Аппарат для экстрагирования из твердых материалов

Союз СоветскихоциалистицескихРеспублик 1) 554873 61) Дополнительное к авт, с 51) 1. 1 л,2) Заявлено 30.04.74 (2 ) 2020392/2присоединением заявки-011 0 сударстеенныи квинтеавета 1 инниетров СССРоо делам изобретенийн открытий(72) Авторы В. Ю. Бакре В. АРиц, М. И, Курочкина, П. Г, Роман иэо ретен нинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический(54) АППАРАТ ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ИЗ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ е точным извлече Изобретение относится к области экстрагирова.1 ния веществ, содержащихся в порах твердых дис. персных частиц, и может быть использовано в гидролизном производстве, в пищевой; химической, гидрометаллургической и других отраслях промышленности.Известен аппарат для экстрагирования из твердых материалов, содержащий корпус, разделенный перегородками на секции для контактирования фаз, газлифты, загрузочное и выгруэочное устройства, переточные трубы, снабженные вентилями, и акустические излучатели.Недостатком известного аппарата является не. возможность применения их для проведения процесса экстрагирования иэ твердых частиц, обладающих неодинаковой плавучестью в экстрагенте, а также - в экстракте (например, из древесной щепы, гидролиэованной газообразным хлористым водородом, часть которой тонет, а часть - всплывает в экстрагенте - воде, и в экстракте, представ. ляющем собой кислый раствор сахаров), т.к. при загрузке таких частиц в аппарат часть из них, обладающая положительной плавучестью, не будет поступать в корпус газлифта для перемешивания с экстрагентом и, кроме того, полностью передать такую смесь в нижележащую секцию по п ретрубам не представляется возможным.При этом пвремешивание контактирующих фазбез осуществления их противотока в аппарате в 5 целом, а также беэ дополнительного интенсифици.рующего воздействия на смесь фаз не позволяетдостичь заметной интенсификации процесса и осо.бенно высокой степени извлечения целевых компонентов, содержащихся в порах твердых дисперсных 1 О часпп;.1Целью изобретения является устранение указанных недостатков, повышение производительности аппарата и степени ниятов из твердой фазы путем р ф 15 аппарате,. Для этого газлифты выполняют в виде коакси.ально расположенных в каждой секции труб, обра.эующих кольцевые камеры, на верхних торцах которых на разном уровне установлены полые и 2 О перфорированные в верхней части конусы, образующие коллекторы, каждый иэ которых соединен переточной трубой с нижерасположенной секцией и загрузочным устройством - со средней частью смежного газлифта и размещением акустических излучателей внутри нижней части газлифтов, а также выполнением акустических излучателей в видегруппы газоструйных смесительных свистков.На фиг.1 изображен продольный разрез, алла.рат;на фиг.2 - то же сечение по А - А на фиг, 1;На фиг.3 - узлы коллекторов и загрузочныхустройств.Аппарат состоит иэ корпуса 1, разделенногсперегородками 2 на секции 3, в которых размещены газлифты 4, выполненные в виде коаксиальнорасположенных труб 5 и 6.Верхние торцы труб 5 и 6 снабжены коллекто.ром 7, представляющим собой полый усеченныйконус, В верхней части каждого конуса 7 выполнены отверстия 8 для отделения экстракта от твердойфазы. К нижней части каждого коллектора подсоединена переточная труба 9, снабженная вентилем 10для передачи экстракта в нижележащую.(не менее,чем через одну) секцию аппарата.Внутрь корпуса каждого газлифта встроенагруппа акустических излучателей 11, настроенных фна разную преобладающую частоту излучения, длясоздания широкополосного акустического поля влокальном объеме на каждой ступени контактировани фаз.В нижнюю часть каждого гаэлифта входят трубы 2 для подачи газа, Выход газа из аппаратаосуществляется по трубам 3, расположенным вверхней части каждой секции. и снабженным вентилями 14,,Пля осуществления транспортирования частицтвердой фазы в аппарате с помощью газлифга иэнижележащей в вышележащую при сохранении оп.тимальиой глубины погружения каждого газлифтав жидкость, находящуюся в соответствующей сек.ции, каждый газлифг в средней части имеет отверстие15, расположенное иа уровне жидкости, находя.щейся в секции, Загрузочная воронка 16 связанз сгазлифгом предыдущей (по направлению движенияв аппарате твердой фазы) ступени контактирова.иия, а внутри корпуса газлифта имеется сужение 17дяя создания возьюжиосттт захвата твердых частицгазо.Ъадкостным потоком анутрь гаэлифта, Загру.эочиая воронка 6, связанная с коллектором 18самого верхнего в аппарате гаэлифта, сообщается сустройством 19 для выгрузки из аппарата твердойфазы, В межтрубиое пространство верхней секциивходит груба 20 для подачи экстрагеита в аппарат,Вывод экстракта из аппарата осуществляется потрубе 21, сообщенной с коллектором нижнего газлифта.Аппарат работает следующим образом,Твердую фазу непрерывно подают в загруэоч.ную воронку 16, а экстрагент, в количестве, соот.ветсгвующем требуемому отношению к количествутвердой фазы, по трубе 20 - в верхнюю секциюаппарата,Одновремепно в нижнюю часть корпуса каждого гаэлифта по трубам 12 подают газ, При уста.новиашемся режиме рабаты каждого гаэлифта,когда уровень жидкости в каждой секции находит.ся на уровне нижнего края отверстия 15 в корпусекаждого газлифта, твердая фаза, поступающая позагрузочной воронке 16 в отверстие в месте распо.ложения сужения 17 в корпусе газлифта, захватывается газожидкостным потоком и транспортирует.ся к устью излива газлифта. При этом в восходящеедвижение потока внутри корпуса каждого газлифтавовлекаются все частицы твердой фазы независимо10 от их плавучести в жидкости.В устье излива каждого гаэлифта происходитразделение потоков фаз: газ, проходя сквозь слойсмеси жидкой и твердой фаз, уходит в верхнюючасть секции и отводится иэ нее по трубе 13,снабженной вентилем 14 для регулирования расхо.да газа; твердая фаза под влиянием сил, вызванныхэнергией движущегося вертикального потока вкорпусе газлнфта "вползает" по наклонной поверхности коллектора, обращенной к устью излива, ипересыпается в загрузочную воронку следующегогазлифта; жидкая фаза под влиянием сил тяжестифильтруется сквозь слой"вползающей" твердойфазы и через отверстия 8 поступает в коллектор идалее, по переточной трубе 9 с вентилем 1 О, преднаэ 5 значенным для поддержания необходимого уровняжидкости в секции, направляется в нижележащую(не менее, чем через одну) секцию.Повторяющиеся таким образом процессы смещения, контактирования и последующего разделезО ния фаз в каждой из секций приводлт к тому, чтотвердая фаза из загрузочной воронки, связанной сколлектором самого верхнего в аппарате газлифта,поступает в устройство для выгрузки 19, с кото.рым сообщена эта воронка, и выводится из аппара.З 5 та. Экстракт, перетекая каждый раз в нижележащую секцию, выводится нэ аппарата по трубе 21,сообщенной с коллектором нижнего гаэлифта,Группа акустических излучателей 11, расположенная внутри корпуса каждого газлифта, создает4 О широкополосное акустическое поле в локальномобъеме, равном объему корпуса газлифта, что приводит к значительной интенсификации процессаэкстрагировання и к повышению степени иэвлече.ния целевых компонентов из твердой фазы,В случае использования для создания акустического поля в корпусе каждого газлифта гаэоструй.ных акустических излучателей, работающих с раз.бавлением газом рабочей среды, размещаемыхвместо барботажного устройства газлифта в нижнейчасти корпуса каждого газлифта, газ (воздух) илипар, подаваемый в сопла излучателем таким образом используется одновременно и для транспорти.рования контактирующих фаз,Таким образом, в предлагаемом аппарате осу 55 ществлястся гидродинамический режим прямотокаконтактирующих твердой и жидкой фаз на каждойступени при общем протнвотоке этих фаз в аппара.те в целом при однсвременном широкополосномакустическом воздействии на смесь фаз в локаль.бо ном объеме на ступенях контактирования, что поз.554873 Тверд. Фиг воляет достичь большей производительности аппаГрата и высокой степени извлечения целевых компо.нентов, содержащихся в часпшах твердой фазы,формула изобретения 1. Аппарат для экстрагирования из твердых материалов, преимущественно, из частиц, обладающих неодинаковой плавучестью в экстрагенте и в :экстракте, содержащий корпус, разделенный пере-городками на секции для контактирования фаэ, газлифты, з,.рузочное и выгрузочное устройства, переточные трубы, снабженные вентилями, и акус. тические излучатели, отличающийся тем, что с целью увеличения производительности аппарата и повышения степени извлечения целевых компонен.тов иэ твердой фазы путем противотока твердой и жидкой фаз в аппарате, гаэлифты выполнены в виде коаксиально расположенных в каждой секции труб, образующих кольцевые камеры, на верхних торцах которых на разном уровне установлены полые и пер.форированные в верхней части конусы, образующие коллекторы, каждый из которых соединен переда" 1 О, точной трубой с нижерасположенной секцией и загрузочным устройством со средней частью смежного гаэлифта, а акустические излучатели размещены внутри нижней части газлифтов.76/2 Эак ЦНИИП Филиал ППП" Патен Ужгород, ул. Проектная, 4.Тираж 902 Государственнопо делам из 13035, Москва,Подписноео комитета Совета Министров ССбретений и открытий