Статический экстрактор

ОП ИСАНИЕ 893211ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОФАУ СВИДИП ЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5)М. Кл. В 013 11/04 Веудеретвенный квинтет СССР во делам иаебретеннй и отнрытнйДата опубликования описания 0401,82 С. В. Воловач, Г. Г. Давыдов и А, П. Готлинская(72) Авторы изобретения ский ордена Ленива политехнический им. В. И. Ленина) Заявитель а 4) СТАТИЧЕ ЭКСТРАКРО е с увелие того,диафрагтрактора) я застойтся проре- особенно затраты, особенно возрастающ чением диаметра корпуса, Кром из-за отсутствия зазора между мой и корпусом смесителя (эк по периферии дисков образуютс ные зоны, в которых скапливаю агировавшие фазы. Недостаток ощутим при вертикальном расп смесителей, когда на верхней и ти диафрагмы скапливается тяж а под ней - легкая фаза,ложенииоверхнооелая фаза Изобретение относится к экстракцион-, ным аппаратам и может быть использовано в процессах жидкостной экстракции.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является диафрагменный смеситель, нашедший широкое распространение в отечественной и зарубежной практике в процессах очистки светлых нефтепродуктов (дистиллятов бензина, керосина, лигроина). Диафрагменный смеситель состоит из цилиндриче ского корпуса и 20-80 .дисков с отверстиями (диафрагм), установленных на. определенном расстоянии (обычно более Э , диаметров трубы) друг от друга либо на стержне, расположенном по оси трубы, либо между царгами, составляющими корпус смесителя 11Недостатком известного смесителя является низкая интенсивность массообмена вследствие недостаточной эффективнооти перемешивания фаз. Ввиду большого гидравлического сопротивления диафрагм требуются повышенные энергетические Цель изобретения. - интенсификация процесса за счет повышения степени массообмена и сокращение энергозатрат.Поставленная цель достигается тем, то известный экстрактор, включающий горизонтальный цилиндрический,корпус с урбулизующей вставкой в виде плоских лементов, расположенных на расстоянии руг от друга на стержне вдоль оси коруса, снабжен усреднителем потока, а раотояние между элементами равно 1,2- ,5 диаметра корпуса, прн этом элемен3 8032ты выполнены в виде разносторонних треугольников,.Усилитель выполнен в виде трубы сконической вставкой, соединенной меньшимоснованием с корпусом, и снабжен патруб%5кОм ввода легкой фазы, расположенной соосно трубе, и патрубком ввода тяжелойфазы, расположенным перпендикулярно ей.На фиг. 1 показан статический экстрктор, общий вид; на фиг. 2 - сечение щА-А на фиг. 1,Горизонтальный статический экстракторвключает усреднитель 1 потока, выполнен,.ный в виде трубы с конической вставкой,содержащий патрубок 2 для подачи легкой 15фазы и цатрубок 3, предназначенный дляввода тяжелой фазы, а также корпус 4,содержащий неподвижную турбупизируюшуювставку 5 из плоских элементов 6, выполненных в аиде равносторонних треугольников и установленных настержне 7 перпендикулярно потоку на расстоянии другот друга равном 1,2-1,5 диаметра трубы,причем треугольные элементы 6 повернуты друг относительно друга на 60 , чтоОбы перекрывание потока было максимальным,Статический экстрактор работает следующим образом.Компоненты смеси подают в направле- ЗОнии, указанном стрелками. При поступлении в усреднитепь 1 потоки тяжепой и пегъкой фаэ, сталкиваясь, интенсивно .дробятФся, чему способствует естественное движение фаз под действием разности удельз 5ных весов.В объеме усреднитепя 1 в основномзавершается распределение дисперснойфазы в виде капель в потоке сплошнойсреды и уже в начале корпуса экстракто ора начинается интенсивное дробление капель. Следовательно, усреднитель позволяет сократить длину экстрактора, таккак без него процесс диспергирования завершается обычно на длине 15-20 диаметров статического экстрактора, причемэта длина сильно зависит от конструкциитурбулизирующей вставки. Диаметры патрубков 2 и 3 выбирают в зависимостиот того, какую фазу - легкую или тяже Олую , подвергают диспергнрованию,Таквж образом, предлагаемая конструк;ция усреднителя 1 позволяет интенсифицировать работу статического экстрактора е 55 Поступающая из усреднителя 1 .эмульсия перемешивается в насадочной зоне экстрактора за счет кинетической энергии 114потока. При дросселировании потока черезплоские элементы 6 турбулиэирующейвставки 5 происходит, прежде всего, резкое увеличение скорости по направлениюпотока в плоскостях установки треугольных элементов за счет уменьшения проходного сечения, Кроме того, наблюдаются постоянные изменения направления потока за счет относительного смещениясоседних элементов и, вследствие этого,пульсации скорости как в продольном, таки в поперечном сечении экстрактора. Этидва эффекта в совокупностй.обусловливают хорошее качество церемешивания эмульсии, а следовательно, и высокую эффективность массообмена,В отличие от диафрагменного смесителя, в котором иэ-ва коапесценции капель, происходящей вследствие быстроговырождения турбулентности, межфазнаяповерхность быстро уменьшается с возрастанием расстояния от диафрагмы, впредлагаемом статическом экстрактореповерхность контакта фаэ плавно возрастает. по длине, так как по всему объему экстрактора поддерживается одинаковая интенсивность турбулентности. Плавный рост межфазной поверхности в статическом экстракторе достигается эасчет рациональной формы турбулиэирувщих элементов 6 и оптимального расположения их по длине вставки 5. Выборформы плоских элементов 6 обусловлентем, что равносторонний треугопьник обеспечивает равномерное перемешивание впоперечном сечений потока, исключаетобразование застойных зон, а также отличается технологичностью изготовления имонтажа. Выбор расстояния между элементами 6 объясняетея тем, что при обтекании потоком турбулиэирующей вставки 5 эа каждым элементом образуетсяциркуляционная зона, в которой происходит интенсивное дробление капель и длина которой эквивалента. приведенномулинейному размеру турбулизирующегоэлемента (ширина лопасти, приведенномудиаметру и т.п.).Если каждый последую-.щий элемент раснолагать далеко эа пределами циркуляционной зоны предыдущегоэлемента, то, вследствие быстрого вырождения турбулентности, в объеме междусоседними элементами создаются неидентичные условия дробления капель, и изменение межфаэной поверхности по длине экстрактора носит ступенчатый характер. Если же каждый последующийэлемент располагать в пределах циркуляционной зоны, то резко возрастают не5 8 производительные затраты энергии. Оптимальным является расположение каждого последующего элемента на границе циркуляционной зоны предыдущего элемента,Естественно, эта длина является функцией не только площади перекрывающего сечения турбулизирующего элемента, но и его формы. Так, для элементбв с одинаковой площадью, изготовленных, например, в виде сетки и диска, будут различны не только длина, но и форма циркуляционной зоны.Оптимальной величиной шага между элементами, изготовленными в виде рав носторонних треугольников (степень перекрывания потока 0,46), является длина 1,2-1,8 диаметра трубы.Для повышения равномерности смещения в поперечном сечении, а также во избежание образования просвета между элементами, приводящего при низких скоростях потока к каналообразованию, элементы 6 повернуты друг относительно друга на 60.Высокая эффективность диспергирования фаз в предлагаемом статическом экстракторе обуславливает интенсификацию массо- обмена как за счет высокой удельной поверхности контакта фаз, так и за счет увеличения коэффициента массопередачи при интенсивном и устойчивом дроблении капель, Поэтому при одних и тех же энергетических затратах на проведение экстракциониого процесса, в статическом экстракторе достигается более высокая степень извлечения, чем в диафрагменном смесителе или наоборот, для достижения одной и той же степени извлечения в диафрагмениом смесителе, по сравнению со 03211 6статическим экстрактором, необходимозатратить больше энергии. Эта разницаособенно ощутима при увеличении диаметра аппарата,Таким образом, конструкция предлагаемого статического экстрактора обеспечивает интенсификацию массообмена и сокращение энергетических затрат по сравнению с диафрагменным смесителем,0 формула изобретения 1. Статический экстрактор, включающий горизонтальный цилиндрический корпус с турбулизирующей вставкой в видеплоских элементов, расположенных на раостоянии друг от друга на стержне вдольосикорпуса, отличающийсятем, что, с целью интенсификации процесса за счет повьпнения степени массообмена и сокращения энергозатрат, он снабженусреднителем потока, а расстояние междуэлементами равно 1,2-1,5 диаметра корпуса, при этом элементы выполнены в виде равносторонних треугольников,2. Экстрактор по п. 1 о т л и ч аю щ и й с я тем, что усреднитель выполнен в виде трубы с конической вставкой,соединенной меньшим основанием с корпусом, и снабжен патрубком ввода легкойфазы, расположенным соосно трубе, ипатрубком ввода тяжелой фазы, расположенным перпендикулярно ей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 . Трейбал Р. Жидкостная экстракцня,Издво "Химия, 1966, с. 489 (прототип).893211 Составите нова Техред Л, И, Ненашекарь едактор Л. ктор М. Шароши акаэ 11312/4 Тираж 709 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4