RU2521956C1

RU2521956C1 - Liquid extraction column

Info

Publication number: RU2521956C1
Application number: RU2013100326/05A
Authority: RU
Inventors: Баходырджан Алиматов
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2014-07-10
Also published as: RU2013100326A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: when changing the number of mixing elements in a settling section from 6 or more, said elements are placed on partition walls in horizontal and vertical rows, respectively, in ratio K×(K-1), and overflow pipes are placed between mixing elements at the intersection of diagonals of squares which join centres of mixing elements, and their number in the horizontal and vertical rows is defined by the ratio (K-1)×K, respectively, wherein the value of K varies from 3 or more. The invention can be used in chemical industry and related industries (petrochemical, food, pharmaceutical, hydrometallurgy etc.), where liquid extraction processes are widely used, as well as in chemical machine building.

EFFECT: easy manufacture and high accuracy of assembling a multi-stage column.

2 dwg

Description

Изобретение относится к химическим аппаратам для экстрагирования в системах жидкость-жидкость и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, гидрометаллургической и др. отраслях промышленности, где широко распространены процессы жидкостной экстракции, а также в области химического машиностроения.The invention relates to chemical apparatuses for extraction in liquid-liquid systems and can be used in chemical, petrochemical, food, pharmaceutical, hydrometallurgical and other industries, where liquid extraction processes are widespread, as well as in the field of chemical engineering.

Известны массообменные колонны для жидкостной экстракции, разделенные на отдельные ступени по высоте тарелками, в которых установлены различные смесительные устройства. Переток в смежные ступени отстоявшихся в ступенях дисперсной (легкой или тяжелой) жидкостей осуществляется по трубкам, которые, как правило, расположены концентрично смесительным устройствам и закрепляются в полотне вышележащей тарелки (см. А.с. СССР №751409, B01D 11/04, 1980, БИ №28).Mass transfer columns for liquid extraction are known, divided into separate stages in height by plates in which various mixing devices are installed. The overflow into adjacent steps of the dispersed (light or heavy) liquids settled in the steps is carried out through tubes, which are usually located concentrically to mixing devices and are fixed in the canvas of the overlying plate (see AS USSR No. 751409, B01D 11/04, 1980 , BI No. 28).

Известен также многоступенчатый барботажный экстрактор, включающий корпус, разделенный перегородками на секции-отстойники с установленными на перегородках смесительными устройствами (см. А.с. СССР №1152609, B01D 11/04, 1985, БИ №16). Переток отстоявшейся тяжелой фазы в смесительные устройства нижележащей секции-отстойника осуществляется по переточным трубкам, закрепленным в перегородках, и установленными концентрично смесительным элементам нижележащей секции-отстойника. Производительность аппарата определяется его диаметром и количеством смесительных элементов в секции-отстойнике, а необходимая степень извлечения целевого компонента - количеством секций-отстойников в колонне (или числом ступеней).Also known is a multistage bubbling extractor, including a housing divided by partitions into settling sections with mixing devices installed on the partitions (see AS USSR No. 1152609, B01D 11/04, 1985, BI No. 16). The overflow of the settled heavy phase into the mixing devices of the underlying sedimentation section is carried out via transfer pipes fixed in the partitions and installed concentrically to the mixing elements of the underlying sedimentation section. The productivity of the apparatus is determined by its diameter and the number of mixing elements in the settling section, and the required degree of extraction of the target component is determined by the number of settling sections in the column (or the number of stages).

В такой колонне при большом количестве смесительных элементов в секции и числа самих секций-отстойников возникают серьезные трудности при изготовлении и монтаже аппарата по обеспечению соосности переточных трубок вышележащей секции-отстойника и смесительных элементов нижележащей секции-отстойника при равномерном распределении их по сечению секции-отстойника. Например, при числе смесительных элементов в секции-отстойнике равном 2 и таком же количестве переточных элементов не возникает трудностей с равномерным расположением их на перегородке. Но начиная с числа смесительных элементов в секции-отстойнике равном 6 и более, возникают серьезные трудности с равномерным их расположением на перегородке и сборкой всей колонны в целом.In such a column, with a large number of mixing elements in the section and the number of sedimentation sections themselves, serious difficulties arise in the manufacture and installation of the apparatus for ensuring the coaxiality of the transfer pipes of the overlying sedimentation section and the mixing elements of the underlying sedimentation section with a uniform distribution over the section of the sedimentation section. For example, with the number of mixing elements in the settling section equal to 2 and the same number of transfer elements, there are no difficulties with their uniform arrangement on the partition. But starting from the number of mixing elements in the settling section equal to 6 or more, serious difficulties arise with their uniform location on the partition and the assembly of the entire column as a whole.

Задачей изобретения является упрощение изготовления и обеспечение точности сборки многоступенчатой колонны.The objective of the invention is to simplify the manufacture and ensure the accuracy of the assembly of multi-stage columns.

Это обеспечивается тем, что количество смесительных элементов в секции-отстойнике должно быть таким, чтобы на перегородке их можно было расположить по вершинам квадратов в соотношении 3×2, 4×3, 5×4, 6×5 и т.д., где первые цифры - количество смесительных элементов в горизонтальном ряду, а вторые - в вертикальном. Обозначив количество смесительных элементов в горизонтальном ряду как «К», соотношение «3×2, 4×3, 5×4, 6×5 и т.д.» можно отразить общим выражением как «К×(К-1)», где К может принимать значения от 3 и более. Переточные трубки для тяжелой фазы должны быть расположены между смесительными элементами на пересечении диагоналей квадратов, соединяющих центры смесительных элементов, и их расположение на перегородке должно быть в соотношении 2×3, 3×4, 4×5, 5×6 и т.д. Использовав вышеизложенный подход, выражение «2×3, 3×4, 4×5, 5×6 и т.д.» можно отразить как «(К-1)×К». При одинаковом изготовлении всех перегородок аппарата с поворотом смежной перегородки на 90° при сборке переточные трубки вышележащей секции-отстойника окажутся в смесительных элементах нижележащей секции-отстойника.This is ensured by the fact that the number of mixing elements in the settling section must be such that they can be located on the septum along the tops of squares in the ratio of 3 × 2, 4 × 3, 5 × 4, 6 × 5, etc., where the first digits are the number of mixing elements in a horizontal row, and the second in a vertical row. Having designated the number of mixing elements in the horizontal row as “K”, the ratio “3 × 2, 4 × 3, 5 × 4, 6 × 5, etc.” can be reflected by the general expression as “K × (K-1)”, where K can take values from 3 or more. The transfer pipes for the heavy phase should be located between the mixing elements at the intersection of the diagonals of the squares connecting the centers of the mixing elements, and their location on the partition should be in the ratio of 2 × 3, 3 × 4, 4 × 5, 5 × 6, etc. Using the above approach, the expression “2 × 3, 3 × 4, 4 × 5, 5 × 6, etc.” can be reflected as “(K-1) × K”. With the same manufacture of all partitions of the apparatus with a 90 ° turn of the adjacent partition during assembly, the transfer pipes of the overlying settling section will be in the mixing elements of the underlying settling section.

Сущность изобретения наглядно поясняется рисунками, где представлены два варианта перегородок: фиг.1 - при числе смесительных элементов 6 и фиг.2 - при числе смесительных элементов 12.The invention is clearly illustrated by the drawings, which show two options of partitions: figure 1 - with the number of mixing elements 6 and figure 2 - with the number of mixing elements 12.

Вертикальный корпус 1 экстрактора разбит горизонтальными перегородками 2 на отдельные секции-остойники. На перегородке 2 расположены вертикальные смесительные элементы 3 с шагом «m» между ними, а также переточные трубки 4 с тем же шагом «m» между ними. Величина шага «m» зависит от условия обеспечения необходимой скорости осаждения капель дисперсной фазы в отстойной зоне секции-отстойника, каковой является пространство между корпусом и смесительными элементами колонны. На фиг.1 смесительные элементы расположены в соотношении 3×2 (т.е. «К×(К-1), где К=3), а переточные трубки - в соотношении 2×3 (т.е. «(К-1)×К»). На фиг.2: смесительные элементы - в соотношении 4×3 (т.е. «К×(К-1), где К=4), а переточные трубки - в соотношении 3×4 (т.е. «(К-1)×К») соответственно. При одинаковом изготовлении всех перегородок многоступенчатой колонны сборка колонны осуществляется простым поворотом смежных перегородок на 90°. При этом переточные трубки вышележащих секций-отстойников опустятся точно в смесительные элементы нижележащих секций-отстойников.The vertical housing 1 of the extractor is divided by horizontal partitions 2 into separate sections-chambers. On the partition 2 there are vertical mixing elements 3 with a step “m” between them, as well as transfer pipes 4 with the same step “m” between them. The value of the step “m” depends on the conditions for ensuring the necessary rate of deposition of droplets of the dispersed phase in the settling zone of the settling section, which is the space between the housing and the mixing elements of the column. In Fig. 1, the mixing elements are located in a ratio of 3 × 2 (i.e., “K × (K-1), where K = 3), and the transfer pipes are in a ratio of 2 × 3 (ie,“ (K- 1) × K "). Figure 2: mixing elements in the ratio of 4 × 3 (ie, "K × (K-1), where K = 4), and transfer pipes in the ratio of 3 × 4 (ie," (K -1) × K "), respectively. With the same manufacture of all partitions of a multi-stage column, the assembly of the column is carried out by simple rotation of adjacent partitions by 90 °. In this case, the transfer pipes of the overlying sedimentation sections will sink exactly into the mixing elements of the underlying sedimentation sections.

Использование устройства по данному изобретению позволяет значительно упростить изготовление перегородок колонны, а также обеспечить точность при сборке многоступенчатого варианта аппарата при равномерном распределении смесительных элементов по сечению перегородки.The use of the device according to this invention can significantly simplify the manufacture of partition walls of the column, as well as ensure accuracy when assembling a multi-stage version of the apparatus with a uniform distribution of the mixing elements over the cross-section of the partition.

Claims

A column for liquid extraction, including a vertical casing, divided by horizontal partitions into separate settling sections with tubular mixing elements installed in them and transfer pipes concentric to them by the overlying settling section, characterized in that when the number of mixing elements in the settling section changes from 6 and more they are located on the partitions in the horizontal and vertical rows, respectively, in the ratio “K × (K-1)”, and the transfer pipes are located between the mixing elements s at the intersection of diagonals of squares connecting the centers of the mixing elements and their number in the horizontal and vertical rows, respectively, determined by the ratio «(K-1) × K», where K can be set to 3 or more.