CN115245689A - 逆流全浸没式螺旋浸取器、物料浸取系统和物料浸取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物料浸取技术领域，公开一种逆流全浸没式螺旋浸取器、物料浸取系统和物料浸取方法。逆流全浸没式螺旋浸取器包括壳体和输料轴，壳体内形成有物料输送浸取通道，输料轴包括轴体和设置在轴体上的螺旋推料片，壳体包括位于物料输送浸取通道一端的物料入口和浸取液出口，以及位于物料输送浸取通道另一端的物料出口和浸取液入口。逆流全浸没式螺旋浸取器能够使得浸取液充满物料输送浸取通道以对物料输送浸取通道内的物料进行全浸没，从而完全利用浸取器的物料输送浸取通道以让物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，从而有效提升溶质的浸取效率。

Description

逆流全浸没式螺旋浸取器、物料浸取系统和物料浸取方法

技术领域

本发明涉及物料浸取技术领域，具体地涉及一种逆流全浸没式螺旋浸取器，一种物料浸取系统和一种物料浸取方法。

背景技术

浸取是应用溶剂将固体原料中的可溶组分提取出来的过程。进行浸取的原料是溶质与不溶性固体的混合物，其中溶质是可溶组分，不溶性固体称为载体或惰性物质。例如，物理浸取是单纯的溶质溶解过程，所用的溶剂有水、醇或其他有机溶剂。化学浸取通常用于处理矿物，常用酸、碱及一些盐类的水溶液，通过化学反应，将某些组分溶出。

目前，由于浸取过程需要一定的时间才能完成，因此通常会对固体物进行粉碎、干燥、火法加热等预处理，从而提高溶剂与固体物料的接触面积，另外，还通常会对溶剂进行减少水分的预处理，这样可以加速溶质在溶剂中的溶解速度。然而，目前的浸取过程还是普遍存在浸取效率较低的问题。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种逆流全浸没式螺旋浸取器，该逆流全浸没式螺旋浸取器能够使得浸取液充满物料输送浸取通道以对物料输送浸取通道内的物料进行全浸没，从而完全利用浸取器的物料输送浸取通道以让物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，从而有效提升溶质的浸取效率。

为了实现上述目的，本申请提供一种逆流全浸没式螺旋浸取器，该逆流全浸没式螺旋浸取器包括壳体和输料轴，所述壳体内形成有物料输送浸取通道，所述输料轴轴向位于所述物料输送浸取通道内并能够转动，所述输料轴包括轴体和设置在所述轴体上的螺旋推料片，其中，所述壳体包括位于所述物料输送浸取通道一端的物料入口和浸取液出口，以及位于所述物料输送浸取通道另一端的物料出口和浸取液入口；其中，所述物料入口、所述物料出口和所述浸取液出口位于所述物料输送浸取通道的顶部通道壁上，并且所述物料入口和所述物料出口高于所述浸取液出口，以使得从所述浸取液入口进入的浸取液能够充满所述物料输送浸取通道后从所述浸取液出口流出，所述输料轴转动时能够将从所述物料入口进入的物料沿着所述物料输送浸取通道输送并在所述物料输送浸取通道另一端处向上流动以从所述物料出口排出。

在该技术方案中，由于壳体内形成有物料输送浸取通道，而输料轴轴向位于物料输送浸取通道内并能够转动，同时，物料入口和浸取液出口位于物料输送浸取通道的一端，而物料出口和浸取液入口则位于物料输送浸取通道的另一端，同时，物料入口、物料出口和浸取液出口位于物料输送浸取通道的顶部通道壁上并且物料入口和物料出口高于浸取液出口，这样，物料可以从物料输送浸取通道的一端进入，而浸取液可以从物料输送浸取通道的另一端进入，输料轴转动时，螺旋推料片将物料朝向物料输送浸取通道的另一端推动，而浸取液则可以充满物料输送浸取通道以完全浸没物料，同时浸取液从输送浸取通道的另一端向一端流动，从而使得物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，这种错向的逆流接触可以使得物料和浸取液完全充分接触，从而将物料中可被浸取液溶解的溶质溶解到浸取液中，而螺旋推料片对物料的螺旋搅动则可以使得物料和浸取液更进一步充分接触，从而加速浸取过程的完成。因此，该逆流全浸没式螺旋浸取器能够使得浸取液充满物料输送浸取通道以对物料输送浸取通道内的物料进行全浸没，从而完全利用浸取器的物料输送浸取通道以让物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，从而有效提升溶质的浸取效率。

进一步，所述物料输送浸取通道的另一端内设置有用于引导物料向上流动的物料引导结构。

更进一步，所述物料引导结构包括倾斜向上延伸的导流板。

更进一步，所述壳体包括筒体和罩筒，所述罩筒的一端连接在所述筒体的另一端上，所述筒体的内部空间和所述罩筒的内部空间形成所述物料输送浸取通道，所述罩筒的另一端的罩筒端壁的至少下部形成为所述导流板，所述罩筒的顶部敞开以作为所述物料出口，所述罩筒的罩筒侧壁的弧形内表面的延伸形状和所述筒体的筒体侧壁的弧形内表面的延伸形状相同，所述浸取液入口形成在所述罩筒端壁的底部，所述输料轴位于所述筒体。

更进一步，所述逆流全浸没式螺旋浸取器包括外罩壳，所述外罩壳连接在所述壳体上并罩住所述罩筒，以使得所述罩筒和所述外罩壳之间形成环形落料通道，所述外罩壳的底部形成有用于连接物料收集容器的落料端口。

进一步，所述筒体上设置有加热件，并且所述筒体外包裹有保温层。

另外，所述螺旋推料片的外边沿靠近所述物料输送浸取通道的内表面布置，其中，所述螺旋推料片上形成有多个浸取液通口。

进一步，在所述螺旋推料片的螺旋延伸方向上，所述螺旋推料片上形成有多个浸取液通口组，每个所述浸取液通口组包括多个所述浸取液通口，其中，至少两个所述浸取液通口组中，一个所述浸取液通口组中的浸取液通口的口形状与另一个浸取液通口组中的浸取液通口的口形状不同或相同。

另外，本发明提供一种物料浸取系统，该物料浸取系统包括物料供给单元、驱动单元、浸取液收集容器、物料收集容器、浸取液供给单元和以上任意所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，其中，所述物料供给单元和所述物料入口连接，所述驱动单元和所述输料轴的轴体连接，所述浸取液收集容器和所述浸取液出口连接，所述物料收集容器和所述物料出口连通，所述浸取液供给单元和所述浸取液入口连接。

如上所述的，通过以上任意所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，该物料浸取系统能够有效提升溶质的浸取效率。

进一步地，所述物料供给单元包括物料暂存罐，所述浸取液供给单元包括浸取液暂存罐，其中，所述物料暂存罐的入口和出口分别设置有第一控制阀和第二控制阀，所述浸取液暂存罐的入口和出口分别设置有第三控制阀和第四控制阀。

更进一步地，所述浸取液供给单元包括浸取液加热装置和浸取液输送泵，其中，所述浸取液输送泵和所述浸取液入口连接，所述浸取液加热装置连接在所述浸取液输送泵和所述第四控制阀之间。

另外，所述物料浸取系统包括用于对浸取液受热蒸发后的蒸发汽体进行冷凝的冷凝单元，所述冷凝单元的入汽端通过泄压阀和所述物料出口连通，所述冷凝单元的出液端和所述浸取液供给单元的浸取液暂存罐连通。

本发明的另一个目的是提供一种物料浸取方法，该物料浸取方法包括将物料在物料输送浸取通道内沿着第一方向输送，将浸取液充满物料输送浸取通道并沿着与第一方向相反的第二方向输送，使得物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，以将物料中能够被浸取液溶解的溶质溶解到浸取液中，并将浸取后的物料向上输送以从物料出口排出。

在该技术方案中，由于物料在物料输送浸取通道内沿着第一方向输送，浸取液充满物料输送浸取通道并沿着与第一方向相反的第二方向输送，物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，这种错向的逆流接触可以使得物料和浸取液完全充分接触，从而将物料中可被浸取液溶解的溶质溶解到浸取液中。因此，该物料浸取方法能够使得浸取液充满物料输送浸取通道以对物料输送浸取通道内的物料进行全浸没，从而完全利用浸取器的物料输送浸取通道以让物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，从而有效提升溶质的浸取效率。

进一步地，物料以螺旋翻滚方式在物料输送浸取通道内沿着第一方向输送。

进一步地，根据物料的不同调整浸取液的加热温度，其中，浸取液的加热温度被加热到预设温度，该预设温度为物料在浸取液中的最快溶解速度的温度。

最后，本发明提供一种物料浸取系统，所述物料浸取系统能够实现以上任意所述的物料浸取方法。

附图说明

图1是本发明提供的一种物料浸取系统的示意图，显示了本发明提供的一种逆流全浸没式螺旋浸取器的示意图；

图2是图1的局部结构示意图；

图3是图2中的A-A剖视结构示意图；

图4是本发明提供的一种逆流全浸没式螺旋浸取器的输料轴的横截面示意图。

附图标记说明

1-壳体，2-输料轴，3-物料输送浸取通道，4-轴体，5-螺旋推料片，6-物料入口，7-浸取液出口，8-物料出口，9-浸取液入口，10-导流板，11-筒体，12-罩筒，13-罩筒端壁，14-外罩壳，15-环形落料通道，16-物料收集容器，17-落料端口，18-加热件，19-保温层，20-浸取液通口，21-驱动单元，22-浸取液收集容器，23-逆流全浸没式螺旋浸取器，24-物料暂存罐，25-浸取液暂存罐，26-第一控制阀，27-第二控制阀，28-第三控制阀，29-第四控制阀，30-浸取液加热装置，31-浸取液输送泵，32-冷凝单元，33-浸取液通口组，34-浸取液出口测温计，35-输送螺旋端，36-搅拌螺条，37-物料加料斗，38-搅拌电机，39-加热装置出料阀，40-浸取液加料斗，41-浸取液进料阀，42-浸取液入口测温计，43-泄压阀，44-压力表。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

参考图1和图2，本申请提供一种逆流全浸没式螺旋浸取器23，该逆流全浸没式螺旋浸取器23包括壳体1和输料轴2，壳体1内形成有物料输送浸取通道3，输料轴2轴向位于物料输送浸取通道3内并能够转动，输料轴2包括轴体4和设置在轴体4上的螺旋推料片5，其中，壳体1包括位于物料输送浸取通道3一端的物料入口6和浸取液出口7，以及位于物料输送浸取通道3另一端的物料出口8和浸取液入口9；其中，物料入口6、物料出口8和浸取液出口7位于物料输送浸取通道3的顶部通道壁上，并且物料入口6和物料出口8高于浸取液出口7，以使得从浸取液入口9进入的浸取液能够充满物料输送浸取通道3后从浸取液出口7流出，输料轴2转动时能够将从物料入口6进入的物料沿着物料输送浸取通道3输送并在物料输送浸取通道3另一端处向上流动以从物料出口8排出。

在该逆流全浸没式螺旋浸取器23中，由于壳体1内形成有物料输送浸取通道3，而输料轴2轴向位于物料输送浸取通道3内并能够转动，同时，物料入口6和浸取液出口7位于物料输送浸取通道3的一端，而物料出口8和浸取液入口9则位于物料输送浸取通道3的另一端，同时，物料入口6、物料出口8和浸取液出口7位于物料输送浸取通道3的顶部通道壁上并且物料入口6和物料出口8高于浸取液出口7，这样，物料可以从物料输送浸取通道3的一端进入，而浸取液可以从物料输送浸取通道3的另一端进入，输料轴2转动时，螺旋推料片5将物料朝向物料输送浸取通道的另一端推动，而浸取液则可以充满物料输送浸取通道3以完全浸没物料，同时浸取液从输送浸取通道的另一端向一端流动，也就是，在物料输送浸取通道3内，物料和浸取液沿着物料输送浸取通道3的流向相反，从而使得物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，这种错向的逆流接触可以使得物料和浸取液完全充分接触，从而将物料中可被浸取液溶解的溶质溶解到浸取液中，而螺旋推料片5对物料的螺旋搅动则可以使得物料和浸取液更进一步充分接触，从而加速浸取过程的完成。因此，该逆流全浸没式螺旋浸取器23能够使得浸取液充满物料输送浸取通道3以对物料输送浸取通道3内的物料进行全浸没，从而完全利用浸取器的物料输送浸取通道3以让物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，从而有效提升溶质的浸取效率。

在该逆流全浸没式螺旋浸取器中，输料轴2转动时，螺旋推料片5可以推动物料沿着物料输送浸取通道3向前移动，此时，后面的物料将推动前面的物料，从而推动浸取完成的物料向上流动以从物料出口8流出。

另外，在该逆流全浸没式螺旋浸取器中，为了进一步便于浸取完成的物料向上流动以从物料出口8流出，参考图1和图2，物料输送浸取通道3的另一端内设置有用于引导物料向上流动的物料引导结构。这样，该物料引导结构可以引导浸取完成的物料向上流动，以更便于从物料出口8流出。

当然，物料引导结构可以具有多种结构形式，例如，物料引导结构的一种结构形式中，物料引导结构包括设置在输送浸取通道的另一端处的输送带，该输送带通过上下布置的输送辊张紧传动，比如输送带竖向设置时，输送带的延伸方向上上设置有间隔的水平盛料板，输料轴2转动时，螺旋推料片5可以推动物料沿着物料输送浸取通道3向前移动到各个水平盛料板上，向上移动的输送带则可以通过各个水平盛料板将浸取完成的物料从物料出口8输送流出；或者，比如输送带可以向上倾斜布置，这样，输料轴2转动时，螺旋推料片5可以推动物料沿着物料输送浸取通道3向前移动到倾斜布置的输送带上，向上倾斜移动的输送带则可以将浸取完成的物料从物料出口8输送流出。

可选择地，物料引导结构的另一种结构形式中，参考图2，物料引导结构包括倾斜向上延伸的导流板10。这样，输料轴2转动时，螺旋推料片5可以推动物料沿着物料输送浸取通道3向前移动到倾斜向上延伸的导流板10上，在后面的未浸取完成的物料的推动作用下，前面的浸取完成的物料将被沿着导流板10倾斜向上推动并在越过物料出口8后从物料出口8输送流出。

当然，可以通过多种方式来形成导流板10，例如，可以将单独的导流板10倾斜向上设置在物料输送浸取通道3的另一端内。或者，可选择地，参考图1、图2和图3，壳体1包括筒体11和罩筒12，罩筒12的一端连接在筒体11的另一端上，筒体11的内部空间和罩筒12的内部空间形成物料输送浸取通道3，罩筒12的另一端的罩筒端壁13的至少下部形成为导流板10，罩筒12的顶部敞开以作为物料出口8，罩筒12的罩筒侧壁的弧形内表面的延伸形状和筒体11的筒体侧壁的弧形内表面的延伸形状相同，浸取液入口9形成在罩筒端壁13的底部，输料轴2位于筒体11。这样，由于罩筒12的罩筒侧壁的弧形内表面的延伸形状和筒体11的筒体侧壁的弧形内表面的延伸形状相同，输料轴2转动时，螺旋推料片5可以推动物料沿着物料输送浸取通道3向前移动，更易于从筒体11内向前移动到罩筒12内，而由于罩筒12的另一端的罩筒端壁13的至少下部形成为导流板10，这样，浸取完成的物料向前移动到罩筒12内后，在后面的未浸取完成的物料的推动作用下，前面的浸取完成的物料将被沿着导流板10倾斜向上推动并在越过物料出口8后从物料出口8输送流出。

另外，参考图1、图2和图3，逆流全浸没式螺旋浸取器包括外罩壳14，外罩壳14连接在壳体1上并罩住罩筒12，以使得罩筒12和外罩壳14之间形成环形落料通道15，外罩壳14的底部形成有用于连接物料收集容器16的落料端口17。这样，该逆流全浸没式螺旋浸取器在实际使用中，物料从物料出口8输送流出后将进一步易于顺着环形落料通道15落下并通过落料端口17落入到物料收集容器16内，另外，可以将物料入口6和浸取液出口7以及物料出口8和浸取液入口9处的压力保持密封后，落料端口17可以和物料收集容器16密封连接，这样，可以对该逆流全浸没式螺旋浸取器进行加压，例如，浸取液被加热后一部分浸取液汽化形成气体，该气体可以使得逆流全浸没式螺旋浸取器的内部空间增大到所需压力，从而使得在加压状态下对物料进行浸取，这可以提升物料的浸取效率。

另外，参考图1，筒体11上设置有加热件18，并且筒体11外包裹有保温层19。这样，加热件18可以对筒体11进行加热，而保温层19则可以对加热热量进行保温，这可以使得筒体11的内部通道处于所需的浸取加热温度，从而进一步加快筒体11内物料的浸取。另外，加热件18可以具有多种形状，例如，加热件18可以为加热套，加热套可以套装在筒体11的外部。可选择地，加热件18可以为加热条或加热丝，加热条或加热丝可以螺旋缠绕在筒体11的外部。加热件18的加热可以是热导体加热，也可以是电加热。

另外，在该逆流全浸没式螺旋浸取器中，螺旋推料片5的外边沿和物料输送浸取通道3的内表面之间的径向间隔可以根据实际所需来选择，但不论如何选择，只要使得螺旋推料片5能够推动物料沿着物料输送浸取通道3向前移动即可。例如，螺旋推料片5的外边沿和物料输送浸取通道3的内表面之间可以具有较大的径向间隔。或者，可选择地，参考图1和图2，螺旋推料片5的外边沿靠近物料输送浸取通道3的内表面布置以使得螺旋推料片5的外边沿基本靠近物料输送浸取通道3的内表面，从而使得两者之间具有微小的允许螺旋推料片5转动的微小的径向间隔，其中，螺旋推料片5上形成有多个浸取液通口20。这样，由于螺旋推料片5的外边沿靠近物料输送浸取通道3的内表面布置，轴体4转动时，螺旋推料片5会将物料输送浸取通道3内的全部物料向前推动，而浸取液则可以通过浸取液通口20和微小的径向间隔流动。

当然，在该逆流全浸没式螺旋浸取器中，浸取液通口20可以就有多种形状，例如，浸取液通口20可以为条形开口、圆孔、椭圆孔、水滴形孔等等各种形状。另外，螺旋推料片5上可以形成有一种形状的浸取液通口20，或者可以形成有多种不同形状的浸取液通口20。例如，一种实施例中，参考图4，在螺旋推料片5的螺旋延伸方向上，螺旋推料片5上形成有多个浸取液通口组33，每个浸取液通口组33包括多个浸取液通口20，其中，至少两个浸取液通口组33中，一个浸取液通口组33中的浸取液通口20的口形状与另一个浸取液通口组33中的浸取液通口20的口形状不同或相同。这样，轴体4转动时，螺旋推料片5将物料输送浸取通道3内的全部物料向前推动时，在物料向前翻滚时，浸取液则可以从不同位置的各个浸取液通口组33处通过，从而进一步提升了浸取液的流动。

另外，螺旋推料片5上形成的多个浸取液通口20的面积占螺旋推料片5的螺旋叶片面积的5％～70％，优选地占45％-60％。

另外，在该逆流全浸没式螺旋浸取器23中，物料在物料输送浸取通道3内的停留时间可以由螺旋总长度L、螺间距La、电机转速n控制，而浸取液停留时间则可以由下文提到的浸取液输送泵31的输送量(浸取液输送量)、物料输送浸取通道3的净容积、物料填充体积来控制；其中，

物料的停留时间：

浸取液停留时间：

此外，本发明还提供一种物料浸取系统，参考图1，该物料浸取系统包括物料供给单元、驱动单元21、浸取液收集容器22、物料收集容器16、浸取液供给单元和以上任意所述的逆流全浸没式螺旋浸取器23，其中，物料供给单元和物料入口6连接，驱动单元21例如电机和输料轴2的轴体4连接，浸取液收集容器22和浸取液出口7连接，物料收集容器16和物料出口8连通，浸取液供给单元和浸取液入口9连接。这样，物料供给单元可以通过物料入口6连续向物料输送浸取通道3内供给待浸取的物料，而浸取液供给单元则可以通过浸取液入口9连续向物料输送浸取通道3内供给浸取液，并通过以上任意所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，从而可以实现物料的连续和高效的浸取，使得该物料浸取系统能够有效提升物料中溶质的浸取效率。

另外，在该物料浸取系统中，参考图1，物料供给单元包括物料暂存罐24，浸取液供给单元包括浸取液暂存罐25，其中，物料暂存罐24的入口和出口分别设置有第一控制阀26和第二控制阀27，浸取液暂存罐25的入口和出口分别设置有第三控制阀28和第四控制阀29。这样，在向物料暂存罐24内加料时，例如通过物料加料斗37向物料暂存罐24内加料时，在向浸取液暂存罐25加料时，例如通过浸取液加料斗40向浸取液暂存罐25加料时，可以将第一控制阀26和第三控制阀28开启，并将第二控制阀27和第四控制阀29关闭，以使得逆流全浸没式螺旋浸取器内的物料输送浸取通道3处于加压状态，而在加料完毕后，将第一控制阀26和第三控制阀28关闭，并将第二控制阀27和第四控制阀29开启，这样，物料暂存罐24和浸取液暂存罐25就可以连续向逆流全浸没式螺旋浸取器23供给物料和浸取液，从而实现该物料浸取系统的连续和高效浸取。

另外，物料暂存罐24内可以设置有搅拌螺条36，搅拌螺条36通过搅拌电机38驱动旋转，物料暂存罐24的输送螺旋端35通过第二控制阀27和物料入口6连接，这样，搅拌电机38驱动搅拌螺条36旋转，搅拌螺条36将物料暂存罐24内的物料通过输送螺旋端35输送到物料输送浸取通道3内。

另外，在该物料浸取系统的一种实施例中，参考图1，浸取液供给单元包括浸取液加热装置30和浸取液输送泵31，其中，浸取液输送泵31和浸取液入口9连接，浸取液加热装置30连接在浸取液输送泵31和第四控制阀29之间。这样，浸取液暂存罐25内的浸取液可以进入到浸取液加热装置30例如浸取液加热釜内以被加热到所需的浸取温度，并通过浸取液输送泵31泵送到物料输送浸取通道3内。另外，在浸取液输送泵31和浸取液入口9之间可以连接浸取液进料阀41，在浸取液输送泵31未启动时，可以将浸取液进料阀41关闭，从而可以进一步确保物料输送浸取通道3处于加压浸取状态。

另外，浸取液加热装置30的出料口设置有加热装置出料阀39，当浸取液输送泵31停止后，加热装置出料阀39可以关闭，以防止浸取液流入到浸取液输送泵31。而浸取液输送泵31启动前时则需要开启加热装置出料阀39。

另外，如图1所示的，通过浸取液入口测温计42和浸取液出口测温计34，可以准确地控制经过浸取过程的浸取液的温差，从而可以使得控制单元更好地控制浸取液加热装置30和加热件18的加热温度。

另外，参考图1和图2，物料浸取系统包括用于对浸取液受热蒸发后的蒸发汽体进行冷凝的冷凝单元32，冷凝单元32的入汽端通过泄压阀43和物料出口8连通，冷凝单元32的出液端和浸取液供给单元的浸取液暂存罐25连通。这样，在物料输送浸取通道3的加压浸取状态，在物料输送浸取通道3内的压力(可以通过压力表44来监测)超过泄压阀43的开启压力时，泄压阀43将开启，蒸发汽体输送到冷凝单元32，并通过冷凝单元32冷凝后再次回流到浸取液暂存罐25。这在确保物料输送浸取通道3的加压浸取状态时，能够确保物料输送浸取通道3加压的安全性，并有效利用蒸发汽体。当冷凝单元32中的压力大于设置压力时，由冷凝单元32自身的安全阀放空。

此外，本发明提供一种物料浸取方法，该物料浸取方法包括将物料在物料输送浸取通道内沿着第一方向输送，将浸取液充满物料输送浸取通道并沿着与第一方向相反的第二方向输送，使得物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，以将物料中能够被浸取液溶解的溶质溶解到浸取液中，并将浸取后的物料向上输送以从物料出口排出。

在该技术方案中，由于物料在物料输送浸取通道内沿着第一方向输送，浸取液充满物料输送浸取通道并沿着与第一方向相反的第二方向输送，物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，这种错向的逆流接触可以使得物料和浸取液完全充分接触，从而将物料中可被浸取液溶解的溶质溶解到浸取液中。因此，该物料浸取方法能够使得浸取液充满物料输送浸取通道以对物料输送浸取通道内的物料进行全浸没，从而完全利用浸取器的物料输送浸取通道以让物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，从而有效提升溶质的浸取效率。

另外，在该物料浸取方法中，物料在物料输送浸取通道内可以通过输送带沿着第一方向输送。或者，可选择地，参考图1，物料以螺旋翻滚方式在物料输送浸取通道内沿着第一方向输送，例如，可以通过螺旋推料片5对物料进行螺旋搅动以推动物料向前移动，而这种螺旋搅动则可以使得物料和浸取液更进一步充分接触，从而加速浸取过程的完成。

另外，根据物料的不同调整浸取液的加热温度，其中，浸取液的加热温度被加热到预设温度，该预设温度为物料在浸取液中的最快溶解速度的温度。这样，通过预设温度，可以提升物料的浸取效率。例如，可以通过图1中的加热件18和/或浸取液加热装置30来实现。

最后，本发明提供一种物料浸取系统，该物料浸取系统能够实现以上任意所述的物料浸取方法。

实施例1

采用图1所示的物料浸取系统进行塑料PP膜(聚丙烯)、PE膜(聚乙烯)、PVC膜(聚氯乙烯)混合物溶解试验，其中质量比PP：PE：PVC＝0.53:0.35:0.12，切碎成约～6×6mm膜片，采用四氢呋喃做溶剂(密度0.89kg/L)，逆流全浸没式螺旋浸取器的直径100mm，螺旋部位长度L＝4500mm，螺旋螺间距是20mm，导流板水平倾角40°，螺旋推料片开圆孔，开孔率25％，物料输送浸取通道30.2L，电机转速15r/min，电机功率1kW，筒体的电加热功率800w，保温层厚60mm，物料暂存罐24的容积0.4m3，物料暂存罐24的加料速度0.2Kg/min，浸取液加热装置30的容积60L，功率5kW，采用计量泵(浸取液输送泵31的一种形式)输送浸取液。

固体(废塑料混合物)堆密度0.08kg/L，真密度0.93kg/L。试验中加热件18的温度为75±0.5℃，浸取液的入口处温度74.5℃，浸取液的出口处温度75±1℃，系统压力为0.12MPa，固体物料的输送量0.20kg/min，浸取液输送量1.5L/min，运行1h，输送入固体物料10.27kg，浸取液量122.4L，逆流全浸没式螺旋浸取器末端收集湿固体19.3kg，取此样品100.0g，经过水洗85℃并且6h热风干燥，得干燥固体(废塑料混合物)35.7g，此固体物料的含固率35.7％，分析此样品中氯含量5ppm，由此可见，PVC全部溶解于浸取液中，由此可知收集的湿固体中全是PP、PE料，纯固体质量6.88kg，收集浸取液59.4L，荧光分析溶剂中氯含量1.0％(对应PVC含量为1.75％)。

清理逆流全浸没式螺旋浸取器内的空间，分离出填充逆流全浸没式螺旋浸取器的塑料碎片与溶剂，得湿固体塑料碎片5.48kg，浸取液27.63L；将固体塑料碎片按上述方法清洗、干燥后得塑料碎片2.25kg，分析其氯含量3.1％(对应PVC含量为5.46％)；浸取液中氯0.65％(对应的PVC含量1.14％)。

塑料片在该逆流全浸没式螺旋浸取器内的停留时间约15min，经过溶解导流板翻转出料的塑料片中PVC100％溶解于溶剂中；而逆流全浸没式螺旋浸取器内的PVC约2/3的量溶解掉。

对比例1

采用实施例1中塑料PP膜(聚丙烯)、PE膜(聚乙烯)、PVC膜(聚氯乙烯)相同组成的混合物在溶解釜内进行溶解试验，采用四氢呋喃做溶剂，反应釜的容积50L，溶解温度15～25°，常压操作，搅拌器的转速60r/min，装溶剂40L，填充塑料片4.1kg，经过30min的溶解反应，取塑料片固体、溶剂样品清洗后分析，固体中氯含量3.52％(对应的PVC含量为6.2％)，溶剂中氯含量0.4％(对应的PVC含量为0.71％)，经过60min的取样分析，固体中氯含量0.39％(对应的PVC含量0.68％)，溶剂中氯含量0.74％(对应的PVC含量1.29％)；经过80min后，取样分析，固体中氯含量150ppm，溶剂中的氯含量0.77％(对应的PVC含量为1.36％)。

实施例2

采用实施1所述的全浸没逆流、加温、加压螺旋浸取器浸取钠硝石(含NaNO36.2％，NaCl的含量为0.15％，含水率25.2％)，呈颗粒固体颗粒状，粒度在3～8mm，由物料加料斗加入物料暂存罐中，物料暂存罐输送量4.73kg/min，输料轴输送量7.1kg/min，物料输送浸取通道的长度2.0m，反逆流全浸没式螺旋浸取器内部容积14.5L，逆流全浸没式螺旋浸取器的外壳保温功率500W,其余参数与实施例1相同，浸取液采用水，加热温度115°，压力0.112MPa，液体输送量2.9L/min。

固体物料在浸取器内的停留时间为5min，固体物料在浸取器的填充率45.3％，水在浸取器的停留时间5min，经过1h的运行，共排出湿泥368.5kg，收集浸取液70.5L，经取样蒸馏分析，浸取液中NaCl+NaNO3含量为24.5％，湿泥含水率47.3％，取样品经过挤压脱水后，分析脱出水中的NaCl+NaNO3含量为0.3％，由此可见：钠硝石从始端向末端运行中，经过高温水逆向溶解，在浸取器末端时排出的湿泥中NaCl+NaNO3含量很低，而浸取液向浸取器的始端运行，NaCl+NaNO3含量逐渐提升，到末端排出时24.5％，减少NaCl+NaNO3提取的能耗，此溶解过程共用1h完成。

对比例2

采用实施例2中钠硝石(含NaNO3 6.2％，NaCl的含量为0.15％，含水率25.2％)，在500L的反应釜进行NaNO3、NaCl浸取溶解试验，加入钠硝石300kg，加入水200kg，常温浸取，配以搅拌，搅拌功率5kW，转速60r/min，在溶解过程中对溶解液体进行取样分析其NaNO3、NaCl含量，结果见表1。

表1溶解液中NaNO3、NaCl含量分析

按上述比例，NaNO3、NaCl完全溶解于水中后，其浓度应该7.4％，以此可见：此溶解方法需要经过12min搅拌才能完成使NaNO3、NaCl完全溶解于水，溶解后湿渣经过沉淀与溶液分离得溶液75.4L、湿渣368.7kg，分析溶液中NaNO3、NaCl含量7.4％，湿渣含水率约为48.5％，对湿渣进行挤压脱水分离，分析脱出的水中NaNO3、NaCl含量7.4％，其中沉淀分离约2h,很大一部分NaNO3、NaCl存在于湿渣中，需要增加挤压脱水设备完成分离过程，溶液中NaNO3、NaCl含量只能达到平均量，后续的NaCl+NaNO3提取需要消耗更多的能耗。此过程总耗时约2.5h，不计湿渣的挤压脱水过程。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征能够以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种逆流全浸没式螺旋浸取器，其特征在于，包括壳体(1)和输料轴(2)，所述壳体(1)内形成有物料输送浸取通道(3)，所述输料轴(2)轴向位于所述物料输送浸取通道(3)内并能够转动，所述输料轴(2)包括轴体(4)和设置在所述轴体(4)上的螺旋推料片(5)，其中，

所述壳体(1)包括位于所述物料输送浸取通道(3)一端的物料入口(6)和浸取液出口(7)，以及位于所述物料输送浸取通道(3)另一端的物料出口(8)和浸取液入口(9)；

其中，所述物料入口(6)、所述物料出口(8)和所述浸取液出口(7)位于所述物料输送浸取通道(3)的顶部通道壁上，并且所述物料入口(6)和所述物料出口(8)高于所述浸取液出口(7)，以使得从所述浸取液入口(9)进入的浸取液能够充满所述物料输送浸取通道(3)后从所述浸取液出口(7)流出，所述输料轴(2)转动时能够将从所述物料入口(6)进入的物料沿着所述物料输送浸取通道(3)输送并在所述物料输送浸取通道(3)另一端处向上流动以从所述物料出口(8)排出。

2.根据权利要求1所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，其特征在于，所述物料输送浸取通道(3)的另一端内设置有用于引导物料向上流动的物料引导结构。

3.根据权利要求2所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，其特征在于，所述物料引导结构包括倾斜向上延伸的导流板(10)。

4.根据权利要求3所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，其特征在于，所述壳体(1)包括筒体(11)和罩筒(12)，所述罩筒(12)的一端连接在所述筒体(11)的另一端上，所述筒体(11)的内部空间和所述罩筒(12)的内部空间形成所述物料输送浸取通道(3)，所述罩筒(12)的另一端的罩筒端壁(13)的至少下部形成为所述导流板(10)，所述罩筒(12)的顶部敞开以作为所述物料出口(8)，所述罩筒(12)的罩筒侧壁的弧形内表面的延伸形状和所述筒体(11)的筒体侧壁的弧形内表面的延伸形状相同，所述浸取液入口(9)形成在所述罩筒端壁(13)的底部，所述输料轴(2)位于所述筒体(11)。

5.根据权利要求4所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，其特征在于，所述逆流全浸没式螺旋浸取器包括外罩壳(14)，所述外罩壳(14)连接在所述壳体(1)上并罩住所述罩筒(12)，以使得所述罩筒(12)和所述外罩壳(14)之间形成环形落料通道(15)，所述外罩壳(14)的底部形成有用于连接物料收集容器(16)的落料端口(17)。

6.根据权利要求4所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，其特征在于，所述筒体(11)上设置有加热件(18)，并且所述筒体(11)外包裹有保温层(19)。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，其特征在于，所述螺旋推料片(5)的外边沿靠近所述物料输送浸取通道(3)的内表面布置，其中，所述螺旋推料片(5)上形成有多个浸取液通口(20)。

8.根据权利要求7所述的逆流全浸没式螺旋浸取器，其特征在于，在所述螺旋推料片(5)的螺旋延伸方向上，所述螺旋推料片(5)上形成有多个浸取液通口组(33)，每个所述浸取液通口组(33)包括多个所述浸取液通口(20)，其中，至少两个所述浸取液通口组(33)中，一个所述浸取液通口组(33)中的浸取液通口(20)的口形状与另一个浸取液通口组(33)中的浸取液通口(20)的口形状不同或相同。

9.一种物料浸取系统，其特征在于，包括物料供给单元、驱动单元(21)、浸取液收集容器(22)、物料收集容器(16)、浸取液供给单元和权利要求1-8中任意一项所述的逆流全浸没式螺旋浸取器(23)，其中，

所述物料供给单元和所述物料入口(6)连接，所述驱动单元(21)和所述输料轴(2)的轴体(4)连接，所述浸取液收集容器(22)和所述浸取液出口(7)连接，所述物料收集容器(16)和所述物料出口(8)连通，所述浸取液供给单元和所述浸取液入口(9)连接。

10.根据权利要求9所述的物料浸取系统，其特征在于，所述物料供给单元包括物料暂存罐(24)，所述浸取液供给单元包括浸取液暂存罐(25)，其中，所述物料暂存罐(24)的入口和出口分别设置有第一控制阀(26)和第二控制阀(27)，所述浸取液暂存罐(25)的入口和出口分别设置有第三控制阀(28)和第四控制阀(29)。

11.根据权利要求10所述的物料浸取系统，其特征在于，所述浸取液供给单元包括浸取液加热装置(30)和浸取液输送泵(31)，其中，

所述浸取液输送泵(31)和所述浸取液入口(9)连接，所述浸取液加热装置(30)连接在所述浸取液输送泵(31)和所述第四控制阀(29)之间。

12.根据权利要求9所述的物料浸取系统，其特征在于，所述物料浸取系统包括用于对浸取液受热蒸发后的蒸发汽体进行冷凝的冷凝单元(32)，所述冷凝单元(32)的入汽端通过泄压阀(43)和所述物料出口(8)连通，所述冷凝单元(32)的出液端和所述浸取液供给单元的浸取液暂存罐(25)连通。

13.一种物料浸取方法，其特征在于，包括

将物料在物料输送浸取通道内沿着第一方向输送，将浸取液充满物料输送浸取通道并沿着与第一方向相反的第二方向输送，使得物料和浸取液在物料输送浸取通道内发生逆流接触，以将物料中能够被浸取液溶解的溶质溶解到浸取液中，并将浸取后的物料向上输送以从物料出口排出。

14.根据权利要求13所述的物料浸取方法，其特征在于，物料以螺旋翻滚方式在物料输送浸取通道内沿着第一方向输送。

15.根据权利要求13或14所述的物料浸取方法，其特征在于，根据物料的不同调整浸取液的加热温度，其中，浸取液的加热温度被加热到预设温度，该预设温度为物料在浸取液中的最快溶解速度的温度。

16.一种物料浸取系统，其特征在于，所述物料浸取系统能够实现权利要求13-15中任意一项所述的物料浸取方法。

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