一种脉冲喷射进料萃取设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种脉冲喷射进料萃取设备，涉及溶剂萃取技术领域。其包括：萃取塔和脉冲进料系统。采用萃取塔外设的脉冲进料系统实现有效的分散液相，同时又具有脉冲萃取塔的优点，液相脉冲可以促进两相进一步分散传质，其传质性能好，处理量大。此外，本实用新型专利技术克服了脉冲萃取塔的不足，本实用新型专利技术的萃取塔脉冲强度低，轴向返混效应弱，轻重相液体分离效果好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲喷射进料萃取设备


[0001]本技术涉及溶剂萃取
，具体而言，涉及一种脉冲喷射进料萃取设备。

技术介绍

[0002]溶剂萃取是一种重要的化工分离技术，它利用溶质在两种互不相溶或部分互溶的液相之间分配不同的性质来实现液体混合物的分离或提纯。在液液接触萃取过程中，为扩大传质表面积和强化传质，一般将其中一个液相分散成液滴与另一液相充分接触，再利用两相的密度差，两相在重力或离心力作用下实现分离。目前工业应用中多采用外部能量输入的方式驱动液相分散。例如机械搅拌、脉冲、磁力等方式，相关的萃取设备有混合澄清器、转盘塔、脉冲塔等。
[0003]专利CN105013211B轻重相交替进料逆流萃取工艺采用分散相和连续相交替进料，并辅以静置分离。该专利将间歇萃取过程变为半连续萃取过程，能够减小分散相的液滴，提高了萃取效率。但该专利的萃取塔相对于连续性的塔式设备处理量小，不适用于大规模生产，且轻重相交替进料会导致产品质量不稳定。
[0004]脉冲萃取塔作为一种常用的萃取设备。在脉冲萃取塔中，两相液体通过进料口连续进入塔内，脉冲发生器将脉冲由脉冲口输入塔内，使轻重相液体上下往复运动，从而使分散相液滴充分破碎和分散，有效提高两相接触面积，加强两相流体的湍动和充分接触，进而提高塔的传质效率。脉冲萃取塔内无机械传动构件，设备密封性好且结构相对简单，因此特别适用于处理腐蚀性和放射性介质。但脉冲萃取塔轻重相液体上下往复运动，造成严重的轴向返混，轻重相液体分离效果不佳。
[0005]鉴于此，特提出本技术。
技术内容
[0006]本技术的目的在于提供一种脉冲喷射进料萃取设备以解决上述技术问题。
[0007]本技术是这样实现的：
[0008]本技术提供了一种脉冲喷射进料萃取设备，其包括：萃取塔和脉冲进料系统，萃取塔的顶部设置有重相进口和轻相出口，萃取塔的底部设置有重相出口和轻相进口；脉冲进料系统通过进料管与重相进口和/或轻相出口相连；脉冲进料系统包括原料液储罐、气体稳压罐和液体缓冲罐，原料液储罐通过进液管路与液体缓冲罐连通，气体稳压罐通过进气管路与液体缓冲罐连通，且液体缓冲罐通过进料管与萃取塔连通。
[0009]在传统逆流接触的萃取塔内，两相在重力作用下运动逆流接触传质，分散相液滴的沉降速度与液滴大小以及连续相流动速度相关，当流动相速度较大时或液滴粒径较小时，液滴的沉降速度可能小于连续相的流动速度，液滴会随连续相运动，从而造成两相无法正常传质，因此在传统的萃取塔中一般进料速度较小，其液相难以有效的均匀分散，需要在外力驱动下进一步破碎液滴。
[0010]本技术通过脉冲进料系统实现脉冲形式的进料，脉冲喷射进料相较于连续进
料，在相同的平均流量下脉冲进料下瞬时流量更大，有利于液相分散为更小的液滴，而无需较高的脉冲强度进一步分散两相液体。因此与传统脉冲萃取塔相比，本技术提供的脉冲喷射进料萃取设备的轴向返混效应弱。
[0011]在本技术应用较佳的实施方式中，上述进液管路上设置有往复计量泵，进料管上设置有调节阀，进气管路上设置有控制阀，往复计量泵、调节阀和控制阀均接入控制处理器。在本技术应用较佳的实施方式中，上述进料管上还设置有单向阀。
[0012]在其他实施方式中，设置于原料液储罐、液体缓冲罐、压缩机、稳压罐以及计量泵上的仪表和阀门均接入控制处理器，由控制处理器控制阀门及设备的工作。
[0013]脉冲进料系统的脉冲进料原理如下：往复计量泵连续工作，将原料液储罐内液体输入至液体缓冲罐中。当控制阀(三通阀)控制气体稳压罐与液体缓冲罐连接时，液体缓冲罐内液体在压缩气体推动下进入到萃取塔内，因液体缓冲罐内压力较大，计量泵可能无法将液体输入至液体缓冲罐内，此时单向阀起到截止作用，防止缓冲罐内液体倒流，此时为脉冲进料波峰。
[0014]当三通阀控制液体缓冲罐与大气连接时，此时塔内液体液位高于缓冲罐，单向阀阻止塔内液体向液体缓冲罐回流(在其他实施方式中也可不设置单向阀，使塔内液体回流至缓冲罐)，原料液储罐中的液体在计量泵作用下输入至液体缓冲罐内，此时为脉冲进料波谷。
[0015]使用时，实时测量管路流量、压力以及缓冲罐液位并输入至控制处理器，由控制处理器经程序运算后控制调节电磁阀的切换时间、稳压罐压力、计量泵进料速度等，从而调节进料速度、脉冲振幅以及脉冲频率。
[0016]在本技术应用较佳的实施方式中，上述脉冲进料系统通过进料管与重相进口和/或轻相出口相连包括如下任意一种的方式：脉冲进料系统通过进料管与萃取塔的重相进口相连、脉冲进料系统通过进料管与萃取塔的轻相进口相连、两个脉冲进料系统通过重相进料管和轻相进料管分别与重相进口和轻相进口相连。
[0017]也即：轻重两相液体以脉冲形式进料，也可仅其中一相液体采用连续进料，另一相液体脉冲进料。而两相液体的流量、脉冲振幅、脉冲频率及间隔均通过脉冲进料系统控制。
[0018]需要说明的是，当设置两个脉冲进料系统时，对应的重相脉冲进料系统包括重相原料液储罐、气体稳压罐和液体缓冲罐，轻相脉冲进料系统包括轻相原料液储罐、气体稳压罐和液体缓冲罐。原料液储罐通过进液管路与液体缓冲罐连通，气体稳压罐通过进气管路与液体缓冲罐连通，且液体缓冲罐通过进料管与萃取塔连通。两个脉冲进料系统的区别仅在于原料液不同，其余的装置相同。控制参数可根据重相和轻相进行自适应调整。
[0019]在本技术应用较佳的实施方式中，上述进料管延伸至萃取塔内的一端设置有液体分布器。
[0020]在本技术应用较佳的实施方式中，上述液体分布器为喷头或开孔分布管，位于重相进口处的液体分布器的喷孔向下，位于轻相进口处的液体分布器的喷孔向上。
[0021]通过液体分布器将重相和轻相分散为小液滴并喷射至传质元件，有利于在传质区表面产生扰动，从而使液体不易在传质区表面产生稳定的液层进而液泛。
[0022]在其他实施方式中，喷孔的形状包括不限于：圆形、方形、菱形、三角形和梯形。
[0023]在本技术应用较佳的实施方式中，上述萃取塔顶靠近轻相出口处设置有第一
稳流填料，且第一稳流填料空间上将重相进口和轻相出口分隔。
[0024]在本技术应用较佳的实施方式中，上述萃取塔底靠近重相出口处也设置有第二稳流填料，且第二稳流填料空间上将轻相进口和重相出口分隔。
[0025]在本技术应用较佳的实施方式中，上述萃取塔从上至下包括上澄清段、重相进料段、传质段、轻相进料段和下澄清段。
[0026]通过在轻相分离区(即为上澄清段)和重相分离区(即为下澄清段)设置稳流填料，有利于促进两相液滴聚并，减缓脉冲强度以及液体的波动，促进两相分离。
[0027]利用稳流填料使得上澄清段和重相进料段的液体波动保持较大的差异，一方面，重相进料段的脉冲液体可以与逆流而上的轻相充分接触，另一方面，完成初步分离的轻相通过稳流填料进入上澄清段在较小液体波动下实现轻相更好的分离。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲喷射进料萃取设备，其特征在于，其包括：萃取塔和脉冲进料系统，所述萃取塔的顶部设置有重相进口和轻相出口，所述萃取塔的底部设置有重相出口和轻相进口；所述脉冲进料系统通过进料管与所述重相进口和/或所述轻相出口相连；所述脉冲进料系统包括原料液储罐、气体稳压罐和液体缓冲罐，所述原料液储罐通过进液管路与所述液体缓冲罐连通，所述气体稳压罐通过进气管路与所述液体缓冲罐连通，且所述液体缓冲罐通过所述进料管与所述萃取塔连通。2.根据权利要求1所述的脉冲喷射进料萃取设备，其特征在于，所述进料管延伸至所述萃取塔内的一端设置有液体分布器。3.根据权利要求2所述的脉冲喷射进料萃取设备，其特征在于，所述液体分布器为喷头或开孔分布管，位于所述重相进口处的所述液体分布器的喷孔向下，位于所述轻相进口处的所述液体分布器的喷孔向上。4.根据权利要求1所述的脉冲喷射进料萃取设备，其特征在于，所述进液管路上设置有往复计量泵，所述进料管上设置有调节阀，所述进气管路上设置有控制阀，所述往复计量泵、所述调节阀和所述控制阀均接入控制处理器。5.根据权利要求4所述的脉冲喷射进料萃取...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵远方，高有飞，杜招鑫，李燕风，王长岭，孙国超，侯玉兰，张继生，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：