Из различных вариантов колонн с вращающимися элементами наибольшее распространение нашли роторно-дисковые экстракторы (РДЭ). В них (рис. 2.57) внутри цилиндрического корпуса 1 на равном расстоянии неподвижно установлены кольцевые перегородки 2. По оси колонны проходит вертикальный вал 3 с горизонтальными дисками 4 — ротор аппарата. Диски ротора обычно располагаются в середине секций, образованных двумя соседними кольцами 2. К рабочей зоне экстрактора сверху и снизу примыкают отстойные (сепарационные) зоны, диаметр которых равен диаметру рабочей части (или больше его).[ ...]
Дисперсная фаза через распределитель (обычно кольцевой барбо-тер 5) подается с одного конца в рабочую зону колонны; с другого конца поступает сплошная фаза. Дисперсная фаза, двигаясь по колонне противоточно к сплошной, дробится вращающимися дисками ротора на мелкие капли и, пройдя через всю рабочую зону, коалесци-рует на поверхности раздела фаз в соответствующей отстойной зоне.[ ...]
В промышленности нашли применение как усовершенствованные конструкции РДЭ (многороторные экстракторы, колонна с асимметрично расположенным ротором), так и другие типы секционированных колонн, различающихся в основном устройством вращающихся элементов (открытые турбинные мешалки, лопастные капсулирован-ные и др.). Эти колонны изготавливают до 3 м диаметром; высота их достигает 20 м (с ростом высоты заметно усложняется конструкция ротора).[ ...]
В пульсационной колонне — на-садочной (рис. 2.58, в) или с сит-чатыми тарелками (рис. 2.58, б) — на потоки жидкостей с помощью пневматического или поршневого пульсатора 2, находящегося вне экстрактора, накладывается возвратно-поступательное движение, обеспечивающее тонкое дробление капель и интенсивный контакт фаз.[ ...]
Еще одно важное преимущество экстракторов с вибрирующими тарелками (по сравнению с остальными типами колонн с внешним подводом энергии) — сочетание высокой производительности и массообменной эффективности.[ ...]
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.[ ...]
В отличие от ранее рассмотренных аппаратов эффективность мас-сообмена в тарельчатых пульсационных экстракторах и в колоннах с вибрирующими тарелками с увеличением диаметра от 0,2—0,3 м до 1,5—2 м снижается незначительно.[ ...]
В этих экстракторах дробление дисперсной фазы, противоточное движение и сепарация фаз происходят под действием центробежных сил, возникающих при быстром вращении ротора.[ ...]
Достоинства ЦЭ — компактность и сочетание высоких производительности и интенсивности массо-обмена; они особенно эффективны для жидкостных систем с небольшой разностью плотностей фаз. ЦЭ отличаются малым временем пребывания фаз в аппарате, что обусловливает успешное их применение при обработке нестойких веществ, в частности в производстве антибиотиков. В то же время эти аппараты непригодны, когда требуется длительное время контакта фаз (например, при экстракции, лимитируемой недостаточно быстрой химической реакцией).[ ...]
В противоточной колонне поверхностью, перпендикулярной движению потоков фаз, является ее поперечное сечение; в ЦЭ — это поверхность цилиндра. Расстояние, проходимое фазами, в колонне определяется ее высотой, а в ЦЭ — его радиусом. Поэтому производительность ЦЭ увеличивается с ростом ширины ротора, а достигаемая степень извлечения (разделения) — с ростом его диаметра.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Пульсационные колонны |
 |
| Колонна с вибрирующими тарелками |
 |
| Центробежный экстрактор |
 |