«Экстракционное получение фосфорной кислоты»

6. Конструкция и принцип работы двухступенчатого экстрактора

На рис. 8 представлена конструкция двухступенчатого экстрактора.

Рис. 8. Схема смесительно-отстойного экстрактора: 1 – смеситель; 2 – отстойник; а – легкая фаза; б – тяжелая фаза; в – конечный продукт (тяжелая фаза); г – конечный продукт (легкая фаза).

Смесительно-отстойные реакторы относятся к числу старейших экстракционных аппаратов. Каждая ступень смесительно-отстойного экстрактора состоит из смесителя, где жидкости перемешиваются до состояния, возможно более близкого к равновесному, и отстойника, где происходит отделение экстракта от рафината. В пределах ступени фазы движутся прямотоком друг к другу, но установка в целом, состоящая из любого числа последовательно соединенных ступеней, работает при противоточном движении фаз. Ступени аппарата располагаются в одной горизонтальной плоскости или устанавливаются в виде каскада.

Принцип работы смеситель-отстойного экстрактора виден из рис. 8. Легкая фаза а попадает в смеситель 1 первой ступени, куда параллельным током поступает тяжелая фаза из отстойника 2 следующей (второй) ступени. После смешения фазы расслаиваются в отстойнике первой ступени, из которого тяжелая фаза отводится в качестве конечного продукта в, а легкая фаза направляется во вторую ступень. Здесь она смешивается со свежей тяжелой фазой б и отделяется от нее в отстойнике 2 второй ступени. Из этого отстойника сверху удаляется легкая фаза (конечный продукт г), а снизу отводится тяжелая фаза, поступающая на смешение в первую ступень.

Перемещение и смешение жидкостей может производиться не только с помощью механических мешалок (как показано на рис.8), но и посредством насосов, инжекторов и другими способами. Точно также разделение фаз можно осуществлять не только в грави-тационных отстойниках, но и в сепараторах центробежного типа, например в гидроцик-лонах или центрифугах.

В смесительно-отстойных экстракторах достигается интенсивное взаимодействие между фазами, причем эффективность каждой ступени может приближаться к одной теорети-ческой ступени разделения. Эти аппараты хорошо приспособлены для обработки жидко-стей при значительно отличающихся объемных расходах фаз, например при соотно-шениях расходов 10:1 и более.

Важным достоинством смесителей-отстойников является возможность их эффективного применения для процессов экстракции, требующих большого числа ступеней. Смесительно-отстойные экстракторы занимают большую площадь, чем колонные аппараты, но зато требуют меньшей высоты производственного помещения (при горизон-тальном расположении ступеней).

Недостатком смесителей-отстойников является медленное отстаивание в них жидкостей, что нежелательно при обработке дорогостоящих, взрывоопасных или легково-спламеняющихся веществ. Кроме того, наличие мешалок с приводом в каждой ступени усложняет конструкцию аппарата и приводит к повышению капитальных затрат и эксплуатационных расходов.