ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Центробежные экстракторы из "Основы жидкостной экстракции" Центробежные экстракторы характеризуются значительной компактностью и высокой эффективностью. Число достигаемых в одном экстракторе теоретических ступеней разделения обычно не превышает 10—15, но чаще всего является более ограниченным. [c.340] Отличительной особенностью центробежных экстракторов, определяющей основную область их применения, является существенное ускорение в них процессов смешения и разделения жидких фаз в поле центробежных сил и, соответственно, малое время пребывания разделяемых жидкостей, обычно исчисляемое секундами и не превышающее 1 мин. Эти экстракторы могут успешно работать на системах жидкость жидкость с малой разностью плотностей и при малой объемной доле экстрагента в системе (низких УС). [c.340] Перспективно применение центробежных экстракторов в производствах ядерного горючего, в технологии редких и цветных металлов. Здесь массопередача часто сопровождается быстрыми химическими реакциями и требует экстракционной аппаратуры с большой межфазной поверхностью. [c.341] К первой группе относится, например, экстрактор Лурги— Вестфалия ( Лувеста ), представляющий собой центрифугу с внутренним устройством в виде двух или трех ступеней, или смесительно-разделительных камер [239]. [c.341] Трехступенчатый экстрактор Лувеста (рис. У.ЗО) имеет ротор 1 с нижним приводом 2. По оси ротора расположен неподвижно закрепленный в кожухе экстрактора (на рисунке не показан) узел 3 ввода и вывода жидкостей с отверстиями и каналами, через которые жидкости подаются и отводятся, перемещаясь со ступени на ступень. Ступени отделены друг от друга неподвижными разделительными тарелками 4. В каждой ступени находятся напорные диски 5 и 6, предназначенные для прямоточного смешения и транспортирования жидкостей, и пакет тарелок 7, в пространствах между которыми осуществляется тонкослойное разделение жидкостей. [c.341] Таким образом, в пределах каждой ступени осуществляется прямоточное смешение фаз, в то время как работа аппарата в целом происходит по принципу противоточного их движения. В каждой ступени за очень короткое время контактирования практически достигается фазовое равновесие, соответственно эффективность одной ступени очень близка или равна одной теоретической ступени разделения. [c.343] Экстракторы Лувеста применяют за рубежом в фармацевтической промышленности и в промышленности тонкого органического синтеза их производительность достигает 7—10 м /ч. Продолжительность контакта фаз составляет ориентировочно 1—15 с. [c.343] Наряду с очень быстро протекающими экстракционными процессами некоторые процессы экстракции, скорость которых в значительной степени определяется скоростью медленно протекающей химической реакции, требуют для проведения времени, достигающего десятков и даже сотен секунд. [c.343] Для тех и других процессов экстракции могут быть эффективно применены центробежные экстракторы с перемешиванием жидкости в гравитационном поле. В экстракторах с перемешиванием жидкостей в поле центробежных сил значительное увеличение времени контакта фаз потребовало бы чрезмерного возрастания объема вращающихся масс, а в дифференциально-контактных центробежных экстракторах было бы сопряжено с уменьшением производительности аппарата. [c.343] На рис. V.31 показана принципиальная схема одноступенчатого центробежного тарельчатого экстрактора ЦЭТ с перемешиванием жидкостей в гравитационном поле и тонкослойным разделением эмульсии [240]. Исходные растворы поступают в смесительную камеру 1 через патрубки 2. Перемешивание жидкостей осуществляется лопастной мешалкой 3, закрепленной на нижнем конце вала 4. Образовавшаяся эмульсия подается лопастным транспортирующим устройством 5 (узел I) в ротор 6. Здесь под действием центробежных сил эмульсия разделяется при движении в пространствах между тарелками 7. Тяжелая и легкая фазы поступают соответственно в карманы 8 и 9 и удаляются из аппарата через патрубки 10. [c.343] Экстрактор снабжен комплектом мешалок и сменных смесИ тельных камер, что позволяет изменять время контакта фаз без изменения производительности аппарата. [c.344] Экстракторы объединяются в каскад с требуемым числом ступеней. [c.344] Аппараты такой конструкции отличаются герметичностью, высокими производительностью и эффективностью при небольших размерах. [c.344] Эффективность экстракции в камерных центробежных экстракторах может быть повышена путем увеличения числа ступеней (камер). Противоточные центробежные экстракторы Робатель [241] имеют от 4 до 8 ступеней. Схема устройства четырехкамерного экстрактора этой конструкции показана на рис. У.32. В корпусе / ротора, врашающегося на вертикальном валу 2, смешение фаз производится в камерах, отделенных перегородками 3, с помощью диспергаторов, состоящих из неподвижного диска 4 и вращающегося диска 5, расположенных параллельно. Кроме того, диски 5 снабжаются для интенсификации перемешивания лопатками 6. Перемешивание осуществляется при высокой относительной скорости фаз, что позволяет эффективно обрабатывать жидкости, отличающиеся большой разностью плотностей. Разделение фаз производится в сепарационных зонах 7 камер под действием центробежных сил. Вводы и выводы фаз, а также перетоки их со ступени на ступень показаны на рисунке. [c.344] Типичным экстрактором дифференциально-контактного типа является центробежный экстрактор Подбильняка (рис. У.ЗЗ). Экстрактор имеет цилиндрический ротор 1, закрепленный на полом горизонтальном валу 2. Ротор и вал вращаются с большой скоростью (я=1200—5000 об/мин) в шарикоподшипниках двух опор станины 3. Ротор заключен в кожух 4 со съемной крышкой. На концах полого вала имеются каналы, через которые легкая и тяжелая фазы раздельно подаются в ротор и отводятся из него, как показано на рисунке. Вал приводится во вращение от электродвигателя через клйноременную передачу 5. [c.345] Для обеспечения механической прочности ротора экстракторов Подбильняка наибольшие размеры его выполняют равными 1,2Х Х1,2 м емкость такого ротора составляет около 1 м , а частота вращения п 1600 об/мин. Производительность аппарата (для средних условий) примерно 130 м /ч. [c.347] В СССР разработаны [242] горизонтальные противоточные экстракторы ТФ, являющиеся аналогом центробежного экстрактора Подбильняка. [c.347] Экстракторы Подбильняка различных модификаций применяют для экстракции пенициллина и других антибиотиков (причем промышленные установки часто содержат два или три последовательно работающих экстракционных аппарата), для отмывки глицерина в мыловаренном производстве, для очистки (рафинирования) растительных масел [239]. Эти же экстракторы используют [83] для извлечения урана из рудных сернокислотных растворов при помощи аминов. По имеющимся данным, применение их вместо смесителей-отстойников позволяет примерно в 10—20 раз сократить продолжительность экстракционного извлечения и во столько же раз снизить суммарный объем находящегося в обороте экстрагента. [c.347] В некоторых других современных конструкциях дифференци-ально-контактных центробежных экстракторов увеличение эффективности реализуется за счет удлинения пути контактирования жидкостей. К числу таких аппаратов относятся, в частности, шведские вертикальные экстракторы Альфа-Лаваль , у которых достигается эффективность разделения, соответствующая 3—20 теоретическим ступеням [243], а также горизонтальные экстракторы Квадроник (США), представляющие собой усовершенствованные аппараты типа экстракторов Подбильняка [244, 245] . В последних можно изменять площади перфораций в коаксиальных цилиндрах без разборки ротора. Кроме того, для удлинения пути контактирования жидкостей разработаны конструкции этих экстракторов с увеличенным диаметром ротора, достигающим 1,8 м, но работающим при пониженных скоростях вращения, равных 600— 1600 об/мин [246]. [c.347] Вернуться к основной статье