ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация и типовые конструкции экстракционных аппаратов из "Процессы и аппараты химической промышленности" По принципу организации процесса все экстракторы делят на аппараты периодического и непрерывного действия. Первые применяют главным образом в лабораторной практике или в малотоннажных производствах. [c.377] По принципу действия экстракторы делят на ступенчатые и дифференциально-контактные. К первой группе относят смесительно-отстойные аппараты различного типа с дискретным контактом фаз. Ступень смесительно-отстойного экстрактора состоит из смесителя, в котором осуществляется процесс экстрагирования, и отстойника для последующего разделения фаз. При непрерывном проведении процесса ступени соединяют по принципу организации противотока фаз, при периодическом процессе обе стадии осуществляются в одном аппарате. [c.377] На практике используют также смесительно-отстойные экстракторы, в которых смешение и разделение фаз осуществляются одновременно (рис. 12.13). Исходный раствор (Т.Ф.) и растворитель (Л.Ф.) по трубам подаются в зону смешения 1, где они перемешиваются мешалкой 2 (и на входе в зону в трубе 5). Смесь поднимается вверх и через кольцевое пространство 7 поступает в зону расслаивания 6. Отстоявшаяся тяжелая жидкость выводится через сифон 5, а легкая жидкость — через переливной патрубок 8. С помощью трубы 4 осуществляется циркуляция жидкостей. [c.379] К группе дифференциально-контактных аппаратов относятся колонные экстракторы. Наибольшее распространение из них получили распылительные, тарельчатые и насадочные экстракторы, которые иногда объединяют в одну группу экстракторов без подвода внешней энергии (или гравитационные). Колонные аппараты с подводом внешней энергии включают роторно-дис-ковые экстракторы (РДЭ), многосекционные с мешалками, пульсационные, центробежные (ротационные) экстракторы и др. [c.379] На рис. 12.14 приведена схема роторно-дискового экстрактора, представляющего собой колонну, внутри которой вращаются укрепленные на вертикальном валу диски. Внутри корпуса устанавливают кольцевые перегородки. Аналогично устроены многосекционные экстракторы с мешалками (между двумя кольцевыми перегородками располагается мешалка — это одна секция экстрактора). [c.380] В пульсационных экстракторах дополнительная энергия подводится к жидкости путем сообщения потоку низкочастотных возвратно-поступательных колебаний, с помощью вибрирующих внутри аппарата перфорированных или других тарелок (укрепленных на общем штоке, совершающем возвратно-поступательное движение) или с помощью пульсатора, находящегося вне аппарата (создаваемые пульсатором колебания гидравлически передаются к жидкости в аппарате). [c.380] В основу создания пульсационной техники в нашей стране положена разработка пневматической системы с пульсатором, представляющим собой золотниково-распределительный механизм, находящийся вне аппарата, и тарельчатой насадки для колонных аппаратов (рис. 12.15). [c.380] Насадка КРИМЗ представляет собой тарелку со множеством отверстий, прямоугольные сечения которых при соотношении 1 2, ограниченные наклонными лопатками на верхней и нижней плоскостях тарелки, создают незамкнутые сопла. Тарелки собираются так, что нижняя представляет собой зеркальное изображение верхней. Таким образом, в каждом межтарель-чатом сечении движение потоков противоположно предыдущему и последующему, а при пульсации оно соответственно периодически изменяется. [c.380] Тарелки в пульсационных колоннах создают упорядоченную структуру потока, т. е. обеспечивают равномерность распределения реагентов по сечению и при определенных условиях —оп-1 имальной нагрузке и интенсивности пульсации — сравнительно невысокое продольное перемешивание. [c.380] ГИАПом предложен новый пакетный вариант сборки тарелок насадки, согласно которому тарелки каждого типа собраны в отдельные пакеты, расположенные в чередующейся последовательности но высоте колонны аппарата. На рис. 12.16 схематично изображены сборка тарелок и картина движения жидкости между собранными в пакет однотипными тарелками. Токи жидкости, возникающие при движении насадки вверх, обозначены сплошными стрелками, а токи, возникающие при движении насадки вниз,—штриховыми стрелками. Как видно из рис. 12.16, поперечное движение жидкости в пакете тарелок через каждые Уг периода колебаний насадки меняет свое направление на противоположное, т. е. в экстракторе возникает пульсационное поперечное движение фаз. Отмеченные явления существенно интенсифицируют диспергирование и поперечное перемешивание фаз. [c.381] На рис. 12.17 показана колонна, содержащая четыре пакета тарелок, шарнирно соединенных друг с другом посредством рычагов. Особенностью изображенной конструкции является то, что соседние пакеты тарелок движутся в противоположных направлениях. Достоинства ее наряду с возможностью значительного повышения разделительной способности (до 20—30 равновесных ступеней) — это низкие затраты энергии (привод разгружен от веса насадки, и на ее подъем энергия практически не затрачивается)- и малые динамические нагрузки на днище, что особенно актуально для колонн большой единичной мощности. [c.381] Для снижения затрат энергии на перемещение веса насадки можно также использовать упругие деформации пружин. [c.382] Характеристики пульсационных экстракторов, разработанных коллективом проф. С. М. Карпачевой, приведены в табл. 12.1. [c.382] Тарелки типа ВПЭ являются переходными между так называемыми закрытым и открытым типами ситчатых тарелок. Первые — это ситчатые тарелки с диаметром отверстий, сравнимым с требуемым средним диаметром капель, вторые —например, тарелки КРИМЗ или ГИАП, имеют отверстия различной формы, но их наименьший линейный размер существенно больше, чем средний размер капель. Свободное сечение ситчатых тарелок и тарелок ВПЭ не превышает 30 %, между тем как свободное сечение тарелок открытых типов — около 50 %. Как ясно из рис. 12.18, в соседних тарелках перетоки для сплошной фазы помещены противоположно к оси колонны. [c.384] Приведенные характеристики тарелок ВПЭ оказывают благоприятное влияние па гидродинамику и массопередачу. Малый диаметр отверстий для диспергированной фазы влияет так, что механизм разделения приводит к сравнительно узкому распределению размеров капель дисперсии. Это благоприятно с точки зрения уменьшения уноса мелких капель, повышения объемной производительности экстрактора и снижения продольного перемешивания диспергированной фазы. Особые перетоки для сплошной фазы содействуют главным образом тому, чтобы сплошная фаза не препятствовала проходу диспергированной фазы через малые отверстия. Таким образом полностью используется насосный эффект вибрирующих тарелок и повышается объемная производительность экстрактора. [c.384] Вернуться к основной статье