CN109011694A - 一种新型节能复合搅拌式萃取塔 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工设备技术领域，特别是一种新型节能复合搅拌式萃取塔；其主体结构包括塔体、上分布器、上段填料、搅拌器、进料泵、下段填料和下分布器等；其中塔体上部设置有上分布器，上分布器下方设置有上段填料，上段填料下方设置有搅拌器，搅拌器与塔体法兰连接，搅拌器与进料泵相连通，搅拌器下方设置有下段填料，下段填料下方设置有下分布器，物料由进料泵泵入搅拌器，然后经上分布器进入塔体，萃取剂由下分布器进入塔体，流动的物料带动搅拌器搅拌塔体内的混合液，提高萃取效率；该装置将填料萃取与搅拌混合相结合，萃取效率高，降低了萃取剂的使用量，并且搅拌的动力来自于物料流动，节约能源，应用环境良好。

Description

一种新型节能复合搅拌式萃取塔

技术领域：

本发明属于化工设备技术领域，涉及一种搅拌式萃取塔，特别是一种新型节能复合搅拌式萃取塔，其搅拌器运转依靠物料流动，节约能源，更加符合工业生产的需求。

背景技术：

萃取塔是一种化学工业部门常用的液-液质量传递设备；其利用液-液萃取的原理，将混合物溶液中某一种或几种化合物组分用另外一种溶剂将其提取出来，使其得到分离、富集、提纯；萃取塔的内部结构是利用重力或机械作用使一种液体破碎成液滴，分散在另一连续液体中，进行液-液萃取；采用的破碎方式包括搅拌、脉冲、振动等；萃取塔主要有以下不同结构和类型：填料萃取塔、筛板萃取塔、转盘萃取塔、振动筛板塔、多级离心萃取塔等。

现有萃取塔一般为填料塔或转盘塔，填料塔虽然能耗较低，但会有两相接触不充分，萃取效果不好，只能增大萃取剂使用量来保证萃取，增加了消耗与能耗，转盘塔虽能两相充分混合但能耗较大；在现有技术中，公开号为CN106669225A的中国专利，公开了一种复合脉冲萃取塔，包括塔体，在塔体的中心竖向设置有中心轴，在中心轴上固定有间隔分布的若干筛板，在筛板之间装有规整填料，所述筛板上分布有若干通孔，该装置在筛板之间加装规整填料并安装在萃取塔内，构成复合脉冲萃取塔，该装置的传质效率较高，且效率与脉动的振幅和频率直接有关，但是其能耗依旧较大，并且允许通过能力较小，化工生产中应用受限；公开号为CN204193551U的中国专利，公开了一种烟碱萃取塔，该装置包括塔体，该塔体顶部设有溶剂回收管和出气管, 底部设有萃取液入口管和硫酸入口管，所述塔体中部设有取样管，所述的萃取液入口管还连接有喷淋管, 该喷淋管顶部封闭，管壁上开有多组喷淋孔，所述的萃取液入口管和硫酸入口管还分别连接有耐酸碱泵，该装置去除了搅拌装置，能耗较低，但是这降低了传质效率，萃取效果难以保证。

总而言之，现有萃取塔存在萃取效果不佳、能耗大等缺点，在现有技术中为保证高的萃取率，则会造成高能耗，而降低能耗，萃取效果将难以保证，高萃取率和低能耗难以兼顾，因此设计一种萃取效果好、耗能低的新型节能复合搅拌式萃取塔极为必要。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对现有萃取塔难以兼顾高萃取率和低能耗的不足，在保证能够规模制造、使用安全高效的条件下，设计一种新型节能复合搅拌式萃取塔。

为了实现上述目的，本发明涉及的新型节能复合搅拌式萃取塔，其主体结构包括塔体、检测口、上分布器、萃取剂有机相出口、上段填料、搅拌器、下段填料 、下分布器、水相出口、进料泵、进料管、进料口、萃取剂入口、搅拌杆、连接杆、上密封压盖、上轴承、叶轮、下轴承、下密封压盖、管壳、螺栓和连接法兰；内空式筒状结构的塔体的内腔中自上而下主要分为静态分层段、上填料段、搅拌混合段、下填料段和下部水相段，塔体的顶部一侧固定设置有萃取剂有机相出口，塔体的顶部另一侧固定设置有检测口，检测口的高度低于萃取剂有机相出口；萃取剂有机相出口的下侧设置有进料口，进料口的内侧端与上分布器法兰连接，上分布器固定设置在塔体内腔上部；上分布器的下侧填放有上段填料，上段填料的下方设置有搅拌器，搅拌器与塔体法兰连接，搅拌器的一端通过进料管与进料泵相连通，搅拌器的另一端与进料口的外侧端使用进料管相连通；搅拌器的下方固定填放有下段填料，下段填料的下方设置有下分布器，下分布器与塔体刚性连接，下分布器的入口端与萃取剂入口的内侧端法兰连接；萃取剂入口的下方设置有检测口，检测口的一端与塔体刚性连接；塔体的底端设置有水相出口，用于排出塔体中静置析出的水分；整套装置结构简单，科学合理，运行性能可靠。

本发明所述的搅拌器由搅拌杆、连接杆、上密封压盖、上轴承、叶轮、下轴承、下密封压盖、管壳、螺栓和连接法兰组合构成；其中搅拌器的上端设置有横向安放的搅拌杆，搅拌杆的中部与连接杆的上端刚性连接，连接杆的下端与管壳的中部转动式连接；连接杆与管壳的上接口处嵌套式安装有上轴承，上轴承的上侧设置有上密封压盖，上密封压盖与管壳通过螺栓螺纹连接；位于管壳内部的连接杆固定设置有叶轮，叶轮能够跟随管壳内物料液的流动而转动，转动的叶轮能够带动连接杆和搅拌杆转动，从而将塔体内的物料液搅动起来；连接杆与管壳的下接口处嵌套式安装有下轴承，下轴承的下侧设置有下密封压盖，下密封压盖与管壳通过螺栓螺纹连接；管壳的两个端口分别通过连接法兰与塔体的内壁法兰连接，管壳的一端通过进料管与进料泵相连通，管壳的另一端通过进料管与进料口的外侧端相连通，当物料液体进入管壳后，物料液体的流动力带动管壳内的叶轮转动，实现萃取能耗的降低。

本发明所述的新型节能复合搅拌式萃取塔的具体工作过程为：将待萃取的物料由进料泵通过进料管泵入搅拌器中，物料在经过搅拌器时，推动叶轮旋转，从而带动搅拌杆旋转，对塔体内的物料进行搅拌；物料从搅拌器流出后通过进料管流入进料口，物料通过与进料口相连接的上分布器进入塔体，物料进入塔体后向塔釜移动，将萃取剂从萃取剂入口灌入塔体，萃取剂沿着塔体向上移动；物料在上段填料中与由下而上的萃取剂相遇，根据相似相溶原理，将部分有机相带出向塔顶移动，通过塔顶的检测口检测移动到塔顶的有机相是否合格，若有机相合格，则将有机相通过萃取剂有机相出口放出；经过上段填料的水及剩余有机相向下继续移动，经过搅拌器时将萃取剂与有机相搅拌均匀，充分混合后继续向下移动，通过下段填料时再一次与萃取剂相遇，进一步萃取，水相流至塔底，通过塔体底端的检测口检测塔底水相是否合格，若水相合格，将水相通过水相出口放出，实现物料的高效萃取和设备的低能耗。

本发明与现有技术相比，所设计的新型节能复合搅拌式萃取塔功能完善，科学实用，将填料萃取与搅拌混合相结合，从而使混合相与萃取剂充分混合，提高萃取效果，降低填料萃取塔萃取剂的使用量，减少萃取剂回收过程的消耗与能耗；并且搅拌的动力来自于物料流动，无需配备电机，相比转盘塔节约电能，不存在污染和安全问题，应用环境良好。

附图说明：

图1为本发明涉及的新型节能复合搅拌式萃取塔主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的搅拌器结构原理示意图。

图3为本发明涉及的叶轮结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的新型节能复合搅拌式萃取塔，其主体结构包括塔体1、检测口2、上分布器3、萃取剂有机相出口4、上段填料5、搅拌器6、下段填料7 、下分布器8、水相出口9、进料泵10、进料管11、进料口12、萃取剂入口13、搅拌杆14、连接杆15、上密封压盖16、上轴承17、叶轮18、下轴承19、下密封压盖20、管壳21、螺栓22和连接法兰23；内空式筒状结构的塔体1的内腔中自上而下主要分为静态分层段、上填料段、搅拌混合段、下填料段和下部水相段，塔体1的顶部一侧固定设置有萃取剂有机相出口4，塔体1的顶部另一侧固定设置有检测口2，检测口2的高度低于萃取剂有机相出口4；萃取剂有机相出口4的下侧设置有进料口12，进料口12的内侧端与上分布器3法兰连接，上分布器3固定设置在塔体1内腔上部；上分布器3的下侧填放有上段填料5，上段填料5的下方设置有搅拌器6，搅拌器6与塔体1法兰连接，搅拌器6的一端通过进料管11与进料泵10相连通，搅拌器6的另一端与进料口12的外侧端使用进料管11相连通；搅拌器6的下方固定填放有下段填料7，下段填料7的下方设置有下分布器8，下分布器8与塔体1刚性连接，下分布器8的入口端与萃取剂入口13的内侧端法兰连接；萃取剂入口13的下方设置有检测口2，检测口2的一端与塔体1刚性连接；塔体1的底端设置有水相出口9，用于排出塔体1中静置析出的水分；整套装置结构简单，科学合理，运行性能可靠。

本实施例涉及的搅拌器6由搅拌杆14、连接杆15、上密封压盖16、上轴承17、叶轮18、下轴承19、下密封压盖20、管壳21、螺栓22和连接法兰23组合构成；其中搅拌器6的上端设置有横向安放的搅拌杆14，搅拌杆14的中部与连接杆15的上端刚性连接，连接杆15的下端与管壳21的中部转动式连接；连接杆15与管壳21的上接口处嵌套式安装有上轴承17，上轴承17的上侧设置有上密封压盖16，上密封压盖16与管壳21通过螺栓22螺纹连接；位于管壳21内部的连接杆15固定设置有叶轮18，叶轮18能够跟随管壳21内物料液的流动而转动，转动的叶轮18能够带动连接杆15和搅拌杆14转动，从而将塔体1内的物料液搅动起来；连接杆15与管壳21的下接口处嵌套式安装有下轴承19，下轴承19的下侧设置有下密封压盖20，下密封压盖20与管壳21通过螺栓22螺纹连接；管壳21的两个端口分别通过连接法兰23与塔体1的内壁法兰连接，管壳21的一端通过进料管11与进料泵10相连通，管壳21的另一端通过进料管11与进料口12的外侧端相连通，当物料液体进入管壳21后，物料液体的流动力带动管壳21内的叶轮18转动，实现萃取能耗的降低。

本实施例涉及的新型节能复合搅拌式萃取塔的具体工作过程为：将待萃取的物料由进料泵10通过进料管11泵入搅拌器6中，物料在经过搅拌器6时，推动叶轮18旋转，从而带动搅拌杆14旋转，对塔体1内的物料进行搅拌；物料从搅拌器6流出后通过进料管11流入进料口12，物料通过与进料口12相连接的上分布器3进入塔体1，物料进入塔体1后向塔釜移动，将萃取剂从萃取剂入口13灌入塔体1，萃取剂沿着塔体1向上移动；物料在上段填料5中与由下而上的萃取剂相遇，根据相似相溶原理，将部分有机相带出向塔顶移动，通过塔顶的检测口2检测移动到塔顶的有机相是否合格，若有机相合格，则将有机相通过萃取剂有机相出口4放出；经过上段填料5的水及剩余有机相向下继续移动，经过搅拌器6时将萃取剂与有机相搅拌均匀，充分混合后继续向下移动，通过下段填料7时再一次与萃取剂相遇，进一步萃取，水相流至塔底，通过塔体1底端的检测口2检测塔底水相是否合格，若水相合格，将水相通过水相出口9放出，实现物料的高效萃取和设备的低能耗。

本实施例涉及的新型节能复合搅拌式萃取塔或用于天然植物中的有效成份的化学溶剂式萃取场合，特别适用于天然色素和维生素等产物的萃取。

Claims (3)

1.一种新型节能复合搅拌式萃取塔，其特征在于：其主体结构包括塔体、检测口、上分布器、萃取剂有机相出口、上段填料、搅拌器、下段填料 、下分布器、水相出口、进料泵、进料管、进料口、萃取剂入口、搅拌杆、连接杆、上密封压盖、上轴承、叶轮、下轴承、下密封压盖、管壳、螺栓和连接法兰；内空式筒状结构的塔体的内腔自上而下主要分为静态分层段、上填料段、搅拌混合段、下填料段和下部水相段，塔体的顶部一侧固定设置有萃取剂有机相出口，塔体的顶部另一侧固定设置有检测口，检测口的高度低于萃取剂有机相出口；萃取剂有机相出口的下侧设置有进料口，进料口的内侧端与上分布器法兰连接，上分布器固定设置在塔体内腔上部；上分布器的下侧填放有上段填料，上段填料的下方设置有搅拌器，搅拌器与塔体法兰连接，搅拌器的一端通过进料管与进料泵相连通，搅拌器的另一端与进料口的外侧端使用进料管相连通；搅拌器的下方固定填放有下段填料，下段填料的下方设置有下分布器，下分布器与塔体刚性连接，下分布器的入口端与萃取剂入口的内侧端法兰连接；萃取剂入口的下方设置有检测口，检测口的一端与塔体刚性连接；塔体的底端设置有水相出口，用于排出塔体中静置析出的水分。

2.根据权利要求1所述的新型节能复合搅拌式萃取塔，其特征在于：所述的搅拌器由搅拌杆、连接杆、上密封压盖、上轴承、叶轮、下轴承、下密封压盖、管壳、螺栓和连接法兰组合构成；其中搅拌器的上端设置有横向安放的搅拌杆，搅拌杆的中部与连接杆的上端刚性连接，连接杆的下端与管壳的中部转动式连接；连接杆与管壳的上接口处嵌套式安装有上轴承，上轴承的上侧设置有上密封压盖，上密封压盖与管壳通过螺栓螺纹连接；位于管壳内部的连接杆固定设置有叶轮，叶轮能够跟随管壳内物料液的流动而转动，转动的叶轮能够带动连接杆和搅拌杆转动，从而将塔体内的物料液搅动起来；连接杆与管壳的下接口处嵌套式安装有下轴承，下轴承的下侧设置有下密封压盖，下密封压盖与管壳通过螺栓螺纹连接；管壳的两个端口分别通过连接法兰与塔体的内壁法兰连接，管壳的一端通过进料管与进料泵相连通，管壳的另一端通过进料管与进料口的外侧端相连通，当物料液体进入管壳后，物料液体的流动力带动管壳内的叶轮转动，实现萃取能耗的降低。

3.根据权利要求1所述的新型节能复合搅拌式萃取塔，其特征在于：所述的新型节能复合搅拌式萃取塔的具体工作过程为：将待萃取的物料由进料泵通过进料管泵入搅拌器中，物料在经过搅拌器时，推动叶轮旋转，从而带动搅拌杆旋转，对塔体内的物料进行搅拌；物料从搅拌器流出后通过进料管流入进料口，物料通过与进料口相连接的上分布器进入塔体，物料进入塔体后向塔釜移动，将萃取剂从萃取剂入口灌入塔体，萃取剂沿着塔体向上移动；物料在上段填料中与由下而上的萃取剂相遇，根据相似相溶原理，将部分有机相带出向塔顶移动，通过塔顶的检测口检测移动到塔顶的有机相是否合格，若有机相合格，则将有机相通过萃取剂有机相出口放出；经过上段填料的水及剩余有机相向下继续移动，经过搅拌器时将萃取剂与有机相搅拌均匀，充分混合后继续向下移动，通过下段填料时再一次与萃取剂相遇，进一步萃取，水相流至塔底，通过塔体底端的检测口检测塔底水相是否合格，若水相合格，将水相通过水相出口放出，实现物料的高效萃取和设备的低能耗。