ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устройство и принцип действия экстракторов из "Процессы и аппараты химической технологии Часть 2" По принципу взаимодействия или способу контакта фаз экстракторы подразделяют на две группы ступенчатые и дифференциально-контактные. Внутри этих групп экстракторы часто подразделяют на гравитационные (скорость фаз в них обусловлена разностью плотностей этих фаз) и механические (при добавлении потокам энергии извне путем механического перемешивания, действием центробежной силы, поршневым пульсатором и т. д.). Практически в любом из аппаратов названных групп для увеличения поверхности контакта фаз одна из фаз различными способами диспергируется и распределяется в другой, сплошной фазе в виде капель. После каждого перемешивания фаз в аппаратах следует сепарация этих фаз, что необходимо прежде всего для регенерации экстрагента (под действием гравитационных или центробежных сил). Отметим также, что в промышленности обычно применяют непрерывнодействующие экстракторы. [c.157] Ступенчатые экстракторы. Экстракторы этой группы состоят из дискретных ступеней, в каждой из которых происходит контакт фаз, после чего они разделяются и движутся противотоком в последующие ступени. [c.157] На рис. 18-15 представлена схема одноступенчатой (а) и многоступенчатой (6 и в) установок одного из самых распространенных типов ступенчатых экстракторов-смесительно-отстойного. [c.157] При каскадном соединении ступеней (рис. 18-15,6) тяжелая фаза движется от ступени к ступени самотеком, а легкая должна перекачиваться насосами 3. В горизонтальных смесительно-отстойных экстракторах для перемещения легкой и тяжелой фаз от ступени к ступени устанавливают насосы (на рис. 18-15,в насосы для перемещения легкой фазы не показаны), что усложняет экстракционную установк и удорожает ее эксплуатацию. В случае, если равновесие между фазами устанавливается быстро, роль экстрактора вместо смесителя с мешалкой могут вьтолнять насосы. [c.158] Смесительно-отстойные экстракторы большой производительности (до 1500 м /ч) находят применение в гидрометаллургии, технологии урана и в различных других многотоннажных производствах. [c.159] Дифференциально-контактные экстракторы. Экстракторы этой группы отличаются непрерывным контактом между фазами и плавным изменением концентрации по высоте аппарата. В таких экстракторах (в отличие от ступенчатых) равновесие между фазами по сечению аппарата не достигается. Дифференциально-контактные экстракторы компактнее ступенчатых и занимают меньшую производственную площадь. [c.159] В гравитационных экстракторах движение фаз происходит вследствие разности их плотностей. К гравитационным экстракторам относятся распылительные, насадочные и тарельчатые колонны. [c.159] Наиболее простыми по устройству представителями гравитационных экстракторов являются распылительные колонны (рис. 18-16). [c.159] Они представляют собой полые колонны 1 с устройствами 2 для диспергирования тяжелой (рис. 18-16,а) или легкой (18-16,6) фаз (исходного раствора или экстрагента). Сплошная фаза перемещается противотоком дисперсной. Капли диспергированной жидкости, пройдя сквозь столб сплошной фазы, коалесцируют и выходят из колонны. Тяжелая фаза уходит через гидрозатвор 3, с помощью которого регулируют уровень раздела фаз в колонне. Для лучшего отделения фаз иногда верхнюю и нижнюю части колонны делают большего диаметра (при этом снижается скорость сплошной фазы и улучшаются условия сепарации фаз). [c.160] В распылительных колоннах отсутствуют какие-либо внутренние устройства, вследствие чего фазы в колонне могут свободно циркулировать в вертикальном направлении, т.е. в этих аппаратах имеются условия для продольного перемешивания фаз. Это явление еще более усиливается при увеличении отношения диаметра к высоте колонны. Продольное или обратное перемешивание, как известно, приводит к снижению скорости массопередачи в результате уменьшения движущей силы процесса. Поэтому распылительные экстракторы являются ахшаратами низкой эффективности высотв единицы переноса в этих экстракторах достигает 5-6 м. К недостаткам распылительных экстракторов относится также снижение скорости захлебывания с увеличением доли диспергированной фазы в системе, так как при этом снижается сечение для движения сплошной фазы и увеличивается унос капель. [c.160] Важным достоинством распылительных экстракторов является возможность обработки в них загрязненных жидкостей. Иногда эти аппараты применяют для экстрагирования из пульп. [c.160] Достаточно широкое распространение в промышленности получили насадочные экстракторы (рис. 18-17), которые по конструкции аналогичны насадочным абсорберам. [c.160] В качестве экстракторов в принципе можно использовать любую из рассмотренных в гл. 16 конструкций тарельчатых колонн, но в промышленности наибольшее применение нашли ситчатые экстракторы (рис. 18-18). В этих аппаратах одна из жидких фаз многократно диспергируется и коалесцирует, проходя через большое число сверленых или штампованных отверстий в тарелке 1. Скорость процесса экстракции при этом возрастает вследствие многократного диспергирования фазы, что сопровождается концевыми эффектами при входе этой фазы из отверстий тарелки в сплошную фазу. Поскольку этот процесс связан с практически скачкообразным изменением концентрации, то иногда ситчатые экстракторы относят к аппаратам ступенчатого типа. Некоторые авторы ситчатые экстракторы считают аппаратами промежуточного или смешанного типа. [c.161] Ситчатые гравитационные экстракторы просты по устройству, имеют достаточно высокую производительность, в них отсутствуют движущиеся части, вследствие секционирования (тарелками) продольное перемешивание в этих аппаратах невелико. [c.161] Ситчатые экстракторы применяют в производстве синтетичес- ого каучука (для экстракции дивинила), в нефтехимии (для экстракции сероводорода из сжиженных газов и др.), в фармацевтической и других отраслях промышленности. [c.161] К механическим экстракторам относятся дифференциально-контактные экстракторы с подводом внешней энергии в контактирующие фазы. [c.162] Одним из распространенных в технике механитеских экстракторов является роторно-дисковый экстрактор (рис. 18-19). [c.162] Роторные экстракторы различаются в основном конструкцией перемешивающих устройств. Так, вместо гладких дисков применяют различного вида мешалки, иногда секции заполняют насадкой и т.п. [c.162] К основным достоинствам роторных экстракторов относятся высокая эффективность массопереноса, малая чувствительность к твердым примесям в фазах, возможность создания аппаратов большой единичной мощности и др. [c.162] Вернуться к основной статье