пульсационная экстракционно-фракционирующая установка

Формула изобретения

ПУЛЬСАЦИОННАЯ ЭКСТРАКЦИОННО-ФРАКЦИОНИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА принудительно-транспортируемого слоя для проведения тепломассообменной обработки активированного угля, преобразуемого в гемосорбент, содержащая баковую систему, образованную из размещенных в ряд гидравлически-независимых баковых секций, состоящих из контактной емкости, отстойника и переточной емкости, смесительно-транспортирующую батарею насосно-поршневых устройств, состоящих из подвешенной на штоке пульсокамеры, успокоительного коаксиального блока, лепесткового всасывающего клапана, донного клапанного седла и выпускного фланца для сливного лотка, подвесочную траверсу для удержания штоков, асцилятор для качания подвесочной траверсы, переориентатор указанной траверсы для обеспечения пропускания работающих устройств через баковую систему, автооператор для поочередного снятия траверсы с асцилятора и с переориентатора, засыпное устройство, сопряженное с головной секцией баковой системы и выгрузочное устройство, сопряженное с финишной секцией той же системы, отличающаяся тем, что пульсокамера каждого из насосно-поршневых устройств выполнена в виде корзинки для размещения сыпучей угольной фазы, а выпускной фланец пульсокамеры снабжен байпасным элементом, выполненным в виде проницаемого обечайкового сегмента с полем сепарационных перфораций, а успокоительный коаксиальный блок выполнен в виде регулируемой диафрагменно-створчатой системы, образованной из закрепленной на фланце юбки с пропускными окнами, зафиксированной в соответствии с расположением зеркально-симметричного направляющего фартука с такими же пропускными окнами, шарнирно закрепленного на кратере каждой контактной емкости баковой системы, при этом фартук снабжен регулировочным приспособлением для изменения за счет поворота площади перекрытия сопрягаемых юбочных и фартучных окон.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике для осуществления технологических процессов, в особенности к оборудованию для осуществления экстракционно-сепарационной обработки твердых веществ, в частности к пульсационным экстракционно-фракционирующим установкам принудительно-транспортируемого твердофазного слоя для проведения тепло-массообменной обработки активированного угля, преобразуемого в лечебную гемосорбционную рецептуру.

Целью изобретения является обеспечение получения кондиционного гемосорбента с повышенной кровесовместимостью и апирогенностью (непровоцируемостью жаровой реакции).

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки, вид сбоку; на фиг. 2 - одна из баковых секций установки, вид сбоку; на фиг. 3 - схема компоновки установки сопутствующим оборудованием.

Предлагаемая установка содержит противоточную баковую систему 1, образованную размещенными в ряд гидравлически независимыми баковыми секциями 2-5, в частности головной обогреваемой секцией 2 для черновой обработки угля горячим полуотработанным экстрагентом, послеголовной обогреваемой секцией 3 для кондиционирующей обработки угля чистым горячим экстрагентом, предфинишной выхолаживаемой секцией 4 для кондиционирующей обработки угля холодным полуотработанным экстрагентом и финишной выхолаживаемой секцией 5 для чистовой обработки угля чистым холодным экстрагентом. Секции 2, 3 выполнены термостатными, для чего они оснащены, каждая, теплоизоляционным кожухом 6 и внутренним экстракто-нагревателем 7 для косвенного прогрева экстрагента. Секции 4, 5 выполнены изотермическими, для чего они лишены кожухов и нагревателей. Каждая из баковых секций 2-5 включает контактную емкость 8 для формирования массообменного объема, оснащенную экстрагенто-подводящим патрубком 9, каждая секция включает также отстойник 10 для отделения экстракта, оснащенный осадкоотводящим патрубком 11, и переточную емкость 12 для сбора экстракта, оснащенную экстракто-отводящим патрубком 13. Экстрагенто-подводящий патрубок 9 послеголовной секции 3 связан с нагревательным теплообменником 14 для подогрева расходуемого экстрагента. Такой же патрубок 9 финишной секции 5 связан с теплорассеивающим холодовым коленом 15 для приведения температуры подаваемого экстрагента в соответствие с комнатной температурой. Для организации в баковой системе 1 противоточного режима циркуляции экстрагента экстракто-отводящие патрубки 13 финишной и послеголовной секций 5, 3 соединены с экстрагенто-подводящими патрубками 9 предфинишной и головной секций 4, 2. У секций 4,2 экстракто-отводящие патрубки 13 выведены на экстрактосборник 16. Осадкоотводящие патрубки всех секций 2-5 выведены на шламосборник 17. С финишной секцией 5 сопряжено выгрузочное устройство 18, образованное гидросмывной и продуктозаборной магистралями 19, 20. С головной секцией 2 сопряжено засыпное устройство 21, образованное дозирующей емкостью 22 для отпуска суспензии углесырца, суспензиеприемной магистралью 23, дренатоэвакуационной магистралью 24, весовым механизмом 25, суспендато-шприцующей магистралью 26 и раздаточной магистралью 27. Секционная баковая система 1 предлагаемой установки укомплектована смесительно-транспортирующей батареей, скомпонованной из однотипных насосно-поршневых устройств 28. Каждое из таких устройств образовано из подвешенной на штоке 29 пульсокамеры 30, выполненной в виде корзинки с ложным решетчатым днищем 31 для размещения сыпучей фазы. Эта пульсокамера 30 оснащена лепестковым всасывающим клапаном 32, установленным на донное клапанное седло 33, и выпускным фланцем 34 для размещения сливного лотка 35. Окончание сливного лотка 35 размещено на уровне расположения отстойника 12, предусматриваемого в баковых секциях 2-5. Выпускной фланец 34 пульсокамеры 30 оснащен байпасным элементом 36, выполненным в виде проницаемого обечайкового сегмента с полем перфораций для пропускания экстрактовой массы, привлекаемой для организации в секциях 2-5 рецикла жидкой фазы. Кроме этого каждое из насосно-поршневых устройств 28 оснащено успокоительным коаксиальным блоком, выполненным в виде регулируемой диафрагменно-створчатой системы. Для этого успокоительный блок образован из юбки 37 с пропускными окнами, зафиксированной на фланце 34 пульсокамеры 30 в соответствии с расположением зеркально-симметричного направляющего фартука 38 с такими же пропускными окнами. Направляющий фартук 38 закреплен на кратере контактной емкости 8. Крепление фартука 38 выполнено шарнирным. При этом фартук 38 оснащен регулировочным приспособлением 39 для изменения за счет поворота относительного расположения сопрягаемых юбочных и фартучных окон, а значит, величины межоконных просветов. На фланце 34 пульсокамеры 30 зафиксирована также материало-эвакуационная сопловая система 39¹ для отвода с ложного днища 31 прошедшей обработку сыпучей фазы. Для обслуживания баковой системы 1 установка оснащена подвесочной траверсой 40 для удержания штоков 29 пульсокамер 30. Эта траверса 40 выполнена в виде карусели, оснащенной посадочными гнездами 41 для позиционирования на базирующих мачтах 42 основания (на чертежах не обозначено), колебательной штангой 43 для сопряжения с асцилятором 44 для качания траверсы 40 и поворотным венцом 45 для сопряжения с переориентатором 46 траверсы 40 для обеспечения пропускания работающих насосно-поршневых устройств 28 через баковую систему 1. Переориентатор 46 выполнен в виде делительного механизма. Кроме этого траверса 40 оснащена улавливательным ложементом 47 для стыкования с захватом 48 автооператора 49, предусмотренного для поочередного снятия траверсы 40 с асцилятора 44 и с переориентатора 46. Для обеспечения стерильности работы установка оснащена системой капсулирования, включающей продувочный коллектор 50 для подвода к баковой системе 1 стерилизованных вентилирующих газов, сопряженный с воздухостерилизационным блоком 51. Засыпное устройство 21 баковой системы 1 привязано к углезамачивающему устройству 52 для предварительной пропитки сыпучей фазы применяемым экстрагентом, на которое выведено углеохладительное устройство 53 углеприготовительной печи 54. На углезамачивающее устройство 52 выведена также экстрагенто-расходная емкость 55, связанная с экстрагенто-кондиционирующим фильтром 56 для наработки экстрагента из солевого рассола. Перед этим фильтром 56 установлена растворительная мешалка 57, связанная с расходной емкостью 58 для хранения используемого для растворения соли водного ультрадистиллята. Эта емкость 58 подсоединена к дистилляционной колонне 59, на которую выведен вододеминерализационный аппарат 60 обратного осмоса, связанный с водозаборным устройством 61 для подачи воды из доступного природного водоисточника. Перед растворительной мешалкой 57 установлена соледегидратационная печь 62 для стерилизации используемой в рассоле поваренной соли, перед которой размещена соледробилка 63. Выгрузочное устройство 18 баковой системы 1 выведено на нормализационно-сатурирующее устройство 64 для нормализации отводимой из установки углесуспензии по кислотности, укомплектованное углекислотной рампой 65. Далее установлена приемная емкость 66 для хранения получаемой гемосорбционной рецептуры, связанная с дозатором 67, который сопряжен с расфасовочной машиной 68 для снаряжения указанной рецептурой гемосорбционных колонок.

Установка работает следующим образом.

Противоточную баковую систему 1 заполняют экстрагентом, в качестве которого используют близкий к физиологическому солевой раствор, заливаемый в баковые секции 2, 3, 4, 5. Далее проверяют правильность регулировки диафрагменной створчатой системы коаксиального успокоительного блока. Для этого с помощью регулировочного приспособления 39 производят поворот направляющего фартука 38 на кратерах контактных емкостей 8 относительно юбок 37 на фланцах 34 пульсокамер 30. За счет производимого поворота производят изменение положения сопрягаемых юбочных и фартучных окон, производя изменение площади гидравлического тормозного диафрагменного сечения, образуемого межоконными просветами. Затем вентилируемое пространство над баковой системой 1 начинают продувать стерильным воздухом, подаваемым из воздухостерилизационного блока 51. Далее вводят в действие экстрактонагреватели 7 головной и послеголовной баковых секций 2, 3. Для обеспечения организации в баковой системе 1 противоточного режима циркуляции экстрагента производят подготовку к подаче частично отработанного горячего экстрагента и частично отработанного холодного экстрагента из экстрактоотводящих патрубков 13 послеголовной и финишной секций 3, 5 в экстрагенто-подводящие патрубки 9 головной и финишной секций 2, 4. После этого вводят в действие автооператор 49, который с помощью захвата 48, вводимого в улавливательный ложемент 47 траверсы 40, производит подъем за подвесные штоки 29 смесительно-транспортирующей батареи насосно-поршневых устройств 28. На последнем участке трассы подъема насосно-поршневое устройство 28, соответствующее головной баковой секции 2, попадает к засыпному устройству 21, в дозирующую емкость 22 которого уже до этого подана через суспензиеприемную магистраль 23 неопределенная порция углесырца, из которой заранее через дренатоэвакуационную магистраль 24 слит приготовленный на рассоле суспендирующий агент. Весовой механизм 25 отмечает количество углесырца, подавшего в дозирующую емкость 22, и подает сигнал на введение в действие суспендатошприцующей магистрали 26. Через эту магистраль 26 в дозирующую емкость 22 поступает заданное количество суспендирующего агента, рассчитанное на получение суспензии сыпучей фазы с заданной концентрацией. После этого с помощью раздаточной магистрали 27 происходит отсечка принятой для обработки порции суспензии углесырца, который в суспендированном состоянии попадает на ложное днище 31 корзинообразной пульсокамеры 30 насосно-поршневого устройства 28, пребывающего над головной баковой секцией 2. Далее автооператор 49 опускает траверсу 40 вниз до захода ее посадочных гнезд 41 на базирующие мачты 42. При этом все насосно-поршневые устройства 28, включая загруженное углесырцом, поступают в контактные емкости 8 баковых секций 2-5, а колебательная штанга 43 приходит в контакт с асцилятором 44. После освобождения улавливательного ложемента 47 траверсы 40 от захвата 48 автооператора 49 вводят в действие асцилятор 44, обеспечивающий приведение в качательное движение связанных с траверсой 40 насосно-поршневых устройств 28. Начавшие работать насосно-поршневые устройства 28 начинают осуществлять принудительное транспортирование через свои пульсокамеры 30 жидкой экстрагентной фазы. Поток транспортируемого экстрагента осуществляет выщелачивание из помещенного в пульсокамеры 30 углесырца зольных загрязнений, увлекая за собой также нежелательную пульповую дисперсную фракцию, ответственную за засорению сыпучей фазы. Поток образуемого из экстрагента зольного экстракта поступает вместе с уносимыми им угольными пульповыми засорениями к выпускному фланцу 34 пульсокамеры 30 и далее в сливной лоток 35, который направляет его в отстойник 10. Размещенный в отстойнике 10 межстеночный фильтрующий элемент обеспечивает направление серной фракции через осадкоотводящий патрубок 11 в шламосборник 17. Этот же межстеночный фильтр обеспечивает проход экстракта зольных загрязнений в переточную емкость 12 и оттуда через экстрактоотводящий патрубок 13 в экстрактосборник 16, после которого оставшийся в экстракте экстрагент может быть регенерирован и направлен на утилизацию. Топливную баковую секцию запитывает экстрактоотводящий патрубок 13 смежной послеголовной секции 3, который обеспечивает направление образуемого в этой секции 3 полуэкстракта с частично отработанным экстрагентом в экстрагенто-подводящий патрубок 9 головной контактной емкости 8 с работающим в ней под загрузкой насосно-поршневым устройством 28. Перфорированный обечайковый сегмент байпасного элемента 36 выпускного фланца 34 обеспечивает пропускание части жидкой фазы через стенку пульсокамеры, не допуская ее до сливного лотка. Это обеспечивает частичный рецикл в головной баковой секции 2 экстрагента, увеличивая кратность перемешивания в этой секции жидкой и сыпучей фаз, массообменных фаз и глубину обработки контактирующих реагентов. Юбка 37 и фартук 38 коаксиального успокоительного блока осуществляют гидравлическое торможение дросселируемой через межоконные юбочно-фартучные просветы жидкой фазы, пребывающей в контактной емкости 8. Тормозные гидравлические потоки воздействуют на совершающий колебаний фартук 38 выпускного фалнца 34 и через нее гасят паразитные колебания работающей пульсокамеры 30. Это обеспечивает демпфирование насосно-поршневых устройств 28, создавая условия для правильной работы лепестковых всасывающих клапанов 32. После завершения обработки углесырца в головной баковой секции 2 вмещаемое в нее насосно-поршневое устройство извлекают с помощью поднимаемой автооператором 49 траверсы 40 из жидкой фазы, рассоединяя его с асцилятором 44. При этом автооператор 49 передает траверсу 40 к переориентатору 46. Работающий делительный механизм переориентатора 46, воздействуя на траверсу 40, как на карусель, обеспечивает перемещение загруженного уже обработанным углем насосно-поршневого устройства 28 к послеголовной баковой секции 3, одновременно подводя при этом смежное ожидающее загрузку порожнее насосно-поршневое устройство 28 к размещенному над головой секцией 2 засыпному устройству 21. Затем автооператор 49, снимая траверсу 40 с переориентатора 46 и посылая ее асцилятору 44, возвращает уже полуобработанный углесырец в жидкую фазу, одновременно вводя свежий угольный материал в экстрагент, циркулирующий в головной баковой секции 2. В дальнейшем путем совместной работы автооператор 49 и переориентатор 46 обеспечивают последовательное прохождение углесырца через все секции 2-5 баковой системы, осуществляя подвод его на конечной стадии транспортного цикла в корзинке пульсокамеры 30 к выгрузочному устройству 18, размещенному над финишной баковой секцией 5. В этот момент происходит стыкование гидросмывной и продуктозаборной магистралей 19, 20 выгрузочного устройства 18 с материалоэвакуационной сопловой системой 39¹, которая производит удаление из баковой системы полученного обеззоленного и фракционированного гемосорбента.

Техническим преимуществом предложенной установки по сравнению с прототипом является ее облегченная совместимость с фармацевтическим производством.