Центробежные экстракторы

Использование центробежных сил является эффективным средством улучшения не только смешения, но и разделения фаз при экстракции.

Принцип работы центробежного экстрактора ясен из рис. XVI-10. Жидкости поступают под напором с противоположных концов в каналы быстро вращающегося вала 1, на котором закреплен ротор (барабан) 2. Плотность соединения труб для подвода жидкостей и вращающегося вала достигается с помощью сальников у торцов вала. Внутри ротора по всей его ширине размещена спиральная перегородка 5 из перфорирован­ной ленты. В каналах между ее витками противотоком друг к другу дви­жутся легкая и тяжелая фазы. При этом тяжелая фаза движется от оси к периферии ротора, а легкая фаза — от его периферии по направлению к оси. Обе фазы перемешиваются, проходя сквозь отверстия спиралей, и разделяются в каналах под действием центробежных сил. Таким образом, смешение и сепарирование жидкостей протекают одновременно и много­кратно повторяются. Тяжелая фаза отводится у наружной поверхности ротора, а легкая – вблизи его оси. Обе фазы удаляются через раздель­ные отводные каналы вала, как по­казано на рис. XVI-10.

Кроме противоточных центробеж­ных экстракторов применяются так­же центробежные экстракторы-сепа­раторы, в которых осуществляются однократное и многократное прямо­точное смешение жидкостей и разде­ление эмульсии. Аппараты этого типа представляют собой разновид­ности сверхцентрифуг или тарель­чатых сепараторов. В них контакт жидкостей и сепарирование фаз протекают раз­дельно внутри барабана.

Центробежные экстракторы обла­дают существенными достоинствами.

Эти аппараты весьма компактны и со­четают значительную производитель­ность с высокой интенсивностью массопередачи. В них можно эффективно обрабатывать жидкости с небольшой разностью плотностей. Вместе с тем центробежные экстракторы отличаются малой удерживающей способ­ностью и коротким временем пребывания жидкостей в аппарате. Эта осо­бенность центробежных экстракторов обусловливает их успешное при­менение для экстракции легко разлагающихся веществ, например анти­биотиков (пенициллина и др.), чувствительных не только к нагреванию, но и к продолжительному пребыванию в растворе при нормальной тем­пературе. Вместе с тем эти аппараты не пригодны для экстракции, со­провождаемой химической реакцией; когда требуется длительное время контакта фаз.

Производительность центробежных экстракторов определяется шири­ной ротора, а число получаемых теоретических ступеней — его диаметром. В промышленных центробежных экстракторах число оборотов ротора колеблется ориентировочно в пределах 1200-5000 мин^-1, что ограничи­вает размеры ротора (барабана), диаметр которого не превышает 1.2—1.5 м. В экстракторе, показанном на рис. XIII-10, тяжелая фаза отводится через канал, расположенный у оси вращения ротора. При этом в случае обработки жидкостей, обладающих большой разностью плотностей, легкая фаза должна вводиться в ротор под значительным избыточным давлением. В настоящее время разработаны безнапорные центробежные экстракторы, в которых этот недостаток в значительной степени устранен. Конструкции безнапорных и других центробежных экстракторов (в том числе прямоточ­ных) описываются в специальной литературе.

ЛЕКЦИЯ 8