ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устройство экстракционных аппаратов из "Основные процессы и аппараты Изд10" Аппараты для экстракции и растворения делятся на периодически и непрерывно действующие. В зависимости от взаимного направления движения фаз различают аппараты прямоточные и противоточные, а также аппараты, работающие по принципу смешанного тока. [c.556] По способу создания скорости обтекания твердых частиц жидкостью различают аппараты с неподвижным слоем твердого материала, с механическим перемешиванием и со взвешенным, или кипящим, слоем. [c.556] Аппараты периодического действия вследствие низкой производительности применяются лишь в малотоннажных производствах и представляют собой обычно аппараты (реакторы) без перемешивающих устройств, снабженные обогревом, и аппараты с мешалками. В промышленной практике все большее распространение получают непрерывно действующие аппараты. [c.556] Аппараты с неподвижным слоем твердого материала. В этих аппаратах скорость движения жидкости при ее фильтровании сквозь слой практически совпадает по величине и направлению со скоростью обтекания. Простейшим. аппаратом такого типа является открытый резервуар с ложным днищем (решеткой), подобный открытому нутч-фильтру (см. стр. 199). На решетку загружается слой твердого материала, через который сверху вниз протекает растворитель. При таком направлении движения жидкость равномерно заполняет сечение аппарата и не происходит смешения более концентрированного раствора с раствором низкой концентрации, приводящего к снижению движущей силы. Выгрузку выщелаченного твердого остатка производят периодически, чаще всего гидравлическим способом — вымывая твердый материал из аппарата водой. [c.556] При движении жидкости сквозь слой относительно небольшой высоты не удается получить раствор достаточно высокой концентрации. Использование циркуляции жидкости для укрепления раствора нецелесообразно ввиду указанного выше вредного эффекта смешения растворов разной концентрации. Поэтому для повышения степени извлечения и увеличения производительности применяют герметически закрытые аппараты с ложным днищем, подобные закрытым нутч-фильтрам, получившие название диффузоров. [c.556] Батарея диффузоров работает по принципу протиротока, т. е. свежий растворитель взаимодействует с уже в значительной степени выщелоченным материалом, а наиболее концентрированный раствор — со свежим твердым материалом. В современных установках смена операций в условиях полунепрерывной работы диффузоров осуществляется автоматически. [c.557] Существенным недостатком аппаратов с неподвижным слоем является неравномерность обтекания твердых частиц жидкостью и образование застойных зон вблизи точек соприкосновения частиц. Увеличение скорости фильтрования ограничивается уносом мелких частиц жидкостью и значительным возрастанием гидравлического сопротивления. Поэтому такие аппараты постепенно вытесняются апдаратамн непрерывного действия. [c.557] Непрерывно действующие аппараты с механическим перемешиванием. Одним из распространенных аппаратов этой группы является шнековый экстрактор (рис. Х111-31). Он представляет собой горизонтальное корыто, или желоб /, в котором вращается горизонтальный вал 2 с укрепленными на нем спиральными лопастями 3 и крестовинами 4. [c.557] При движении вдоль аппарата раствор многократно направляется книзу посредством козырьков 9 это улучшает контакт между жидкой и твердой фазами. Концентрированн,ый раствор удаляется с противоиоложного конца аппарата через сливной штуцер в верхней части корыта (на рисунке не изображен), а керастворенный остаток твердого материала отводится с помощью наклонного элеватора 10. Ковши 11 элеватора имеют ситчатые стенки для отделения жидкости, сливающейся через штуцер 12. [c.558] Шнековые аппараты могут работать как по принципу прямотока, так и противотока фаз, причем чем интенсивнее перемешивание фаз в поперечном сечении аппарата, тем полнее могут быть использованы преимущества противотока. [c.558] Иногда шнековые аппараты работают комбинированным способом. Процесс проводится в двух последовательно соединенных аппаратах, из которых в один поступает исходный твердый материал, а в другой — свежий растворитель. При этом в первом (по ходу твердой фазы) аппарате фазы движутся прямотоком, а во втором — противотоком. [c.558] Аппараты такого типа надежны в работе и обеспечивают высокие производительности. Наряду с этий они металлоемки, громоздки и требуют сравнительно больших расходов электроэнергии. Удельная производи--тельность шнековых аппаратов (на единицу объема или веса аппарата) невелика, что объясняется относительно низкой скоростью обтекания частицу умеренной величиной поверхности соприкосновения фаз. Контакт между фазами ухудшаётся вследствие проскока некоторой части жидкости, обусловленного заметным расслоением фаз, так как значительная часть твердого материала перемещается в виде более плотного слоя вдоль нижней части корыта. [c.558] Несколько более эффективно протекает процесс в барабанном экстракторе (рис. ХП1-32). Аппарат представляет собой горизонтальный цилиндрический барабан 1, закрытый с торцов передней крышкой 2 и задней крышкой 3. Через штуцер 4 в передней крышке поступает измельченный твердый материал, который транспортируется движущейся в том же направлении жидкостью (растворителем). Барабан 1 установлен за бандажах 5, опирающихся на ролики 6 он приводится во вращение 5ерез зубчатую передачу 7 и червячный редуктор 8 электродвигателем 9. [c.558] Твердые частицы движутся при вращении барабана вместе с потоком жидкости в осевом направлении и относительно потока — в поперечных сечениях барабана, причем для лучшего перемешивания фаз в вертикальной плоскости служат лопасти 10, укрепленные на внутренней стенке барабана. Концентрированный раствор и твердый остаток удаляются через штуцер 11 в задней крышке аппарата. Для уменьшения потерь тепла барабан снаружи покрыт тепловой изоляцией 12. [c.559] Барабанные экстракторы могут работать также по принципу противотока. В этом случае, перемещение твердого материала осуществляется с помощью лопаток, установленных внутри горизонтального барабана под небольшим углом к образующей в направлении движения материала. [c.559] В барабанных экстракторах достигаются ббльшие удельные производительности и более высокие коэффициенты массоотдачи (вследствие большей скорости обтекания частиц), чем в шнековых аппаратах. Улучшение массоотдачи связано с систематическим обновлением поверхности контакта фаз при пересыпании твердых частиц внутри барабана. [c.559] Аппараты со взвешенным, или кипящим, слоем. В таких аппаратах практически вся поверхность твердых частиц в течение всего процесса доступна для взаимодействия с турбулентно движущимся потоком жидкости,, что способствует интенсификации процесса экстракции. [c.559] Трубчатый экстрактор (рис. X И1-33) состоит из ряда последовательно соединенных труб 1, через которые с помощью насоса 2 прокачивается жидкость (растворитель) со взвешенными в ней мелкими твердыми частицами. Для проведения процесса при повышенной температуре трубы снабжаются паровыми рубашками 3. При внезапной остановке насоса 2 через штуцер 4 подается промывная вода для того, чтобы удалить твердый материал из системы и предотвратить его осаждение в трубах. Ускорение процесса экстракции достигается вследствие того, что твердые частицы взаимодействуют с растворителем, находясь во взвешенном состоянии, и аппарат работает в условиях, приближающихся к режиму вдеального вытеснения. [c.559] Одна из конструкций колонных аппарйтов с псевдоожиженным (кипящим) слоем показана на рис. X И1-34. В цилиндрическую колонну 1 через нижний штуцер 2 непрерывно поступает жидкость (растворитель), которая, проходя с необходимой скоростью сквозь отверстия распределительной решетки 5, приводит слой мелкораздробленных твердых частиц в псевдоожиженное состояние. [c.560] При высоте кипящего слоя, равной нескольким метрам, удается получить на выходе из него раствор достаточно высокой концентрации, который поступает в верхнюю, расширенную часть колонны, переливается в кольцевой желоб 4 и удаляется через штуцер 5. Твердый остаток непрерывно отводится через штуцер 6, расположенный несколько выше решетки 3. Исходный твердый материал подается непосредственно в кипящий слой сверху через загрузочную трубу 7. [c.560] Вернуться к основной статье