CN208525888U - 一种萃取装置 - Google Patents

Abstract

萃取装置，属于萃取分离技术领域，以提供一种高效简便的萃取装置。包括塔体，塔体包括传动单元与萃取单元，传动单元与螺旋轴相连，螺旋轴竖向设置于萃取单元的中心，在传动单元的带动下，螺旋轴能够绕其自身的中心轴旋转，螺旋轴分为上部和下部，螺旋轴上部均匀间隔分布设置有若干个多孔筛板，筛板与塔体侧壁设有间距，螺旋轴下部设置有转盘，转盘上侧设置有转盘挡板，转盘挡板的半径小于转盘，塔体侧壁与转盘挡板相对应的位置设置有固定环，固定环与转盘挡板之间设置有过液孔，过液孔上侧附有有机多孔膜；适用于萃取操作。

Description

一种萃取装置

技术领域

本实用新型属于萃取分离技术领域，具体是一种萃取装置。

背景技术

随着新能源汽车项目的发展，对高性能绿色电池（组）也提出了更高的要求。新能源汽车的发展必定带动锂电材料的跨越式增长，而硫酸钴是锂电三元正极材料前驱体的一种重要原料，随着三元材料在乘用车领域的不断增长，类似硫酸钴等钴盐以及各种钴系氧化物等上游粉体材料将有巨大的需求潜力。钴盐生产主要工艺流程：焙烧—酸浸—压滤—洗涤—萃铜—电积—产品电铜，铜萃余液大部返回酸浸，部分进入中和除铁—萃取除杂—浓缩结晶—干燥包装—产品硫酸钴。在硫酸钴生产过程中会有萃取操作。

将选定的某种溶剂加入到混合物中，因混合物中的各组分在同种溶剂中的溶解度不同，因此就可将所需提取的组分加以分离出来，这个操作过程叫做萃取。萃取操作是利用物质溶解于某种液体的一种提取方法。萃取特点：传质速度快、生产周期短，便于连续操作，容易实现自动控制；分离效率高，生产能力大，应用普遍；能量消耗较少，设备投资费用不高；采用多级萃取可以使得产品达到较高的纯度，便于下一步处理，减少后续工序的设备和操作投入。

工业上萃取操作分为以下三步：1）混合- 料液和萃取剂充分混合形成乳浊液；2）分离-将乳浊液分成萃取相和萃余相；3）溶剂回收。混合操作通常在搅拌罐中进行；也可以将料液和萃取剂以很高的速度在管道内混合，湍流成都很高，称为管道萃取，也有利用在喷射泵内涡流混合进行萃取的称为喷射萃取。分离通常利用离心机，近来也有将混合和分离同时在一个设备内完成的。所采用的萃取器分为一次和多次萃取，间隙和连续萃取，连续多次萃取采用的萃取器有多种，如萃取塔。工业上应用较为广泛的几类塔式萃取设备包括：填料萃取塔、振动筛板塔、机械搅拌萃取塔以及脉冲萃取塔。然而，现有的萃取塔使用繁琐，萃取速度慢，效率低，大大降低了整个硫酸钴生产线的效率，亟需一种复合结构的萃取装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种高效简便的萃取装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种萃取装置，包括塔体，塔体包括传动单元与萃取单元，传动单元与螺旋轴相连，螺旋轴竖向设置于萃取单元的中心，在传动单元的带动下，螺旋轴能够绕其自身的中心轴旋转，螺旋轴分为上部和下部，螺旋轴上部均匀间隔分布设置有若干个多孔筛板，筛板与塔体侧壁设有间距，螺旋轴下部设置有转盘，转盘上侧设置有转盘挡板，转盘挡板的半径小于转盘，塔体侧壁与转盘挡板相对应的位置设置有固定环，固定环与转盘挡板之间设置有过液孔，过液孔上侧附有有机多孔膜。

进一步的，转盘为至少两个，相应的，转盘挡板为至少两个，在螺旋轴下部依次顺序相间设置，有机多孔膜为单向有机多孔膜。优选的，还包括变速单元以及与其相连接的控制器，所述变速单元与传动单元相连。

作为其优选的技术方案，相邻多孔筛板的高度差距为1-10cm，螺旋轴上部的若干个多孔筛板的筛孔的孔率并不相同，其范围为20%-50%。

进一步的，塔体外侧设置有加热盘管，塔体内侧设置有温度探测器，所述加热盘管与温度探测器分别与控制器相连接。

本实用新型的有益效果是：结构简单，易于操作，实用性强，便于使用，通过将两种萃取装置整合在同一个萃取塔中，实现了高效简便的萃取操作，本申请先使用振动筛板萃取而后利用转盘萃取塔进行萃取，能够明显提高传质效率，有利于降低能耗和溶剂损失，适合在工业生产中应用，有效降低成本，提高了萃取效率与萃取效果；且通过设置力学性能、透气性能优良的有机多孔膜，可以进一步提高萃取效率。本实用新型适用于萃取操作。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中，1为塔体，2为传动单元，3为萃取单元，4为螺旋轴，5为筛板，6为转盘，7为转盘挡板，8为固定环，9为过液孔。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型的萃取装置，包括塔体1，塔体1包括传动单元2与萃取单元3，传动单元2与螺旋轴4相连，螺旋轴4竖向设置于萃取单元3的中心，在传动单元2的带动下，螺旋轴4能够绕其自身的中心轴一边旋转一边上下振动，螺旋轴4分为上部和下部，螺旋轴4上部均匀间隔分布设置有若干个多孔筛板5，此部分构成振动筛板塔。优选的，相邻多孔筛板的高度差距为1-10cm，螺旋轴上部的若干个多孔筛板的筛孔的孔率并不相同，其范围为20%-50%。优选的，可以将传动单元的底部面积扩大至与萃取单元横截面积相同，这样起底端边缘正好与塔体侧壁重合，同时通过法兰将传动单元固定在在塔体顶端，如此设计可以避免传动单元出现受力不均匀的情况，防止其承受较大的应力集中，造成设备疲劳损伤。筛板5与塔体1侧壁设有间距，螺旋轴4下部设置有转盘6，转盘6上侧设置有转盘挡板7，转盘挡板7的半径小于转盘6，塔体1侧壁与转盘挡板7相对应的位置设置有固定环8，固定环8与转盘挡板7之间设置有过液孔9，通过过液孔的液体落到转盘上，挡板位于两转盘之间，并固定在转动轴上，与固定环置于同一水平面上，这一部分形成带有级件挡板的转盘萃取塔，能够有效抑制转盘萃取塔的级间返混，提高传质效率，该萃取塔的传质效率要明显高于传统的转盘萃取塔，而且依然保持较高的处理量。且在较高的转速能够在塔内获得更好的液滴分散。为了进一步提高萃取效率，在过液孔上侧附有有机多孔膜，有机多孔膜为单向有机多孔膜。

为了提高传质效率，设置有至少两层转盘及至少两层转盘挡板，转盘挡板与转盘的数目一一对应。转盘挡板与转盘在螺旋轴下部依次顺序相间设置。

为了在不同的转速下实现不同的萃取效率，还包括变速单元以及与其相连接的控制器，所述变速单元与传动单元相连，控制器可以变速单元改变传动单元的速度，从而改变螺旋轴的旋转速度。

为了能够监测液体的温度情况，并使其在最优的温度下进行萃取，在塔体外侧设置有加热盘管，塔体内侧设置有温度探测器，所述加热盘管与温度探测器分别与控制器相连接。

实施例1

本实施例中，选用的萃取塔有效高度为1.3m，内径为70mm。在料液温度≤45℃时将料液与有机相按照一定的流比进行萃取，萃取剂选用P204，稀释剂为260^#溶剂油。有机相组成为20%P204和80%260#溶剂油（体积比），采用纯碱溶液进行皂化，皂化率约40~60%。该实用新型的萃取性能较传统的单式萃取塔的效率提升35%以上，这说明在相同的萃取分离要求下，该装置的性能优于单式萃取塔。

实施例2

本实施例中，选用的萃取塔有效高度为2m，内径分别为100 mm、200 mm、300mm。在料液温度≤45℃时将料液与用纯碱皂化后的P507有机相按一定流比进入P507萃取箱进行逆流萃取，钴被萃取到有机相中。有机相组成为25%P507和75%260#溶剂油（体积比），采用纯碱溶液进行皂化，皂化率约40~60%。

该实用新型的萃取性能较传统的单式萃取塔的传质效率优于单式萃取塔。

表1 萃取装置的性能

塔体内径（mm）	传质段有效高度（mm）	传质单元数	两相流量之和（L/h）
				100	1000	4-6	～25
200	1000	4-6	～60
				300	1500	6-8	～100

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种萃取装置，其特征在于，包括塔体，塔体包括传动单元与萃取单元，传动单元与螺旋轴相连，螺旋轴竖向设置于萃取单元的中心，在传动单元的带动下，螺旋轴能够绕其自身的中心轴旋转的同时上下振动，螺旋轴分为上部和下部，螺旋轴上部均匀间隔分布设置有若干个多孔筛板，筛板与塔体侧壁设有间距，螺旋轴下部设置有转盘，转盘上侧设置有转盘挡板，转盘挡板的半径小于转盘，塔体侧壁与转盘挡板相对应的位置设置有固定环，固定环与转盘挡板之间设置有过液孔，过液孔上侧附有有机多孔膜。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，转盘为至少两个，相应的，转盘挡板为至少两个，在螺旋轴下部依次顺序相间设置，有机多孔膜为单向有机多孔膜。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括变速单元以及与其相连接的控制器，所述变速单元与传动单元相连。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，相邻多孔筛板的高度差距为1-10cm，螺旋轴上部的若干个多孔筛板的筛孔的孔率并不相同，其范围为20%-50%。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，塔体外侧设置有加热盘管，塔体内侧设置有温度探测器，所述加热盘管与温度探测器分别与控制器相连接。