CN109985414A - 新型高效混合萃取系统及其萃取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型高效混合萃取系统及其萃取方法，包括作为主体的管道混合器，所述的管道混合器右侧设有澄清池，所述的管道混合器与澄清池间设有用于稳定混合相流速的稳流槽，所述的稳流槽与澄清池间设有布水区，所述的澄清池内设有用于提高澄清池分离效果的分离格栅，所述的澄清池右端设有有机相出口管道和水相出口管道。本发明克服了传统的溶剂萃取工艺中存在的占地面积和空间要求大、制造成本高以及萃取剂和溶剂油挥发损失多等问题。本发明具有成本较低、澄清效果显著和结构简单等优点。

Description

新型高效混合萃取系统及其萃取方法

技术领域

本发明设计一种溶剂萃取工艺领域，更具体地说，涉及一种新型高效混合萃取系统及其萃取方法。

背景技术

溶剂萃取工艺和设备在各行业已经有广泛的应用。传统的萃取设备主要有混合澄清萃取箱、塔式萃取器和离心萃取器三类。离心萃取器不需要大的澄清室，但是通量难以增大，分相困难，大规模的生产需要很多的设备，并且动力消耗大，设备故障多，维护和维修难度大。塔式萃取器占地面积小，而生产操作较难稳定控制，在有色金属行业生产中很少应用。混合澄清萃取箱由于其操作的稳定性好，通量大，在钴、镍、铜的精炼工艺中应用最多，但是需要比较大的混合槽和较大的动力消耗。占地面积和空间要求大，投资大，占用铺底资金多，萃取剂和溶剂油挥发损失多。

发明内容

本发明为了解决传统的溶剂萃取工艺中存在的占地面积和空间要求大、制造成本高以及萃取剂和溶剂油挥发损失多等问题，现提供一种具有占地面积较小、生产成本较低和萃取效果显著的一种新型高效混合萃取系统及其萃取方法。

本发明的一种新型高效混合萃取系统及其萃取方法，包括作为主体的管道混合器，所述的管道混合器右侧设有澄清池，所述的管道混合器与澄清池间设有用于稳定混合相流速的稳流槽，所述的稳流槽与澄清池间设有布水区，所述的澄清池内设有用于提高澄清池分离效果的分离格栅，所述的澄清池右端设有有机相出口管道和水相出口管道。

工作时，水相和有机相会先从管道混合器下端进入管道混合器，所述的管道混合器会对水相和有机相进行萃取混合形成混合相，所述的混合相会进入澄清池中进行澄清分离，所述的分离格栅用于提高澄清池的分离效果，经过澄清池分离后的混合相再次分为水相和有机相，之后水相和有机相会分别从水相出口管道和有机相出口管道离开澄清池。所述的稳流槽可以稳定混合相的流速，所述的布水区可以调节混合相的流量，在稳流槽和布水区的配合使用下，混合相会较为有序的进入澄清池中，从而提高澄清效果。

作为优选，所述的管道混合器的底端的左右两侧分别流体入口管，所述的管道混合器内部设有流体提升混合装置，所述流体提升混合装置上方设有混合相出口管，所述的混合相出口管与稳流槽间通过设置导流管相连接，所述的管道混合器顶端设有驱动电机，所述的驱动电机的输出端装有主轴，所述的主轴下端安装有分散盘，所述的分散盘下端面设有若干个均布的突起，所述的分散盘上方设有用于调节管道混合器内液位的假底，所述的驱动电机通过主轴与流体提升混合装置传动连接。

使用时，驱动电机会驱动主轴进行转动，之后主轴会带动流体提升混合装置，当水相和有机相进入管道混合器底部时，流体提升混合装置会对水相和有机相进行提升混合萃取处理，提升混合萃取处理后的水相和有机相成为混合相，在流体提升混合装置的运转下，混合相会从混合相出口管离开管道混合器并进入澄清池中进行澄清处理。在提升过程中所述的分散盘会将水相和有机相初步打散，打散后的水相和有机相进入流体提升混合装置可以混合的更加均匀，从而提高本发明的萃取质量。所述的假底在提升推进装置的带动下可以调节管道混合器内的液位深度，从而进一步提高本发明的萃取质量。

作为优选，所述的流体提升混合装置包括一号提升桨叶，所述的一号提升桨叶上方设有二号提升桨叶，所述的一号提升桨叶和二号提升桨叶分别插装在主轴上，所述的一号提升桨叶和二号提升桨叶间设有一号反向层流板，所述的二号提升桨叶上方设有二号反向层流板，所述的一号反向层流板和二号反向层流板上分别设有若干条倾斜度为40—42度的沟道，所述的沟道的直径为20—25mm。

所述的一号提升桨叶和二号提升桨叶在工作时可以对水相和有机相形成多级提升，从而提高流体提升混合装置的提升速率。所述的提升桨叶在驱动电机的带动下，会将进入管道混合器中水相和有机相混合和提升，在提升桨叶的带动下水相和有机相会通过反向层流板，所述的反向层流板上的沟道可以让水相和有机相混合的更加均匀。所述的一号反向层流板和二号反向层流板在工作时可以对水相和有机相形成多级混合，从而让水相和有机相混合的更加均匀。

作为优选，所述的稳流槽包括作为主体的稳流室，所述的稳流室左端设有混合相入口，所述的混合相入口与导流管的输出端相连接，所述的稳流室右端设有混合相出口，所述的稳流室内设有双螺带搅拌桨，所述的双螺带搅拌桨包括转轴，所述的转轴上设有呈双螺旋分布的桨带，所述的转轴上端设有用于驱动转轴的转轴电机。

所述的稳流槽与管道混合器形成多级混合，提高水相和有机相的混合呈度。稳流槽工作时，桨带在转轴电机的带动下会以较缓慢的速度顺时针旋转，桨带在转动过程中会在稳流室内产生具有垂直混合效果的循环和较大范围的混合尾流区，在保证传质的条件下，尽量减少剪切力，产生大小均匀的液滴，从而减少分相时间和有机夹带。

作为优选，所述的分离格栅由至少3块平行排列的格栅板组成，所述的格栅板的左右两侧分别设有若干个等间距排布的差速凸块，相邻两个差速凸块间设有用于对混合相进行分离的分离间隙，所述的分离间隙的宽度为20—25mm ，所述的格栅板左侧的差速凸块的数量比格栅板右侧的少一块。

当混合相经过布水区流量调节后，混合相会以较为稳定的流量经过分离格栅，该过程中混合相会流进入差速凸块间的分离间隙中，该过程中由于水相和有机相的比重差，混合相中的水相与有机相会彻底分离。格栅板左侧的差速凸块的数量比格栅板右侧的少一块，该设计让格栅板左右两侧形成间隙差，提高对混合相的分离效果。

作为优选，所述的水相出口管道上端设有水相调节管，所述的水相调节管旁设有水相回流管。

水相调节管用于调节水相的流量，让水相可以稳定的流入澄清池中，从而提高澄清效果。所述的水相回流管，用于回收经过澄清分离后的水相，从而让水相进行循环使用，减少成本。

萃取方法：

1、水相和有机相分别通入流体入口管中，之后启动驱动电机，所述的驱动电机会带动流体提升混合装置，从而让水相和有机相进入管道混合器进行提升混合处理。

2、当水相和有机相被一起通入流体入口管中后，主轴下端的分散盘会将水相和有机相分别打散进行初步混合。

3、水相和有机相被打散后，在一号提升桨叶和二号提升桨叶的带动下，打散后的水相和有机相会依次经过一号反向层流板和二号反向层流板，水相和有机相会分别通过一号反向层流板和二号反向层流板中的沟道，该过程中水相和有机相会被进一步的打散和混合，并最终混合成为混合相。

4、混合相在流体提升混合装置带动下，会从混合相出口管离开管道混合器，并进入稳流槽中进行稳流处理。

5、混合相进入稳流槽后，启动转轴电机，转轴电机会带动双螺带搅拌桨对混合相进行搅拌，搅拌过程中桨带以较缓慢的速度旋转，产生具有垂直混合效果的循环和混合尾流区，让混合混合相成为大小均匀的液滴。

6、成为液滴状的混合相会被通入布水区中进行收集，之后打开布水区的阀门将混合相输入澄清池中进行澄清分离处理。

7、混合相进行澄清分离处理时，混合相会依次经过至少3块平行排列的格栅板，格栅板上的差速凸块与分离间隙会形成混合相停留空间，之后利用水相和有机相自身的比重差，使两相彻底分离。

8、分离后的水相会从水相出口管道离开，分离后的有机相会从有机相出口管道离开。

本发明具有以下有益效果：成本较低，澄清效果显著，结构较为简单。

附图说明

附图1为本发明的正视图。

附图2为本发明的俯视图。

附图3为本发明的管道混合器的结构示意图。

附图4为本发明的稳流槽的结构示意图。

附图5为本发明的分散盘的结构示意图。

附图6为本发明的双螺带搅拌桨的结构示意图。

附图7为本发明的格栅板的结构示意图。

管道混合器1，澄清池2，稳流槽3，有机相出口管道4，水相出口管道5，流体入口管6，混合相出口管7，导流管8，驱动电机9，主轴10，分散盘11，突起12，假底13，一号提升桨叶14，二号提升桨叶15，一号反向层流板16，二号反向层流板17，沟道18，稳流室19，混合相入口20，混合相出口21，双螺带搅拌桨22，转轴23，桨带24，转轴电机25，格栅板26，差速凸块27，分离间隙28，水相调节管29，水相回流管30，布水区31。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：根据附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6和附图7对本发明进行进一步说明，本例的一种新型高效混合萃取系统及其萃取方法，包括作为主体的管道混合器1，所述的管道混合器1右侧设有澄清池2，所述的管道混合器1与澄清池2间设有用于稳定混合相流速的稳流槽3，所述的稳流槽3与澄清池2间设有布水区31，所述的澄清池2内设有用于提高澄清池2分离效果的分离格栅，所述的澄清池2右端设有有机相出口管道4和水相出口管道5。

所述的管道混合器1的底端的左右两侧分别流体入口管6，所述的管道混合器1内部设有流体提升混合装置，所述流体提升混合装置上方设有混合相出口管7，所述的混合相出口管7与稳流槽3间通过设置导流管8相连接，所述的管道混合器1顶端设有驱动电机9，所述的驱动电机9的输出端装有主轴10，所述的主轴10下端安装有分散盘11，所述的分散盘11下端面设有若干个均布的突起12，所述的分散盘11上方设有用于调节管道混合器1内液位的假底13，所述的驱动电机9通过主轴10与流体提升混合装置传动连接。

所述的流体提升混合装置包括一号提升桨叶14，所述的一号提升桨叶14上方设有二号提升桨叶15，所述的一号提升桨叶14和二号提升桨叶15分别插装在主轴10上，所述的一号提升桨叶14和二号提升桨叶15间设有一号反向层流板16，所述的二号提升桨叶15上方设有二号反向层流板17，所述的一号反向层流板16和二号反向层流板17上分别设有若干条倾斜度为40—42度的沟道18，所述的沟道18的直径为20—25mm。

所述的稳流槽3包括作为主体的稳流室19，所述的稳流室19左端设有混合相入口20，所述的混合相入口20与导流管8的输出端相连接，所述的稳流室20右端设有混合相出口21，所述的稳流室19内设有双螺带搅拌桨22，所述的双螺带搅拌桨22包括转轴23，所述的转轴23上设有呈双螺旋分布的桨带24，所述的转轴23上端设有用于驱动转轴23的转轴电机25。

所述的分离格栅由至少3块平行排列的格栅板26组成，所述的格栅板26的左右两侧分别设有若干个等间距排布的差速凸块27，相邻两个差速凸块27间设有用于对混合相进行分离的分离间隙28，所述的分离间隙28的宽度为20—25mm ，所述的格栅板26左侧的差速凸块27的数量比格栅板26右侧的少一块。

所述的水相出口管道4上端设有水相调节管29，所述的水相调节管29旁设有水相回流管30。

萃取方法：

1、水相和有机相分别通入流体入口管6中，之后启动驱动电机9，所述的驱动电机9会带动流体提升混合装置，从而让水相和有机相进入管道混合器1进行提升混合处理。

2、当水相和有机相被一起通入流体入口管6中后，主轴10下端的分散盘11会将水相和有机相分别打散进行初步混合。

3、水相和有机相被打散后，在一号提升桨叶14和二号提升桨叶15的带动下，打散后的水相和有机相会依次经过一号反向层流板16和二号反向层流板17，水相和有机相会分别通过一号反向层流板16和二号反向层流板17中的沟道18，该过程中水相和有机相会被进一步的打散和混合，并最终混合成为混合相。

4、混合相在流体提升混合装置带动下，会从混合相出口管7离开管道混合器1，并进入稳流槽3中进行稳流处理。

5、混合相进入稳流槽3后，启动转轴电机25，转轴电机25会带动双螺带搅拌桨22对混合相进行搅拌，搅拌过程中桨带24以较缓慢的速度旋转，产生具有垂直混合效果的循环和混合尾流区，让混合混合相成为大小均匀的液滴。

6、成为液滴状的混合相会被通入布水区31中进行收集，之后打开布水区31的阀门将混合相输入澄清池2中进行澄清分离处理。

7、混合相进行澄清分离处理时，混合相会依次经过至少3块平行排列的格栅板26，格栅板26上的差速凸块与分离间隙28会形成混合相停留空间，之后利用水相和有机相自身的比重差，使两相彻底分离。

8、分离后的水相会从水相出口管道5离开，分离后的有机相会从有机相出口管道4离开。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种新型高效混合萃取系统，包括作为主体的管道混合器（1），其特征是，所述的管道混合器（1）右侧设有澄清池（2），所述的管道混合器（1）与澄清池（2）间设有用于稳定混合相流速的稳流槽（3），所述的稳流槽（3）与澄清池（2）间设有布水区（31），所述的澄清池（2）内设有用于提高澄清池（2）分离效果的分离格栅，所述的澄清池（2）右端设有有机相出口管道（4）和水相出口管道（5）。

2.根据权利要求1所述的一种新型高效混合萃取系统，其特征是，所述的管道混合器（1）的底端的左右两侧分别流体入口管（6），所述的管道混合器（1）内部设有流体提升混合装置，所述流体提升混合装置上方设有混合相出口管（7），所述的混合相出口管（7）与稳流槽（3）间通过设置导流管（8）相连接，所述的管道混合器（1）顶端设有驱动电机（9），所述的驱动电机（9）的输出端装有主轴（10），所述的主轴（10）下端安装有分散盘（11），所述的分散盘（11）下端面设有若干个均布的突起（12），所述的分散盘（11）上方设有用于调节管道混合器（1）内液位的假底（13），所述的驱动电机（9）通过主轴（10）与流体提升混合装置传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型高效混合萃取系统，其特征是，所述的流体提升混合装置包括一号提升桨叶（14），所述的一号提升桨叶（14）上方设有二号提升桨叶（15），所述的一号提升桨叶（14）和二号提升桨叶（15）分别插装在主轴（10）上，所述的一号提升桨叶（14）和二号提升桨叶（15）间设有一号反向层流板（16），所述的二号提升桨叶（15）上方设有二号反向层流板（17），所述的一号反向层流板（16）和二号反向层流板（17）上分别设有若干条倾斜度为40—42度的沟道（18），所述的沟道（18）的直径为20—25mm。

4.根据权利要求2所述的一种新型高效混合萃取系统，其特征是，所述的稳流槽（3）包括作为主体的稳流室（19），所述的稳流室（19）左端设有混合相入口（20），所述的混合相入口（20）与导流管（8）的输出端相连接，所述的稳流室（20）右端设有混合相出口（21），所述的稳流室（19）内设有双螺带搅拌桨（22），所述的双螺带搅拌桨（22）包括转轴（23），所述的转轴（23）上设有呈双螺旋分布的桨带（24），所述的转轴（23）上端设有用于驱动转轴（23）的转轴电机（25）。

5.根据权利要求1所述的一种新型高效混合萃取系统，其特征是，所述的分离格栅由至少3块平行排列的格栅板（26）组成，所述的格栅板（26）的左右两侧分别设有若干个等间距排布的差速凸块（27），相邻两个差速凸块（27）间设有用于对混合相进行分离的分离间隙（28），所述的分离间隙（28）的宽度为20—25mm ，所述的格栅板（26）左侧的差速凸块（27）的数量比格栅板（26）右侧的少一块。

6.根据权利要求1所述的一种新型高效混合萃取系统，其特征是，所述的水相出口管道（4）上端设有水相调节管（29），所述的水相调节管（29）旁设有水相回流管（30）。

7.一种适用于权利要求1所述的的一种新型高效混合萃取系统的萃取方法，其特征是，所述的萃取方法为：

1)水相和有机相分别通入流体入口管（6）中，之后启动驱动电机（9），所述的驱动电机（9）会带动流体提升混合装置，从而让水相和有机相进入管道混合器（1）进行提升混合处理；

2）当水相和有机相被一起通入流体入口管（6）中后，主轴（10）下端的分散盘（11）会将水相和有机相分别打散进行初步混合；

3）水相和有机相被打散后，在一号提升桨叶（14）和二号提升桨叶（15）的带动下，打散后的水相和有机相会依次经过一号反向层流板（16）和二号反向层流板（17），水相和有机相会分别通过一号反向层流板（16）和二号反向层流板（17）中的沟道（18），该过程中水相和有机相会被进一步的打散和混合，并最终混合成为混合相；

4）混合相在流体提升混合装置带动下，会从混合相出口管（7）离开管道混合器（1），并进入稳流槽（3）中进行稳流处理；

5）混合相进入稳流槽（3）后，启动转轴电机（25），转轴电机（25）会带动双螺带搅拌桨（22）对混合相进行搅拌，搅拌过程中桨带（24）以较缓慢的速度旋转，产生具有垂直混合效果的循环和混合尾流区，让混合混合相成为大小均匀的液滴；

6）成为液滴状的混合相会被通入布水区（31）中进行收集，之后打开布水区（31）的阀门将混合相输入澄清池（2）中进行澄清分离处理；

7）混合相进行澄清分离处理时，混合相会依次经过至少3块平行排列的格栅板（26），格栅板（26）上的差速凸块与分离间隙（28）会形成混合相停留空间，之后利用水相和有机相自身的比重差，使两相彻底分离；

8）分离后的水相会从水相出口管道（5）离开，分离后的有机相会从有机相出口管道（4）离开。