Колонный аппарат для экстракции, отмывки и разделения суспензий

(55 В ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКН 1 СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТО РСК СВ ЕЛЬСТВУ о-исследовательск.Мир Б Те лев ульса ноло остная экстракция. М АРАТ ДЛЯ ЭКСТР РАЗДЕЛЕНИЯ СУ 4) КОЛОННЫИ АЦИИ, ОТМЫВКИЕНЗИЙ едполагаемомунны с перегособой вертири которого е перегородки,(21) 4877518/2 б (22) 24,10,90(46) 15,09.92. Бюл, М (71) Уральский науч химический институт (72) И.Г.Бляхер, А.Л ходжаев, З.У,Утабае рентьев, М.М.Вайсб (56) С,М.Корпачева и ционная аппаратура гии. М.: Химия, 1983Р,Трейбал, Жидк Химия, 1966, с, 546. Изобретение относится к аппаратам для экстракции компонентов из твердой фазы, разделения суспензий с их отмывкой и может быть использовано в химической. нефтехимической, металлургической, горной и других отраслях промышленности.Известны экстракторы-разделители колонного типа, в которых контактирование фаз осуществляется непрерывно при прямотоке или противотоке в пульсациснном режиме. Для разделения фаз экстракционные колонны снабжены в верхней и нижней частях соответствующими отстойными камерами,Основной недостаток таких аппарагов состоит в сложности отделения пульпы от промывной жидкости (экстрагента), которая захватывается ей в значительных количествах. Применение же противоточной про(57) Сущность изобретения: колонный аппарат для экстракции, отмывки и разделения суспензий содержит корпус, верхнюю и нижнюю осадительные камеры, снабженные штуцерами для подвода и отвода взаимодействующих сред. В корпусе, выполненном в виде набора усеченных конусов, соединенных большими и меньшими основаниями, размешены перфорированные тарелки. Тарелки установлены в месте стыка меньших оснований и делят аппарат на секции, каждая из которых снабжена плавающей шаровой или зернистой насадкой, Плотность тел насадки меньше плотности жидкой составляющей суспензии. Размер наименьших тел насадки больше размера отверстий тарелки. 1 ил,мывки резко ограничивает производительность экстрактора, так как в случае повышения производительности возрастает вынос промывной жидкости и мелких частиц твердой фазы в верхнюю отстойную камеру, Следует отметить, что снижение проницания жидкой составляющей исходной суспензии в нижнюю отстойную камеру (проницание может быть уменьшено за счет увеличения скорости промывной жидкости) одновременно приводит к разбавлению жидкой составляющей исходной суспензии, что в ряде случаев недопустимо или жестко ограничивается,Наиболее близ ризобретению являю ородками, предста екальный цилинд трасположены гориз ыне перекрывающие все сече;ие колонны и оказыва,ощие определенное секционирую щее воздействие. Последнее обстоятельсг во уменьшает отрицательное влияние продольного перемешивания на эффективность процессов экстракции и разделения, Тем не менее такие колонные аппараты не позволяют достаточно эффективно совмещать процессы экстракции и разделения, что соответственно вызывает необходимость проводить процессы раздельно в каскаде аппаратов: разделитель-экстрактор-разделитель-экстрактор и т,д., или же резко снижать производительность экстрактора.Целью настоящего изобретения является интенсификация процесса за счет увеличения скорости экстрагента или промывной жидкости, предотвращение забивки твердой фазой, улучшение отмывки и упрощение конструкции,Указанная цель достигается тем, что корпус экстрактора выполнен в виде набора полых усеченных конусов, соединенных большими и меньшими основаниями. Между меньшими основаниями установлены перфорированные тарелки, которые делят аппарат на секции. В каждой секции размещены слои плавающей шаровой или зернистои насадки, плотность которой меньше плотности жидкой фазы пульпы, Размер наименьших тел насадки больше размера отверстий тарелки, Для обеспечения импульсной разгрузки экстрактора, его нижняя осадительная камера снабжена клапаном периодического действия,На чертеже показан общий вид экстрактора-разделителя,Колонный аппарат для экстракции, отмывки и разделения суспензий состоит из корпуса, выполненного из усеченных конусов 1, соединенных друг с другом меньшими и большими основаниями, Между малыми основаниями установлены горизонтагьные перфорированные тарелки 2, разделяющие аппарат на камеры, в которых размещены слои плавающей шаровой или зернистой насадки 3. Отверстия перфорированной тарелки имеют диаметр меньший размера наименьших тел плавающей насадки. Колонна имеет верхнюю осадительную камеру 4 и нижнюю осадительную камеру 5. Патрубок б служит для подачи исходной пульпы. Через патрубок 7 отводится осветленный целевой раствор, Через патрубок 8 вводится промывная жидкость, а патрубки 9 предназначены для ее промежуточного отвода, Нижняя осадительная камера 5 снабжена клапаном периодического действия 10 с большим условным проходом" 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Колонный аппарат для экстракции, о-:- мывки и разделения суспензий работае следующим образом,Исходная пульпа через ггатрубок б в заданном обьеме непрерывно поступает в верхнюю осадительную камеру 4. Осветленная составляющая пульпы отводится через патрубки 7. Сущенная часть пульпы до заданного соотношения Т:Ж собирается в конической части осадительной камеры 4 над перфорированной решеткой 2 и периодически через определенные промежутки времени с помощью клапана 10 передается в верхнюю секцию аппарата, образованную двумя усеченными конусами 1, далее в никележащую ступень и т.д. до последней ступени экстрактора, откуда уже промыпгая твердая составляющая поступает в нижнюю осадительную камеру 5.Промывная жидкость подается через патрубки 8 в нижнюю осадительную камеру 5 и далее противотоком проходит последовательно все ступени экстрактора, фильтруясь через насадку и отмывая твердую составляющую пульпы, Отработанная промывная жидкость, в зависимости от условий работы экстрактора. отводится или через штуцер 9 верхней ступени экстрактора или через такой же штуцер июоой другой нике расположенной ступени. Слои плавающеи или зернистой насадки 3, имеющей плотность меньшую плотности жидкой составляющей суспензии, во время проведения процесса прижимаются к перфорированным решеткам 2, и препятствуют неорганизованному перетоку фаз из одной ступени экстрактора в другую, После окончательно-о завершения процесса экстракции или отмывки в последней нижней ступени аппарата в нижней осадительной камере 5 открывается разгрузочный клапан периодического действия 10, Производительность клапана 10 должна обеспечить залповый спуск заданного количества отмытой пульпы в минимальный промежуток времени Последнее является необходимым условием эффективной работы всего аппарата. При этом такое же количество пульпы перетекает также залпом из верхней осадительной камеры 4 в верхнюю ступень экстрактора, из верхней ступени в нижележащую и т.д, Кратковременный, но относительно большой поток пульпы, направленный сверху вниз. подхватывает плавающую насадку 3, перемегцает ее вниз на определенное расстояние от решеток 2. где площадь сечения усеченных конусов наибольшая, тем самым значительно уменьшается плотность упаковки плавающей насадки. что обеспечивае беспрепятствен.1761178 45 50 55 ное перемещение отстоявшегося объема пульпы из вышележащей ступени экстрактора в нижележащую и интенсивное ее смешение с оставшимся там объемом промывной жидкости и твердой составляющей обрабатываемой пульпы задержанной насадкой, После завершения стадии разгрузки клапан 10 закрывается, насадка всплывает, прижимается к решеткам и процессы отстаивания - экстракции продолжаются снова. Так как объемы поступающей пульпы и промывной жидкости в единицу времени значительно меньше залпового объема разгружаемой за это же время пульпы, то практически процесс экстракции, отмывки и разделения идет непрерывно без прекращения подачи исходной пульпы и промывной жидкости. При закрытом клапане промывная жидкость фильтруется через насадку и слои сгущенной пульпы, промывает их и отводится через штуцер 9 верхней ступени или через такие же штуцера любой другой ступени аппарата, При этом практически исключается попадание промывной жидкости в верхнюю отстойную камеру, а следовательно и ухудшение качества жидкой фазы обрабатываемой пульпы. Также исключается и вынос из нижерасположенной камеры в вышележащую мелкодисперсного материала, который фильтруется насадкой и задерживается ею. Последнее обстоятельство является очень важным, т.к, способствует увеличению интенсивности промывки пульпы без опасения выноса мелкодисперсной ее фракции в верхнюю отстойную камеру.Предложенное устройство позволяет; Улучшить качество конечных продуктов и повысить интенсивность за счет надежного секционирования всей ступеней и возможности увеличения скорости экстрагентаили промывной жидкости.Исключить забивку экстрактора твердой фазой, благодаря плавающей насадке и5 периодическому залповому спуску из негоопределенного объема пульпы, что обеспечивает очистку перфорированных решеток,насадки и стенок аппарата,Упростить конструкцию аппарата и10 уменьшить металлоемкость на его изготовление,Обеспечить непрерывность работы ивозможность автоматизации процессов экстракции, отмывки и разделения,15 Формула изобретения Колонный аппарат для экстракции, отмывки и разделения суспензий, включающий корпус, верхнюю и нижнюю 20 осадительные камеры, снабженные штуцерами для подвода и отвода сред, и размещенные в корпусе перфорированные тарелки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса за счет 25 увеличения скорости экстрагента или промывной жидкости, предотвращения забивки твердой фазой, улучшения отмывки и упрощения конструкции, нижняя осади- тельная камера снабжена клапаном перио дического действия, корпус выполнен ввиде набора усеченных конусов, соединенных большими и меньшими основаниями, перфорированные тарелки размещены в месте стыка меньших оснований и делят кор пус на секции, каждая из которых снабженаплавающей шаровой или зернистой насадкой, плотность которой меньше плотности жидкой составляющей суспензии, а размер наименьших тел насадки больше размера 40 отверстий тарелки.1761178 Редак орректор С.Юск Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 аказ 3205 ВНИИПИ Го Составитель М Техред М,Мор офмантал