Аппарат для экстрагирования из твердых материалов

 

О П И С А Н И Е,Рцбб4 Уд

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.04.74 (21) 2020392/26 (51) M. Кл.е В01 011/02 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

Совета 1иннистров СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликоваио 25.04.77. Бюллетень № 15 (53) УДК 66,061.4 (088.8) (45) Дата опубликования описания 24.05.77 (72) Авторы изобретения

В. А,,Риц, М. И. Курочкина, П. Г. Романков и В. Ю. Бакренев

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ИЗ ТВЕРДЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относятся к области экстрагирова-) ния веществ, содержащихся в порах твердых дисперсных 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 невозможность 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, представляющем 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

l экстрагентом и, кроме того, полностью передать такую смесь в нижележащую секцию по переточным1 трубам не представляется возможным.

При этом пвремешивание контактирующих фаз без осуществления их противотока в аппарате в целом, а также беэ дополнительного интенсифицирующего воздействия на смесь фаз не позволяет достичь заметной интенсификации процесса и особенно высокой степени извлечения целевых компонентов, содержащихся в порах твердых дисперсных

10 часпп;.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, повышение производительности аппарата и степени извлечения целевых компонентов из твердой фазы путем противотока фаз в

15 аппарате. . Для этого газлифты выполняют в виде коаксиально расположенных в каждой секции труб, образующих кольцевые камеры, на верхних торцах которых на разном уровне установлены полые и 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 так-

554873 же выполнением акустических излучателей в виде группы газоструйных смесительных свистков.

На фиг.1 изображен продольный разрез, алпарат; на фиг.2 — то же сечение по А — А на фиг, 1;

На фиг.3 — узлы коллекторов и загрузочных устройств.

Аппарат состоит иэ корпуса 1, разделенногс. перегородками 2 на секции 3, в которых размещены газлифты 4, выполненные в виде коаксиально расположенных труб 5 и 6.

Верхние торцы труб 5 и 6 снабжены коллектором7, представляющим собой полый усеченный конус, В верхней части каждого конуса 7 выполнены отверстия 8 для отделения экстракта от твердой фазы. К нижней части каждого коллектора подсое. динена переточная труба 9, снабженная вентилем 10 для передачи экстракта в нижележащую.(не менее, чем через одну) секцию аппарата.

Внутрь корпуса каждого газлифта встроена группа акустических излучателей 11, настроенных на разную преобладающую частоту излучения, для создания широкополосного акустического поля в локальном объеме на каждой ступени контактировани» фаз.

В нижнюю часть каждого гаэлифта входят трубы!2 для подачи газа. Выход газа из аппарата осуществляется по трубам 13, расположенным в верхней насти каждой секции. и снабженным венти лями 14,,Пля осуществления транспортирования часпщ твердой фазы в аппарате с помощью газлифта иэ нижележащей в вышележащую при сохранении оптимальной глубины погружения каждого газлифта

s жидкосп, находящуюся в соответствующей секции, каждый газлифг в средней части имеет отверстие

l5, расположенное иа уровне жидкости, находящейся в секции. Загрузочная воронка 16 связанз с газлифгом предыдущей (по направлению движения в аппарате тверщй фазы) ступени контактироваиия, а внутри корпуса газиифта имеется сужение 17 дяя создания возьюжиосттт захвата твердых частиц газо-Ъадкостным потоком внутрь гаэлифта. Загрузочная вороика lб, связанная с коллектором 18 самого верхнего в аппарате гаэлифта, сообщается с устройством 19 для выгрузки из аппарата твердой фазы. В межтрубиое пространство верхней секции входит груба 20 для подачи экстрагеита в аппарат.

Вывод экстракта из аппарата осуществляется по трубе 21, сообщенной с коллектором нижнего газлифта.

Аппарат работает следующим образом, Твердую фазу непрерывно подают в загрузочную воронку 16, а экстрагент, в количестве, соответствующем требуемому отношению к количеству твердой фазы, по трубе 20 — в верхнюю секцию аппв рата.

Ош овремецно s нижнюю часть корпуса каждо. го гаэлифта по трубам 12 подают газ. При уста(новившемся режиме рабаты каждого гаэлифта, когда уровень жидкости в каждой секции находится на уровне нижнего края отверстия 15 в корпусе каждого газлифта, твердая фаза, поступающая по загрузочной воронке 16 в отверстие в месте расположения сужения 17 в корпусе газлифта, захватывается газожидкостным потоком и транспортируется к устью излива газлифта. При этом в восходящее движение потока внутри корпуса каждого газлифта вовлекаются все частицы твердой фазы независимо

1о от их плавучести в жидкости.

В устье излива каждого гаэлифта происходит разделение потоков фаз: газ, проходя сквозь слой смеси жидкой и твердой фаз, уходит в верхнюю часть секции и отводится иэ нее по трубе 13, снабженной вентилем 14 для регулирования расхода газа; твердая фаза под влиянием сил, вызванных энергией движущегося вертикального потока в корпусе газлифта "вползает" по наклонной поверхности коллектора, обращенной к устью излива, и пересыпается в загрузочную воронку следующего газлифта; жидкая фаза под влиянием сил тяжести фильтруется сквозь слой "вползающей" твердой фазы и через отверстия 8 поступает в коллектор и далее, по переточной трубе 9 с вентилем 10, преднаэ5 значенным для поддержания необходимого уровня жидкости в секции, направляется в нижележащую (не менее, чем через одну) секцию.

Повторяющиеу таким образом процессы смещения, контактирования и последующего разделения фаз в каждой из секций приводлт к тому, что твердая фаза из загрузочной воронки, связанной с коллектором самого верхнего в аппарате газлифта, поступает в устройство для выгрузки 19, с которым сообщена эта воронка, и выводится из аппара35 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, создает

4О широкополосное акустическое поле в локальном объеме, равном объему корпуса газлифта, что приводит к значительной интенсификации процесса экстрагировання и к повышению степени иэвлечеф ния целевых компонентов из твердой фазы.

В случае использования для создания акустического поля в корпусе каждого газлифта гаэоструйных акустических излучателей, работающих с разбавлением газом рабочей среды, размещаемых вместо барботажного устройства газлифта в нижней части корпуса каждого газлифта, газ (воздух) или пар, подаваемый в сопла излучателем таким образом используется одновременно и для транспортирования контактирующих фаз.

Таким образом, в предлагаемом аппарате осу55 ществлястся гидродинамический режим прямотока контактирующих твердой и жидкой фаз на каждой ступени при общем противотоке этих фаз в аппарате в целом при однсвременном широкополосном акустическом воздействии на смесь фаз в локально ном объеме на ступенях контактирование, что поэ554873

Тверд. экстр воляет достичь большей производительности аппа- I

Г рата и высокой степени извлечения целевых компонентов, содержашихся в часпщах твердой фазы.

Формула изобретения

l. 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 акустические излучатели, отличающийся тем, что с целью увеличения производительности аппарата и повышения степени извлечения целевых компонентов 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 перфорированные в верхней части конусы, образующие коллекторы, каждый из которых соединен нереда-

1О, точной трубой с нижерасположенной секцией и загрузочным устройством со средней частью смежного гаэлифта, а акустические излучатели размещены внутри нижней части газлифтов.

554873

13 1Ф

Составитель А. Тарасов

Техред М. Левицкая

Корректор А. Алатырев

Редактор Н, Джарагепи

376/2. Филиал ППП " Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная. 4.Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Минисгров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5