TW201526982A - 靜態內部構件、一個或多個靜態內部構件的使用、攪動式液液接觸器，及攪動式液液接觸器的使用 - Google Patents

Abstract

一種靜態內部構件(1)，係具體適合用在缺乏平靜區段及具有金屬的攪動式內部構件(2)之攪動式液液接觸器(3)中改善液體之間的接觸、熱傳送或質量傳送。 該靜態內部構件(1)的表面能為小於40，較佳為小於30，更佳為小於25，最佳為小於20mN/m。

Description

靜態內部構件、一個或多個靜態內部構件的使用、攪動式液液接觸器，及攪動式液液接觸器的使用

本發明係關於申請專利範圍之獨立第1項所述之一種靜態內部構件、申請專利範圍之獨立第6項所述之一個或多個靜態內部構件的使用、申請專利範圍之獨立第7項所述之一種攪動式液液接觸器以及申請專利範圍之獨立第12項所述之一種攪動式液液接觸器的使用。

第1圖係顯示現有技術之攪動式液液接觸器以及關於水相分散於連續的有機相之情況示意圖。該圖像顯示於60mm引導管柱上之試驗的近距離觀察。應用於該等試驗中之液體係以純工業級二氯甲烷作為該連續相，以及包含水、小於20wt.%可溶於二氯甲烷中的有機成分及以及小於20wt.%的無機產物之水性原料流。於兩個設定中該二氯甲烷之流速約為20公斤/小時(kg/h)，該水性原料之流速約為10kg/h。第1圖顯示複數之水性液滴分散在採用 全部金屬製之內部構件的有機相中。可以看出大量的液滴黏在板1、13上。該等液滴係不再傳送通過該接觸器3，因而無助於總質量的傳送。它們作為受陷住的液體且只會增加局部的滯留。該系統的缺點係該複數之水滴不能形成足夠細微且於一段較長時間保持分散。所以該接觸器變得沒有效率。另一方面，由於該複數之液滴黏至該內部構件，使該流體動力之情況於萃取時惡化。

液液接觸器為習知的先前技術。不同方法以及設備係用以改善該質量或熱傳送過程及設備的數量及/或品質。液體於此種液液接觸器中連續地流動以及順流或逆流穿過一個或多個可安裝特別設計之內部構件於其中的塔柱或管柱。這類型的設備包含靜態內部構件(例如複數之隔板)及/或複數之攪動式內部構件(例如軸桿及攪動器)，用於影響該液體及該流體力學之情況的物理性質。有時結構化填料也用於在較輕的上升液體及較重的下沉液體之間提供較佳的接觸，較佳的接觸意味著較高的效率。

液液接觸器之一般的構成係以提供從該攪動器上部區域沉降較重的液體流動以及提供從該攪動器下部區域上升相較於該重相具有較低密度之較輕的液體流動。現已發現於提供給予有效率的熱及/或質量傳送、或液液接觸的設備及方法的先前技術中理想的液液接觸區域，藉以通過所給定的最小尺寸地帶，實現該流體的接觸與最小壓降。致使特定高流量之高效率及低壓降為液液接觸操作中的重要設計標準。為了熱及/或質量傳送的主要功能， 用於液液接觸的足夠的界面區域是必要的。以此設備，該原料之重的及輕的成份係分別於該塔柱的底部及頂部回收。

通過攪拌器系統，該第一液體的液滴係形成以及保持分散於第二液體中一段較長的時間。第2,493,265號美國專利係顯示主動型液液接觸器的一個實施例。該參考文獻闡述該發明的一方面包含具有混合區段的實質垂直管柱或腔室，其中設置一個或多個攪動器以促進該等液體之間緊密接觸，以便使液體之間平衡接觸。在該混合腔室的上方及下方之纖維填料的層疊係為平靜區段，較佳為自支撐型態，舉例而言，係安置金屬絲網所編織之管狀的捲。如同Scheibel專利的描述，於平靜區段的填料停止了液體的圓周運動且促進彼等之分離。因此，在填料的較低層中，較重之液體沉澱出來且向下地流動，逆流至且穿過較輕之液體的上升液流。同樣地，在填料的較高層中，較輕之液體的上升液流，以逆流流動至且穿過較重之液體的下降液流。該攪動器係安置於延伸穿過該管柱的中心軸上，且該軸係藉由任何適當的裝置轉動，諸如馬達。最近的一篇Scheibel專利設計係提出且呈現於第2,850,362號美國專利。於此系統中，延伸垂直穿過該全部的平靜區段之自支撐的金屬絲網篩係再一次的提出且呈現。設置如同此處所描述的該等攪動式系統係非常複雜且非常昂貴。由於該現存的混合腔室及平靜區段，管柱的高度係非必要的增加且該流量係減少。此外，由於該必要的 攪動為非常的密集，該平靜區段是必須的。

另一個液液接觸器係揭露於第0 543 552 B1號歐洲專利。該具體的實施例關於該所謂從含有多餘汙染物的廢棄或使用過的物質中回收鈾的“鈽鈾萃取法(Purex Process)”，因此，水相及有機相之逆流的液流穿過流體接觸萃取管柱。藉此使用相分散多孔板，使其上部周邊成為橢圓輪廓的圓形，用於減少通過之相液滴的聚集。該發明之一方面，係不攪動該管柱中之液體，但經由脈衝幫浦或軸向往復分散板的泵入，以容許最理想的液滴形成和聚集在每一基板上。假使該水相係分散且有機相是連續的，則該相分散板可從非濕潤材質或諸如鐵氟龍之塑料構成。如此避免該水相的液滴於接觸時濕潤板或管柱的表面。第0 543 552 B1號歐洲專利中描述之系統的主要缺點在於該系統並非攪動式接觸器，以至於該第一液滴不能成為足夠細微且在第二液體中保持更長時間分散。此外，由於該脈衝幫浦或軸向往復板的使用係複雜，使設置該接觸器成為昂貴。

攪動式萃取管柱的另一實施例係於第97/10886號世界專利所給出。該攪動式管柱，具體而言是呈現出逆流之液液萃取系統。攪動裝置係配置於每一混合區段中。結構化填料係安置於平靜區段中並且介於混合區段之間。該安置於平靜區段中之結構化填料至少包含配置成一般面對面關係，用以促進液體在其之間流動的波紋狀接觸板的至少一層。該板係箔狀且由金屬形成或由含有鐵 弗龍及聚丙烯之工程類型塑料形成或塗覆。第97/10886號世界專利涉及之攪動式管柱也只提及結構化填料之交流區段介於攪動器之間，且聲稱塑料作為該填料的材料。因此，第97/10886號世界專利呈現如同第2,493,265號美國專利之相同的缺點。二專利沒有藉由選擇適當的構成材料解決該靜態部分在該液液接觸器內部之濕潤問題。此外，設置該攪動式系統係非常的複雜且昂貴。由於該存在的混合腔室及平靜區段，該管柱高度為非必要的增加且該流量減少。

第2 051 602號英國專利還揭露另一個液液萃取管柱；無論如何，此揭露也沒有解決靜態部分的濕潤問題。事實上，‘602英國專利具有相反的目的，基於該分散相濕潤其導管的壁面而以形成大量，連帶沉積於其揭露的管柱。‘602英國專利宣稱該等濕潤應能改善其被動區的聚集。具體而言，該等聚集/沉澱於該導管中的目的係欲予該導管的截面變窄或變寬，根據該萃取過程的供給速率及容量，如此自動地調節穿過該導管的截面的流動。無論如何，在許多液液萃取管柱，不具有被動區的操作係理想的情況，因而此揭露僅能有限度的應用。

因此，本發明之目的係提供經改良且有效設計的靜態內部構件及其使用方法、以及用以改善液體的接觸、熱傳送或質量傳送之效率高且操作簡易的經改良之攪動式液液接觸器。

本發明滿足該目的之請求標的係藉由獨立 第1項之靜態內部構件、獨立第6項之靜態內部構件之使用、獨立第7項之攪動式液液接觸器以及獨立第12項之攪動式液液接觸器之使用的特徵而表徵。

該等附屬項係關於本發明之特別優越的具體實施例。

根據本發明，藉由靜態內部構件具體適合用在具有金屬的攪動式內部構件之攪動式液液接觸器中改善液體之間接觸、熱傳送或質量傳送來達成。藉此，該靜態內部構件的表面能為小於40，較佳為小於30，更佳為小於25，最佳為小於20mN/m。

根據本發明，藉由一個或多個靜態內部構件在包含金屬製的攪動式內部構件之攪動式液體接觸器中的使用，以改善接觸、熱傳送或質量傳送的過程來達成，其中，該一個或多個靜態內部構件係選自漩渦碎機、間隔套筒及隔板，藉此該靜態內部構件的表面能為小於40，較佳為小於30，更佳為小於25，最佳為小於20mN/m。

該靜態內部構件係為該液液接觸器的非移動部件。該靜態內部構件可包含為該液液接觸器的一個或數個或全部的非移動部件。無論如何，該靜態內部構件也可為任何的非移動部件，具體而言，漩渦碎機及/或間隔套筒及/或隔板。以允許徑向流動但提供高阻力至軸向流動的此靜態內部構件，為該技術領域中所習知。

該靜態內部構件之特性可以是表面能。作為表面能可理解的特性係為當表面產生時，量化該分子間 鍵結發生的破壞。於固體的物理學中，表面必須實質上比材料的本體在能量上較為不利。與本體相比，表面能可因此定義為材料表面上的過剩能。

表面能係經由使用Fowkes理論的躺滴技術測量，從作為表面探測液體之極性液體水及非極性液體二碘甲烷的接觸角來測定該表面能。該躺滴技術係用於固體表面能、及某些情況下之多種液體表面能方面之特性量測的使用方法。該方法的主要前提係以放置已知表面能之液體的液滴、該滴下的形狀、更具體地接觸角、以及該液體的已知表面能作為參數，可用於計算該固體樣品的表面能。該液體於該等實驗中係稱呼為探針液體，舉例而言，水和二碘甲烷。接觸角係經由使用光學子系統捕捉固體基材上之液體的輪廓的接觸角測角器來予以測量。形成於該液/固界面以及該液/氣界面之間的角係為接觸角。標準測量該塑料表面之接觸角的方法係經由ISO 15989所提供。進一步習知代表性的方法包含用於黏著劑的DIN EN 328以及用於紙張濕潤的ASTM D 724-94。

該靜態內部構件的表面能為小於40，較佳為小於30，更佳為小於25，最佳為小於20mN/m。因此該靜態內部構件作為本發明之使用係應構成為或以非濕潤的材料(諸如典型地塑料)塗覆。此有效地防止第一液體或第二液體的液滴(例如水的液滴)的接觸濕潤靜態內部構件。另一方面，此防止液滴的聚集，增加具體的界面區域且從而增加了分離性能。此外，運用具有低表面能之靜態內部 構件的優點之一為該第一流體及第二流體之較佳的接觸，以及該較佳的接觸意味著較高的效率。

該攪動式液液接觸器可為塔柱或管柱。一個或多個靜態內部構件可配置於該攪動式液液接觸器以及一個或多個攪動式內部構件。該靜態內部構件可包含該液液接觸器的一個或數個或全部的非移動部件。該攪動式內部構件可包含該液液接觸器的一個或數個或全部的移動部件。該攪動式內部構件可安置於延伸穿透該管柱之中心軸桿，以及該軸桿可經由任何合適的裝置(諸如馬達)予以旋轉。本發明之攪動式內部構件的攪動作用可理解為移動部件的徑向運動。本發明之攪動作用排除軸向運動，具體而言，脈衝泵的脈衝或軸向往復式內部構件的往復。由此具有軸向導管之擋板，允許軸向流動但提供了高阻力至徑向流動，諸如已揭露於第2 051 602 A號英國專利的情況，本發明之靜態內部構件欲予排除，如可從本發明之第2至4圖所示。

於本發明之具體實施例中，該攪動式液液接觸器將缺乏平靜區段。換句話說，本發明之接觸器將只具有主動地帶，而不具有任何被動地帶。由於本發明之靜態內部構件在該攪動式接觸器中改善該接觸、熱傳送或質量傳送的優異效果，舉例而言，藉由促進於接觸器中液滴的分散，平靜區段將往往不再需要，從而減少成本以及接觸器和接觸過程的複雜性。

該攪動式液液接觸器通常包含第一液體之 液流的逆流，特別是水相，以及第二液體，特別是有機相，與設在於該接觸器之上層區域，用於第一液體之第一入水口以及用於第二液體的第一出水口。此外該接觸器包含設於其下層區域用於第一流體的第二出水口以及用於第二流體的第二入水口。因此，第一液體的下降流動，特別是較重的液體，從該接觸器的上層區域發生，以及第二液體的上升流動，特別是較輕的液體，從該接觸器的下層區域。該攪動式液液接觸器可確立在第一及第二流體之間的接觸俾使在第一和第二液體之間熱傳送或質量傳送。通常於攪動式液液接觸器中，有機相係分散進入連續的水相中。特別是本發明關於其中水相必須分散進入連續的有機相之情況。

根據該靜態內部構件之較佳具體實施例係漩渦碎機及/或間隔套筒及/或隔板。漩渦碎機及/或間隔套筒及/或隔板係該攪動式液液接觸器的非移動部件。儘管如此，該靜態內部構件通常可包含其他非移動部件。該靜態內部構件可為攪動式液液接觸器之攪動地帶的部件。無論如何，有利於該等靜態內部構件提供足夠的分離性能。既然不再需要高機械的堅固性，該靜態內部構件可簡單地製造且已有現存的靜態內部構件可予以置換，另一方面，進一步的優點為此降低了成本，並且使該靜態內部構件更便宜。

本發明之靜態內部構件，特別是該漩渦碎機及/或間隔套筒及/或隔板，係非結構化填充物或結構化 填充物的部分以及亦非任意的填充物。結構化填充物和任意的填充物一般係用於被動的液液接觸器(非機械地引起攪動作用)或攪動式液液萃取接觸器的平靜地帶。無論如何，結構化填充物及亦非任意的填充物無法提供足夠的分離性能，因此必須使用具有靜態內部構件之攪動式液液接觸器。

本發明之進一步具體實施例係為該靜態內部構件包含塑料或陶瓷或玻璃面，以及/或該靜態內部構件由塑料或陶瓷或玻璃所組成。根據另一之較佳具體實施例，該塑料為氟聚合物。該靜態內部構件可用塑料或陶瓷或玻璃面欲予塗覆或層壓。此為對於提供低能量表面之較經濟的解決方案。同樣地，該靜態內部構件可由塑料或陶瓷或玻璃所組成。由此有利於該靜態內部構件可欲予簡單地製造及具有較好的耐久性。此為避免對於塗覆或層壓的需求之最經濟的解決方案。

作為本發明使用之靜態內部構件可為具有表面能小於40，較佳為小於30，更佳為小於25，最佳為小於20mN/m之材料所構成，所以，該靜態內部構件可經塗覆或由塑料組成，特別是PTFE或ETFE或FEP，其係用於靜態接觸器。於一些具體實施例中，該塑料係除了PVDF之塑料。對於一些應用中，與全氟化塑料(諸如PTFE)相比，該PVDF具有高成本、高膨脹及可溶性、較差之耐化學性及低熔點的缺點。因此，具有靜態內部構件之攪動式液液接觸器可由該等塑料製成以及該攪動式內部構件係由金屬 (諸如不鏽鋼或玻璃)製成。更有利地，此為防止攪動式液液接觸器，特別是該靜態內部構件，被第一流體的液滴所濕潤，特別是分散的水相。此外，該等氟聚合物係為具有良好的耐化學性之最低表面能聚合物。

另一方面，該目的係根據本發明之包含金屬的攪動式內部構件及靜態內部構件的攪動式液液接觸器達成。該攪動式液液接觸器係適合用於液體於其中的流動，藉此液體流動於液流的逆流中以及該等攪動式液液接觸器包含：- 具有中心軸貫穿之實質垂直管柱，- 配置於該接觸器之內的攪動式內部構件，- 位於該管柱上部區域之用於第一流體的第一出水口以及用於第二流體的第二入水口，- 以及位於該管柱下部區域之用於該第二流體的第二出水口以及用於第一流體的第一入水口。

該攪動式液液接觸器一般係與第一液體及第二液體之液流的逆流使用。該攪動式液液接觸器可包含管柱或塔柱，特別是具有中心軸貫穿之實質垂直管柱。該攪動式液液接觸器可細分為一個或多個區段，特別是水平的區段，如此為一系列的相同階層。該攪動式液液接觸器可經由靜態內部構件細分為複數之個別區段，例如沿著該接觸器的內壁定位在隔開的間隔之平面、環狀的及/或穿孔的、水平的隔板。分離該管柱成區段之靜態內部構件的連通，例如於靜態內部構件中透過中心開口或穿孔。區段本 身可細分成一個或多個地帶，舉例而言，混合地帶及/或分離地帶。於混合地帶中，該攪動式內部構件能徹底地混合該第一及第二液體；對照該分離區域，液體由於不同比重的原因而分離。該攪動式液液接觸器可包含能向下延伸該接觸器之中心軸的軸桿。攪動式內部構件，舉例而言，垂直葉片攪動器、渦輪或撥片，可安置於該軸桿及從該軸桿向外延伸，特別是徑向延伸。

該攪動式液液接觸器可包含用於旋轉該軸桿的驅動手段，例如用於供能給該第一及第二流體混合之驅動馬達。該驅動馬達可具有變速且能設置在該攪動式液液接觸器上方之實例。此外，該驅動馬達可旋轉該軸桿，藉此當液體通過貫穿攪動式內部構件的逆流，該攪動式內部構件可產生液體的攪動作用。該攪動式內部構件，特別是組裝至撥片之垂直葉片或渦輪機，能以非垂直推力引起攪動作用。賦予該攪動作用係以減少分散進入另一連續液相之液體液滴的大小而設計。從攪動式內部構件之攪動作用已呈現出在此等組裝中產生足夠分散的液滴組態。該典型的液滴直徑可為2至3mm，但不該為小於1mm。

該靜態內部構件可設置於攪動式液液接觸器之內，藉此該靜態內部構件包含該攪動式液液接觸器之一個或數個或全部的非移動部件，特別是漩渦碎機及/或間隔套筒及/或隔板。該靜態內部構件於攪動式液體接觸器中改善該接觸器、熱傳送或質量傳送過程。

根據本發明之攪動式液液接觸器為反應或 萃取或質量傳送管柱。兩個接觸應用中，該反應或萃取管柱，可涉及反應物的傳送或質量橫越該界面。此外，該攪動式液液接觸器為RDC管柱或Kühni管柱或QVF-Rührzellen-Extraktor或Scheibel管柱。

根據本發明之該攪動式內部構件係金屬製。製造該攪動式液液接觸器以及該靜態及攪動式內部構件之材料係取決在該有機或水相是否分散於彼此。對應於本發明，水相為分散的以及該有機相為連續的，也就是為什麼該攪動式內部構件為金屬製，舉例而言鋼或不繡鋼，及靜態內部構件及/或該接觸器可塗覆或由塑料組成，特別是PTFE或ETFE或FEP。於一些具體實施例中該塑料係除了PVDF之塑料。此有效地防止液相的液滴於接觸時濕潤靜態內部構件或管柱表面。

本發明進一步關於攪動式液液接觸器於接觸或熱傳送或質量傳送過程之用途，特別是液液萃取過程。該熱傳送或質量傳送過程，特別是液液萃取過程，為兩種相接觸的標準應用。根據本發明之該攪動式液液接觸器(特別是靜態內部構件)的有利用途，使該熱傳送或質量傳送過程(特別是於液液萃取過程)更有效，因而該流量更高以及改進該分離性能。

根據本發明之該液液萃取過程包含兩個液相以及該兩個相具有至少1mN/m的界面張力，較佳為大於5mN/m。一個相為水相以及第二相為典型地具有10至30mN/m之界面張力的有機相。常見測量該界面張力的技 術係相似於ASTM D2285-99的滴體積方法。

根據本發明之該靜態內部構件具有與分散相大於30、較佳為60、更佳為大於90度之靜態接觸角。該接觸角可定義為固體樣品表面及在該液滴之卵形形狀的邊緣切線之間的角度。高的接觸角指示低的固體表面能或化學親和力。此也代表低的濕潤程度。低的接觸角指示高的固體表面能或化學親和力，以及高的或有時完全濕潤的程度。該靜態內部構件有利地具有高的接觸角，此指示低的固體表面能或低的濕潤程度。

從申請專利範圍之附屬項中進一步導致有利的測量及較佳方法之具體實施例結果。

1‧‧‧靜態式內部構件

2‧‧‧攪動式內部構件

3‧‧‧攪動式液液接觸器

4‧‧‧壁面

5‧‧‧第一出水口

6‧‧‧第二入水口

7‧‧‧第二出水口

8‧‧‧第一入水口

9‧‧‧驅動馬達

10‧‧‧區段

11、12‧‧‧間隔套筒

13‧‧‧隔板

21‧‧‧水平板

22‧‧‧鰭片

23‧‧‧軸桿

A‧‧‧中心軸

本發明在下文中將引用具體實施例及圖式之設備方面及程序工程方面，更詳細地說明。該等示意圖所示：第1圖係顯示現有技術之攪動式液液接觸器的圖片示意圖；第2圖係顯示攪動式液液接觸器之第一具體實施例的詳細圖形示意圖；第3圖係顯示根據本發明之靜態及攪動式內部構件的詳細圖形示意圖；以及第4圖係顯示根據本發明之攪動式液液接觸器的圖片示意圖。

參照第2圖係顯示攪動式液液接觸器之第一具體實施例的詳細圖形示意圖。該攪動式液液接觸器3，例如管柱或塔柱，具有頂部及底部封閉的垂直圓柱形狀。攪動式內部構件2係透過該接觸器3之全長沿著中心軸A之軸向於中心安置，可旋轉軸桿2固定於頂部軸承上(未顯示)。軸桿2、23延伸穿過用於連接驅動手段之該接觸器3的頂部中的軸承，特別是變速驅動馬達9設置於其上。安置於可旋轉軸桿2、23上而位於隔開的間隔者是進一步水平徑向延伸的攪動式內部構件2，具體而言，為攪拌器、渦輪、圓盤或攪動器。該攪動式內部構件2較佳地為具有鰭片或葉片22之渦輪式攪動器以及沿著可旋轉水平板21之周圍的導向板(未顯示於圖形上)。鰭片22的數量於各個攪動器2上可不相同，如2至8個，較佳為4至6個，能方便地使用鰭片22。鰭片或葉片22沒有間距，以便僅賦予水平流動至流體。於各個區段中該攪動器的旋轉係透過機械齒輪(未顯示)經由聯結攪動式內部構件2安置於其上之軸桿2、22至該驅動馬達9而作用。該攪動式液液接觸器3較佳地分成區段10。特別於側視圖、橫截面圖，顯示區段10為較少細節。各個區段10係經由兩個靜態內部構件1(靜態隔板1、13)予以限制及定義。高度及因此區段10係經由間隔套筒11定義。各個區段10係經由靜態隔板1、13從相鄰區段分開，靜態隔板1、13可相對於該接觸器之壁面4安置。該靜態隔板1、13的外徑係大致相同於該接觸器3的內徑。

此等環狀的靜態隔板1、13係定位於各個區段10中該攪動式內部構件2的上方及下方，且控制液體的流動。靜態隔板1、13具有中心開口以容納旋轉軸桿2、23，以及沿著該接觸器3的軸A安置於中心地帶。於本發明之其他典型的具體實施例中，隔板1、13具有額外的穿孔。足夠的間隙係保持於中心開口以及該接觸器之壁面4的附近，以便提供用於第2圖所示方式之板1、13周圍液體之平滑流動的自由區域。靜態隔板1、13可於垂直延伸的間隔套筒1、12上安裝。該接觸器3係配備有位在該接觸器3之上部區域用於第一流體之第一出水口5與用於第二流體之第二入水口6，以及位在該接觸器3之下部區域用於第二流體之第二出水口7與用於第一流體之第一入水口8。如果需要的話，額外的液體入水口或出水口可於管柱中任何一點嵌入。另一方面，任何想要數量的存取端口也可於該接觸器3的頂部或側壁面之適當位置嵌入。觀測鏡及液位計(未顯示)也可包含於結構中。該接觸器3可於經由凸緣連結之次組合單位構成。無論如何，本發明並不限制於各圖中所呈現之結構特徵的具體組合。

第3圖顯示根據本發明之靜態及攪動式內部構件的詳細圖形示意圖。第3圖基本上對應於第2圖。第3圖顯示，安置於可旋轉的軸桿2、23上，於隔開的間隔上，係進一步水平徑向延伸的攪動式內部構件2，具體而言為攪拌器或攪動器。該攪動式內部構件2較佳地為沿著該可旋轉水平板21之周圍具有鰭片或葉片22之渦輪式 攪動器。該攪動式液液接觸器3分成詳細顯示之區段10，各個區段10經由2個靜態內部構件1(靜態隔板1、13)予以限制及定義。高度及因此區段10經由間隔套筒11定義。各個區段10係經由靜態隔板1、13從相鄰區段分開。

該攪動式內部構件2及於隔板之間的間隔套筒為漩渦流動型態的地域中。因此兩部件於該連續相周圍係良好地流動。假使液滴開始濕潤此等部件，液滴將會被沖離。為了維持該萃取管柱內部之液滴分散，該靜態內部構件應具有低的濕潤性以及與該分散的液滴相之大的接觸角。因此於本發明之相中，就載體及分散相(水與有機)的本質來說為相對的，關於該靜態內部構件之構成的材料對比‘602英國專利之彼等材料，其中該有機分散相應聚集及濕潤該鐵氟龍之內部構件。於本發明的過程中，該分散水相應避免濕潤該塑料(氟聚合物)之靜態內部構件。合併上述提及塑料及金屬的濕潤性要求，包含有機液滴於連續的水相中的分散，應於具有金屬之內部構件的管柱中應用。而用於連續的有機相中水性液滴的分散，該靜態部分應為塑料製成。

參照第4圖，第4圖根據本發明顯示攪動式液液接觸器的圖片。第4圖關於水相分散於連續的有機相之情況。應用於該等試驗中之液體係純工業級二氯甲烷作為連續相，以及包含水、小於20wt.%可溶於二氯甲烷中的有機成分以及小於20wt.%的無機產物之水性原料流。於兩個設定中，該二氯甲烷之流速約為20公斤/每小時(kg/h)， 該水性原料之流速約為10kg/h。此圖顯示在60mm引導管柱上試驗的近距離觀察。隔板1、13為促進濕潤及聚集的主要部件。為確認此1、13隔板的影響，金屬之靜態內部構件1經由塑料之靜態內部構件1置換。令人驚訝地，經由靜態內部構件1的改變，其濕潤特性係實質上的改善。更有利地，靜態內部構件1係容易置換而無須處理塑料之攪動式內部構件2的艱鉅事情。第4圖顯示使用塑料製成之靜態內部構件1的有機相中水性液滴的分散。由觀察得知，幾乎沒有液滴沾黏至板1、13以及該管柱內流動的型態看得出改善。

1‧‧‧靜態式內部構件

2‧‧‧攪動式內部構件

3‧‧‧攪動式液液接觸器

10‧‧‧區段

11、12‧‧‧間隔套筒

13‧‧‧隔板

21‧‧‧水平板

22‧‧‧鰭片

23‧‧‧軸桿

Claims (16)

1. 一種靜態內部構件(1)，係具體適合用在缺乏平靜區段及具有金屬的攪動式內部構件(2)之攪動式液液接觸器(3)中改善液體之間的接觸、熱傳送或質量傳送；其特徵在於，該靜態內部構件(1)的表面能為小於40，較佳為小於30，更佳為小於25，最佳為小於20mN/m。
2. 如申請專利範圍第1項所述之靜態內部構件(1)，其中，該靜態內部構件(1)係漩渦碎機(11)及/或間隔套筒(12)及/或隔板(13)。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之靜態內部構件(1)，其中，該靜態內部構件(1)包含塑料或陶瓷或玻璃面。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之靜態內部構件(1)，其中，該靜態內部構件(1)係由塑料或陶瓷或玻璃所組成。
5. 如申請專利範圍第3或4項所述之靜態內部構件(1)，其中，該塑料係氟聚合物。
6. 一個或多個靜態內部構件(1)的使用，用以在缺乏平靜區段及包含金屬製的攪動式內部構件(2)之攪動式液液接觸器(3)中改善接觸、熱傳送或質量傳送的過程；其中，該一個或多個靜態內部構件(1)係選自漩渦碎機(11)、間隔套筒(12)及隔板(13)；其特徵在於，該一個或多個靜態內部構件(1)的表面能為小於40，較佳為小於30，更佳為小於25，最佳 為小於20mN/m。
7. 一種缺乏平靜區段且包含金屬的攪動式內部構件(2)及如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之靜態內部構件(1)的攪動式液液接觸器(3)。
8. 如申請專利範圍第7項所述之攪動式液液接觸器(3)，藉以適合多種液體流動於其中的該攪動式液液接觸器(3)，藉以該等液體流動於液流的逆流中，以及該攪動式液液接觸器(3)包含：具有中心軸(A)貫穿之實質垂直管柱(4)；配置於該接觸器(3)之內的攪動式內部構件(1)；位於該管柱上部區域用於第一流體的第一出水口(5)及用於第二流體的第二入水口(6)；以及位於該管柱下部區域用於該第二流體的第二出水口(7)以及用於該第一流體的第一入水口(8)。
9. 如申請專利範圍第7或8項所述之攪動式液液接觸器(3)，其中，該攪動式液液接觸器(3)係反應或萃取或質量傳送管柱。
10. 如申請專利範圍第7至9項中任一項所述之攪動式液液接觸器(3)，其中，該攪動式液液接觸器(3)為RDC管柱或Kühni管柱或QVF-Rührzellen-Extraktor或Scheibel管柱。
11. 如申請專利範圍第7至10項中任一項所述之攪動式液液接觸器(3)，其中，該攪動式內部構件(2)係金屬製成。
12. 一種如申請專利範圍第7至11項中任一項所述之攪動 式液液接觸器(3)的使用，係用於接觸或熱傳送或質量傳送的過程中。
13. 如申請專利範圍第12項所述之攪動式液液接觸器(3)的使用，其中，該使用為液液萃取過程。
14. 如申請專利範圍第12或13項所述之攪動式液液接觸器(3)的使用，其中，該液液萃取過程包含兩個相，以及該兩個相具有至少1mN/m，較佳為大於5mN/m的界面張力。
15. 如申請專利範圍第12至14項中任一項所述之攪動式液液接觸器(3)的使用，其中，一個相為水相以及第二相為具有10至30mN/m之界面張力的有機相。
16. 如申請專利範圍第12至15項中任一項所述之攪動式液液接觸器(3)的使用，其中，該靜態內部構件(1)具有與分散相大於30、較佳為60、更佳為大於90度之靜態接觸角。