SU1053849A1

SU1053849A1 - Pulsation extractor

Info

Publication number: SU1053849A1
Application number: SU823415696A
Authority: SU
Inventors: Александр Андреевич Моряшов; Павел Абрамович Сигал; Алексей Ильич Гурьянов
Original assignee: Казанский Ордена Трудового Красного Знамени Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1983-11-15

Abstract

ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР , включающий экстракционную колонHodava ТФ ну, разделенную коаксиально установленным цилиндром на центральную и кольцевую зоны, пульсопроводы, заполненные жидкостью , источник посто нного перепада давлени и распределительный механизм, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности работы пульсационного экстрактора путем устранени вибрации пульсопроводов и гидравлических ударов в источнике посто нного перепада давлени и распределительном механизме, центральна и кольцева зоны выполнены изолированными внутри аппарата и параллельно соединенными между собой через источник посто нного перепада давлени и распределительный механизм. ёод /l.fPULSATING EXTRACTOR, including an extraction column Hodava TF, divided by a coaxially mounted cylinder into the central and annular zones, fluid pipelines filled with liquid, a source of constant pressure drop and distribution mechanism, characterized in that, in order to improve the reliability of the pulsation extractor by eliminating the vibration of the pulsander, hydraulic shocks in the source of constant pressure differential and distribution mechanism, the central and annular zones are made isolated nnym inside the machine and interconnected in parallel via the source constant pressure differential and the dispensing mechanism. yod /l.f

Description

в 9at 9

0101

2 2

оо оо J иoo oo j and

;о;about

flodava /1.Ф. Изобретение относитс к аппаратам, предназначенным дл проведени массообменных процессов, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других област х промышленности дл проведени процессов жидкостной экстракции. Известен пульсационный экстрактор, содержащий экстракционную колонну, разделенную коаксиальным цилиндром на кольцеву б и центральную зоны, пульсопроводы, заполненные жидкостью, источник посто нного перепада давлени , основной распределительный механизм и дополнительный распределительный механизм 1. Недостатком известного пульсационного экстрактора вл етс наличие вибрации пульсопроводов и гидравлических ударов в основном и дополнительном распределительных механизмах и источнике посто нного перепада давлени . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс пульсационный экстрактор , включающий экстракционную колонну, разделенную коаксиальным цилиндром на кольцевую и центральную зоны, пульсопроводы , заполненные й:идкостью, источник посто нного перепада давлени и распределительный механизм. Источник посто нного перепада давлени соединен с колонной через распределительный механизм 2. Недостатком этого пульсационного экстрактора вл етс наличие вибрации пульсопроводов и гидравлических ударов в распределительном механизме и источнике посто нного перепада давлени . Вибраци пульсопроводов обусловлена высокой частотой возвратно-поступательного движени жидкости в пульсопроводе. Гидравлический удар возникает в момент резкого перекрыти ротором распределительного механизма сечени напорного трубопровода источника посто нного перепада давлени , вследствие резкого повышени давлени и перехода кинематической энергии остановившихс слоев жидкости в потенциальную , энергию сжатой жидкости. Наличие вибрации и гидравлических ударов может привести к разгерметизации фланцевых соединений пульсопроводов, что особенно опасно при работе ка пожаровзрывоопасных средах, к выходу из стро распределительного механизма и нарушению нормальной работы источника посто нного перепада давлени . Все это снижает надежность работы пульсационного экстрактора . Цель изобретени - повышение надежности работы пульсационного экстрактора путем устранени вибрации пульсопроводов и гидравлических ударов в распределительном механизме и источнике посто нного перепада давлени . Указанна цель достигаетс тем, что в известном пульсационном экстракторе, содержащем экстракционную колонну, разделенную коаксиально установленным цилиндром на центральную и кольцевую зоны, пульсопроводы, заполненные жидкостью, источник посто нного перепада давлени и распределительный механизм, центральна и кольцева зоны выполнены изолированными внутри аппарата и параллельно соединенными между собой через источник посто нного перепада давлени и распределительный механизм. Пареллельное соединение зои экстракционной колонны позвол ет осуществить однонаправленные движение жидкости в пульсопроводах, при этом работа распределительного механизма не оказывает вли ни на работу источника посто нного перепада давлени , поскольку распределительный механизм и источник посто нного перепада давлени соедин ютс с колонной незивисимо . Однонаправленное движение жидкости исключает возможность возникновени вибрации . Несмотр на то, что ротор распределительного механизма также перекрывает сечение пульсопровода, на котором он установлен, но при этом сечение напорного трубопровода источника посто нного перепада не перекрываетс и источник посто нного перепада давлени не испытывает гидравлических ударов. Распределительный механизм, перекрыва сечение пульсопровода , также не испытывает гидравлических ударов, так как в этот момент происходит изменение направлени движени жидкости в кольцевой и центральной зонах на противоположное и кинематическа энерги жидкости в пульсопроводе при этом минимальна . Изолирование центральной и кольцевой зон экстракционной колонны св зано с созданием газовой подушки необходимой дл накоплени энергии источника посто нного перепада давлени и создани нужного пульсационного режима. Параллельное соединение зон экстракционной колонны не оказывает отрицательного вли ни на производительность и эффективность , позвол ет вести процесс на малоинтенсивных и высокоинтенсивных режимах . При этом повышаетс надежность работы пульсациоиного экстрактора. На чертеже изображен экстрактор, продольный разрез. Пульсационный экстрактор содержит экстракционную колонну 1, разделенную коаксиальным цилиндром 2 на центральную 3 и кольцевую 4 зоны, изолированные в утри аппарата. Центральна и кольцева зоны Соедин етс через пульсопроводы 5 и 6, на которых установлены источник посто нного перепада давлени 7 и распределительный механизм 8 с ротором 9, выполненным.flodava /1.F. The invention relates to apparatus for carrying out mass transfer processes, and can be used in the chemical, petrochemical and other industries to carry out liquid extraction processes. A pulsating extractor is known that contains an extraction column divided by a coaxial cylinder into an annular b and central zone, fluid pipelines filled with liquid, a source of constant pressure differential, a main distribution mechanism and an additional distribution mechanism 1. A disadvantage of the known pulsation extractor is the presence of vibration of the conduit lines and hydraulic impacts in the main and additional distribution mechanisms and the source of constant pressure drop. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a pulsating extractor, which includes an extraction column divided by a coaxial cylinder into an annular and central zone, pulsed lines filled with liquid: a constant pressure drop source and a distribution mechanism. The source of constant pressure drop is connected to the column through distribution mechanism 2. A disadvantage of this pulsation extractor is the presence of vibration of the pipelines and hydraulic shocks in the distribution mechanism and the source of constant pressure differential. The vibration of the pulse lines is due to the high frequency of the reciprocating movement of fluid in the heart line. Hydraulic shock occurs at the moment when the rotor distorts the distribution mechanism of the pressure pipe of the constant pressure source, as a result of a sharp pressure increase and the kinematic energy of the stopped fluid layers transforms into the potential, compressed fluid energy. The presence of vibration and hydraulic shocks can lead to depressurization of flanged connections of the conduits, which is especially dangerous when working in fire-hazardous environments, failure of the distribution mechanism and disruption of the normal operation of the constant pressure drop source. All this reduces the reliability of the pulsation extractor. The purpose of the invention is to increase the reliability of the pulsation extractor by eliminating the vibration of the conduits and hydraulic shocks in the distribution mechanism and the source of constant pressure drop. This goal is achieved by the fact that, in a known pulsating extractor containing an extraction column divided by a coaxially mounted cylinder into the central and ring zones, the fluid lines filled with liquid, a constant pressure drop source and distribution mechanism, the central and ring zones are insulated inside the apparatus and connected in parallel between themselves through a constant pressure drop source and distribution mechanism. The parallel connection of the extraction column at the unidirectional movement of the fluid in the pipelines, while the operation of the distribution mechanism does not affect the operation of the constant pressure source, since the distribution mechanism and the constant pressure source are not connected with the column. Unidirectional fluid movement eliminates the possibility of vibration. Although the distribution mechanism rotor also overlaps the cross-section of the pipeline in which it is installed, but the cross-section of the discharge pipe of the constant-difference source does not overlap and the constant-pressure-drop source does not experience hydraulic shocks. The distribution mechanism, shutting off the cross-section of the pipeline, also does not experience hydraulic shocks, since at this moment there is a change in the direction of fluid flow in the annular and central zones to the opposite and the kinematic energy of the liquid in the pipeline is minimal. Isolating the central and annular zones of the extraction column is associated with the creation of a gas cushion necessary for storing the energy of a constant pressure drop source and creating the desired pulsation mode. The parallel connection of the zones of the extraction column does not adversely affect the performance and efficiency, it allows to conduct the process in low-intensity and high-intensity modes. This increases the reliability of the pulsio extractor. The drawing shows the extractor, a longitudinal section. The pulsation extractor contains an extraction column 1, divided by a coaxial cylinder 2 into a central 3 and an annular 4 zones, isolated in the head of the apparatus. The central and annular zones are connected via air lines 5 and 6, on which a constant pressure source 7 and distribution mechanism 8 with rotor 9 are installed.

например, в виде полого стакана с отверстием на боковой поверхности. В верхней части центральной зоны 3 находитс газо-. ва подушка 10.:for example, in the form of a hollow cup with a hole on the side surface. In the upper part of the central zone 3 there is a gas. WA pillow 10.:

Пульсационный экстрактор работает следующим образом.Pulsation extractor works as follows.

Т жела и легка фазы подаютс в центральную и кольцевую зоны 3 и 4 и движутс противопотоком. Пульсаци роздаете распределительным механизмом 8. Жидкость из кольцевой зоны 4 экстракционной колонны 1 через- пульсопровод б непрерывно подаетс источником посто нного перепада давлени . в центральную зону 3. Ротор 9 распределительного механизма 8 поочередно открывает и перекрывает пульсопровод 5. В первый полупериод пульсационногд импульса ротор 9 распределительного механизма ,8 перекрывает пульсопровод о, столб жидкости в кольцевой зоне 4 источником посто нного перепада давлени 7 через пульсопровод 6 перемещаетс вниз, в центральной зоне 3 - вверх, при этом, происходит сжатие газовой подушки 10. В следующий полупериод пульсационного импульса ротор 9 распределительного механизма 8 открывает пульсопровод 5 за счет энергии сжатого газа в газовой подушке10 и гидростатического давлени столба, жидкости в центральной зоне 3, происходит возврат жидкости из центральной зоны в кольцевую 4, при этом столб жидкости в центральной зойе 3 движетс вниз, а в кольцевой зоне 4 - вверх. Таким образом, жидкость в. центральной и кольцевой зонах совершает возвратно-поступательное движение . Жидкость в пульсопроводах 5 и 6 движетс в одном направлении.Heavy and light phases are fed into the central and annular zones 3 and 4 and move in a countercurrent. The pulsation is dispensed by the distribution mechanism 8. Liquid from the annular zone 4 of the extraction column 1 is continuously fed by the pulsed conduit b source to a constant pressure drop. to the central zone 3. The rotor 9 of the distribution mechanism 8 alternately opens and closes the pulsator duct 5. In the first half period of the pulsating pulse, the rotor 9 of the distributor mechanism 8 closes the pulsopair o, the liquid column in the annular zone 4 by a source of constant pressure differential 7 through the conduit 6 moves down, in the central zone 3 - upwards, while the gas cushion 10 is compressed. In the next half-period of the pulsation pulse, the rotor 9 of the distribution mechanism 8 opens the pulsopipe 5 at the expense of energy the compressed gas in the gas cushion 10 and the hydrostatic pressure of the column, the liquid in the central zone 3, the liquid returns from the central zone to the annular 4, while the liquid column in the central zone 3 moves downwards and in the annular zone 4 it moves upwards. Thus, the liquid in. the central and annular zones reciprocates. The fluid in the pulse lines 5 and 6 moves in the same direction.

Однонаправленное движение жидкости в пульсопроврдах исключает возможность возникновени вибрации. Несмотр на то, что ротор 9 распределительного механизма 8 перекрывает сечение пульсопровода 5, но при этом сечение пульсопровода 6 не перекрываетс , не происходит резкой остановки жидкости в пульсопроводе 6 и поэтому источник посто нного перепада давлени не испытывает гидравлических ударов. Распределительный механизм 8 тАкже не испытывает гидравлических ударов, когда ротор 9 перекрывает пульсопровод 5, так как в этот момент происходит изменение направлени движени жидкости в кольцевой 4 и центральной 3 зонах на противоположное и кинетическа энерги - жидкости в пульсопроводе при этом минимальна .The unidirectional movement of the fluid in the pulse trains eliminates the possibility of vibration. Despite the fact that the rotor 9 of the distribution mechanism 8 overlaps the cross section of the conduit 5, but the cross section of the conduit 6 does not overlap, there is no abrupt shutdown of the liquid in the conduit 6 and therefore the source of constant pressure drop does not experience hydraulic shocks. The distribution mechanism 8 also does not experience hydraulic shocks when the rotor 9 overlaps the pulsator 5, since at this moment there is a change in the direction of fluid movement in the annular 4 and central 3 zones to the opposite and the kinetic energy of the fluid in the pulsal is minimal.

Проведен расчет величины гидравлического удара в пульсационном экстракторе данной конструкции диаметром 1200 мм и диаметром коаксиального цилиндра 800 мм предназначенного дл отмывки БДФ-I от карбонильных соединений водой. За базу сравнени был вз т пульсационный экстрактор диаметром 1200 мм и диаметром коаксиального цилиндра 800 мм дл отмывки водой диэтилового эфира из кубовых остатков реактификации дивинила.The magnitude of the hydraulic shock in the pulsation extractor of this design with a diameter of 1200 mm and a diameter of 800 mm coaxial cylinder intended for washing BDF-I from carbonyl compounds with water has been calculated. A pulsation extractor with a diameter of 1200 mm and a diameter of 800 mm coaxial cylinder was taken as a base for washing water with diethyl ether from the bottoms of divinyl reactivation.

Проведенные расчеты показывают, что при интенсивности пульсации 800, 1000, 2000 мм/мин и частотах пульсации 20, 25 50 кол/мин величина гидравлического удара известного экстрактора равна 5,7 и 7 кг/см соответственно. Необходимо учесть что частота возникновени гидравлического удара совпадает с частотой пульсации, и 1-7 ку/см соответственно. Необходимо учесть, что частота возникновени гидравлического , удара совпадает с частотой пульсации .The calculations show that with a pulsation intensity of 800, 1000, 2000 mm / min and pulsation frequencies of 20, 25 50 count / min, the magnitude of the hydraulic impact of a known extractor is 5.7 and 7 kg / cm, respectively. It is necessary to take into account that the frequency of occurrence of water hammer coincides with the frequency of pulsation, and 1-7 ku / cm, respectively. It should be noted that the frequency of occurrence of a hydraulic shock coincides with the frequency of pulsation.

Гидравлический удар в пульсационном экстракторе предлагаемой конструкции прак тически отсутствует.,Hydraulic shock in the pulsating extractor of the proposed design is practically absent.,

Claims

Pulsation EXTRAC-> TOR, including an extraction column divided by a coaxially mounted cylinder into the central and annular zones, pulse-filled pipelines, a source of constant differential pressure and a distribution mechanism, characterized in that, in order to increase the reliability of the pulsation extractor by eliminating the vibration of the pulse-piping and hydraulic shocks in the source of constant differential pressure and the distribution mechanism, the central and annular zones are made isolated by three devices in parallel and connected to each other via the DC differential of pressure and distribution mechanism.