一种多级逆流微萃取系统技术方案

一种多级逆流微萃取系统，属于化学化工的萃取分离领域。该微萃取系统含有逆流微萃取组和脉冲进料出料系统，逆流微萃取组是由两级以上的微萃取单元连接成；前一级微萃取单元的轻相料液出口与后一级微萃取单元的轻相料液入口相连，后一级微萃取单元的重相料液出口与前一级微萃取单元的重相料液入口相连。脉冲进料出料系统包括双向四缸往复泵和四个缓冲室，双向四缸往复泵的四个缸的出口分别与四个缓冲室相连；每一级微萃取单元的轻相料液入口与重相料液入口会交替进料。该萃取系统的萃取效率高、能耗低、结构紧凑、便于制造，在化学、化工、石化、医药和食品等众多领域有重要应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学化工的反应与分离设备
，特别涉及一种用于化工过程流 体间快速混合、传质与反应的多级逆流的高性能微萃取系统。
技术介绍
在化学、化工、石化、医药和食品等众多领域，特别是化学化工的反应与分离过程， 萃取过程有非常重要的意义。传统的萃取设备，如混合澄清槽、萃取塔等普遍存在着能耗 大、效率低、设备体积大、过程不易控制等缺点。近年来，随着机械加工和电子控制技术的快 速发展，新型的液_液分散和传质分离技术得以不断涌现和迅猛发展，微萃取设备就是其 中一个研究热点。微萃取设备具有结构简单紧凑、存留量少、停留时间短、单位体积处理能 力大、安全性能好、可控性强、效率高、体积小、易集成化、无几何放大效应等优点，因而受到 国内外研究者的广泛关注。但是现在国内外报道的微萃取设备一般都只能实现单级萃取， 限制了其使用范围，现在还主要应用在生化分析领域。因此，开发多级逆流微萃取系统是现 代化学化工的反应与分离过程中具有重要意义的一项工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种多级逆流微萃取系统，该系统通过单向阀和脉冲进料出 料实现两相流体的多级逆流微萃取，以克服传统萃取设备能耗大、效率低、设备体积大、过 程不易控制等缺点，同时拓宽微萃取设备的应用领域。本专利技术的技术方案如下一种多级逆流微萃取系统，其特征在于，该微萃取系统含有逆流微萃取组和脉冲 进料出料系统；所述的逆流微萃取组是由两级以上的微萃取单元连接成，每级微萃取单元由微萃 取设备和分相室通过管道连接而成，微萃取设备的轻相料液入口和重相料液入口分别连有 一个单向阀，分相室下部和上部分别连接重相料液出口和轻相料液出口 ；前一级微萃取单 元的轻相料液出口与后一级微萃取单元的轻相料液入口通过管道相连，后一级微萃取单元 的重相料液出口与前一级微萃取单元的重相料液入口通过管道相连，第一级微萃取单元的 轻相料液入口和重相料液出口分别成为逆流微萃取组的轻相料液入口和重相料液出口，最 后一级微萃取单元的重相料液入口和轻相料液出口分别成为逆流微萃取组的重相料液入 口和轻相料液出口 ；所述的轻相料液入口、重相料液入口、轻相料液出口和重相料液出口分 别与脉冲进料出料系统的对应接口相连。本专利技术所述脉冲进料出料系统包括一个双向四缸往复泵、第一缓冲室、第二缓冲 室、第三缓冲室和第四缓冲室，双向四缸往复泵的四个缸的出口分别与四个缓冲室相连，其 中第一缓冲室和第二缓冲室所连的两个缸的活塞同向运动，第三缓冲室和第四缓冲室所连 的另外两个缸的活塞同向运动，且两个运动方向相反；逆流微萃取组的轻相料液入口通过 管道与第一缓冲室相连，该第一缓冲室通过管道和一个单向阀与轻相入口料液罐相连通；逆流微萃取组的重相料液出口通过管道和一个单向阀与第二缓冲室相通，该第二缓冲室通 过管道和另一个单向阀与重相出口料液罐相连通；逆流微萃取组的轻相料液出口通过管道 和一个单向阀与第三缓冲室相连通，该第三缓冲室通过管道和另一个单向阀与轻相出口料 液罐相连通；逆流微萃取组的重相料液入口通过管道与第四缓冲室相连通，该第四缓冲室 通过管道和一个单向阀与重相入口料液罐相连通。当往复泵工作时，每一级微萃取单元的轻相料液入口与重相料液入口会交替进 料，在微萃取设备内实现萃取，轻相从第一级流向最后一级，最后流出，而重相从最后一级 流向第一级，最后流出，最终实现逆流萃取。本专利技术具有以下优点及突出性效果本专利技术可应用于化学、化工、石化、医药和食品等众多领域，特别是化学化工的萃 取分离过程，可实现两相流体的逆流接触与分散，传质效率高，过程易控；通过调节微萃取 设备的级数以及往复泵的流量，可以满足不同的生产需要，设备操作弹性大；系统结构紧 凑，节省制造原料和空间，可以布置在很小的空间，实现桌面化生产；是一种萃取效率高、小 型的逆流微萃取系统。附图说明图1为微萃取单元的结构原理示意图。图2为由多级微萃取单元组成的逆流微萃取组的结构原理示意图。图3为本专利技术提供的多级逆流微萃取系统的结构原理示意图。图中1-轻相料液入口 ；2-重相料液入口 ；3-重相料液出口 ；4-轻相料液出口 ； 5-单向阀；6-微萃取设备；7-分相室；8-微萃取单元；9-连接管道；10-逆流微萃取组； 11-双向四缸往复泵；12a-第一缓冲室；12b-第二缓冲室；12c-第三缓冲室；12d_第四缓冲 室；13-轻相入口料液罐；14-重相出口料液罐；15-轻相出口料液罐；16-重相入口料液罐。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的结构原理、工作过程和具体实施方式做进一步的说明。图1为本专利技术的微萃取单元的结构原理示意图，该微萃取单元由微萃取设备6和 分相室7通过管道连接而成，微萃取设备的轻相料液入口 1和重相料液入口 2分别连有一 个单向阀5，分相室下部和上部分别连接重相料液出口 3和轻相料液出口 4。图2为由多级微萃取单元组成的逆流微萃取组的结构原理示意图，逆流微萃取组 是由两级以上的微萃取单元连接成，前一级微萃取单元的轻相料液出口 4与后一级微萃取 单元的轻相料液入口 1通过管道9相连，后一级微萃取单元的重相料液出口 3与前一级微 萃取单元的重相料液入口 2通过管道相连，第一级微萃取单元的轻相料液入口 1和重相料 液出口 3分别成为逆流微萃取组的轻相料液入口和重相料液出口，最后一级微萃取单元的 重相料液入口 2和轻相料液出口 4分别成为逆流微萃取组的重相料液入口和轻相料液出图3为本专利技术提供的多级逆流微萃取系统的结构原理示意图，该微萃取系统含有 逆流微萃取组和脉冲进料出料系统，其中所述脉冲进料出料系统包括一个双向四缸往复泵 11、第一缓冲室12a、第二缓冲室12b、第三缓冲室12c和第四缓冲室12d，双向四缸往复泵的四个缸的出口分别与四个缓冲室相连，其中第一缓冲室和第二缓冲室所连的两个缸的活 塞同向运动，第三缓冲室和第四缓冲室所连的另外两个缸的活塞同向运动，且两个运动方 向相反；逆流微萃取组的轻相料液入口通过管道与第一缓冲室1 相连通，该第一缓冲室 通过管道和一个单向阀与轻相入口料液罐13相连通；逆流微萃取组的重相料液出口 3通过 管道和一个单向阀与第二缓冲室12b相通，该第二缓冲室通过管道和另一个单向阀与重相 出口料液罐14相连通；逆流微萃取组的轻相料液出口 4通过管道和一个单向阀与第三缓冲 室12c相连通，该第三缓冲室通过管道和另一个单向阀与轻相出口料液罐15相连通；逆流 微萃取组的重相料液入口 2通过管道与第四缓冲室12d相连通，该第四缓冲室通过管道和 一个单向阀与重相入口料液罐16相连通。操作时，轻相和重相物料分别先加入其轻相入口料液罐13和重相入口料液罐16 中，然后在双向四缸往复泵11的脉冲压力和单向阀共同作用下，会分别进入缓冲室，然后 分别进入逆流微萃取组的轻相料液入口和重相料液入口 ；两相料液在每一个微萃取设备中 发生分散混合，从而实现萃取传质，然后在分相室7中分为上下两相，再分别进入下一级微 萃取设备(轻相进入下游设备，重相进入上游设备)；最后两相料液在双向四缸往复泵的脉 冲压力和单向阀共同作用下，通过缓冲室，分别进入轻相出口料液罐15和重相出口料液罐 14中，完成多级逆流萃取操作。当双向四缸往复泵工作时，每一级微萃取单元的轻相料液与重相料液会交替进 料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级逆流微萃取系统，其特征在于，该微萃取系统含有逆流微萃取组和脉冲进料出料系统；所述的逆流微萃取组是由两级以上的微萃取单元连接成，每级微萃取单元由微萃取设备（６）和分相室（７）通过管道连接而成，微萃取设备的轻相料液入口（１）和重相料液入口（２）分别连有一个单向阀（５），分相室下部和上部分别连接重相料液出口（３）和轻相料液出口（４）；前一级微萃取单元的轻相料液出口与后一级微萃取单元的轻相料液入口通过管道相连，后一级微萃取单元的重相料液出口与前一级微萃取单元的重相料液入口通过管道相连，第一级微萃取单元的轻相料液入口和重相料液出口分别成为逆流微萃取组的轻相料液入口和重相料液出口，最后一级微萃取单元的重相料液入口和轻相料液出口分别成为逆流微萃取组的重相料液入口和轻相料液出口；所述的轻相料液入口、重相料液入口、轻相料液出口和重相料液出口分别与脉冲进料出料系统的对应接口相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李少伟，骆广生，陈靖，王建晨，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]