DE1070142B

DE1070142B - Device for liquid-liquid extraction in countercurrent

Info

Publication number: DE1070142B
Application number: DENDAT1070142D
Authority: DE
Inventors: Scascale Cumberland und Maurice Charles Tanner Whitehaven Cumberland Leonard Lowes (Großbritannien)
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1957-01-10
Publication date: 1959-12-03
Also published as: GB835912A; FR1189478A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die üblichen Misch- und Trennstufen einer Flüssig - Flüssig - Extraktionsvorrichtung bestehen normalerweise aus zwei Reihen abwechselnder Alischund Trennstufen, so daß die Mischstufen der einen Reihe den Trennstufen der anderen Reihe gegenüberliegen. Bei einer solchen Anordnung wird der Flüssigkeitstransport zwischen den einzelnen Stufen in einfacher Weise dadurch vorgenommen, daß Durchlässe durch die Verbindungswände im Aufbau der Anlage vorgesehen und normalerweise keine Rohr-Verbindungsleitungen benötigt werden, da einander zugeordnete Misch- und Trennstufen nebeneinanderliegen. Aus Raumersparnis- oder anderen Gründen, beispielsweise um überkritische Verhältnisse bei gewissen in Lösung befindlichen Kernspaltmaterialien zu vermeiden, ist es öfters notwendig, eine einzelne Reihe abwechselnder Misch- und Trennstufen vorzusehen. Der Aufbau einer derartigen Anordnung ist insofern kompliziert, als für den Flüssigkeitstransport zwischen zugeordneten, hintereinanderliegenden ao Misch- und Trennstufen durch besondere Rohrleitungen oder Kanäle Sorge getragen werden muß.The usual mixing and separation stages of a liquid-liquid extraction device exist usually from two rows of alternating Alish and separation stages, so that the mixing stages of one Row opposite the separation steps of the other row. With such an arrangement, the liquid transport made between the individual stages in a simple manner that passages provided by the connecting walls in the structure of the system and normally no pipe connecting lines are required, since the mixing and separation stages assigned to one another are located next to one another. For space-saving reasons or other reasons, for example for overcritical conditions in certain To avoid nuclear fission materials in solution, it is often necessary to use a single A series of alternating mixing and separation stages must be provided. The structure of such an arrangement is Complicated insofar as for the liquid transport between assigned, one behind the other ao Mixing and separation stages through special pipelines or channels must be taken care of.

Eine diesen Bedingungen genügende Vorrichtung zur Flüssig-Flüssig-Extraktion im Gegenstrom mit mehreren waagerecht angeordneten, durch quer zur Strörnungsrichtung verlaufende Wände voneinander getrennten Misch- und Trennstufen ist dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Zwischenwände waagerechte, das Gemisch durchlassende Schlitze und der andere Teil waagerechte, die schwere Komponentc durchlassende Schlitze aufweist, welche in den Zwischenwänden in der Nahe des Bodens der Trennstufe angeordnet sind, und daß ein von der Trennstufe zur Mischstufe oberhalb der Schlitze verlaufender Kanal für die leichte Komponente angeordnet ist.A device for liquid-liquid extraction in countercurrent that meets these conditions several horizontally arranged, through walls extending transversely to the direction of flow from each other separate mixing and separation stages is characterized in that one part of the partition walls horizontal slots that let the mixture through and the other part horizontal, the heavy componentc has penetrating slots, which in the partition walls near the bottom of the separation stage are arranged, and that one extending from the separating stage to the mixing stage above the slots Channel for the light component is arranged.

Zwei Ausführungsformen werden beispielsweise in der Zeichnung näher erläutert.Two embodiments are explained in more detail in the drawing, for example.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der einen Ausführungsform,Fig. 1 shows a perspective view of one embodiment,

Fig. 2 eine im Schnitt dargestellte Teilansicht, welche einen Schnitt entlang der Linie XI-II der Fig. 1 wiedergibt,FIG. 2 is a partial view shown in section, which shows a section along the line XI-II in FIG reproduces,

Fig. 3 eine im Schnitt dargestellte Teilansicht, welche einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1 wiedergibt, währendFig. 3 is a sectional partial view showing a section along the line III-III of Fig. 1 reproduces while

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.Fig. 4 is a perspective view of a second Embodiment illustrated.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 bestellt aus vier Stufen, den Trennstufen 1 und 3 und den Mischstufen 2 und 4, die die Form einer langen, im Schnitt quadratischen Kammer 5 mit Grundfläche 6, Seitenwänden 7 und F.nd- bzw. Außenwäuden 8 und 9 aufweisen. Die Kammer 5 wird in Querrichtung durch die Zwischenwände 10, 11 und 12 in die vier Abteilungen 1, 2, 3 VorrichtungThe device according to Fig. 1 ordered from four stages, the separation stages 1 and 3 and the mixing stages 2 and 4, which have the shape of a long, square in section Chamber 5 with base 6, side walls 7 and F.nd or outer walls 8 and 9. the Chamber 5 is divided into the four compartments 1, 2, 3 in the transverse direction through the partition walls 10, 11 and 12 contraption

zur Flüssig-Flüssig-Extraktion
im Gegenstromfor liquid-liquid extraction
in countercurrent

Anmelder:Applicant:

United Kingdom Atomic Energy Authority, LondonUnited Kingdom Atomic Energy Authority, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Oranienstr. 14Representative: Dipl.-Ing. E. Schubert, patent attorney,
Siegen, Oranienstr. 14th

Beanspruchte Priorität;
Großbritannien vom 10. Januar 1957Claimed priority;
Great Britain 10 January 1957

Leonard Lowes, Seascale, Cumberland,Leonard Lowes, Seascale, Cumberland,

und Maurice Charles Tanner,and Maurice Charles Tanner,

Whitehaven, Cumberland (Großbritannien),Whitehaven, Cumberland (UK),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

und 4 unterteilt. Die Zwischenwände 10 und 12 sind mit Durchlässen 13 und 14 für die Mischung ausgestattet. Die Zwischenwand 11 weist einen Durchlaß 15 für die schwere Flüssigkeitsphase auf, um das Durchströmen schwerer Flüssigkeitsphasen von der Absetz- bzw. Trennstufe 3 her in die Mischstufe 2 hinein zu gestatten. Der Durchlaß 15 für die schwere Phase weist einen schrägen Schlitz 16 und eine Wand 17 auf. Ein Sammelkanal 18, der aus in Längsrichtung verlaufenden Trennwänden gebildet ist, ist für die Strömung der leichten Flüssigkeitsphase durch die Misch- und Trennstufen hindurch vorgesehen. Der Kanal 18, welcher in Längsrichtung vom einen Ende der Kammer 5 zum anderen verläuft, ist an den Zwischenwänden 10,11 und 12 gelagert. Der Kanal 18 besteht aus einer unteren Wand 20, aus seitlichen Trennwänden 21 und 24, Schwellen 22 und 23, Durchlässen 25 und 26 und Trennwänden 30, Eine Leitungand 4 divided. The partition walls 10 and 12 are provided with passages 13 and 14 for the mixture. The intermediate wall 11 has a passage 15 for the heavy liquid phase to the Heavy liquid phases flow through from the settling or separation stage 3 into the mixing stage 2 to allow in. The passage 15 for the heavy phase has an inclined slot 16 and one Wall 17 on. A collecting channel 18, which is formed from partition walls running in the longitudinal direction, is intended for the flow of the light liquid phase through the mixing and separation stages. The channel 18, which runs in the longitudinal direction from one end of the chamber 5 to the other, is at the Partition walls 10, 11 and 12 supported. The channel 18 consists of a lower wall 20, from the side Partitions 21 and 24, thresholds 22 and 23, passages 25 and 26 and partitions 30, one conduit

32 steht durch die Endwand 8 hindurch und durch ein Bohrloch 33 mit dem Kanal 27 in Verbindung.32 communicates with the channel 27 through the end wall 8 and through a borehole 33.

Wie aus Fig, 2 ersichtlich ist, weist die SchwelleAs can be seen from FIG. 2, the threshold

33 eine Trennwand 34, welche parallel zur Endwand 8 verläuft, und die Seitenwinde 35 auf. Die Trennwand 34 und die Seitenwände 35 erstrecken sich nach unten, um eine Überströmungsschwelle 3Λ} zu bilden und dadurch das Abführen der schwefln Flüssigkeit von der Absetzstufe 1 durch die R(0(hr-33 a partition wall 34, which runs parallel to the end wall 8, and the side winds 35. The partition wall 34 and the side walls 35 extend downwards in order to form an overflow threshold 3Λ} and thereby allow the sulfur liquid to be discharged from the settling stage 1 through the R (0 (hr-

909 687/154909 687/154

leitung 38, welche ebenfalls durch die Außenwand 8 70 aufweist, welcher durch eine Abdeckung 71 ververläuft, einzuregulieren. Eine Rohrleitung39 (Fig. 1), schlossen ist. Der Kanal 69 ist durch die Schlitze 72 welche durch die Außenwand 9 hindurchführt, ist mit in den Zwischenwänden 57, 58 und 59 hindurchgedetn Kanal 29 durch ein Bohrloch 40 in Verbindung. führt. Die Rohrleitungen 73 und 74 sind jeweils Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, verläuft am Bohrloch 5 durch die eine der Seitenwände 53 hindurch mit der 40 eine Trennwand 41 parallel zur Außenwand 9; Trennstufe 49 und der Mischstufe 50 verbunden, wähferner sind Seitenwände 42 und eine untere Fläche rend die Rohrleitungen 75 und 76 durch die andere 43 angeordnet. Eine zweite Rohrleitung 44, welche Seitenwand 53 hindurch jeweils mit der Trennstufe durch die Außenwand 9 hindurchführt, ist für das 45 und der Mischstufe 46 in Verbindung stehen. Die Durchleiten der schweren Flüssigkeit in die Misch- io Rohrleitungen 73, 74,75 und 76 sind in die Seitenstufe 4 vorgesehen. Die Strömung der leichten Flüs- wände 53 hineingeschraubt, und sie werden jeweils sigkeitsphasen durch die Misch- und Trennstufen hin- durch eine Mutter 77 gehalten. Die Rohrleitung 75 durch verläuft in der durch die voll ausgezogenen steht über eine UnterströmungsschwcHe 78 hinweg Pfeile in Fig. 1 gezeigten Weise und Richtung, wäh- mit der Trennstufe 45 in Verbindung, wobei diese rend die Strömung der schweren Flüssigkeitsphase 15 Unterströmungsschwelle 78 eine Trennwand 79. in der durch die strichpunktierten Pfeile angedeuteten welche parallel zur Seitenwand 53 verläuft, und eine Richtung verläuft. Bei Betrieb der Anlage wird die Seitenwand 80 aufweist. Die Wände 79 und 80 ragen leichte Flüssigkeit durch die Rohrleitung 32 in den bis etwa 3,175 mm über die Höhe der Kanäle 65 und Kanal 27 eingelassen und durch diesen hindurch nach 69 empor. Den Durchlässen 63 und 64 für die schwere der Mischstufe 2 gefördert. In der Mischstufe 2 wird ao Flüssigkeit sind ebenfalls Unterströmungsschwellen die leichte Flüssigkeit mit der schweren, welche in 82 zugeordnet. Jede der Schwellen 82 weist einen die Mischstufe 2 von der Trennstufe 3 her durch den waagerechten dreieckigen Teil 83, welcher oberhalb Durchlaß 15 hindurch eintritt, gemischt. Die mitein- der Durchlässe 63 oder 64 angeordnet ist, und eine ander vermischten leichten und schweren Flüssig- lotrechte Trennwand 84 auf, welche sich nach unten keiten werden von der Mischstufe 2 her durch, den 25 vom Teil 83 weg bis in die Nähe der Grundplatte 52 Durchlaß 13 hindurch für die gemischte Phase in die der Kammer 51 erstreckt. In Querrichtung verlau-Absetzstufe 1 hineingeleitet; die sich absetzende fende Prallplatten 85 sind in jeder Mischstufe 46,48 schwere Flüssigkeit wird dabei über die Rohrleitung und 50 vorgesehen. Sie erstrecken sich bis zum Boden 38 hinweg abgeführt, während die abgeschiedene der Stufen 46,48 und 50, enden jedoch mit kurzem leichte Flüssigkeit sich über, die Schwelle 22 wälzt 30 Abstand vor den Seitenwänden 53. Die Strömung der und nach unten durch den Kanal 28 in die Misch- leichten Flüssigkeit durch die Mischstufe hindurch stufe 4 hineingeleitet wird. In der Mischstufe 4 wird verläuft in der durch die voll ausgezogenen Pfeile die leichte Flüssigkeit mit der schweren, welche in der Fig. 4 angedeuteten Weise und Richtung, wähdie Abteilung 4 durch die Rohrleitung 44 hindurch rend die Strömung der schweren Flüssigkeitsphase in eintritt, gemischt. Die miteinander vermischten 35 der durch die strichpunktierten Pfeile angedeuteten schweren und leichten Flüssigkeiten werden von der Richtung verläuft.line 38, which also has through the outer wall 8 70, which runs through a cover 71, to regulate. A pipeline 39 (Fig. 1) is closed. The channel 69 is through the slots 72 which passes through the outer wall 9 is also penetrated in the intermediate walls 57, 58 and 59 Channel 29 through a borehole 40 in connection. leads. The pipes 73 and 74 are respectively As can be seen from Fig. 3, runs at the borehole 5 through one of the side walls 53 through with the 40 a partition wall 41 parallel to the outer wall 9; Separation stage 49 and the mixer stage 50 connected, if further are side walls 42 and a lower surface rend the conduits 75 and 76 through the other 43 arranged. A second pipe 44, which side wall 53 through each with the separation stage passes through the outer wall 9 is for the 45 and the mixing stage 46 are in connection. the Passing the heavy liquid into the mixing pipes 73, 74, 75 and 76 are in the side stage 4 provided. The flow of the light river walls 53 screwed in, and they will each A nut 77 maintains fluidity phases through the mixing and separating stages. The pipeline 75 through runs in which through the fully extended stands over an undercurrent weakness 78 Arrows in Fig. 1 shown manner and direction, while with the separation stage 45 in connection, this rend the flow of the heavy liquid phase 15 underflow threshold 78 a partition 79. in the indicated by the dash-dotted arrows which runs parallel to the side wall 53, and a Direction runs. When the system is in operation, the side wall 80 is provided. The walls 79 and 80 protrude light liquid through the pipe 32 in the up to about 3.175 mm above the level of the channels 65 and Channel 27 let in and through this to 69 up. The passages 63 and 64 for the heavy the mixing stage 2 promoted. In the mixing stage 2 there is also an underflow threshold the light liquid with the heavy one assigned in 82. Each of the thresholds 82 has one the mixing stage 2 from the separation stage 3 through the horizontal triangular part 83, which is above Passage 15 enters, mixed. The passages 63 or 64 are arranged with one another, and one on the other mixed light and heavy liquid vertical partition 84, which extends downwards From the mixing stage 2 through, the 25 away from the part 83 to the vicinity of the base plate 52 Passage 13 therethrough for the mixed phase into which chamber 51 extends. Transversely running step 1 ushered in; the settling fende baffle plates 85 are 46,48 in each mixing stage heavy liquid is provided via pipeline 50 and 50. They extend to the ground 38 drained away, while the separated of stages 46, 48 and 50, however, end with a short light liquid over, the threshold 22 rolls 30 distance in front of the side walls 53. The flow of the and down through channel 28 into the mixed light liquid through the mixing stage stage 4 is introduced. In the mixer stage 4, it runs through the solid arrows the light liquid with the heavy, which in the Fig. 4 indicated manner and direction, was the Division 4 through the pipeline 44 rend the flow of the heavy liquid phase in enters, mixed. The mixed with one another 35 of the indicated by the dash-dotted arrows Heavy and light liquids are run from the direction.

Mischstufe 4 über den Durchlaß 14 für die Mischung Bei Betrieb der Anlage wird leichte Flüssigkeit hinweg in die Absetzstufe 3 hineingeleitet. Die sich durch die Rohrleitung 76 hindurch in die Mischstufe absetzende schwere Flüssigkeit wird in die Misch- 46 eingelassen. In der Stufe 46 wird die leichte Flüsstufe 2 durch den Durchlaß 15 hindurch eingeleitet, 40 sigkeit mit der schweren, welche in die Mischstufe 46 während die abgeschiedene leichte Flüssigkeit sich von der Trennstufe 47 her durch den Durchlaß 63 über die Schwelle 23 wälzt und von dort durch den eintritt, gemischt. Die miteinander vermischten leich-Kanal 29 nach unten und durch die Rohrleitung 39 ten und schweren Flüssigkeiten werden von der hindurch abgeleitet wird. Mischstufe 46 durch den Durchlaß 60 hindurch in die In Fig. 4 ist eine zweite Vorrichtung dargestellt, 45 Absetzstufe 45 hineingeleitet. Die sich absetzende welche aus sechs Stufen besteht, nämlich den Trenn- schwere Flüssigkeit wird von der Absetzstufe 45 stufen 45,47, 49 und den Mischstufen 46, 48 und 50. durch die Rohrleitung 75 hindurch abgeführt, wäh-Dic Misch- und Trennstufen der Anlage bestehen rend die abgesonderte leichte Flüssigkeit durch den aus einer langen, im Schnitt quadratischen Kammer Kanal 65 hindurch in die Mischstufe 48 hineingeleitet 51, welche eine Grundfläche 52, in Längsrichtung sich 50 wird. In der Mischstufe 48 wird die eintretende erstreckende S ei ten wände 53 (von denen eine teil- leichte Flüssigkeit mit schwerer, welche von der weise mit gestrichelten Umrissen dargestellt ist, um Trennstufe 49 her durch den Durchlaß 64 hindurch den Blick auf das Innere der Kammer 5 freizugeben) eintritt, gemischt. Die miteinander vermischten und die Außenwände 54 aufweist. Die Kammer 51 schweren und leichten Phasen werden durch den wird durch die in Querrichtung verlaufenden Zwi- 55 Durchlaß 61 hindurch in die Absetzstufe 47 hineinschenwände 55, 56, 3Ί, 58 und 59 in die sechs Stufen geleitet. Die sich absetzende schwere Flüssigkeit wird 45, 46, 47, 48, 49 und 50 unterteilt. Die Zwischen- von der Absetzstufe47 durch den Durchlaß 63 hinwände 55, 57 und 59 weisen jeweils Durchlässe 60, durch in die Mischstufe 46 hineingeleitet, während die 61 und 62 für die gemischten Flüssigkeiten auf, wäh- abgesonderte leichte Flüssigkeit durch den Kanal 69 rend die Zwischenwände 56 und 58 Durchlässe 63 und 60 hindurch in die Mischstufe 50 hineingeleitct wird. 64 für die schwere Flüssigkeit aufweisen. Die Trenn- Die miteinander vermischten schweren und leichten stufe 45 steht mit der Mischstufe 48 über einen sich Flüssigkeiten werden von der Mischstufe 50 durch in Längsrichtung erstreckenden Kanal 65 in Ver- den Durchlaß 62 in die Absetzstufe 49 hineingeleitet, bindung, welcher ,einen im_Sghprtt U-förmigeri Bau- Die sich absetzende schwere Flüssigkeit wird durch tei^66 aufweist, welcher dui'ch^e7ne"ÄB3e^lamg 67 65 den Durchlaß 64 in die Mischstufe 48 hincingeleitet, verschlössen ist. Der Kanal 65 ist durch die Schlitze während die abgesonderte leichte Flüssigkeit von der 68 in den Zwischenwänden 55, 56 und 57 hindurch- Trennstufc 49 her durch die Rohrleitung 73 hindurch geführt. Die Trennstufe 47 steht mit der Mischstufe entfernt wird. Die Prallplatten 85 in den Mischstufen 50 über einen zweiten Kanal 69 hinweg in Verbin- 46, 48, 50 verhindern, daß miteinander vermischte dung, welcher einen im Schnitt U-förmigen Bauteil 70 Phasen gewaltsam durch die jeweiligen DurchlässeMixing stage 4 via the passage 14 for the mixture When the system is in operation, light liquid is passed into the settling stage 3. The heavy liquid settling through the pipeline 76 into the mixer stage is admitted into the mixer 46. In stage 46 the light liquid stage 2 is introduced through the passage 15, 40 fluid with the heavy, which rolls into the mixing stage 46 while the separated light liquid from the separation stage 47 through the passage 63 over the threshold 23 and from there by entering, mixed. The intermingled light channel 29 down and through the pipeline 39 th and heavy liquids are diverted from it. Mixing stage 46 through the passage 60 into the In Fig. 4, a second device is shown, 45 settling stage 45 is introduced. The settling, which consists of six stages, namely the separating heavy liquid, is discharged from the settling stage 45, stages 45, 47, 49 and the mixing stages 46, 48 and 50 through the pipeline 75, while the mixing and separating stages of the Plant consist rend the separated light liquid through the channel 65 from a long chamber with a square section, guided 51 through into the mixing stage 48, which becomes a base area 52 in the longitudinal direction 50. In the mixing stage 48 the entering extending side walls 53 (one of which is a partially light liquid with heavier, which is shown with dashed outlines of the way, around separation stage 49 through the passage 64 through the view of the interior of the chamber 5 to release) enters, mixed. The intermingled and the outer walls 54 has. The chamber 51, heavy and light phases, are passed through the intermediate passage 61 running in the transverse direction into the settling stage 47 into small walls 55, 56, 30, 58 and 59 into the six stages. The heavy liquid that settles is divided into 45, 46, 47, 48, 49 and 50. The intermediate walls 55, 57 and 59 from the settling stage 47 through the passage 63 each have passages 60 through into the mixing stage 46, while the 61 and 62 for the mixed liquids, while the separated light liquid flows through the channel 69 Partitions 56 and 58, passages 63 and 60 are guided through into the mixing stage 50. 64 for the heavy liquid. The separating The mixed heavy and light stage 45 is connected to the mixing stage 48 via a connection. Liquids are led from the mixing stage 50 through the longitudinally extending channel 65 into the passage 62 into the settling stage 49, which, an im_Sghprtt U -förmigeri B au- the settling heavy liquid is comprises by tei ^ 66 which dui'ch e7ne ^ "^ ÄB3e lamg 67 65 hincingeleitet the passageway in the mixing stage 48 64, verschlössen. the channel 65 is through the slots during separated light liquid from the separating stage 49 through the pipeline 73. The separating stage 47 is removed with the mixing stage. The baffle plates 85 in the mixing stages 50 via a second channel 69 in Connections 46, 48, 50 prevent intermixed manure, which a cross-sectionally U-shaped component 70 phases forcibly through the respective passages

60,61 und 62 für die gemischte Phase ausgestoßen werden.60,61 and 62 ejected for the mixed phase will.

Claims

Claim:

Device for liquid-liquid extraction in countercurrent with several horizontally arranged, mixed and separated by walls extending transversely to the direction of flow Separation steps, characterized in that one part of the partition walls (10, 12) is horizontal

right, the mixture permeable slots (13, 14) and the other part (11) horizontal, the Heavy component through slots (16), which in the partition walls in the Are arranged near the bottom of the separation stage, and that one from the separation stage to the mixing stage is arranged above the slots running channel (18) for the light component.

Considered publications:
German patent specification No. 855 098.

1 sheet of drawings

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