CN219185897U - 一种新型管道萃取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型管道萃取装置，包括装置本体、水相进液管、油相进液管、水相出液管和油相出液管；装置本体内一侧为曝气萃取分离系统，另一侧为澄清池；曝气萃取分离系统分为曝气池段和高速分离段，曝气池段设于高速分离段下方，曝气池段顶部和高速分离段底部连通；澄清池通过高速分离段出口和曝气萃取分离系统连通，澄清池内设有使高速分离段出口混合液体呈蛇形流动的多级隔板。本实用新型结构部件简单，装置体积小，节省空间，装置造价成本低，零部件维保方便。

Description

一种新型管道萃取装置

技术领域

本实用新型涉及萃取装置技术领域，具体涉及一种新型管道萃取装置。

背景技术

新能源汽车的高速发展推动了汽车电池的发展，电池原材料中的稀土原料的需求急剧增长。稀土原料主要于原土矿、废电池回收处理、电镀工业废料回收、电子零配件回收处理中获得。目前，市场上这些原料获得的主要有效方式是火冶炼、湿法冶炼、电冶炼。萃取分离是湿法冶炼中的重要一环。

传统的萃取分离过程采用的是间歇式的作业方法，主要包括油水两相进液单元、萃取混合单元、澄清单元、油水两相分离单元。这种独立的单元组合而成的系统，主要有以下不足：

1)4个独立单元占用很大的空间，空间利用率低；

2)从一个单元进入另一个单元的过程中，两个单元都处于非正常作业状态，中间过程是间歇式作业，工作效率低；

3)这种独立单元设计的装置中间隔板材料多，制造成本高；

4)不同单元中的油水分离相的转移过程中通过使用电力的泵进行，耗能高；

5)4个独立单元的空间大，在萃取混合单元中的机械搅拌不易充分地将整个油水两相混合液体搅拌均匀，萃取的效率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型管道萃取装置，以解决现有技术的不足。

本实用新型采用以下技术方案：

一种新型管道萃取装置，包括装置本体、水相进液管、油相进液管、水相出液管和油相出液管；装置本体内一侧为曝气萃取分离系统，另一侧为澄清池；曝气萃取分离系统分为曝气池段和高速分离段，曝气池段设于高速分离段下方，曝气池段顶部和高速分离段底部连通；曝气池段内底部和内周壁设有若干曝气管，曝气管和曝气进气管连通，水相进液管、油相进液管和曝气池段连通，水相进液管、油相进液管高于底部曝气管；高速分离段设搅拌电机、搅拌杆和多个搅拌叶轮，搅拌电机设在装置本体外顶部，搅拌杆一端和搅拌电机连接，另一端穿过装置本体顶部至高速分离段内底部，多个搅拌叶轮均匀设在搅拌杆上，高速分离段上部近澄清池侧设有高速分离段出口，最上端搅拌叶轮顶部低于高速分离段出口；澄清池通过高速分离段出口和曝气萃取分离系统连通，澄清池顶部设出气孔，澄清池内设有使高速分离段出口混合液体呈蛇形流动的多级隔板，多级隔板两端和装置本体上下内壁均有间隔，蛇形流动端间隔高度大于另一端间隔高度；水相出液管设于澄清池外侧底部，和澄清池连通，油相出液管设于澄清池外侧上部，和澄清池连通。

进一步地，水相进液管和油相进液管同向垂直上下平行设置，水相进液管在油相进液管上方，且油相进液管底端稍高于曝气池段内底部曝气管顶端。

进一步地，设多个所述新型管道萃取装置，本级新型管道萃取装置得到的油相由油相出液管进入到油相储备槽再送入下级新型管道萃取装置油相进液管；本级新型管道萃取装置得到的水相由水相出液管进入到水相储备槽再送入本级或上级新型管道萃取装置水相进液管。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型主要包括油水两相进液、出液管，曝气萃取分离系统，澄清池，曝气萃取分离系统分为曝气池段和高速分离段两个部分，本实用新型结构部件简单，装置体积小，节省空间，装置造价成本低，零部件维保方便。

2、本实用新型在曝气池段内底部和内侧壁上安装的曝气管的鼓气条件下，气体无规律运动，整体运动方向向上，带动了油水两相进行多次混合萃取，底部的曝气管安装比油水两相进液管安装低，在垂直方向上对油水两相的搅拌距离较长，规避了机械搅拌杆主要集中在搅拌杆附近的搅拌、搅拌距离短的缺点，同时气体向上运动使油水两相充分混合，避免可能出现密度高的水相沉积在底部，密度轻的油相浮在上表面的分层现象，影响油水两相的混合，造成萃取分离效率低的问题；在水平方向，曝气管出来的气体是无规则的运动，在水平方向上可以充分的扩散造成两相液体的充分搅拌混合，避免了两相液体因机械搅拌做沿着机械轴的同心圆周运动而搅拌混合不充分的缺陷。

3、本实用新型对油水两相进液管的布局进行了设计，油水两相进液管同向进液设计成两个管道垂直上下平行布置，密度高的水相从上管进液，密度轻的油相从下管进液，两相进液管的出液口在同一垂直方向，两相液体从出口位置流出进入到曝气池段后，密度高的水相向下扩散，密度轻的油相向上扩散，两相液体刚好混合接触，避免出现底部沉积密度高的水相，顶部悬浮密度轻的水相的现象，使得油水两相混合更充分。

4、本实用新型的曝气萃取分离系统采用双重混合萃取、分离机制，曝气萃取分离系统的曝气池段提供了油水两相的搅拌混合萃取过程，高速分离段提供了油水两相的搅拌混合萃取分离过程，双重混合萃取、分离系统较传统单一的机械搅拌萃取分离效率更高，萃取分离率更高。

5、本实用新型的曝气萃取分离系统分为曝气池段和高速分离段，曝气池段的使用寿命通常较机械搅拌的使用寿命更长，通常机械搅拌的使用寿命在3-6个月，曝气池段因结构简单，无机械搅拌的轴体磨损和润滑油的消耗等问题，使用寿命通常3-5年，甚至更长；高速分离段机械搅拌的混合液体是经过曝气池段混合萃取后的混合液体，该混合液体中有大量的气体，降低了混合液体中的密度和粘度，减少了对机械搅拌的磨损与老化。本实用新型曝气萃取分离系统的可靠性更高，更适合萃取分离连续作业系统。

6、本实用新型的曝气萃取分离系统的高速分离段搅拌叶轮高速旋转运动，在垂直方向上起到了对液体的提升推进作用，使曝气池段的混合液体进液至高速分离段，同时在水平方向上起到了高速旋转离心运动作用，使经过曝气池段曝气处理过的混合液体通过高速旋转离心运动使得混合、萃取、分离三步同时进行，混合液中的气体、油相、水相都会很大程度上进行分离，分离后的气体通过曝气池段出口、澄清池顶部出气孔排出，分离后的油相和水相在高速分离段的搅拌叶轮液体提升推进作用下进入到澄清池，因为高速分离段的预处理分离作用，可以节省油相和水相在澄清池中的澄清时间，提高了本实用新型装置的效率。

7、本实用新型中的澄清池处理经过高速分离段处理后的油相、水相混合液体，经过高速分离段的预处理作用，油水混合液体得到了部分或者全部的分离，混合液体澄清需要时间可以更短，混合液体可以在流动更短的距离就可以澄清，澄清池需要的径向尺寸就可以做到更小，澄清池的体积就更小。同时澄清池中增加了多级隔板设置，规划了从高速分离段出口出来的混合液体的流向，延长了混合液体从高速分离段出口到油水两相出液口的流动距离，在与竞品相同澄清时间的情况下可以大幅地缩短澄清池径向上的距离，节省装置空间。此外，在澄清池中增加多级隔板提高了从高速分离段进入澄清池方向到出液口方向上单位径向距离上液体的流动距离，提高了油水两相的澄清分离效率。对比传统机械搅拌萃取系统的澄清池中间没有挡板，澄清过程中没有液体流动，不能连续作业，本实用新型可以连续作业，节约澄清时间，提高澄清效率，且连续作业的澄清池体积更小，制造材料更省，造价成本更低，空间利用率高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本实用新型，但并不用来限定本实用新型的实施范围。

一种新型管道萃取装置，如图1所示，包括装置本体、水相进液管1、油相进液管2、水相出液管8和油相出液管7。装置本体内一侧为曝气萃取分离系统，另一侧为澄清池6。曝气萃取分离系统分为曝气池段3和高速分离段4，曝气池段3设于高速分离段4下方，曝气池段3顶部和高速分离段4底部连通。曝气池段3内底部和内周壁设有若干曝气管302，曝气管302和曝气进气管301连通。水相进液管1、油相进液管2和曝气池段3连通，水相进液管1、油相进液管2高于底部曝气管302，水相进液管1、油相进液管2设置方式优选如下：水相进液管1和油相进液管2同向垂直上下平行设置，水相进液管1在油相进液管2上方，且油相进液管2底端稍高于曝气池段3内底部曝气管301顶端。高速分离段4设搅拌电机401、搅拌杆402和多个搅拌叶轮403，搅拌电机401设在装置本体外顶部，搅拌杆402一端和搅拌电机401连接，另一端穿过装置本体顶部至高速分离段4内底部，多个搅拌叶轮403均匀设在搅拌杆402上。高速分离段4上部近澄清池6侧设有高速分离段出口404，最上端搅拌叶轮403顶部低于高速分离段出口404。澄清池6通过高速分离段出口404和曝气萃取分离系统连通。澄清池顶部设出气孔5。澄清池6内设有使高速分离段出口404混合液体呈蛇形流动的多级隔板601，多级隔板601两端和装置本体上下内壁均有间隔，蛇形流动端间隔高度大于另一端间隔高度。水相出液管8设于澄清池6外侧底部，和澄清池6连通。油相出液7管设于澄清池6外侧上部，和澄清池6连通。

本实用新型可设多个所述新型管道萃取装置，本级新型管道萃取装置得到的油相由油相出液管7进入到油相储备槽再送入下级新型管道萃取装置油相进液管2；本级新型管道萃取装置得到的水相由水相出液管8进入到水相储备槽再送入本级或上级新型管道萃取装置水相进液管1。

本实用新型工作流程如下：

密度高的水相由上面的水相进液管1进入到曝气池段3，密度轻的油相由下面的油相进液管2进入到曝气池段3，在曝气池段3内密度高的水相向下扩散，密度轻的油相向上扩散，同时在曝气池段3内底部和内周壁上安装的曝气管302的鼓气条件下，气体无规律运动，整体运动方向向上，带动了油水两相进行多次混合萃取；高速分离段4中搅拌叶轮403高速旋转运动，在垂直方向上起到了对液体的提升推进作用，使曝气池段3的混合液体进液至高速分离段4，同时在水平方向上起到了高速旋转离心运动作用，在离心运动过程中混合液体、气体(曝气过程中形成的)再次进行混合萃取及进行分离的过程，混合液体、气体出现部分或全部的分离，分离后的气体通过曝气池段出404口、澄清池6顶部出气孔5排出，分离后的混合液体在高速分离段4的搅拌叶轮403液体提升推进作用下进入至澄清池6中并继续向前流动，在澄清池6设置的多级隔板601及油水两相出液口下一工艺虹吸或重力作用下，混合液体在澄清池6向前流动的方向如图1箭头所示，混合液体在流动的过程中，油水两相随着化学物质的极性的不同逐渐出现分离，最终形成互不相溶的油水两相，并出现分层现象，得到油相和水相的分离，油相通过澄清池6上部的油相出液管7流出，水相经过澄清池6底部的水相出液管8流出，本阶段萃取过程完成。萃取过程可以设置成多个所述新型管道萃取装置，本级新型管道萃取装置得到的油相由油相出液管7进入到油相储备槽再送入下级新型管道萃取装置油相进液管2；本级新型管道萃取装置得到的水相由水相出液管8进入到水相储备槽再送入本级或上级新型管道萃取装置水相进液管1。

Claims (3)

1.一种新型管道萃取装置，其特征在于，包括装置本体、水相进液管、油相进液管、水相出液管和油相出液管；装置本体内一侧为曝气萃取分离系统，另一侧为澄清池；曝气萃取分离系统分为曝气池段和高速分离段，曝气池段设于高速分离段下方，曝气池段顶部和高速分离段底部连通；曝气池段内底部和内周壁设有若干曝气管，曝气管和曝气进气管连通，水相进液管、油相进液管和曝气池段连通，水相进液管、油相进液管高于底部曝气管；高速分离段设搅拌电机、搅拌杆和多个搅拌叶轮，搅拌电机设在装置本体外顶部，搅拌杆一端和搅拌电机连接，另一端穿过装置本体顶部至高速分离段内底部，多个搅拌叶轮均匀设在搅拌杆上，高速分离段上部近澄清池侧设有高速分离段出口，最上端搅拌叶轮顶部低于高速分离段出口；澄清池通过高速分离段出口和曝气萃取分离系统连通，澄清池顶部设出气孔，澄清池内设有使高速分离段出口混合液体呈蛇形流动的多级隔板，多级隔板两端和装置本体上下内壁均有间隔，蛇形流动端间隔高度大于另一端间隔高度；水相出液管设于澄清池外侧底部，和澄清池连通，油相出液管设于澄清池外侧上部，和澄清池连通。

2.根据权利要求1所述的一种新型管道萃取装置，其特征在于，水相进液管和油相进液管同向垂直上下平行设置，水相进液管在油相进液管上方，且油相进液管底端稍高于曝气池段内底部曝气管顶端。

3.根据权利要求1所述的一种新型管道萃取装置，其特征在于，设多个所述新型管道萃取装置，本级新型管道萃取装置得到的油相由油相出液管进入到油相储备槽再送入下级新型管道萃取装置油相进液管；本级新型管道萃取装置得到的水相由水相出液管进入到水相储备槽再送入本级或上级新型管道萃取装置水相进液管。

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