Číslo patentu: 285430

Dátum: 27.12.2006

Autor: Šiška Jozef

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Extraktor pozostáva zo statického zmiešavača s členitou náplňou s dávkovacím blokom, v ktorom sa disperguje do zdrojového roztoku extrahovadlo a ktorý ústí do koalescenčného bloku s koalescenčnou náplňou tvorenou telieskami alebo vláknami zmáčateľnými extrahovadlom alebo extraktom. Koalescenčný blok je vsadený do oddeľovacej nádoby slúžiacej na gravitačnú separáciu rafinátu a extraktu, ktoré sú kontinuálne samospádovo odvádzané prepadovým výstupom a potrubným výstupom. Statický zmiešavač môže byť tvorený viacerými dávkovacími blokmi a zmiešavacími elementmi, prepojenými rozoberateľnými spojmi, alebo zmiešavacím blokom, napríklad v tvare špirály alebo labyrintu. Do dávkovacieho bloku môže vstupovať roztok alebo suspenzia na úpravu zdrojového roztoku, prípadne reagent alebo extrakčné činidlo, a extraktor môže byť použitý ako prietokový reaktor s oddeľovaním fáz.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka prietokového extraktora s nemechanickýrn kontaktorom adeličkou fáz, slúžiaceho na uskutočňovanie L-L extrakcie organických i anorganických zložiek z vodných a nevodných roztokov (zmesi) a reakcií s gravitačne oddeliteľnými kvapalnými fázami. Vynález sa tiež týka zariadenia na úpravu a čistenie odpadových vôd.V doteraz používaných extraktoroch s nemechanickými miešacími kontaktorrni sa využíva na kontaktovanie fázy extrakčného činidla (extrahovadla) vo fáze kvapaliny obsahujúcej zložky určené na extrakciu (zdrojový roztok) protiprúdový spôsob, pri ktorom sa dispergované extrahovadlo(napr. vsprayových anáplňových kolónach, alebo kolónach sdierovanými doskami, resp. sitom), alebo súvislá vrstva extrahovadla s velkým memým povrchom (napr. kolóny so zvlhčovanými stenami) pohybuje proti smeru pomalého pohybu zdrojového roztoku. Pri týchto systémoch je však na zvyšovanie účinnosti a skracovanie času extrakcie potrebne presne definovať niekoľko navzájom súvisiacich faktorov, ako sú napríklad prietoky oboch fáz, mechanické vlastnosti fáz (závislé od koncentračného rozsahu a zloženia systému, teploty, prítomnost tuhých častíc, bubliniek vzduchu, resp. plynov, a pod.), počet poschodí V extrakčnej kolóne, atď. Použitie tohto typu extraktorov pre zdrojové roztoky, alebo suspenzie s premenlivým zložením, obsahom extrahovanej zložky, prietokom, teplotou a mechanickými vlastnosťami je veľmi problematické. Preto extraktory s nemechanickýrn kontaktovanim fáz sú inapriek svojej pomeme nízkej zhotovovacej cene, malej spotreby energie, nízkej poruchovosti avysokej spoľahlivosti aživotnosti nevhodné na extrakciu vtakých systémoch, ako sú napríklad odpadové vody, alebo procesné vody určené na recyklácíu, avyžadujú náročnú kontrolu a reguláciu procesu. Taktiež použitie nemechanických extraktorov na uskutočňovanie chemických reakcií, v ktorých sa ako reagenty zúčastňujú, alebo vznikajú obmedzene rozpustné kvapalné zložky, nie je doteraz citované.Nedostatky doterajších spôsobov odstraňuje riešenie prietokového extraktora podľa vynálezu (obr. l až 5), podľa ktorého statický zmiešavač 1 (obr. l a 2) s členitou náplňou 11 adávkovacím blokom 12 vyúsťuje do koalescenčného bloku 2 s koalescenčnou náplňou 21, výhodne tvorenou telieskami a/alebo vláknami zmáčateľnými extrahovadlom a/alebo extraktom, ktorý je umiestnený v oddeľovacom bloku 3 vybavenom prepadovým výstupom 31 a potrubným výstupom 41 so vzdušnou trubicou 42 prepadového potrubia 4.Statický zmiešavač l (obr. 3 a 4) môže byť tvorený viacerými dávkovacími blokmi 12 a najmenej dvomi za sebou radenýrni zakrivenými, napríklad v tvare oblúka, alebo špirály, a/alebo rovnými zmiešavacími elementmi 101, prepojenými rozoberateľnými spojmi 100 a/alebo najmenej jedným zmiešavacím blokom 102, výhodne vtvare oblej a/alebo lomenej špirály a/alebo labyrintu.Členitá náplň 11 (obr. 3) môže byť tvorená zmiešavacími telieskami lll spôsobujúcimi turbulenciu prúdiacej kvapaliny, výhodne v tvare lomených, oblých, alebo rov ných lopatiek, ktoré sú v zmíešavacom elemente 101 a/alebo zmíešavacom bloku 102 statického zmiešavača 1(obr. l) pevne upnuté na stenách a/alebo voľne uložené a/alebo pevne prichytené na vodiacej lište 112 a/alebo pevne za sebou spojené.Dávkovaci blok 12 (obr. 5) môže byt tvorený ventilovou komorou 121 ukončenou v homej časti otvorom na prívod procesnej kvapaliny, v ktorej je voľne uložený pohyblivý ventilový prvok 122 tesniaci v najvyššej polohe k prívodu procesnej kvapaliny, vyhotovený výhodne vo forme odľahčenej guľky, pričom ventilová komora 21 ústi nátokovou trubicou 124 do tela dávkovacieho elementu 125 prípadne vybaveného rozoberateľnýmí spojmi 100 slúžiacimi na tesne spojenie s prívodom zdrojového roztoku a/alebo so zmiešavacími elementmi 101 a/alebo zmiešavacími blokmi 102.Prietokový extraktor podľa vynálezu môže byť použitý tiež ako reaktor na chemické reakcie s gravitačne oddeliteľnými kvapalnými fázami.Výhodou riešenia podľa vynálezu je hlavne to, že vďaka intenzivnemu miešaniu fáz zúčastňujúcich sa extrakcie,resp. reakcie, a zosilneniu kontaktu fáz priechodom extrakčnej zmesi cez koalescenčný blok možno dosiahnut vysokú účinnost procesu, alebo i niekoľkých procesov nasledujúcich za sebou, v krátkom čase a v kontinuálnom režime. Pre absenciu mechanických súčasti a samospádovému prietoku procesných médií a tým i nízkych nákladoch na stavbu,prevádzku a údržbu, prakticky žiadnej poruchovosti a vysokej spoľahlivosti a životnosti je extraktor vhodný na uskutočňovanie extrakcie vsystémoch so široko variabilným zložením, prietokom médií, teplotou a určitým možným obsahom suspenzných a plynových častíc, pričom sa nevyžaduje náročná kontrola a regulácia procesu.Prehľad obrázkov na výkresochNa obr. l je znázomený príklad prietokového extraktora s vyznačenými hlavnými prvkami pre prípad, keď je extrakt ako ľahšia fáza a rafinát ako ťažšia fáza.Obr. 2 zobrazuje príklad riešenia extraktora, v ktorom je ako ľahšia fáza rafinát a ako ťažšia fáza extrakt.Na obr. 3 je zobrazený príklad vyhotovenia statického zmiešavača s príkladmi členitej náplne.Obr. 4 zobrazuje príklady tvarov zmiešavacieho bloku a príklad špirálovitého usporiadania zmiešavacieho elementu.Na obr. 5 je znázornený priklad vyhotovenia dávkovacieho bloku.Statický zmiešavač l (obr.1), tvorený polypropylénovou trubicou, je naplnený voľne uloženýrni sklenýrni telieskami spravouhlýmí hranami ako členitou náplňou 11 a je vsadený do koalescenčriého bloku 2, tvoreného polypropylénovou nádobou sčasti naplnenou sklenými guľôčkami voľne uloženými medzi fibroilovými vláknítými doskami na polypropylénových sieťkach ako koalescenčnej náplní 21. Zdrojový roztok (ťažšia fáza) a extrahovadlo ako procesná kvapalína (ľahšia fáza) sú vháňané do dávkovacieho bloku 12 statického zmiešavača 1, kde po dispergácii vytvárajú extrakčnú zmes, ktorá prestupom cez koalescenčný blok 2 sa gravitačne roz/leľuje na extrakt, zhromažďujúci sa ako ľahšia fáza vo vrchnej časti, a rañnát, nachá SK 285430 B 6dzajúci sa ako ťažia fáza vspodnej časti oddeľovacieho bloku 3 tvoreného polypropylénovou nádobou. Extrakt sa kontínuálne samospádovo odvádza prepadovým výstupom 31 a rafmát potrubným výstupom 41 prepadového potrubia 4 so vzdušnou trubicou 42, ktorá pri uzatvorení slúži tiež na vyprázdňovanie oddeľovacieho bloku 3.Statický zmiešavač 1 (obr.2), tvorený sklenou trubicou,je vyplnený tvarovaným oceľovým telesom z tenkého plechu ako členitou náplňou 11 a je vsadený do koalescenčného bloku 2, tvoreného sklenou lievikovitou nádobou v spodnej časti ukončenou sklenou vatou na rošte z nehrdzavejúcej ocele ako koalescenčnou náplňou 21. Zdrojový roztok (ľahšia fáza) a extrahovadlo ako procesná kvapalina(ťažšia fáza) sú vháňané do dávkovacieho bloku 12 statického zmiešavača 1, kde po dispergácii vytvárajú extrakčnú zmes, ktorá prestupom cez koalescenčný blok 2 sa gravitačne rozdeľuje na extrakt, zhromažďujúci sa v spodnej časti, a míinát, vyplavovaný sa vo vrchnej časti oddeľovacieho bloku 3 tvoreného sklenou nádobou. Rañnát sa kontinuálne samospádom odvádza prepadovým výstupom 31 a extrakt potrubným výstupom 41 prepádového potrubia 4 so vzdušnou trubicou 42, ktorá pri uzatvorení slúži tiež na vyprázdňovanie oddeľovacieho bloku 3.Na obr. 3 je znázomený statický zmiešavač s tromi príkladmi členitej náplne, kde statický zmiešavač je tvorený dávkovacími blokmi 12 a za sebou radenými rovnými zmiešavacími elementmi 101 tvorenými trubicami, prepojenými rozoberateľnými spojmi 100. D 0 zdrojového roztoku, napríklad vodného roztoku oxidovadla, vstupujúceho do prvého z dávkovacích blokov 12, vstupuje upravovacia prísada, napriklad roztok na úpraw pH zdrojového roztoku,do ďalšieho dávkovacieho bloku 12 vstupuje tekutý reagent, napríklad redukčné činidlo a do tretieho extrakčne činidlo, napríklad vyšší uhľovodík. Výstupná extrakčná zmes je potom vedená do koalescenčného bloku 2 extraktora(Obr. 1). Členitá náplň 11 v prvom zmiešavacom elemente 101 je tvorená zmiešavacími telieskami 111 vo forme oblých lopatiek pevne prichytených na stredovej vodiacej lište 112, V druhom elemente vo forme rovných plamičiek upevnených na stenách elemenm, medzi ktorými je vložená vodiaca lišta so stredovými platničkami a v treťom elemente sú zmiešavacie telieska v tvare striedavo polohovaných dutých polvalcov, ktorá sú pevne spojene za sebou.Na obr. 4 je znázornený príklad špirálovitého tvaru zmiešavacieho elementu 101 z dvoch pohľadov a pod nim sú uvedené príklady tvaru zmiešavacieho bloku 102 (zľava doprava) labyrintové, lomené špirálové aoblé špirálové usporiadanie.Dávkovací blok 12 (obr, 5) je tvorený ventilovou komorou 121 ukončenou vhomej častí otvorom na prívod procesnej kvapaliny. Vo ventilovej komore 121 je voľne uložená pohyblivé odľahčená guľka ako ventilový prvok 122 tesniaci V najvyššej polohe na prívod procesnej kvapaliny. Ventilová komora 21 ústí nátokovou trubicou 124 do tela dávkovacieho elementu 125 vybaveného rozoberateľnými spojmi 100 slúžiacimi na tesné spojenie s privodom zdrojového roztoku (obr. 1 a 2), alebo so zmiešavacimi elementmi 101 (obr. 3 a 4), alebo so zmiešavacími blokmi 102(obr.4)Vynález je využiteľný pri extrakcii aviacfázových chemických reakciách anorganických iorganických látok vo výrobe v chernickom, petrochemickom, farmaceutíckom a potravinárskom priemysle, ako aj pri čistení priemyselných odpadových vôd.Riešenie podľa vynálezu tiež môže byt využité na recykláciu chemických látok a vody.l. Prietokový extraktor, v y z n a č uj ú ci s a tý m , že statický zmiešavač (l) sčlenitou náplňou (11) adávkovacim blokom (12) vyúsťuje do koalescenčného bloku (2) s koalescenčnou náplňou (21), výhodne tvorenou telieskami a/alebo vláknami zmáčatelnými extrahovadlom a/alebo extraktoru, ktorý je umiestnený v oddeľovacom bloku (3) vybavenom prepadovým výstupom (31) a potrubným výstupom (41) so vzdušnou trubicou (42) prepadového potrubia (4).2. Prietokový extraktor podľa nároku l, v y z n a č uj ú ci s a tý m , že statický zrniešavač (l)je tvorený viacerými dávkovacími blokmi (12) a najmenej dvomi za sebou radenýmí zakrivenými, napnklad v tvare oblúka,alebo špirály, a/alebo rovnými zmiešavacímí elementmi(101), prepojenými rozoberateľnými spojmi (100) a/alebo najmenej jedným zmíešavacím blokom (102), výhodne v tvare oblej a/alebo lomenej špirály a/alebo labyrintu.3. Prietokový extraktor podľa nároku 1 a 2, v y zn ač uj ú ci s a tý m, že členitánáp 1 ň(l 1)jetvorená zmiešavacími telieskami (l l l) spôsobujúcimi turbulenciu prúdiacej kvapaliny, výhodne v tvare lomených, oblých alebo rovných lopatiek, ktoré sú v zmiešavacom elemente (101) a/alebo zmiešavacom bloku (102) statického zmiešavača (1) pevne upnuté na stenách, a/alebo voľne uložené, a/alebo pevne prichytené na vodiacej lište (112),a/alebo pevne za sebou spojené.4. Prietokový extraktor podľa nároku l až 3, v y značujúci sa tým, že dávkovací blok (12)je tvorený ventilovou komorou (12 l) ukončenou v hornej časti otvorom na prívod procesnej kvapaliny, v ktorej je voľne uložený pohyblivý ventilový prvok (122) tesniaci v najvyššej polohe kprívodu procesnej kvapaliny, vyhotovený výhodn vo forme odľahčenej guľky, pričom Ventilová komora (21) ústí nátokovou trubicou (124) do tela dávkovacieho elementu (125), pripadne vybaveného rozoberateľnými spojmi (100) slúžiacimi na tesné spojenie s privodom zdrojového roztoku a/alebo so zmiešavacími elementmi(101), a/alebo so zmiešavacími blokmi (102).5. Použitie prietokového extraktoru podľa nároku l až 4 ako reaktora na chemické reakcie s gravitačne oddeliteľnými kvapalnými fázami.

MPK / Značky

MPK: B01D 11/04

Značky: extraktor, prietokový

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-285430-prietokovy-extraktor.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Prietokový extraktor</a>

Podobne patenty