CN215691835U - 一种萃取装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及萃取技术领域，提供了一种萃取装置，其包括搅拌器、混合传质段和两相澄清段，所述混合传质段的出口端与所述两相澄清段的中部连通，所述搅拌器的搅拌端位于所述混合传质段内，所述混合传质段内靠近所述两相澄清段的位置设置有格栅，所述两相澄清段的上部设置有轻相出口，所述两相澄清段的下部设置有重相出口。该萃取装置传质效果好，没有返混或返混程度轻。

Description

一种萃取装置

技术领域

本实用新型涉及萃取技术领域，具体而言，涉及一种萃取装置。

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地进入到萃取相中，实现混合液的分离。溶剂萃取法具有产品纯度高，能耗小，产率较高，连续化生产等优点。萃取设备简单分为混合澄清槽、萃取塔和离心萃取器三种类型，目前工业上应用最广泛的是萃取塔。

与本申请最接近的现有技术为萃取塔技术。很多萃取塔都采用了搅拌、振动或输入脉冲的方式来增加液液混合强度，在外力的作用下使两相产生较大的接触传质面积，或通过外力使液滴与周围环境形成高强度湍动状态，提高传质表面更新速度，从而强化传质，如转盘萃取塔、振动筛板萃取塔等。相近的专利，如中国专利CN1235855A公开了“一种装有级间转动挡板的转盘萃取塔”，转动挡板开有小孔，置于两转盘之间，能够有效抑制级间的轴向返混，增强级内的混合强度，强化传质；CN109011694A公开了“一种新型节能复合搅拌式萃取塔”，通过分段设置填料，并在两段填料之间设置搅拌器来强化两相混合，具有萃取率高、能耗低等优点。但是随着能量的输入，也导致了两相之间返混严重、浪费塔高多达90％，搅拌或脉冲耗能高等问题的出现。

鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种萃取装置，其旨在改善背景技术中提到的至少一种问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种萃取装置，包括搅拌器、混合传质段和两相澄清段，所述混合传质段的出口端与所述两相澄清段的中部连通，所述搅拌器的搅拌端位于所述混合传质段内，所述混合传质段内靠近所述两相澄清段的位置设置有格栅，所述两相澄清段的上部设置有轻相出口，所述两相澄清段的下部设置有重相出口。

在可选的实施方式中，所述混合传质段横向设置，所述两相澄清段纵向设置。

在可选的实施方式中，所述两相澄清段内设置有第一镇流层，所述第一镇流层靠近所述混合传质段的出口端，且位于所述混合传质段的上方。

在可选的实施方式中，所述两相澄清段内设置有第二镇流层，所述第二镇流层靠近所述混合传质段的出口端，且位于所述混合传质段的下方。

在可选的实施方式中，所述第一镇流层和/或所述第二镇流层为丝网填料。

在可选的实施方式中，所述混合传质段远离所述两相澄清段的一端的上部设置有重相入口，下部设置有轻相入口。

在可选的实施方式中，所述搅拌器从所述混合传质段远离所述两相澄清段的一端伸入所述混合传质段内。

在可选的实施方式中，所述萃取装置还包括电机，所述电机与所述搅拌器连接。

在可选的实施方式中，所述电机与所述搅拌器通过联轴器连接。

本实用新型实施例的有益效果是：

本申请提供的萃取设备，由于包括混合传质段和两相澄清段，混合过程和澄清过程分别在这两个腔体内独立进行，通过设置在混合传质段出口端的格栅能降低液体湍动，有效减少混合传质和澄清之间的干扰，有利于减少返混。混合传质段设置搅拌器，混合传质过程对两相液体进行搅拌，能有效提高轻重两相混合程度，强化传质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的萃取装置的结构图。

图标:100-萃取装置；11-混合传质段；12-两相澄清段；1-电机；2-联轴器；3-重相入口；4-搅拌器；5-格栅；6-轻相出口；7-第一镇流层；8-第二镇流层；9-重相出口；10-轻相入口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本申请实施例提供一种萃取装置100，包括搅拌器4、混合传质段11和两相澄清段12，所述混合传质段11的出口端与所述两相澄清段12的中部连通，所述搅拌器4的搅拌端位于所述混合传质段11内，所述混合传质段11内靠近所述两相澄清段12的位置设置有格栅5，所述两相澄清段12的上部设置有轻相出口6，所述两相澄清段12的下部设置有重相出口9。

本申请实施例提供的萃取装置100，包括混合传质段11和两相澄清段12，混合过程和澄清过程分别在这两个腔体内独立进行，设置在混合传质段11出口端的格栅5能降低流体湍动，有效减少混合传质和澄清之间的干扰，有利于减少返混。混合传质段11设置搅拌器4，混合传质过程对两相液体进行搅拌，能有效提高轻重两相混合程度，强化传质。

进一步地，所述混合传质段11横向设置，所述两相澄清段12纵向设置。

混合传质段11横向布置，可降低萃取设备高度30％以上。

进一步地，萃取装置100还包括电机1，所述电机1与所述搅拌器4连接。

通过电机1控制搅拌器4转动，实现装置的自动化运转。

优选地，电机1与所述搅拌器4通过联轴器2连接。

进一步地，混合传质段11远离所述两相澄清段12的一端的上部设置有重相入口3，下部设置有轻相入口10。

重相入口3设置在上方，可使重相进入装置内部后，在重力作用下与下方进入的轻相混合，提高混合效率。

进一步地，搅拌器4从所述混合传质段11远离所述两相澄清段12的一端伸入所述混合传质段11内。

搅拌器4从远离两相澄清段12的一端伸入，可控制搅拌器4处于混合传质段11内处于远离两相澄清段12的区域，在远离两相澄清段12的区域搅拌可保证两相混合均匀的基础上，尽量避免扰流进入两相澄清段12。

进一步地，所述两相澄清段12内设置有第一镇流层7，所述第一镇流层7靠近所述混合传质段11的出口端且位于所述混合传质段11的上方。

第一镇流层7的设置，可一定程度上降低从混合传质段11进入两相澄清段12的液体向上的波动程度，起到镇流的作用，同时能够促进重相液滴聚并、加快两相分离，进而进一步防止返混，进一步保证轻相的纯度。

进一步地，两相澄清段12内设置有第二镇流层8，所述第二镇流层8靠近所述混合传质段11的出口端且位于所述混合传质段11的下方。

第二镇流层8的设置，可一定程度上降低从混合传质段11进入两相澄清段12的液体向下的波动程度，起到镇流的作用，同时能够促进轻相液滴聚并、加快两相分离，进而进一步防止返混，进一步保证重相的纯度。

优选地，第一镇流层和/或所述第二镇流层为丝网填料。需要说明的是，在本申请的其他实施例中，也可以是其他类型的填料，只要能起到镇流、促进液滴聚并的作用即可。

本实施例提供的萃取装置100的工作流程如下：

轻相从轻相入口10进入混合传质段11，重相从重相入口3进入混合传质段11；于此同时，打开电机1开关，电机1带动搅拌器4转动，在搅拌器4的作用下轻相和重相混合均匀，溶质从其中一相转移到另一相，完成传质后轻重两相离开搅拌器4搅拌区域开始两相分离，轻重两相穿过格栅5进入两相澄清段12，经过两相澄清段12的中部，轻相上升穿过第一镇流层7，最终从轻相出口6排出；重相下降穿过第二镇流层8，最终从重相出口9排出。

在本申请优选的实施方式中，萃取装置100的两相澄清段12高800mm，内径120mm，第一镇流层7和第二镇流层8均为丝网填料，空隙率93％，厚度均为80mm。混合传质段11位于两相澄清段12高度中间位置，长400mm，内径120mm。

实验例

利用本申请优选实施例提供的萃取装置100，以30％TBP(煤油)-醋酸-水体系为例，30％TBP(煤油)作为萃取剂，萃取溶解于水中的醋酸；水中溶解有醋酸作为原料液。水作为原料液从重相入口3进入混合传质段11，30％TBP(煤油)作为萃取剂从轻相入口10进入混合传质段11，电机1通过联轴器2带动搅拌机构转动，在搅拌机构的搅拌作用下，水和30％TBP(煤油)充分混合并发生传质，醋酸从水相中进入30％TBP(煤油)，由于搅拌机构的剧烈搅拌作用导致水-30％TBP(煤油)混合物具有较大的湍动，可增强两相传质，但也容易引起两相澄清段12发生返混、夹带现象，因此在混合传质段11近两相澄清段12端设置一段格栅5，以降低水-30％TBP(煤油)混合物的湍动程度。水-30％TBP(煤油)混合物经格栅5进入两相澄清段12并进行轻重两相分离，30％TBP(煤油)携带醋酸经上镇流层后从轻相出口6流出，水经下镇流层后从重相出口9流出。

为验证本申请的有效性，采用相同操作条件、工艺条件，在塔高1200mm、内径120mm的传统萃取塔中进行相关试验。传质效果对比见表1。

表1传质效果对照表

传质单元高度是指在逆流操作的微分接触传质设备中，使浓度变化达到传质单元数为一所需要的设备接触传质段的高度。

由上表可知，本申请提供的萃取设备能有效降低传质单元高度17％以上。

综上所述，本申请提供的萃取设备，包括混合传质段11和两相澄清段12，混合过程和澄清过程分别在这两个腔体内独立进行，设置在混合传质段11出口端的格栅5能降低液体湍动，有效减少混合传质和澄清之间的干扰，有利于减少返混。混合传质段11设置搅拌器4，混合传质过程对两相液体进行搅拌，能有效提高轻重两相混合程度，强化传质。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种萃取装置，其特征在于，包括搅拌器、混合传质段和两相澄清段，所述混合传质段的出口端与所述两相澄清段的中部连通，所述搅拌器的搅拌端位于所述混合传质段内，所述混合传质段内靠近所述两相澄清段的位置设置有格栅，所述两相澄清段的上部设置有轻相出口，所述两相澄清段的下部设置有重相出口。

2.根据权利要求1所述的萃取装置，其特征在于，所述混合传质段横向设置，所述两相澄清段纵向设置。

3.根据权利要求2所述的萃取装置，其特征在于，所述两相澄清段内设置有第一镇流层，所述第一镇流层靠近所述混合传质段的出口端，且位于所述混合传质段的上方。

4.根据权利要求3所述的萃取装置，其特征在于，所述两相澄清段内设置有第二镇流层，所述第二镇流层靠近所述混合传质段的出口端，且位于所述混合传质段的下方。

5.根据权利要求4所述的萃取装置，其特征在于，所述第一镇流层和/或所述第二镇流层为丝网填料。

6.根据权利要求1～5任一项所述的萃取装置，其特征在于，所述混合传质段远离所述两相澄清段的一端的上部设置有重相入口，下部设置有轻相入口。

7.根据权利要求1～5任一项所述的萃取装置，其特征在于，所述搅拌器从所述混合传质段远离所述两相澄清段的一端伸入所述混合传质段内。

8.根据权利要求1～5任一项所述的萃取装置，其特征在于，所述萃取装置还包括电机，所述电机与所述搅拌器连接。

9.根据权利要求8所述的萃取装置，其特征在于，所述电机与所述搅拌器通过联轴器连接。

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