萃取器制造技术

本发明专利技术萃取器属于化工传质与分离技术领域。现有的萃取器存在萃取率低、萃取效率低、塔身高大的缺陷。本发明专利技术萃取器包含旋流仓４、传动装置１、两组针轮５、下部中心安置的重相液分布器６、下部外围安置的轻相液分布器７、整流锥１１、上部中心安置的轻相液撇出器２。针轮５是由线形延伸的Ｕ字形针苗呈辐射状均匀密集排列组合而成。针轮５旋转形成离心旋流，剪切分散轻相，并使轻相向心运动穿渗于离心运动的重相，在上部凹坑中心汇集采出，协同完成传质和分离。本发明专利技术萃取器显著增强了预分散效果，消除了返混，均衡强化了混合与分离过程，使萃取率和萃取效率成倍增强，设备轻便化。本发明专利技术用于化工、医药、冶金、环保萃取分离或化学反应工程。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工传质与分离

技术介绍
萃取器在化工、医药、冶金等行业中应用极为广泛。澄清萃取器占地面积大，填料、筛板、圆盘萃取塔塔身高，离心萃取器处理量小能耗大。一级萃取不能满足要求，常常多级串联，有的工艺中离心萃取器可达到30级。长时期以来，萃取技术在加快萃取速率、缩小萃取塔尺寸、减少单元数目、降低能耗方面，一直进展甚微。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题萃取技术的核心在于混合与分离两个过程。现有萃取过程强化技术要么偏重混合轻视分离，要么轻视混合偏重分离，颇不均衡。塔式萃取器的设计思路侧重于传质，强化混合过程，如搅拌器澄清萃取器、筛板萃取器、脉冲萃取器、转盘萃取器(包括ZL99106151.9)，它们的分离性能都不好，留塔时间分外长，萃取器规模很大。离心萃取器则侧重于强化分离过程。但是，它的处理量太小，设备投资和能耗过大，技术经济性不强，不能处理含有固相的物料，难以适合像贱金属、化工废水处理的需求。本专利技术要提出均衡强化混合与分离两个过程的新型轻便、经济、高萃取率、高萃取效率、适用物料范围更大的萃取器。技术方案技术方案一本专利技术技术方案一为一种萃取器，用于萃取分离。它含有一个直立的旋流仓4、一套传动装置1、一套搅拌器、一个重相液分布器6、一套轻相液分布装置7。传动装置1位于旋流仓4的上部，传动轴延伸至仓内中部位置，搅拌器转子同轴于旋流仓4固定于传动轴上。该萃取器的特征在于在该萃取器上部靠近中心区域还有至少一套轻相液撇出器2。所说的旋流仓4包括筒体、盖板、底板、衔接法兰。筒体内壁为近似轴对称形，上部边缘一定区域开孔，孔区外一定范围包裹一个接有重相液出口3的重相收集仓。筒体高与筒径之比在0.5～2.5之间。盖板上连接传动固定台。底板上有构件衔接重相液进口9。轻相液进口8接在底板上，或者开启在筒体上。或者底板上还衔接有固相沉淀仓14，底板上有通道连通沉淀仓14。底板与筒体之间允许直接焊接。盖板和底板既可以为平板状也可以为穹隆状。所说的搅拌器为针轮5转子。它由金属或非金属线材呈辐射状均匀密集排列分层组合固定在轮毂上而成，且针苗末端自由无约束。针轮5针苗是等截面的，或者是根部粗尾部细的变截面直线型。转子轮廓可以呈园柱形或锥台形或纺锤形或不规则同轴形。至少有两组针轮5以一定间距串联安置。针轮5直径为旋流仓4直径的四分之一至五分之四。上部一组针轮5的直径不小于下部一组针轮5直径。上部一组针轮5直径宜大，可增强离心分离作用。所说的重相液分布器6是分布有孔的锥台或圆筒或锥、园形组合结构或凸起板，锥台或园筒形结构的上口宜封闭。重相液分布器6与底板直接连接或法兰连接，与重相液进口9连通。采取这样的让重相自中心进入的结构，目的是让重相有一定的初始半径和分散高度，进浆初速度能够被利用来进行立体式离心运动。所说的轻相液分布装置7是多个有孔的圆盘式分布器组，大致均匀呈环形摆开，连接在辅助的轻相液中转仓或管道上；或者是一个平环式或锥式或筒式或锥、园形组合有孔分布面辅助以成壁的板或环或锥或筒合成的整体状结构。轻相液撇出器2包含定位采出口，撇出位置可以调节，从上盖部位用抽吸或虹吸办法经管道采出轻相液；或者包含有浮阀托起的活动采出口，自旋流仓4侧壁用管自流方式引出轻相液。重相液分布器6与轻相液分布装置7均在旋流仓4下部，重相液分布器6居中，轻相液分布装置7在外围，针轮5位于重相液分布器6上方，轻相液撇出器2在针轮5上方。为削减萃取器下部由于设置构件损害腔体轴对称性而产生的湍流，在旋流仓4下部内壁一定区域还安置有整流锥11。整流锥11含有至少一个向下敞开的锥形筒，与筒体之间有封闭间隙或者有开放间隙。有开放间隙时，锥形筒上部或者开有孔。最小锥口口面高度宜接近下针轮5的位置。为提高重相分离的纯度，在旋流仓4上部开孔区或设置有重相堰12。它由锥筒与环形板组成，或者由园筒与环形板组成，或者仅仅是一个锥筒，堰口向下。为进一步加速分离，在萃取器内轻相液分布装置7外围，或布置有一套曝气装置10。它是圆盘式或柱形或球形曝气头组，大致均匀呈环形摆开，连接在辅助的输气管道上。曝气头平行或斜交于底板或直立贴于筒体内壁，或者是一个平环式或带式曝气板辅助以成壁的板或环组成的整体状结构，平行于或斜交于底板或直立贴于筒体内壁。输气管固定在底板上或筒体上。技术方案一中，针轮5转速比较低，在每秒数十转至百转左右的水平。针轮5直径越大，采用转速越小。技术方案二本专利技术技术方案二是一种离心萃取器，用于萃取分离。它含有一个壳体16、一套传动装置1、高速转子、一套进液组件。传动装置1含有电机、轴承箱、轴、联轴器、或变速箱、或带轮、或变频器。传动装置1位于旋流仓4的上部或下部，转子呈悬臂状固定于传动轴上；或者转子呈端承状固定于传动轴上，轴可以斜卧或平卧。该萃取器的特征在于它还含有一个离心筒17、一套轻相液分布装置7、重相液进口9与轻相液进口8集成在进液组件上。所说的壳体16含有一个筒体、至少两个隔环、衔接法兰。筒体为圆柱形或锥筒形或者不规则形。侧壁上部有轻相液出口18接头，中部至少有一个重相液出口3接头，下部或有固相出口15接头。各接头与侧壁呈正交或偏心相交关系。接头与隔环分隔的区域对应；所说的离心筒17外壁有与隔环或衔接法兰配合的面，内壁为锥形或圆柱形或锥形与圆柱形与台阶组合的轴对称形，朝重相液进口9一侧的口大，壁面中部环周有孔，或者下部环周也有孔。开孔区域分别与壳体16上的重相液出口3、固相出口15对应连通。所说的高速转子为内旋式针轮5，它由金属线材呈辐射状均匀密集排列分层组合固定在轮毂上而成，且针苗末端自由无约束。针轮5针苗是等截面的，或是根部粗尾部细的变截面直线型。转子轮廓可以呈园柱形或锥台形或纺锤形或不规则同轴形。有一组或多组针轮5，连续或以一定间隔串联。针轮5直径不小于离心筒17上部轻相溢出口的内径。与离心筒17上部腔壁之间的间隙为数毫米到数厘米之间。所说的进液组件包括由分区开孔的法兰板、筒、环、板、和接头构件分隔出的一个重相液中转仓和一个轻相液中转仓。轻相液中转仓包围在重相液中转仓之外。重相液进口9接头偏心交于或正交于重相液中转仓。重相液中转仓围在轴承箱以外或一个圆柱形体以外。重相液中转仓或者只是一个筒腔。轻相液分布装置7固定在法兰板另一侧外周区域，通过法兰板上的孔与轻相液中转仓连通。所说的轻相液分布装置7含有一个平环式孔板，或者是锥式或筒式或锥、园形组合的有孔分布的面辅助以成壁的板或环或锥或筒合成的整体状结构。在离心筒17上部内壁或者嵌有环形板轻相堰19。以便在萃取不同相差的物料时，操作上有调节的余地。技术方案一和技术方案二均可以转为化学反应器使用。有益效果技术方案一的有益效果技术方案一与传统塔式萃取器相比，产生了以下有益效果。1、萃取率、萃取效率的提高这个有益效果来源于萃取器功能在以下四个方面的显著改善。a、预分散乳化的功能在塔式萃取器内，轻、重两相分别在上、下进入，预分散的功能很微弱。在本专利技术萃取器内，轻相液从盘式分布器、或者气相从曝气器呈微束射出，立刻被重相旋流横断剖切，分别形成轻相微小液珠或微气泡，并立即随旋流旋转水平移开。液体分布器的孔径现在可以达到数十个微米。微孔曝气头的孔径现在可以达到数微米。旋流剪切形成的轻相液珠、微气泡可以依次接近轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萃取器，它含有一个直立的旋流仓［４］、一套传动装置［１］、一套搅拌器、一个重相液分布器［６］、一套轻相液分布装置［７］；传动装置［１］位于旋流仓［４］的上部，传动轴延伸至仓内中部位置，搅拌器转子同轴于旋流仓［４］固定于传动轴上；该萃取器的特征在于：　在该萃取器上部靠近中心区域还有至少一套轻相液撇出器［２］；所说的旋流仓［４］包括筒体、盖板、底板、衔接法兰，筒体内壁为近似轴对称形，上部边缘一定区域开孔，孔区外一定范围包裹一个接有重相液出口［３］的重相收集仓， 筒体高与筒径之比在０．５～２．５之间，盖板上连接有传动固定台，底板上有构件衔接重相液进口［９］，轻相液进口［８］接在底板上或者开启在筒体上，或者底板上还衔接有固相沉淀仓［１４］，底板上有通道连通沉淀仓［１４］，底板与筒体之间允许直接焊接，盖板和底板为平板状或穹隆状；所说的搅拌器为针轮［５］转子，它由金属或非金属线材呈辐射状均匀密集排列分层组合固定在轮毂上而成，且针苗末端自由无约束，针轮［５］针苗是等截面的，或是根部粗尾部细的变截面直线型，转子轮廓呈园柱形或锥台形或纺锤 形或不规则同轴形，至少有两组针轮［５］以一定间距串联安置，针轮［５］直径为旋流仓［４］直径的四分之一至五分之四，上部一组针轮［５］的直径不小于下部一组针轮［５］的直径；所说的重相液分布器［６］是分布有孔的锥台或圆筒或锥、园形组合结构 或凸起板，重相液分布器［６］与底板直接连接或法兰连接，与重相液进口［９］连通；　所说的轻相液分布装置［７］是多个有孔的圆盘式分布器组，大致均匀呈环形摆开，连接在辅助的轻相液中转仓或管道上，或者是一个平环式或锥式或筒式或锥、园形组合有 孔分布面辅助以成壁的板或环或锥或筒合成的整体状结构；所说的轻相液撇出器［２］包含有定位采出口，从上盖部位用抽吸或虹吸办法经管道采出轻相液，或者包含有浮阀托起的活动采出口，自旋流仓［４］侧壁用管引出轻相液；重相液分布器［６］与 轻相液分布装置［７］均在旋流仓［４］下部，重相液分布器［６］居中，轻相液分布装置［７］在外围，针轮［５］位于重相液分布器［６］上方，轻相液撇出器［２］在针轮［５］上方；在旋流仓［４］下部内壁一定区域安置有整流锥［１１］，整流锥［１１ ］含有至少一个向下敞开的锥形筒，与筒体之间有封闭间隙或者有开放间隙，有开放间隙时，锥形筒上部或者开有孔；或者在旋流仓［４］上部...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高根树，
申请(专利权)人：高根树，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]