Экстрактор

и 1 4768184,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) Ч К вкц е с присоединением Государственный комите Совета Министров ССС,061,588.8) юллетеньпо лелям изобретен н:ткрытнй убликования описани Авторыизобретецц М. Чликадз(71) Заявите Московский ордена Трудового Красного Знамени институт тонк химической технологии им, М. В. Ломоносова ТРАКТОР Изобретение относится к конструкциям колонных противоточных экстракторов и может быть использовано в процессах жидкостной экстр акции.Известен экстрактор для систем жид кость - жидкость, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высоте горизонтальными перфорированными тарелками на экстракционные ступени, переточные патрубки с верхними и нижними колпач ками, установленными в отверстиях тарелок, вал с мешалками, установленными в экстракционных ступенях, и штуцера ввода и вывода фаз.Известный экстрактор имеет низкую эффек тивцость массообмена из-за недостаточной интенсивности диспергирования и перемешцвания фаз в секциях. Через отверстия в колпачках подъемных патрубков происходит утечка легкой фазы, а сплошные слои всех секций со общаются между собой, Это приводит к нарушению распределения рабочих концентраций по высоте колонны после прекращения ее питания. Кроме того при интенсивном перемешивании экстрактор должен иметь высокую 25 эффективность ступеней, однако при этом сплошная фаза, покидающая аппарат, несмотря на прохождение лабиринта и сетки, содержит мелкие капли дисперсной фазы. При использовании дорогих реагентов необходимо ЗО устанавливать после аппарата дополнительные отстойники или устройства для обращения фаз. Из-за насосного действия мешалок неизбежен подъем тяжелой фазы по центральному патрубку вместе с легкой фазой, что приводит к обратному перемешнвацию, уменьшающему эффективность массообмена. После прекращения питания аппарата происходит полное расслаиванце фаз ц нарушение распределения рабочих концентраций по высоте колонны. 1-1 еобходимы затраты времени ц реагентов при повторном выводе экстрактора на рабочий режим.Цель изобретения - обращение фаз ц устранение уноса дисперсной фазы со сплошной, а также сохранение распределения концентраций по высоте колонны после прекращения питания,Согласно изобретению на нижней тарелке установлены гидрозатворы, выполненные в виде удлиненных патрубков с колпачками, верхние колпачки снабжены 11-образными патруокамп, а в нижних колпачках выполнены рассцфонирующце отверстия.На фцг. 1 показан экстрактор, продольный разрез; ца фцг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - переточные патрубки, продольный разрез; на фцг. 4 - 1.1-образный патрубок, продольный разрез; на фиг. 5 - крепление мешалки, продольный разрез; ца фиг, 6 -двусторонний гидрозатвор, продольный раз. рез,Экстрактор состоит пз вертикального цилиндрического корпуса 1, разделенного по высоте горизонтальными перфорировапными тарелками 2 на экстракцпонные ступени 3. В отверстиях тарелок установлены переточпые патрубки 4 с верхними 5 и нижними 6 колпачками с рассифонирующими отверстиями 7,Спускное устройство состоит из патрубка 8 и нижнего колпачка 9. На верхних колпачках 5 установлены перевернутые 3-образные патрубки 10.На общем валу 11 укреплены мешалки 12 для диспергирования и перемешивания жидкостей в каждой секции, Неподвижные кольца 13 ограничивают зоны промежуточного отстаивания 14 и 15 от зоны перемешпвания секции. В смесительных секциях установлены вертикальные отбойные перегородки 16.В месте прохода через тарелку 2 вал 11 уплотнен с помощью гильзы 17, которая в паре с перевернутым колпачком 18, жестко укрепленным на валу 11, создает гидрозатвор (возможны уплотнения и других конструкций).В нижней части колонны имеется система двусторонних гидрозатворов обращения фаз, состоящая из нижней тарелки 19, удлиненных патрубков 20 и 21 (для легкой и тяжелой жидкости) с удлиненными колпачками 22 и 23. Устройство для обращения фаз включает также гильзу 24, колпачковую втулку 25, являющуюся одновременно колпачком гидро- затвора и втулкой для крепления мешалки 12, а также кольцевые перегородки 26, Патрубок 20 сверху перекрыт колпачком 27 с перевернутым 11-образным патрубком 28, Удлиненный колпачок 22 снизу имеет отверстие 29 для рассифонивания.Конструктивным вариантом двухстороннего гидрозатвора, целесообразным для колонн большого диаметра, является совмещение его в одном узле. Комбинированный двухсторонний гидрозатвор состоит из центрального подъемного патрубка 30, к которому прикреплен стакан 31. Кольцевое пространство между патрубком 30 и стаканом 31 образует спускной канал. Имеющий снизу прорези 32 стакан 31 снизу перекрыт перевернутым колпачком 33. Колпачок 27 снабжен 11-образным патрубком 28.Когда тяжелая жидкость является дисперсной фазой, двухсторонний гидрозатвор выполнен в перевернутом виде. При этом гильза 17 и колпачок 18 расположены пад тарелкой 2, а устройство для обращения фаз размещено вверху колонны,жидкости поступают в аппарат снизу (легкая) и сверху (тяжелая). По соответствующим патрубкам гидрозатворов жидкости проходят в экстракционные ступени, где диспергируются и перемешиваются. В следующую секцию диспергпруемая легкая фаза проходит только после ее коалесценции под тарелкой 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 и с последующим поступлением в заборный колпачок 6 подъемного устройства, Сплошная фаза переходит из секции по патрубкам 8 через колпачок 9. Конструкция двухстороннего гидрозатвора полностью устраняет обратное перемешпваппе сплошной фазы. Поступив в следующую ступень, диспергируемая фаза вновь диспергируется, Многократное повторение процессов коалесценцпи и диспергирования способствует обновлению поверхности контакта фаз и интенсификации массообмена.Благодаря отмеченным особенностям конструкции эффективность каждой секции приближается к эффекту действия теоретической тарелки, Существенно, что прп наличии практически полной изоляции секций и полного перемешивания в них их КПД мало зависит от производительности аппарата, по аналогии с КПД ступени ящичного экстрактора,При прекращении перемешиванпя и подачи жидкостей выходные сечения колпачков 9 и 23 для тяжелой жидкости остаются погруженными в слой легкой жидкости, а колпачки 5 и 27 для легкой жидкости - в тяжелую жидкость; оставшиеся в колпачках жидкости запирают проходные патрубки. В результате образовавшийся двойной гидрозатвор сохраняет слой легкой жидкости под тарелками 2 и 19 и под колпачками 5 и 22. Существенно, что конец гильзы 17 и нижние входные сечения патрубков 4 и 20 для прохода легкой фазы находятся ниже уровня свободного сечения колпачков 9 и 22 для перетока тяжелой жидкости.Двухсторонний гидрозатвор при перерывах в работе ограничивает расслаивание фаз пределами одной секции, чем обеспечивается практическое сохранение по высоте колонны рабочего распределения концентраций. Благодаря этому при повторных запусках колонны, даже после длительного перерыва в работе, е приходится затрачивать время и реагенты для вывода ее на рабочий режим,Во время заполнения колонны при запуске в работу под колпачками 5 и 27 для прохода легкой жидкости и под тарелками 2 и 19 частично накапливается воздух. Когда присутствие воздуха под тарелкой 2 по технологии допустимо, его удаление не обязательно, так как, нс препятствуя работе колонны, он уменьшает необходимое для гидрозатвора количество легкой жидкости.Удаление из-под колпачков 5 и 27 воздуха. ухудшающего транспорт жидкостей, происходит через 1.1-образные перевернутые патрубки 10 и 28. Остающиеся в перевернутых 1.1-образных патрубках воздушные пузыри предотвращают утечку легкой фазы.В устройстве для обращения фаз под тарелкой9 находится сплошной слой диспергированной фазы., доходящей почти до кольцевых перегородок 26, в котором расположена мешалка 12. Это обеспечивает диспергирование сплошной фазы, стекающей по патрубку 2 и удлиненному перевернутому колпачку 23,476884 11 Наличие двух секций, работающих с обра-.щенными фазами, обеспечивает выход из ко.лонны чистой сплошной фазы. Предмет изобретения1. Экстрактор для систем жидкость - жидкость, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высоте горизонтальными перфорированными тарелками на экстракционные ступени, переточные патрубки с верхними и нижнимп колпачками, установленными в отверстиях тарелок, вал с мешалками, установленными в экстракционных ступенях, и штуцера ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью обращения фаз и устранения уноса дисперсной фазы со сплошной, на нижней тарелке установле ны гидрозатворы, выполненные в виде удлиненных патрубков с колпачками.2. Экстрактор по п, 1, отл ич а ю щи й с ятем, что, с целью сохранения распределения концентраций по высоте колонны после пре кращсния питания, верхние колпачки снабжены 13-образными патрубками, а в нижних колпачках выполнены рассифонирующие отверстия.аказ 28242ЦНИ писно И Г пография, пр. Сапунова,Изд. ЛЬ 1614 Тир сударственного комитета Советпо делам изобретений и откр Москва, )К, Раушская паб.,ж 782Министров СССтпйд. 4/5