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. ХIII-25. 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 3 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. Легкая фаза отводится у наружной поверхности рото­ра, а тяжелая — вблизи его оси. Обе фазы удаляются через раздель­ные отводные каналы вала, как показано на рис. ХIII-25.

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, описанных в главе V. 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. В месте 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. ХIII-25, 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.