CN113318477A - 一种溶剂萃取方法和溶剂萃取设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种溶剂萃取方法和溶剂萃取设备，涉及到传质分离领域，包括萃取塔和多个固定组件，所述萃取塔的内壁开设有多个等距离分布的搅拌腔，且各个所述搅拌腔串联成塔形结构，所述搅拌腔底部的内壁中部固定安装有密封筒，所述密封筒顶部的外壁转动安装有离心叶轮。本发明通过设置有萃取塔、离心叶轮和搅拌板，初步混合后的溶液被离心叶轮吸入搅拌腔，即轴向进液径向出液，此时离心叶轮上的搅拌板对溶液进行搅拌混合，当搅拌腔充满溶液后，再被上方的离心叶轮轴向进液，重复上述工作，多个离心叶轮可以增加液体流速，此时返混会因为液体的流速过大，而来不及进行，这样返混程度会降低。

Description

一种溶剂萃取方法和溶剂萃取设备

技术领域

本发明涉及传质分离领域，特别涉及一种溶剂萃取方法和溶剂萃取设备。

背景技术

溶剂萃取是一种广泛应用于石化、核工业、医药、环保等领域的传质分离方法，其工作原理是在待分离的混合液中加入与之不互溶或部分互溶的液体萃取剂，形成混合液-萃取剂的两相系统，利用混合液中各组分在两相中的分配差异，使混合液中某些组分更多的进入到萃取相中，实现混合液的分离。溶剂萃取法具有操作可连续化，传质速率快，生产周期短，当采用多级萃取时，溶质浓缩倍数大、纯化度高等优点。

在现有技术中，一般的萃取塔都采用了搅拌或输入脉冲的方式来增加液液混合强度，通过外力作用产生较大的传质比表面，从而强化传质,但是随着能量输入，也导致了萃取剂不能很好吸收溶质，从而降低了传质比，使萃取效率降低，因此，我们公开了一种溶剂萃取方法和溶剂萃取设备。

发明内容

本申请的目的在于提供一种溶剂萃取方法和溶剂萃取设备，以解决上述背景技术中提出的问题，通过增加混合液体的流速和串联搅拌的方式，减小返混强度。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种溶剂萃取设备，包括萃取塔和多个固定组件，萃取塔的内壁开设有多个等距离分布的搅拌腔，且多个搅拌腔串联成塔形结构，多个所述搅拌腔底部的内壁中部均固定安装有密封筒，多个所述密封筒顶部均转动安装有离心叶轮，多个所述离心叶轮的底部均开设有吸口，多个所述吸口分别位于对应密封筒的内部，多个所述离心叶轮的顶部均开设固定孔，多个所述固定孔内固定安装有连接杆，多个所述离心叶轮的圆柱外壁均固定安装有搅拌板，多个所述固定组件呈等距离环形分布在所述萃取塔的外壁上，用于固定所述萃取塔。

借由上述结构，初步混合后的溶液被离心叶轮吸入搅拌腔，即轴向进液，径向出液，此时离心叶轮上的搅拌板对溶液进行搅拌混合，当搅拌腔充满溶液后，再被上方的离心叶轮轴向进液，重复上述工作，多个离心叶轮可以增加液体流速，此时返混会因为液体的流速过大，而来不及进行，这样返混程度会降低，同时多串联搅拌，可以分割液体，使搅拌总体积减小，增加横向分割，降低返混，增强传质比。

优选地，所述固定组件包括稳定支架、定位块、定位杆和定位筒，所述定位块固定安装在所述萃取塔顶部的外壁上，所述稳定支架顶部的外壁开设有定位孔，所述定位杆滑动安装在所述定位孔的内壁上，所述定位杆螺接安装在所述定位筒的内壁上，所述稳定支架一侧的外壁开设有定位缺口，所述定位缺口与所述定位块相适配，所述稳定支架的一侧外壁开设有多个等距离分布的定位槽，所述萃取塔滑动安装在定位槽的内壁上，多个所述定位筒的底部固定安装有支撑板。

进一步的，稳定支架可以减小萃取塔各个串联的部位集中应力，防止萃取塔扭曲甚至断裂的情况发生，同时利用组合的固定方式，便于更换和维修萃取塔。

优选地，所述支撑板底部的外壁设置有四个等距离分布的减震组件，所述减震组件包括缓冲弹簧、移动柱和固定筒，所述移动柱固定安装在所述支撑板底部的外壁上，所述移动柱滑动安装在所述固定筒的内壁上，所述固定筒底部的外壁固定安装有安装底板，所述缓冲弹簧套接安装在固定筒的外壁上，所述缓冲弹簧的两端分别与所述支撑板和所述安装底板相接触。

进一步的，萃取塔在进行工作的时候，会产生剧烈的晃动，缓冲弹簧可以将晃动产生的势能转化为弹性势能，然后缓冲弹簧不断伸缩，将弹性势能转化为内能散失掉，从而减小晃动产生。

优选地，所述萃取塔底部的外壁中部开设有混相进入口，所述混相进入口的内壁固定安装有连接管，所述连接管的一边外壁固定安装有第一法兰，所述第一法兰的一边的外壁固定安装有第二法兰。

进一步的，第一法兰和第二法兰为主要连接件，可以顺利将萃取塔与T形管相连接。

优选地，所述第二法兰一边的外壁固定安装有T形管，所述T形管内壁的集中处设置有填料，所述T形管远离所述第二法兰的两端内壁均固定安装有多孔板。

进一步的，多孔板可以将混合液或萃取剂分割成细小的水珠，进入填料内，这样可以混合液和萃取剂的之间接触面，提高传质比。

优选地，所述萃取塔顶部的外壁插接安装有运输管，所述运输管远离所述萃取塔一端插接安装有分离塔，所述分离塔一侧的外壁位于顶端开设有轻相出口，所述轻相出口的内壁固定安装有轻相出管，所述分离塔一侧的外壁位于底端开设有重相出口，所述重相出口的内壁固定安装有重相出管，所述分离塔底部的内壁中部转动安装有离心筒，所述分离塔顶部的外壁插接安装有运输管，所述运输管远离所述分离塔一端插接安装在所述萃取塔顶部的外壁上。

进一步的，离心筒高速旋转可以将互不相融的液体进行离心分层，即混相分出轻相和重相。

优选地，所述分离塔底部的外壁中部固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴套接安装在所述离心筒底部的外壁中部，所述支撑板底部的外壁中部固定安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴套接安装在所述连接杆的低端。

进一步的，第一伺服电机和第二伺服电机为主要的驱动件，主要为萃取塔和分离塔提供动力。

一种溶剂萃取方法，将混合液和萃取剂混合后形成的混合液相从所述萃取塔排出，并通入所述分离塔以进行两相分离，混合所述混合液和所述萃取剂混合的方法包括：向所述T形管的两端内通入分别所述混合液和所述萃取剂进行对流混合后，再进入所述萃取塔进行串联搅拌混合得到混合相，分离所述混合相的方法包括：所述混合相进入所述分离塔通过离心过后，静置后得到轻相和重相。

综上，本发明的技术效果和优点：

1、本发明中通过设置有萃取塔、离心叶轮和搅拌板，初步混合后的溶液被离心叶轮吸入搅拌腔，即轴向进液，径向出液，此时离心叶轮上的搅拌板对溶液进行搅拌混合，当搅拌腔充满溶液后，再被上方的离心叶轮轴向进液，重复上述工作，多个离心叶轮可以增加液体流速，此时返混会因为液体的流速过大，而来不及进行，这样返混程度会降低，同时多串联搅拌，可以分割液体，使搅拌总体积减小，增加横向分割，降低返混，增强传质比。

2、本发明中通过设置有T形管、多孔板和填料，多孔板可以将混合液或萃取剂分割成细小的水珠，进入填料内，这样可以混合液和萃取剂的之间接触面，提高传质比，同时采用使用对流进入的方式，可以进一步提高两者的接触面，进一步提高传质比。

3、本发明中通过设置有固定组件，固定组件内的稳定支架可以减小萃取塔各个串联的部位集中应力，防止萃取塔扭曲甚至断裂的情况发生，同时利用组合的固定方式，便于更换和维修萃取塔。

4、本发明中通过将混合传质过程以及澄清过程分别在萃取塔和分离塔两个相互独立的罐体中进行，互不干扰，有利于减少返混。

附图说明

图1为本发明中的的立体结构示意图；

图2为本图1的剖切示意图；

图3为本发明中的萃取塔右视剖切示意图；

图4为本发明中的T形管俯视剖切示意图。

图中：1、萃取塔；2、第一法兰；3、连接管；4、T形管；5、稳定支架；6、定位块；7、运输管；8、分离塔；9、轻相出管；10、重相出管；11、安装底板；12、第一伺服电机；13、支撑板；14、离心叶轮；15、搅拌板；16、离心筒；17、缓冲弹簧；18、移动柱；19、固定筒；20、定位筒；21、定位杆；22、密封筒；23、连接杆；24、第二法兰；25、填料；26、多孔板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：参考图1、2、3、4所示的一种溶剂萃取设备，包括萃取塔1和多个固定组件，萃取塔1的内壁开设有多个等距离分布的搅拌腔，且多个搅拌腔串联成塔形结构，萃取塔1可以是现有技术中任意一种基座结构，如金属箱体

多个搅拌腔底部的内壁中部均固定安装有密封筒22，多个密封筒22顶部均转动安装有离心叶轮14，多个离心叶轮14的底部均开设有吸口，多个吸口分别位于对应密封筒22的内部，密封筒22保证离心叶轮14轴向进液顺利进行。

多个离心叶轮14的顶部均开设固定孔，多个固定孔内固定安装有连接杆23，多个离心叶轮14的圆柱外壁均固定安装有搅拌板15，搅拌板15用于将初步混合过后溶液进行搅拌，提高传质比，多个固定组件呈等距离环形分布在萃取塔1的外壁上，用于固定萃取塔1。

借由上述结构，初步混合后的溶液被离心叶轮14吸入搅拌腔，即轴向进液，径向出液，此时离心叶轮14上的搅拌板15对溶液进行搅拌混合，当搅拌腔充满溶液后，再被上方的离心叶轮14轴向进液，重复上述工作，多个离心叶轮14可以增加液体流速，此时返混会因为液体流速过大而来不及进行，使其返混程度降低，同时多串联搅拌，分割搅拌总体积，增加横向分割，降低返混，增强传质比。

作为本实施例的一种优选地实施方式，参考图1、3所示，固定组件包括稳定支架5、定位块6、定位杆21和定位筒20，定位筒20固定安装在支撑板13顶部的外壁上，定位块6固定安装在萃取塔1顶部的外壁上，稳定支架5顶部的外壁开设有定位孔，定位杆21滑动安装在定位孔的内壁上，定位杆21螺接安装在定位筒20的内壁上，稳定支架5一侧的外壁开设有定位缺口，定位缺口与定位块6相适配，稳定支架5的一侧外壁开设有多个等距离分布的定位槽，萃取塔1滑动安装在定位槽的内壁上，多个定位筒20的底部固定安装有支撑板13，稳定支架5可以减小萃取塔1各个串联的部位集中应力，防止萃取塔1扭曲甚至断裂的情况发生，同时利用组合的固定方式，便于更换和维修萃取塔1。

作为本实施例的一种优选地实施方式，参考图1、2、3所示，支撑板13底部的外壁设置有四个等距离分布的减震组件，减震组件包括缓冲弹簧17、移动柱18和固定筒19，移动柱18固定安装在支撑板13底部的外壁上，移动柱18滑动安装在固定筒19的内壁上，固定筒19底部的外壁固定安装有安装底板11，缓冲弹簧17套接安装在固定筒19的外壁上，缓冲弹簧17的两端分别与支撑板13和安装底板11相接触，萃取塔1在进行工作的时候，会产生剧烈的晃动，缓冲弹簧17可以将晃动产生的势能转化为弹性势能，然后缓冲弹簧17不断伸缩，将弹性势能转化为内能散失掉，从而减小晃动产生。

作为本实施例的一种优选地实施方式，参考图1所示，萃取塔1底部的外壁中部开设有混相进入口，混相进入口的内壁固定安装有连接管3，连接管3的一边外壁固定安装有第一法兰2，第一法兰2的一边的外壁固定安装有第二法兰24，第一法兰2和第二法兰24为主要连接件，可以顺利将萃取塔1与T形管4相连接。

作为本实施例的一种优选地实施方式，参考图4所示，第二法兰24一边的外壁固定安装有T形管4，T形管4内壁的集中处设置有填料25，T形管4远离第二法兰24的两端内壁均固定安装有多孔板26，多孔板26可以将混合液或萃取剂分割成细小的水珠，进入填料25内，这样可以混合液和萃取剂的之间接触面，提高传质比。

作为本实施例的一种优选地实施方式，参考图1、2、3、所示，：萃取塔1顶部的外壁插接安装有运输管7，运输管7远离萃取塔1一端插接安装有分离塔8，分离塔8一侧的外壁位于顶端开设有轻相出口，轻相出口的内壁固定安装有轻相出管9，分离塔8一侧的外壁位于底端开设有重相出口，重相出口的内壁固定安装有重相出管10，分离塔8底部的内壁中部转动安装有离心筒16，离心筒16高速旋转可以将互不相融的液体进行离心分层，即混相分出轻相和重相。

作为本实施例的一种优选地实施方式，参考图1、2、3所示，分离塔8底部的外壁中部固定安装有第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴套接安装在离心筒16底部的外壁中部，支撑板13底部的外壁中部固定安装有第一伺服电机12，第一伺服电机12的输出轴套接安装在连接杆23的低端，第一伺服电机12和第二伺服电机为主要的驱动件，主要为萃取塔1和分离塔8提供动力。

一种溶剂萃取方法，将混合液和萃取剂混合后形成的混合液相从萃取塔1排出，并通入分离塔8以进行两相分离，混合混合液和萃取剂混合的方法包括：向T形管4的两端内通入分别混合液和萃取剂进行对流混合后，再进入萃取塔进行串联搅拌混合得到混合相，分离混合相的方法包括：混合相进入分离塔8通过离心过后，静置后得到轻相和重相。

一种溶剂萃取方法，其具体步骤：

S1：将萃取剂和混合液从T形管4的两端分别对流进入，使用对流进入的方式提高两者的混合程度，进行第一次对流混合搅拌；

S2：初步混合后的溶液被萃取塔1内的各个离心叶轮14吸入各个搅拌腔内，进行连续性流动式搅拌混合得到混相；

S3：混相进入离心筒16被离心过滤分相，然后轻相从轻相出管9流出，重相从重相出管10流出。

本发明工作原理：

初步混合后的溶液被离心叶轮14吸入搅拌腔，即轴向进液，径向出液，此时离心叶轮14上的搅拌板15对溶液进行搅拌混合，当搅拌腔充满溶液后，再被上方的离心叶轮14轴向进液，重复上述工作，多个离心叶轮14可以增加液体流速，此时返混会因为液体流速过大而来不及进行，使其返混程度降低，同时多串联搅拌，分割搅拌总体积，增加横向分割，降低返混，增强传质比。

多孔板26可以将混合液或萃取剂分割成细小的水珠，进入填料25内，这样可以混合液和萃取剂的之间接触面，提高传质比，同时采用使用对流进入的方式，可以进一步提高两者的接触面，进一步提高传质比，固定组件内的稳定支架5可以减小萃取塔1各个串联的部位集中应力，防止萃取塔1扭曲甚至断裂的情况发生，同时利用组合的固定方式，便于更换和维修萃取塔1。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种溶剂萃取设备，包括萃取塔(1)和多个固定组件，其特征在于：所述萃取塔(1)的内壁开设有多个等距离分布的搅拌腔，且多个所述搅拌腔串联成塔形结构，多个所述搅拌腔底部的内壁中部均固定安装有密封筒(22)，多个所述密封筒(22)顶部均转动安装有离心叶轮(14)，多个所述离心叶轮(14)的底部均开设有吸口，多个所述吸口分别位于对应密封筒(22)的内部，多个所述离心叶轮(14)的顶部均开设固定孔，多个所述固定孔内固定安装有连接杆(23)，多个所述离心叶轮(14)的圆柱外壁均固定安装有搅拌板(15)，多个所述固定组件呈等距离环形分布在所述萃取塔(1)的外壁上，用于固定所述萃取塔(1)。

2.根据权利要求1所述的一种溶剂萃取设备，其特征在于：所述固定组件包括稳定支架(5)、定位块(6)、定位杆(21)和定位筒(20)，所述定位块(6)固定安装在所述萃取塔(1)顶部的外壁上，所述稳定支架(5)顶部的外壁开设有定位孔，所述定位杆(21)滑动安装在所述定位孔的内壁上，所述定位杆(21)螺接安装在所述定位筒(20)的内壁上，所述稳定支架(5)一侧的外壁开设有定位缺口，所述定位缺口与所述定位块(6)相适配，所述稳定支架(5)的一侧外壁开设有多个等距离分布的定位槽，所述萃取塔(1)滑动安装在定位槽的内壁上，多个所述定位筒(20)的底部固定安装有支撑板(13)。

3.根据权利要求2所述的一种溶剂萃取设备，其特征在于：所述支撑板(13)底部的外壁设置有四个等距离分布的减震组件，所述减震组件包括缓冲弹簧(17)、移动柱(18)和固定筒(19)，所述移动柱(18)固定安装在所述支撑板(13)底部的外壁上，所述移动柱(18)滑动安装在所述固定筒(19)的内壁上，所述固定筒(19)底部的外壁固定安装有安装底板(11)，所述缓冲弹簧(17)套接安装在固定筒(19)的外壁上，所述缓冲弹簧(17)的两端分别与所述支撑板(13)和所述安装底板(11)相接触。

4.根据权利要求3所述的一种溶剂萃取设备，其特征在于：所述萃取塔(1)底部的外壁中部开设有混相进入口，所述混相进入口的内壁固定安装有连接管(3)，所述连接管(3)的一边外壁固定安装有第一法兰(2)，所述第一法兰(2)一边的外壁固定安装有第二法兰(24)。

5.根据权利要求4所述的一种溶剂萃取设备，其特征在于：所述第二法兰(24)一边的外壁固定安装有T形管(4)，所述T形管(4)内壁的集中处设置有填料(25)，所述T形管(4)远离所述第二法兰(24)的两端内壁均固定安装有多孔板(26)。

6.根据权利要求1所述的一种溶剂萃取设备，其特征在于：所述萃取塔(1)顶部的外壁插接安装有运输管(7)，所述运输管(7)远离所述萃取塔(1)一端插接安装有分离塔(8)，所述分离塔(8)一侧的外壁位于顶端开设有轻相出口，所述轻相出口的内壁固定安装有轻相出管(9)，所述分离塔(8)一侧的外壁位于底端开设有重相出口，所述重相出口的内壁固定安装有重相出管(10)，所述分离塔(8)底部的内壁中部转动安装有离心筒(16)。

7.根据权利要求6所述的一种溶剂萃取设备，其特征在于：所述分离塔(8)底部的外壁中部固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴套接安装在所述离心筒(16)底部的外壁中部，所述支撑板(13)底部的外壁中部固定安装有第一伺服电机(12)，所述第一伺服电机(12)的输出轴套接安装在所述连接杆(23)的低端。

8.一种用于实现如权利要求1-7任一项所述的溶剂萃取设备的溶剂萃取方法，其特征在于，将混合液和萃取剂混合后形成的混合液相从所述萃取塔(1)排出，并通入所述分离塔(8)以进行两相分离，混合所述混合液和所述萃取剂混合的方法包括：向所述T形管(4)的两端内通入分别所述混合液和所述萃取剂进行对流混合后，再进入所述萃取塔进行串联搅拌混合得到混合相，分离所述混合相的方法包括：所述混合相进入所述分离塔(8)通过离心过后，静置后得到轻相和重相。

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