Пульсационный экстрактор

Пульсационный экстрактор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий экстракционную колонну с коаксиально расположенным внутренним цилиндром, разделенную по высоте пакетами тарелок на участки, пульсопроводы, источник постоянного перепада давления и распределительный механизм, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности работы пульсационного экстрактора путем регулирования интенсивности пульсации по участ-кам , в щшиндре на границах участков выполнены отверстия, снабженные дроссельными регулирующими .;; органами.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 7 А

4(51) В 01 Р 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3659507/23-26 (22) 05,11.83 (46) 30.04.85. Бюл.Ф 16 (72) А.И.Гурьянов, A.A.Nîðÿøîâ и Ю.В.Алексеев (71) Казанский ордена Трудового .

Красного Знамени химико-технологический институт им.С.М.Кирова (53) 66.061.5 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

11 967507, кл.В 01 D 11/04,1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 680219, кл.В 01 1) 11/04,1977. (54)(57) ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий экстракционную колонну с коаксиально расположенным внутренним цилиндром, разделенную по высоте пакетами тарелок на участки, пульсопроводы, источник постоянного перепада давления и распределительный механизм, о т л н ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения эффективности работы пульсационного экстрактора путем регулирования интенсивности пульсации по участкам, в цилиндре на границах участков выполнены отверстия, снабженные дроссельными регулирующими органами.

1 j 52607

1О

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для проведения массообменных процессов, и может быть использовано при работе на системах с сильно меняющимися физико-химичес- 5 кими свойствами в процессе переработки в химической, нефтехимической и других областях промышленности для проведения процессов жидкостной экстракции.

Известен пульсационный экстрактор, содержащий корпус, расположенный коаксиально ему кожух, перфорированные тарелки, размещенные в корпусе и между корпусом и кожухом, корпус в нижней части выполнен с вертикальными прорезями с направляющими козырьками, при этом проход-; ное сечение прорезей выполнено уменьшающимся но высоте

Недостатком этого пульсационного экстрактора является низкая эффективность вследствие невозможности регулирования интенсивности пульсаций по участкам в аппарате в процессе 25 его эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является пульсационный экстрактор, содержащий экстрак- Зб

-ционную колонну с коаксиально рас- . положенным внутренним цилиндром, разделенную по высоте пакетами тарелок на участки,.патрубки подачи и слива легкой и тяжелой фаз, пульсо-З5 проводы, заполненные жидкостью, распределительный механизм и источник постоянного перепада давления (2).

Недостатком известного пульсацион-:. иого экстрактора является снижение 4О его эффективности при работе на системах, физико-химические свойства которых значительно изменяются по мере прохождения по аппарату, например системы трихлорэтилен (ХХЭ) — кан- 45 ролактам - вода и масло — фенол.

Изменение физико-химических свойств системы приводит к тому, что скорость движения дисперсной фазы может отличаться на выходном и вход- 5п ном участках экстракциониой колонны в 3 раза.

В результате выходной участок, составляющий.не менее половины высоты аппарата, работает малоэффективно 55 вследствие низкой удерживающей способности. Изменение скоростей потоков 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 расположенным внутренним цилиндром, разделенную по высоте пакетами тарелок на участки, пульсопроводы, источник постоянного перепада давления и распределительный механизм, в цилиндре на границах участков выполнены отверстия, снабженные дроссельными регулирующими органами.

Благодаря этому возможно создание зон с различной гидродинамической обстановкой и ее регулирование в процессе эксплуатации аппарата в зависимости от изменения физико-химичес ких свойств перерабатываемых продуктов, т.е. возможна оптимизация процесса массопереноса на отдельно взятом участке аппарата и повышение его эффективности в целом.

На чертеже изображена принципиальная схема пульсациониого экстрактора.

Пульсациониый экстрактор содержит экстракционную колонну 1 разделенную коаксиальным цилиндром 2 на кольцевую

3 и центральную 4 зоны, а пакетами тарелок на участки 1 — 1У, распределительный механизм 5, соединенный пульсопроводами 6 с зонами колонны и трубопроводами 7 - c источником постоян- ного перепада давления 8. В цилиндре иа границе участков 1 - 1Ó выполнены отверстия. 9, снабженные дроссельнымн регулирующими органами 10.

Нульсациоиный экстрактор работает следующим образом.

Легкая и тяжелая фазы, посту пающие в колонну 1, движутся противотоком s кольцевой 3 и центральной 4 зонах. Пульсация создается распределительная механизмом. 5, поочередно соединяющим зоны колонны через пульсопроводы 6 со всасывающими и нагнетательными патрубками источника постоянного перепада давления 8, причем половину периода жидкость перекачивается иэ кольцевой soHM 3 в центральную 4, а в следующую половину периода жидкость перекачивается, 1152607

15 с

1 tf5

5 z сп- ж) 245

3 в обратном направлении. Таким образом, столб жидкости в центральной и кольцевой зонах совершает возвратно-поступательное движение в противофазе. Регулирование интенсивности пульсации на участках осуществляется дроссельными регулирующими органами 10 с помощью которых устанавливают определенную величинуперетока .жидкости из центральной части 4 и кольцевой зоны 3. В ре" зультате происходит перераспределение энергии пульсации по участкам

1 — - 1У.

Наибольшую интенсивность пульсации при этом имеет участок 1, а наименьшую - участок 1У.

Регулирование интенсивности пульсации осуществляется следующим образом. В том случае, когда дроссельные регулирующие органы полHoc üâ перекрывают отверстия на коаксиальиом цилиндре, интенсивность пульсации постоянна по всему аппарату и равна 3 2А Е . Частота Е определяется числом оборотов ротора распределительного механизма 5.

Амплитуда (А — производительностью источника постоянного перепада давления.

А

2KB где G — - производительность источника постоянного перепада давления, 6=5„ - площадь поперечного сечения .кольцевой или центральной эонщ - частота пульсации или частота колебаний жидкости в ко.-. лоние.

В случае открытия дроссельиых регулирующих органов )0 и установки определенных значений перетоков через отверстия 9 между центральной и кольцевой зонами например G gGgg

6, частота. пульсации ие изменяется, так как оиа задается числом оборотов ротора распределительного механизма но происходит изменение амплитуды колебаний жидкости на участках П -17

При изменении амплитуды колебаний на участках П вЂ” !У соответственно изменяется и интенсивность пульсации (1=2A 3) . Таким образом, регулируя величину перетоков по высоте колонны дроссельными регулирующими органами 10, можно регулировать величину интенсивности пульсации и тем самым создавать различную гидродинамическую обстановку на участках 1 — 1У. Причем наименьшую интенсивность имеет участок lУ на входе цисперсной фазы. По иере подъема частицы дисперсной фазы попадают в участки с большей интенсивностью пульсации, которая имеет максимальное значение на участке l, Рост интенсивности по зонам компенсирует изменение скоростей потока дисперс211 ной фазы — повышает задержку дисперсной фазы на выходном участке аппарата, выравнивает значение коэффициента массопередачи в направлении движения перерабатываемых продуктов

25 за счет более развитой поверхности контакта фаз.

Таким образом, регулирование интенсивности пульсации по участкам, т.е. создание зон с различной гидродинамической обстановкой, отвечающей определенным значениям физико-химических свойств перерабатываемых продуктов, повышает эффективность работы пульсационного экстрактора.

Работоспособность данной конструкции была проверена на лабораторной коаксиальиой колонне С наружным диаметром 100 м и диаметром коак. сиального цилиндра 70 мм. Рабочая

4О часть колонны разделена пакетами тарелок на четыре участка, высота участка составила 400 мм, на границе участков были размещены дроссельные регулирующие органы.

Проверка работоспособности данной конструкции показала, что такое конструктивное решение позволяет регулировать иитенсивность пульсации по участкам в широком диапазоне интенсивности: от 500 мм/мин на ,входе дисперсиой фазы (зона 1У ) и до 3000 мм/мии на выходе(зона 1).

И настоящее время в промышленности применяется вибрационный экстрактор с насадкой ГКАП. По совокупности показателей его качества это устройство принято эа базовый объект, В этом объекте насадка ГКАП представ1)52607 легкая

Заказ 2368/4

59 Подписное ляет собой тарелку, перфорированную прямоугольными отверстиями с отогнутыми кромками. Тарелки снабжены сегментными срезами, увеличивающими их живое сечение, Достоинством экстрактора (базовый объект) является простота. изготовления, высокая производительность. Основными недостатками являются низкая эффективность (КПД тарелки не превышает 10X. ), 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 на отдельных участках аппарата.

5 Техническим преимуществом данного устройства по сравнению с базовым объектом является повышение эффективности пульсационного экстрактора в 1,5 раза при сохранении высокой производительности. Повышение эффективности пульсационного зкстрактора позволяет уменьшить высоту экстракционных аппаратов при сохранении качества рафината, что в свою очередь дает воэможность снизить расход энергии на создание пульсации и расход экстрактора.

ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4