Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
В- ВА ВВ ВГ ВД ВЕ ВЗ ВИ ВЛ ВН ВО ВП ВР ВС ВТ ВУ ВХ ВЫ

Вибрационный экстрактор

 
Вибрационный экстрактор для очистки сточных вод от фенола Одним из наиболее вредных компонентов в оборотных водах, используемых в промышленности, является фенол. Фенол, попадая даже в небольших концентрациях со стоками в водоемы, придает воде медикаментозный запах и привкус, уничтожая его микрофлору и фауну, т.к. на окисление фенола расходуется кислород, что приводит к нарушению кислородного режима водоема.
Вибрационные экстракторы обладают теми же основными достоинствами, что и пульсационные экстракторы, но, вопреки существовавшему ранее мнению, потребляют меньше энергии. В этих аппаратах могут обрабатываться жидкости повышенной вязкости. Их недостатком ( весьма существенным, например, для ряда производств атомной техники) является наличие механического привода.
Разработан наклонный противоточный вибрационный экстрактор с сегментными перегородками, отличающийся большим свободным сечением.
Принципиальная схема вибрационного экстрактора для. Внедрение данного вибрационного экстрактора позволило значительно снизить загрязнение окружающей среды ( природных водоемов) токсичными фенольными сточными водами.
Достоинствами пульсационных и вибрационных экстракторов является эффективная массопередача за счет увеличения коэффициентов массоотдачи, средней движущей силы процесса и развитой поверхности фазового контакта; ВЭТС в таких экстракторах в 5 - 6 раз ниже, чем в тарельчатых ситчатых. Высокие удельные нагрузки, равные 30 - 80 м3 / ( м - ч), превышают допустимые для роторно - Иисковых экстракторов.
Экстракционная установка с пневмати - [ IMAGE ] Тарелка типа ческой системой пульсации КРИМЗ. В вибрационных экстракторах эффективный массообмен обеспечивается возвратно-поступательным движением пакета перфорированных тарелок, через которые, жидкость проталкивается в виде распадающихся на капли струй. В отличие от пульсаций столба жидкости вибрации тарелок происходят с меньшей амплитудой и большей частотой.
В вибрационных экстракторах вибрация блока тарелок происходит при больших частотах и меньших амплитудах, чем пульсация жидкости в пульсационных экстракторах. Расход энергии на вибрацию блока тарелок значительно меньше, чем на перемещение всего столба жидкости в пульсационных экстракторах.
В вибрационном экстракторе со срезанными кромками тарелок последние образуют перетоки ( как в колонных аппаратах с диаметрально расположенными перетоками), по которым тяжелая жидкость перетекает сплошным потоком с верхней тарелки на расположенную ниже. Легкая фаза, диспергируясь в отверстиях тарелки, в виде капель барботирует через слой сплошной фазы на тарелки. Взаимодействие жидкостей происходит в перекрестном токе.
Тарелка типа КРИМЗ.| Вибрационный экстрактор. В вибрационных экстракторах эффективный массообмен обеспечивается возвратно-поступательным движением пакета перфорированных тарелок, через которые жидкость проталкивается в виде распадающихся на капли струй. В отличие от пульсаций столба жидкости вибрации тарелок происходят с меньшей амплитудой и большей частотой.
В СССР вибрационные экстракторы были впервые применены С. М. Григорьевым и др. [209, 210] в коксохимической промышленности. В качестве опытно-промышленных рекомендовались колонны со следующей технической характеристикой: диаметр отверстий в тарелках 2 - 4 мм ( суммарная доля живого сечения ф10 - 20 %), расстояние между тарелками 0 3 - 0 4 м, число двойных ходов тарелок / 50 - 100 мин 1, амплитуда вибраций 50 - 20 мм.
Вибрационные экстракторы. Недостатком всех вибрационных экстракторов ( по сравнению с пульсационными) является необходимость зазора между кромками вибрирующих тарелок и внутренней поверхностью стенок аппарата. Наличие зазора способствует усилению продольного перемешивания и поперечной неравномерности, причем отрицательное влияние байпасного движения жидкостей через зазор может стать существенным в аппаратах большой единичной мощности.

Принцип работы вибрационного экстрактора: сетчатые тарелки 1, укрепленные на штоке 4, совершают возвратно-поступательные колебания по высоте экстрактора. Установленные между тарелками секционирующие перегородки 2 разделяют поперечное сечение аппарата на ряд секций, препятствующих циркуляции жидких фаз по сечению аппарата, что значительно повышает эффективность колонны. В качестве приводного механизма 5 может быть применен насос типа РПН с электродвигателем.
Недостатком всех вибрационных экстракторов ( по сравнению с пульсационными) является необходимость зазора между кромками вибрирующих тарелок и внутренней поверхностью стенок аппарата. Наличие зазора способствует усилению продольного перемешивания и поперечной неравномерности, причем отрицательное влияние байпасного движения жидкостей через зазор может стать существенным в аппаратах большой единичной мощности.
Основные размеры вибрационных экстракторов диаметром от 400 до 2800 мм и их отдельных узлов предусмотрены в проекте ОСТа Экстракторы колонные с вибрирующей насадкой.
Вибрационные экстракторы. Недостатком всех вибрационных экстракторов ( по сравнению с пульсационными) является необходимость зазора между кромками вибрирующих тарелок и внутренней поверхностью стенок аппарата. Наличие зазора способствует усилению продольного перемешивания и поперечной неравномерности, причем отрицательное влияние байпасного движения жидкостей через зазор может стать существенным в аппаратах большой единичной мощности.
Принципиальная схема вибрационного экстрактора приведена на рис. 1.13. Принцип работы вибрационного экстрактора: сетчатые тарелки 1, укрепленные на штоке 4, совершают возвратно-поступательные колебания по высоте экстрактора.
Продольное перемешивание в вибрационных экстракторах изучено еще недостаточно. В большинстве работ экспериментальные данные получены [227 - 230] в колоннах диаметром не более 50 мм и должны с осторожностью применяться для промышленных колонн.
Исследования массопередачи в вибрационных экстракторах немногочисленны [233 - 237] и не содержат достаточно широких обобщений, необходимых для расчета рабочей высоты этих аппаратов. Приводимые ниже расчетные зависимости получены обработкой опытных данных для аппаратов промышленного масштаба.
На рис. 2.48 показан вибрационный экстрактор. Как и в пульсационных аппаратах, тяжелая ТФ и легкая ЛФ фазы движутся противоточно.
Тарелка типа КРИМЗ.| Вибрационный экстрактор. На рис. 3.48 показан вибрационный экстрактор. Как и в пуль-сационных аппаратах, тяжелая ТФ и легкая ЛФ фазы движутся противоточно.
В работе [66] исследован вибрационный экстрактор диаметром DK300 мм и высотой L 6000 мм с отстойными камерами. Хотя коэффициенты продольного перемешивания для дисперсной фазы на порядок выше, чем для сплошной, числа Пекле для обеих фаз оказываются близкими.
Вибрационный экстрактор. В нашей стране применяют вибрационные экстракторы конструкции ГИАП с фасонными тарелками, напоминающими тарелки типа КРИМЗ.
В отечественной промышленности применяют вибрационные экстракторы конструкции ГИАП с фасонными тарелками, напоминающими тарелки типа КРИМЗ.

На рис IX-25 приведена схема вибрационного экстрактора, в котором горизонтальные перфорированные пластины 5 жестко связаны системой стержней 4 со штангой 2 и при работе совершают идентичные по частоте и амплитуде ( синхронные) колебания.
Заслуживают внимания некоторые результаты исследования вибрационных экстракторов с тарелками различных типов ( КРИМЗ, Прохазки и ГИАП), проведенного [219] Т. К. Пелевиной в колоннах диаметром 100 и 300 мм. Было показано, что при одинаковом удельном расходе энергии интенсивность продольного перемешивания сплошной фазы в колоннах с тарелками Прохазки и ГИАП практически одинакова и примерно на 30 % выше, чем в колоннах с тарелками КРИМЗ. Для тарелок одинаковой толщины при равных амплитуде вибраций и расстоянии между тарелками эффективность массообмена не зависит от типа и геометрии тарелок, а определяется в основном производительностью колонны и удельным расходом энергии. Оптимальным расстоянием между тарелками следует считать 100 - 150 мм.
В результате экспериментальных исследований был разработан наклонный вибрационный экстрактор с сегментными перегородками. Лабораторная модель предложенного аппарата ( рис. 1) представляет собой стеклянную трубку с внутренними сегментными перегородками, установленными поочередно вверху и внизу.
В Уфимском государственном нефтяном техническом университете разработан высокоэффективный вибрационный экстрактор, который был внедрен на предприятиях городов Омска и Уфы.
Имеется указание [210], что повышение эффективности вибрационных экстракторов возможно также при циклическом режиме работы ( см. с.
Экономический анализ - проведен на примере внедрения вибрационных экстракторов в-производствах кап-ролактама. На фоне высокой стоимости продукции здесь несколько скрадывается эффект от экономии капитальных вложений.
В 1966 г. был пущен в эксплуатацию [211] вибрационный экстрактор, предназначенный для экстракции фенолов из аммиачной воды каменноугольным поглотительным маслом.
В этой же работе [5] приведены результаты исследования промышленных вибрационных экстракторов диаметром 0 9 и 1 3 м при извлечении фенолов из сточных вод коксохимического производства поглотительным маслом.
Пульсационные колонные экстракторы. Экстракторы с вибрирующим внутри корпуса пакетом тарелок называются часто вибрационными экстракторами. В этих аппаратах могут быть достигнуты значительные производительности ( суммарно по обеим фазам) в сочетании с высокими степенями извлечения целевого продукта.
Работы, связанные с изучением гидродинамики и массообмена в вибрационных экстракторах, проводятся также в МИТХТ им.
Принципиальная схема вибрационного экстрактора приведена на рис. 1.13. Принцип работы вибрационного экстрактора: сетчатые тарелки 1, укрепленные на штоке 4, совершают возвратно-поступательные колебания по высоте экстрактора.
Путем комбинирования рассмотренных выше конструкций тарелок КРИМЗ и Прохазки разработаны [216] вибрационные экстракторы с фасонной насадкой ГИАП. Насадка представляет собой пакет тарелок, отличающихся от тарелок Прохазки и др. тем, что круглые отверстия заменены прямоугольными с отбортовкой в виде направляющих лопаток, расположенных либо по концентрическим окружностям, либо вдоль линий, перпендикулярных хорде среза тарелок. Расположение прямоугольных отверстий в тарелках этой конструкции ( рис. V.29) должно уменьшить ( как в тарелках ГИАП-1) или полностью подавить ( как в тарелках ГИАП-2) вращательное движение фаз на тарелке, которое при значительных Ар может сопровождаться отрицательным эффектом сепарации фаз под действием центробежных сил.
В настоящее время в Советском Союзе проведена разработка отраслевого стандарта на вибрационные экстракторы нескольких типоразмеров, что будет способствовать организации их серийного производства. Техническая документация на вибрационные экстракторы, разработанные ГИАПом, передана ряду других организаций.
Горизонтальный роторный экстрактор.| Схемы вибрационных колонн.
С целью нахождения компромисса между предельной производительностью и интенсивностью массопередачи разработана конструкция вибрационного экстрактора, получившего промышленное применение. При этом в смежных тарелках образуются каналы, смещенные друг относительно друга на угол 180, так что взаимное направление фаз в колонне приближается к перекрестному току.
Плегер [36] применили ситч тую насадку из полиэтилена со свободным сечением 30 % в вибрационных экстракторах диаметром 150 мм и высотой 5 м, использовавшихся для экстракции и реэкстракции урана из руд на установке производительностью 5 т / год.
В работах [101, 102, 164-166] описано использование радиоактивных изотопов в качестве индикаторов при исследовании продольного перемешивания в опытно-промышленном вибрационном экстракторе.
В настоящее время в Советском Союзе проведена разработка отраслевого стандарта на вибрационные экстракторы нескольких типоразмеров, что будет способствовать организации их серийного производства. Техническая документация на вибрационные экстракторы, разработанные ГИАПом, передана ряду других организаций.
В аппаратах одинаковых размеров ( при прочих сравнимых условиях) расход энергии на перемещение тарелок меньше, чем на создание пульсации, вследствие того, что в пульсационной колонне весь объем находящейся в ней жидкости должен перемещаться на высоту, равную удвоенной амплитуде пульсации, в то время как вибрирует лишь пакет тарелок, вес которого не превышает 10 % от веса жидкости в колонне. Кроме того, в вибрационном экстракторе ускорение сообщается не всему объему жидкости, а лишь его части, находящейся в непосредственной близости от тарелок.
Пульсационные колонны. Производительность противоточ-ных колонн лимитируется размером капель дисперсной фазы и свободным сечением секционирующих ( поперечных) перегородок. При одинаковом размере капель производительность вибрационных экстракторов примерно вдвое превышает производительность колонн типа РДЭ. Секционирующие кольца занимают примерно половину сечения РДЭ; отсюда можно сделать вывод, что колеблющиеся в вертикальном направлении перфорированные тарелки в отличие от неподвижных не тормозят движение капель дисперсной фазы.
Производительность противоточных колонн лимитируется размером капель дисперсной фазы и свободным сечением секционирующих ( поперечных) перегородок. При одинаковом размере капель производительность вибрационных экстракторов примерно вдвое превышает производительность колонн типа РДЭ. Секционирующие кольца занимают примерно половину сечения РДЭ; отсюда можно сделать вывод, что колеблющиеся в вертикальном направлении перфорированные тарелки в отличие от неподвижных не тормозят движение капель дисперсной фазы.
По имеющимся сообщениям [4, 5], аппараты, в которых диспергирование осуществляется по второму способу, обладают достаточно высокой эффективностью и производительностью. Однако необходимость возвратно-поступательного движе-ния всего столба жидкости ( или штанги с тарелками) затрудняет применение их даже для среднетоннажного производства. Этого недостатка до некоторой степени лишен вибрационный экстрактор [8], в котором колебание тарелок осуществляется за счет вращения вала.
Колонна с вибрирующими тарелками. Однако при оценке влияния продольного перемешивания на эффективность массообменного процесса следует оперировать не самим коэффициентом Еэф, а его отношением к средней скорости потока соответствующей фазы. В соответствии с изложенным выше степень продольного перемешивания для вибрационного экстрактора примерно вдвое ниже, чем для колонны типа РДЭ того же диаметра. Именно поэтому наряду с высокой производительностью промышленные виброэкстракторы обладают также более высокой по сравнению с РДЭ массообменной эффективностью.
Верхний рычаг связан штоком с кри-вошипно-шатунным механизмом привода. Закрепленные на разных штангах пакеты чередующихся друг с другом тарелок 4 и 5 совершают встречное движение одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При этом устраняется возникновение значительных динамических нагрузок на привод и днище аппарата, что имеет важное значение для вибрационных экстракторов большой единичной мощности.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11