Дифференциально-контактные экстракторы

Непрерывно действующие аппараты с механическим перемешиванием.
Одним из распространенных аппаратов этой группы является шнековый растворитель (рис.15). Он представляет собой горизонтальное корыто, или желоб 1, в котором вращается горизонтальный вал 2 с укрепленными на нем спиральными лопастями 3 и крестовинами 4.
Растворяемый твердый материал непрерывно поступает через штуцер 5, а жидкость (растворитель) – через штуцер 6 и движутся прямотоком друг к другу, причем твердый материал перемещается вдоль корыта с помощью спиральных лопастей. На лопастях укреплены дополнительные лопасти-скребки 7, которые приподнимают и сбрасывают твердые частицы, осуществляя перемешивание материала на различных участках корыта в вертикальной плоскости. Для ускорения процесса жидкость в корыте нагревается острым паром, поступающим через сопла 8 (как показано на рис. 15), или глухим паром через рубашку.
При движении вдоль аппарата раствор многократно направляется книзу посредством козырьков 9; это улучшает контакт между жидкой и твердой фазами. Концентрированный раствор удаляется с противоположного конца аппарата через сливной штуцер в верхней части корыта, а нерастворенный остаток твердого материала отводится с помощью наклонного элеватора 10. Ковши 11 элеватора имеют ситчатые стенки для отделения жидкости, сливающейся через штуцер 12.
Шнековые аппараты могут работать как по принципу прямотока, так и противотока фаз, причем чем интенсивнее перемешивание фаз в поперечном сечении аппарата, тем полнее могут быть использованы преимущества противотока.

Рис. 15. Шнековый растворитель:
1 – горизонтальное корыто (желоб); 2 – вал; 3 – спиральные лопасти; 4 – крестовина; 5 – штуцер для ввода твердого материала; 6 – штуцер для ввода свежего растворителя; 7 – лопасти-скребки; 8 – сопло; 9 – козырьки; 10 – элеватор; 11 – ковши; 12 – штуцер для слива жидкости.

Иногда шнековые аппараты работают комбинированным способом. Процесс проводится в двух последовательно соединенных аппаратах, из которых в один поступает исходный твердый материал, а в другой – свежий растворитель. При этом в первом (по ходу твердой фазы) аппарате фазы движутся прямотоком, а в во втором – противотоком.

Аппараты такого типа надежны в работе и обеспечивают высокие производительности. Наряду с этим они металлоемки, громоздки и требуют сравнительно больших расходов электроэнергии. Удельная производительность шнековых аппаратов (на единицу объема или веса аппарата) невелика, что объясняется относительно низкой скоростью обтекания частиц и умеренной величиной поверхности соприкосновения фаз. Контакт между фазами ухудшается вследствие «проскока» некоторой части жидкости, обусловленного заметным расслоением фаз, так как значительная часть твердого материала перемещается в виде более плотного слоя вдоль нижней части корыта.

Рис. 16. Барабанный растворитель:
1 – горизонтальный цилиндрический барабан; 2 – передняя крышка; 3 – задняя крышка; 4 – штуцер для ввода твердого материала; 5 – бандаж; 6 – опорный ролик; 7 – зубчатая передача; 8 – червячный редуктор; 9 – электродвигатель; 10 – лопасти; 11 – штуцер для отвода концентрированного раствора и твердого остатка; 12 – тепловая изоляция.

Несколько более эффективно протекает процесс в барабанном растворителе (рис. 16). Аппарат представляет собой горизонтальный цилиндрический барабан 1, закрытый с торцов передней крышкой 2 и задней крышкой 3. Через штуцер 4 в передней крышке поступает измельченный твердый материал, который транспортируется движущейся в том же направлении жидкостью (растворителем). Барабан 1 установлен на бандажах 5, опирающихся на ролики 6, он приводится во вращение через зубчатую передачу 7 и червячный редуктор 8 электродвигателем 9. Твердые частицы движутся при вращении барабана вместе с потоком жидкости в осевом направлении и относительно потока – в поперечных сечениях барабана, причем для лучшего перемешивания фаз в вертикальной плоскости служат лопасти 10, укрепленные на внутренней стенке барабана. Концентрированный раствор и твердый остаток удаляются через штуцер 11 в задней крышке аппарата. Для уменьшения потерь тепла барабан снаружи покрыт тепловой изоляцией 12.

Барабанные растворители могут работать также по принципу противотока. В этом случае перемещение твердого материала осуществляется с помощью лопаток, установленных внутри горизонтального барабана под небольшим углом к образующей в направлении движения материала.