CN103372328B - 一种双相萃取旋转填料床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双相萃取旋转填料床,包括转子、进料分布器和壳体,所述转子包括填料支撑板以及丝网填料、分别装进填料筐后固定于填料支撑板上,并通过键与转轴定位连接;所述进料分布器包括原料进料分布器及轻重相萃取剂进料分布器,原料进料分布器位于两层填料空隙之间,双相萃取剂进料分布器分别位于外圈层填料外侧及内层填料内侧,填料床底板上设有由挡板分隔开的轻相出口管和重相出口管。本发明结构简单、使液体在离心力的作用下获得良好的轴向和周向的均匀分布,实现了液体间的逆流充分接触,从而提升了萃取效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转填料床,具体涉及一种用于双相萃取的旋转填料床。
背景技术
旋转填料床是一种强化化工过程的新型设备,相对于传统萃取设备,旋转填料床结构简单、体积小、运行效率高,能耗较低且适用范围广,在传质萃取方面具有明显的优势。
专利CN201752626U公开了一种超重力多旋流除尘脱硫多功能装置,专利CN201752587U公开了一种带多层圆筒式转动液体分布器的超重力旋转床,专利CN201752586U公开了一种带盘管式转动液体分布器的超重力旋转床,专利CN201108754Y公开了一种多级雾化超重力旋转床。以上这些专利分别公开了几种不同结构的旋转床,这些旋转床已经成功应用于反应、吸收、解吸等过程工业。
双相萃取技术是一种常用的液-液萃取分离技术,由于其具有较好的萃取效果,已被广泛的应用于生物化学和生物化工领域,专利CN102177243A公开了一种利用双相萃取发酵生产乙醇的方法,专利CN101984028A公开了一种高谷维素米糠油双相萃取脱酸精炼工艺。现有的双相萃取设备主要是转盘萃取塔,这种设备转速慢而且体积较大,萃取率低。
现有旋转填料床已经成功应用于多个领域,但是其单层填料结构使其在双相萃取中的应用受到了限制;而现有的双相萃取设备具有成本高、体积庞大、萃取速率慢、萃取效率低很多不足之处。
发明内容
本发明针对现有旋转填料床结构不能满足双相萃取的技术问题,提出了一种用于双相萃取的新型旋转填料床;所述新型旋转填料床可实现双相萃取,具有结构简单、萃取效率高、分离效果好的特点。本发明实现了一种双相原料两种萃取剂之间的液-液萃取,同时利用旋转填料床高速旋转,液体在填料表面形成极薄液膜降低传质阻力的这种固有特性,使轻重液相在离心力的作用下获得良好的轴向和周向的均匀分布,实现了液体间的充分接触,从而提升了萃取效率。
一种双相萃取旋转填料床,包括填料转子、轻相分布器、原料分布器、重相分布器和筒体;所述填料转子包括转轴、填料支撑板、填料框以及丝网填料,所述丝网填料为两层,分别装进填料筐后固定于填料支撑板上;所述原料分布器位于两层填料之间,所述轻相分布器位于外圈填料外侧,所述重相分布器位于内圈填料内侧;所述轻相分布器与轻相物料入口管相连接,所述原料分布器与原料液入口管相连接,所述重相分布器与重相物料进口管相连接;填料床底板上设有由挡板分隔轻相出口管和重相出口管。所述轻相分布器、原料分布器、重相分布器均设有四个开孔支管,并且呈环形均匀分布。所述原料分布器为双两侧双面开口,轻相分布器为向内单侧开口,重相分布器为向外单侧开口。所述轻相分布器、原料分布器、重相分布器的开孔支管分别由单独的接环连接固定。具体如图1~4所示。
所述丝网填料材质为不锈钢、低碳钢、黄铜、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环氧树脂、酚醛塑料、聚酰亚胺或三聚氰氨甲醛树脂,具体材质根据具体的操作温度和介质要求选择;所述丝网填料装于所述填料筐中,通过螺栓固定于填料支撑板上;所述填料框的结构由所装填的丝网填料多少决定;所述填料支撑板与转轴连接,转轴转速控制在3000r/min范围内;优选1200~2000r/min,转轴与旋转填料床底板、上板连接处设有密封装置,所述密封装置采用双端面动密封。
双层填料结构为进料分布器的布置提供了空间,同时也保证了物料间的接触面积;两种萃取剂与原料液采用逆流接触传质;下板设置挡圈,将重相出口管及轻相出口管隔开,使萃取产物实现更好的分离;三个进料分布器用支撑杆或者支撑圈支撑;本发明在填料床底部设置支腿,并且安装有阻尼减震器,减少填料转子旋转动不平衡给设备造成的震动损坏,延长了设备的使用寿命;所述轻相物料入口管、原料液入口管、重相物料进口管均采用金属软管。
图1本发明具有双层填料的旋转填料床结构示意图。
图2本发明两层填料排布示意图。
图3本发明旋转填料床进料分布器开孔位置排布示意图。
图4本发明旋转填料床底座示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
图1-4所示给出本发明的第一实施例,一种可用于双相萃取的旋转填料床,所述旋转床包括壳体、转子和进料分布器。旋转填料床的下方设有支腿19和阻尼减震器20。
原料通过原料入口管12进入原料分布器10,并由原料分布器10两侧交错排布的喷孔18喷入丝网填料中;重相由重相入口管11进入重相分布器13,并由背离填料中心侧的喷孔18喷入填料层;轻相由轻相入口管7进入轻相分布器6,并由靠近填料中心侧的喷孔喷入填料层。填料转子1在与主轴5通过皮带相连的电机21驱动下高速旋转产生的强大离心力,使得进入填料层中的原料液沿填料径向扩散,重相原料与重相萃取剂逆流接触传质后沿填料径向向外甩出,重相甩出填料转子后由筒体16内壁收集,流入挡板8外侧环形区域,最后从旋转填料床底板15上重相出口管14流出;由于环形填料中心产生负压,轻相原料与轻相萃取剂接触传质后被吸向填料中心,沿径向向环形填料中心运动,运动到环形填料中心后流入挡板8内侧区域,最后从旋转填料床底板15轻相出口管9流出。
Claims (7)
1.一种双相萃取旋转填料床,其特征在于,包括填料转子(1)、轻相分布器(6)、原料分布器(10)、重相分布器(13)和筒体(16);所述填料转子(1)包括转轴(5)、填料支撑板(2)、填料框(3)以及丝网填料(4),所述丝网填料(4)为两层,分别装进填料筐(3)后固定于填料支撑板上(2);所述原料分布器(10)位于两层填料之间,所述轻相分布器(6)位于外圈填料外侧,所述重相分布器(13)位于内圈填料内侧;所述轻相分布器(6)与轻相物料入口管(7)相连接,所述原料分布器(10)与原料液入口管(12)相连接,所述重相分布器(13)与重相物料进口管(11)相连接;填料床底板上设有由挡板(8)分隔轻相出口管(14)和重相出口管(9)。
2.根据权利要求1所述的一种双相萃取旋转填料床,其特征在于,所述轻相分布器(6)、原料分布器(10)、重相分布器(13)均设有四个开孔支管,并且呈环形均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种双相萃取旋转填料床,其特征在于,所述双相萃取旋转填料床的下方设有支腿(19)和阻尼减震器(20)。
4.根据权利要求1所述的一种双相萃取旋转填料床,其特征在于,所述丝网填料(4)材质为不锈钢、低碳钢、黄铜、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环氧树脂、酚醛塑料、聚酰亚胺或三聚氰氨甲醛树脂。
5.根据权利要求1所述的一种双相萃取旋转填料床,其特征在于,所述原料分布器(10)为双两侧双面开口,轻相分布器(6)为向内单侧开口,重相分布器(13)为向外单侧开口。
6.根据权利要求2所述的一种双相萃取旋转填料床,其特征在于,所述轻相分布器(6)、原料分布器(10)、重相分布器(13)的开孔支管分别由单独的接环(17)连接固定。
7.根据权利要求1所述的一种双相萃取旋转填料床,其特征在于,所述轻相物料入口管(7)、原料液入口管(12)、重相物料进口管(11)均采用金属软管。
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