CN110694299A - 一种萃取塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种萃取塔，涉及化工设备领域，主要包括塔节Ⅱ和搅拌装置，所述塔节Ⅱ下部通过封头Ⅱ连接塔节Ⅰ，塔节Ⅰ通过封头Ⅰ与滤筒密封，塔节Ⅱ上部通过封头Ⅲ连接塔节Ⅲ，塔节Ⅲ顶部设置设备法兰和平盖，搅拌装置从平盖顶部穿入并贯穿塔节Ⅱ和塔节Ⅲ。本发明的有益效果为：在搅拌轴方向，轻、重两向在筛板的作用下起到沿轴向的剪切和分散；由搅拌轴带动转动圆盘的旋转，对除垂直于轴的流体进行剪切和分散；沿着转动圆盘做径向运动的流体在丝网的作用下被剪切和分散，剪应力的作用下一方面使连续相产生强烈的旋涡，另一方面又使分散相破裂成许多微小的液滴，从而增大了分散相的传质系数即接触界面，提高了萃取效率。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备的领域，具体涉及一种萃取塔。
背景技术
萃取是化工，冶金，选矿，制药，原子能，生化等领域的一种常见的单元操作过程，萃取器或萃取塔是该过程所需的核心设备。萃取塔主要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，从而实现液-液萃取。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种萃取塔，以提高其萃取效率。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种萃取塔，主要包括塔节Ⅰ、支撑盘Ⅰ、塔节Ⅱ、支撑盘Ⅱ、塔节Ⅲ和搅拌装置，所述塔节Ⅱ下部通过封头Ⅱ连接塔节Ⅰ，塔节Ⅰ通过封头Ⅰ与滤筒密封，塔节Ⅱ上部通过封头Ⅲ连接塔节Ⅲ，塔节Ⅲ顶部设置设备法兰和平盖，搅拌装置从平盖顶部穿入并贯穿塔节Ⅱ和塔节Ⅲ；支撑盘Ⅰ固定在塔节Ⅱ底部，通过拉杆及定距管上等间距放置的筛板与设置在塔节Ⅱ顶部的支撑盘Ⅱ连接固定；塔节Ⅲ的平盖上设置轻相液出口管，在支撑盘Ⅱ上放置填料Ⅰ，填料Ⅰ上方设置重相液进口管，支撑盘Ⅰ下方的封头Ⅱ上设置轻相液进口管，封头Ⅰ底部中心位置处设置重相液出口管并装有滤筒，滤筒上放置填料Ⅱ。
进一步讲，所述搅拌装置顶部设置带电机的减速机，减速机下部与联轴器连接，联轴器下端连接搅拌轴，搅拌轴上等间隔连接若干转动圆盘，每个转动圆盘正好设置在等间距放置的筛板中间，机架设置在减速机下方与焊接在平盖上的螺栓座螺纹连接，并通过机械密封密封；所述转动圆盘的叶片上开有几个矩形槽用于放置由若干同心圆环组成的丝网；所述搅拌轴底部轴承与支撑盘Ⅰ通过螺栓连接。
进一步讲，所述设备法兰与平盖通过螺栓连接，两者之间设置垫片密封；所述拉杆及定距管顶部与支撑盘Ⅱ螺纹连接，底部与支撑盘Ⅰ螺纹连接。
进一步讲所述填料Ⅰ和填料Ⅱ采用四氟乙烯、陶瓷、金属球及波纹板材料进行填充。
进一步讲，所述轻相液进口管和重相液进口管均采用圆形盘管结构，在圆形盘管上开有若干沿圆周均布的小孔，且重相液进口管的开孔方向向下，轻相液进口管的开孔方向向上。
进一步讲，所述塔节Ⅰ上设置人孔Ⅰ，塔节Ⅲ上设置人孔Ⅱ和带颈视镜，通过带颈视镜可观测塔节Ⅲ内的情况。
本发明的有益效果为：在搅拌轴方向，轻、重两向在筛板的作用下起到沿轴向的剪切和分散；由搅拌轴带动转动圆盘的旋转，对除垂直于轴的流体进行剪切和分散；转动圆盘上，叶片开成多道矩形槽结构，在矩形槽内放置丝网，按同心圆分布，从而使得沿转动圆盘做径向运动的流体在丝网的作用下被剪切和分散；剪应力的作用下一方面使连续相产生强烈的旋涡，另一方面又使分散相破裂成许多微小的液滴，从而增大了分散相的传质系数即接触界面，提高了萃取效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为搅拌装置的结构示意图。
图3为转动圆盘的主、俯视图。
图4为重相液进口管的结构示意图。
图5为图4的A-A剖视图。
图6为轻相液进口管的结构示意图。
图7为图6的B-B剖视图。
图8为图6的C-C剖视图。
图9为筛板的结构示意图。
附图标记说明：1、滤筒；2、封头Ⅰ；3、塔节Ⅰ；4、封头Ⅱ；5、支撑盘Ⅰ；6、塔节Ⅱ；7、拉杆；8、螺母；9、定距管；10、筛板；11、封头Ⅲ；12、筋板；13、支撑盘Ⅱ；14、填料Ⅰ；15、塔节Ⅲ；16、设备法兰；17、平盖；18、人孔Ⅰ；19、人孔Ⅱ；20、带颈视镜；21、搅拌装置；21-1、减速机；21-2、联轴器；21-3、机架；21-4、机械密封；21-5、搅拌轴；21-6、转动圆盘；21-7、矩形槽；21-8、丝网；22、轻相液出口管；23、重相液进口管；24、轻相液进口管；25、重相液出口管；26、填料Ⅱ；27、小孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例：如附图1所示，这种萃取塔，主要包括塔节Ⅰ3、支撑盘Ⅰ5、塔节Ⅱ6、支撑盘Ⅱ13、塔节Ⅲ15和搅拌装置21，所述塔节Ⅱ6下部通过封头Ⅱ4连接塔节Ⅰ3，塔节Ⅰ3通过封头Ⅰ2与滤筒1密封，塔节Ⅱ6上部通过封头Ⅲ11连接塔节Ⅲ15，塔节Ⅲ15顶部设置设备法兰16和平盖17，搅拌装置21从平盖17顶部穿入并贯穿塔节Ⅱ6和塔节Ⅲ15；支撑盘Ⅰ5固定在塔节Ⅱ6底部，通过拉杆7及定距管9上等间距放置的筛板10与设置在塔节Ⅱ6顶部的支撑盘Ⅱ13连接固定；塔节Ⅲ15的平盖17上设置轻相液出口管22，在支撑盘Ⅱ13上放置填料Ⅰ14，填料Ⅰ14上方设置重相液进口管23，支撑盘Ⅰ5下方的封头Ⅱ4上设置轻相液进口管24，封头Ⅰ2底部中心位置处设置重相液出口管25并装有滤筒1，滤筒1上放置填料Ⅱ26。
如附图2所示，所述搅拌装置21顶部设置带电机的减速机21-1，减速机21-1下部与联轴器21-2连接，联轴器21-2下端连接搅拌轴21-5，搅拌轴21-5上等间隔连接若干转动圆盘21-6，每个转动圆盘21-6正好设置在等间距放置的筛板10中间，机架21-3设置在减速机21-1下方与焊接在平盖17上的螺栓座螺纹连接，并通过机械密封21-4密封。如附图3所示，所述转动圆盘21-6的叶片上开有几个矩形槽21-7用于放置由若干同心圆环组成的丝网21-8，在转动圆盘21-6绕搅拌轴21-5旋转时，首先由于叶片推动液体绕搅拌轴心旋转，对轻重两相液体进行分散和剪切，其次由于叶片推动液体并且沿转动圆盘21-6径向流动，液体在径向流动时，流经同心圆环组成的丝网21-8受到剪切和分散；所述搅拌轴21-5底部轴承与支撑盘Ⅰ5通过螺栓连接；所述设备法兰16与平盖17通过螺栓连接，两者之间设置垫片密封；所述拉杆7及定距管9顶部与支撑盘Ⅱ13螺纹连接，底部与支撑盘Ⅰ5螺纹连接；所述塔节Ⅰ3上设置人孔Ⅰ18，塔节Ⅲ15上设置人孔Ⅱ19和带颈视镜20，通过带颈视镜20可观测塔节Ⅲ15内的情况。如附图9所示，所述筛板10中间开孔供搅拌轴21-5通过，四个角落开有供拉杆7通过的孔。
作为优选，所述填料Ⅰ14和填料Ⅱ26采用四氟乙烯、陶瓷、金属球及波纹板材料进行填充，可将重相液中的分散相进一步聚集成大颗粒液滴，以利于重相液与轻相液的分离。
作为优选，所述轻相液出口管22处设计有分离挡板，有利于轻重两相的进一步分离。
作为优选，所述轻相液进口管24和重相液进口管23均采用圆形盘管结构，在圆形盘管上开有若干沿圆周均布的小孔27，且重相液进口管23的开孔方向向下(如图4、5所示)，轻相液进口管24的开孔方向向上(如图6～8所示，轻相液进口管24的小孔27呈顶部与两侧交错分布)；圆形盘管上小孔27截面积之和为进口管截面积的1～5倍，优选为1.5～2倍。
作为优选，塔节Ⅰ3和塔节Ⅲ15的直径比塔节Ⅱ6大1.2～1.5倍(优选为1.3倍)，塔节Ⅱ6的直径相对较小，适当提高了轻重两相的相对运动速度，有利于轻重两相的分散，而塔节Ⅰ3和塔节Ⅲ15的直径相对较大，降低了轻重两相的相对速度，有利于分散相液滴长大和聚集，有利于轻重两相的分离。
作为优选，所述滤筒1上开满均布小孔，小孔直径为填料Ⅱ26直径的1/5～1/2(优选为1/3)；滤筒1上小孔截面积之和为重相液出口管25截面积的1～5倍(优选为1.5～2倍)。
本发明的工作原理：由减速机21-1带动搅拌轴21-5旋转，从而带动固定在搅拌轴21-5上的转动圆盘21-6旋转，使连续相和分散相即轻相与重相一起转动，在液流中产生了高的速度梯度和剪切应力，剪切应力一方面使连续相产生强烈的旋涡，另一方面又使分散相破裂成许多微小的液滴，从而增大了分散相的传质系数即接触界面。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种萃取塔，其特征在于：主要包括塔节Ⅰ(3)、支撑盘Ⅰ(5)、塔节Ⅱ(6)、支撑盘Ⅱ(13)、塔节Ⅲ(15)和搅拌装置(21)，所述塔节Ⅱ(6)下部通过封头Ⅱ(4)连接塔节Ⅰ(3)，塔节Ⅰ(3)通过封头Ⅰ(2)与滤筒(1)密封，塔节Ⅱ(6)上部通过封头Ⅲ(11)连接塔节Ⅲ(15)，塔节Ⅲ(15)顶部设置设备法兰(16)和平盖(17)，搅拌装置(21)从平盖(17)顶部穿入并贯穿塔节Ⅱ(6)和塔节Ⅲ(15)；支撑盘Ⅰ(5)固定在塔节Ⅱ(6)底部，通过拉杆(7)及定距管(9)上等间距放置的筛板(10)与设置在塔节Ⅱ(6)顶部的支撑盘Ⅱ(13)连接固定；塔节Ⅲ(15)的平盖(17)上设置轻相液出口管(22)，在支撑盘Ⅱ(13)上放置填料Ⅰ(14)，填料Ⅰ(14)上方设置重相液进口管(23)，支撑盘Ⅰ(5)下方的封头Ⅱ(4)上设置轻相液进口管(24)，封头Ⅰ(2)底部中心位置处设置重相液出口管(25)并装有滤筒(1)，滤筒(1)上放置填料Ⅱ(26)。
2.根据权利要求1所述的萃取塔，其特征在于：所述搅拌装置(21)顶部设置带电机的减速机(21-1)，减速机(21-1)下部与联轴器(21-2)连接，联轴器(21-2)下端连接搅拌轴(21-5)，搅拌轴(21-5)上等间隔连接若干转动圆盘(21-6)，每个转动圆盘(21-6)正好设置在等间距放置的筛板(10)中间，机架(21-3)设置在减速机(21-1)下方与焊接在平盖(17)上的螺栓座螺纹连接，并通过机械密封(21-4)密封；所述转动圆盘(21-6)的叶片上开有几个矩形槽(21-7)用于放置由若干同心圆环组成的丝网(21-8)；所述搅拌轴(21-5)底部轴承与支撑盘Ⅰ(5)通过螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的萃取塔，其特征在于：所述设备法兰(16)与平盖(17)通过螺栓连接，两者之间设置垫片密封；所述拉杆(7)及定距管(9)顶部与支撑盘Ⅱ(13)螺纹连接，底部与支撑盘Ⅰ(5)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的萃取塔，其特征在于：所述填料Ⅰ(14)和填料Ⅱ(26)采用四氟乙烯、陶瓷、金属球及波纹板材料。
5.根据权利要求1所述的萃取塔，其特征在于：所述轻相液进口管(24)和重相液进口管(23)均采用圆形盘管结构，在圆形盘管上开有若干沿圆周均布的小孔(27)，且重相液进口管(23)的开孔方向向下，轻相液进口管(24)的开孔方向向上。
6.根据权利要求1所述的萃取塔，其特征在于：所述塔节Ⅰ(3)上设置人孔Ⅰ(18)，塔节Ⅲ(15)上设置人孔Ⅱ(19)和带颈视镜(20)，通过带颈视镜(20)可观测塔节Ⅲ(15)内的情况。
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