тру" бопроводаии 7 - с источником постоян- ного перепада давления 8. В цилиндре иа границе участков 1 - 1 У выполнены отверстия. 9, снабженные дроссельнцмн регулирующимк органаии 10,Нульсациокный экстрактор работает следующим образом.Легкая и тяжелая фазы, посту. пающие в колонну 1, движутся противотокои е кольцевой 3 и центральной 4зонах. Пульсация создается распределительщж механизмом. 5, поочередно соедкняющки зоны колонны черезпульсопроводы 6 со всасывающими и нагнетательнцмипатрубками источникапостоянного перепада давления 8,причем половину периода жидкостьперекачивается иэ кольцевой зоны 3в центральную 4, а в следующую половину периода жидкость перекачквается,1152607 10 15 1 ЙЕЬ 6 д п ж)щф 2 3в обратном направлении, Таким образом, столб жидкости в центральнойи кольцевой зонах совершает возврат" но-поступательное движение в противофазе. Регулирование интенсивности пульсации на участках осуществляется дроссельными регулирующими органами 1 О, с помощью которых устанавливают определенную величину. перетока .жидкости из центральной части 4 и.кольцевой зоны 3. В ре" зультате происходит перераспределение энергии пульсации по участкам 1 - 1 У.Наибольшую интенсивность пульсации при этом имеет участок 1, а наименьшую - участок 1 У.Регулирование интенсивности пульсации осуществляется следующим образом. В том случае, когда дроссельные регулирующие органы полностью перекрывают отверстия на коаксиальиом цилиндре, интенсивность пульсации постоянна по всему аппарату и равна Э 2 А. Частота определяется числом оборотов ротора распределительного механизма 5, Амплитуда А ) - производительностью источника постоянного перепада давления.А215где Ь - производительность источникапостоянного перепада давления;6=5" - площадь поперечного сечения.кольцевой или центральнойэонщ- частота пульсацни или частота колебаний жидкости в ко.- лоние.В случае открытия дроссельиых регулирующих органов )О и установки определенных значений перетоков через отверстия 9 между центральной и кольцевой зонами, например С,6 6, частота. пульсации ие изменяется, так как оиа задается числом оборотов ротора распределительного механизма но происходит изменение амплитуды колебаний жидкости на участках П -1 У При изменении амплитуды колебаний на участках П - У соответственно . изменяется и интенсивность пульсации (1=2 А 1) . Таким образом, регчлируя величину перетоков по высоте колонны дроссельными регулирующимиорганами 1 О, можно регулировать величину интенсивности пульсации и тем самым создавать различную гидродинамическую обстановку на участках 1 - 1 У. Причем наименьшую интенсивность имеет участок 1 У на входецисперсной фазы. По иере подъемачастицы дисперсной фазы попадаютв участки с большей интенсивностьюпульсации, которая имеет максимальное значение на участке 1. Ростинтенсивности по зонам компенсируетизменение скоростей потока дисперс 20 ной фазы - повышает задержку дисперсной фазы на выходном участкеаппарата, выравнивает значение коэффициента массопередачи в направлениидвижения перерабатываемых продуктов25 за счет более развитой поверхностиконтакта фаз.Таким образом, регулирование интенсивности пульсации по участкам,т.е, создание зон с различной гидродинамической обстановкой, отвечающейопределенным значениям физико-химических свойств перерабатываемыхпродуктов, повышает эффективностьработы пульсационного экстрактора.35Работоспособность данной конструкции была проверена на лабораторнойкоаксиальиой колонне С наружнымдиаметром 100 м и диаметром коак. сиального цилиндра УО мм. Рабочая, часть колонны разделена пакетамитарелок на четыре участка, высотаучастка составила 400 мм, на границе участков были размещены дроссельные регулирующие органы,Проверка работоспособности даннойконструкции показала, что такоеконструктивное решение позволяетрегулировать интенсивность пульсациипо участкам в широком диапазонеинтенсивности: от 500 мм/мин на,входе дисперсиой фазы (зона 1 У ) идо 3000 мм/мии на выходезона 1). .И настоящее время в промышленности применяется вибрационный экстрактор с насадкой ГКАП. По совокупности показателей его качества этоустройство принято эа базовый объект,В этом объекте насадка ГКАП представ1152607 легкая Заказ 2368/4Подписное ППП "Патент одр уле Про г. ляет собой тарелку, перфорированную прямоугольными отверстиями с отогнутыми кромками. Тарелки снабжены сегментными срезами, увеличивающими их живое сечение, Достоинством экстрактора 1 базовый объект) является простота. изготовления, высокая производительность, Основными недостатками являются низкая эффективность (КПД тарелки не превышает 107. ), ненадежность узла создания вибрации.В разработанном пульсационном экстракторе за счет регулирования гидродинамической обстановки на отдельных участках по ходу дисперсной фазы создается оптимальная интенсивность пульсации, что позво ляет развить в экстракторе максимальную межфазную поверхность, снизить продольное перемешивание наотдельных участках аппарата, 5 Техническим преимуществом данногоустройства по сравнению с базовымобъектом является повышение эффективности пульсационного экстракторав 1,5 раза при сохранении высокойпроизводительности. Повышение эффективности пульсационного зкстракторапозволяет уменьшить высоту экстракционных аппаратов при сохранении качества рафината, что в свою очередьдает воэможность снизить расходэнергии на создание пульсации ирасход экстрактора.