專利名稱：用于從合成革廢水中回收二甲基甲酰胺的萃取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于從合成革廢水中回收二甲基甲酰胺(DMF)的萃取裝置， 特別是涉及萃取-精餾技術(shù)用于合成革廢水中回收DMF的渦輪攪拌萃取塔，屬于液-液萃 取技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
DMF是一種常用的化工溶劑，廣泛用于聚氨酯合成革工業(yè)。由于DMF僅作為載體溶 劑而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而全部進入廢水。每年僅合成革行業(yè)排放的含有DMF廢水約1億噸。 中國目前合成革廠排放的含DMF的廢水，其DMF濃度一般在10 25%之間。由于DMF價格 較貴，毒性較大，為降低生產(chǎn)成本及減少對水質(zhì)和環(huán)境的污染，從合成革廢水中回收DMF就
顯得非常重要。DMF化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難用生物降解，對廢水生物處理過程產(chǎn)生抑制作用，影響處理 效果。目前從皮革廢水中回收DMF基本采用直接蒸餾法，由于要蒸發(fā)75% 90%的水分，需 要耗用大量的能耗，同時在蒸餾過程中DMF會發(fā)生水解，產(chǎn)生令人惡心的臭味，對人員及周 邊環(huán)境造成影響。許多研究者對此工藝進行了大量的研究，提出了單塔、雙塔、三塔，甚至五 塔的回收工藝，意圖從增加設(shè)備投資的角度，以減少能耗過大的問題。但是蒸餾法畢竟還是 要從大量的廢水中用蒸餾的方法脫去水分以回收DMF。每處理IOm3廢水，即耗煤約1.3 1. 5噸。即使充分利用過程中的能量，仍存在能耗過大，企業(yè)回收成本過高的問題。中國專利公開號CN 1793111A公開了“一種廢水中二甲基甲酰胺的回收方法”。該 方法將DMF廢水通過萃取-精餾予以回收廢水中的DMF。該方法包括萃取和精餾兩個工序。 首先采用有機溶劑萃取，將水溶液中的二甲基甲酰胺轉(zhuǎn)移到有機溶劑中，然后再通過精餾 實現(xiàn)二甲基甲酰胺與有機溶劑的分離。在該方法中，萃取工序設(shè)備采用填料萃取塔。填料 萃取塔屬于分離單元操作設(shè)備，在液-液萃取領(lǐng)域中，填料萃取塔一般應(yīng)用于傳質(zhì)分離要 求不高的情況下使用。目前萃取-精餾技術(shù)還沒有用于從DMF廢水中回收DMF的工業(yè)化裝 置，其主要原因在于目前填料萃取塔尚不能達到所期望的回收率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于萃取-精餾技術(shù)從合成革廢水中回收DMF的 萃取裝置，以有效地提高萃取效率。為此，本實用新型所提出的一種用于從合成革廢水中回收二甲基甲酰胺的萃取裝 置，包括下澄清段、上澄清段、介于下澄清段和上澄清段之間的有效段以及傳動裝置。下澄 清段上部設(shè)有一輕相進口分布器及一重相出口。上澄清段下部設(shè)有一重相進口分布器及一 輕相出口。該有效段中設(shè)有多個塔板、一攪拌軸及多個渦輪槳，多個塔板中央開孔，間隔設(shè) 于該有效段中，該攪拌軸固定于該有效段的軸線上，多個渦輪槳間隔安裝在該攪拌軸上。傳 動裝置，設(shè)置在上澄清段頂部，并連接該攪拌軸。在上述的萃取裝置中，該下澄清段上部設(shè)有鎮(zhèn)定層及絲網(wǎng)層。
3[0008]在上述的萃取裝置中，該上澄清段下部設(shè)有鎮(zhèn)定層。在上述的萃取裝置中，該上澄清段或者該下澄清段設(shè)有液位計接口、排污接口和 視鏡。在上述的萃取裝置中，該鎮(zhèn)定層為一金屬條制成的網(wǎng)格格柵。在上述的萃取裝置中，所述多個塔板上在開孔周圍設(shè)有多個圓孔。在上述的萃取裝置中，每一個所述渦輪槳位于兩個相鄰塔板之間。在上述的萃取裝置中，該輕相進口分布器及該重相進口分布器為設(shè)有分布孔的圓管。本實用新型的用于從合成革廢水中回收二甲基甲酰胺的萃取裝置構(gòu)成了一個渦 輪萃取塔，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點如下1.渦輪萃取塔萃取效率高，使廢水中的DMF含量可降到以下。由于渦輪攪拌 形式所具有的特定流型，萃取塔的級效率高，達到0. 23 0. 58塊理論板/級。2.渦輪萃取塔結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。渦輪萃取塔的塔內(nèi)件為塔板與渦輪槳，加工容 易，組裝方便。3.渦輪萃取塔操作方便。渦輪萃取塔操作簡單易行，能實現(xiàn)自動控制。4.渦輪萃取塔處理量大。渦輪萃取塔的通量可從19m3/(m2 · h) 40m3/(m2 · h)， 并可以處理含有微小顆粒的物料。5.渦輪萃取塔適應(yīng)性強。渦輪萃取塔可以適應(yīng)相比大的物系，在適宜的范圍內(nèi)亦 可適應(yīng)不同處理量的要求。

為讓本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用 新型的具體實施方式
作詳細說明，其中圖1為本實用新型一實施例的萃取塔外形結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實用新型一實施例的塔板示意圖。圖3為本實用新型一實施例的渦輪槳示意圖。
具體實施方式
本實用新型的下述實施例描述一種用于萃取-精餾技術(shù)從合成革廢水中回收DMF 的萃取裝置。該萃取裝置實質(zhì)上為一個渦輪攪拌萃取塔。圖1為本實用新型一實施例的外形結(jié)構(gòu)圖。參照圖1所示，萃取塔包括下澄清段 1、有效段2及上澄清段3，以及設(shè)置在上澄清段頂部的傳動裝置4。上澄清段3、下澄清段1是保證溶劑與廢水經(jīng)過萃取后進行相分離或液滴沉降的 空間。澄清段結(jié)構(gòu)為一圓柱形筒體，筒體的直徑大小可以與有效段等同，也可以與有效段不 同。下澄清段1的圓柱形筒體下方為一橢圓形封頭，亦可以是錐形結(jié)構(gòu)，首選橢圓形 封頭。下澄清段1中設(shè)有輕相進口分布器11與重相出口 14。在上澄清段3的圓柱形筒體上方為一橢圓封頭，亦可以是平板結(jié)構(gòu)，首選橢圓封 頭。在上澄清段中設(shè)有輕相出口 35及重相進口分布器37。[0029]分布器11和37為設(shè)有分布孔的圓管。根據(jù)分散相選擇的不同，在上澄清段3的相界面處設(shè)有液位計接口 32，以觀察或 安裝界面控制器用。在相界面處附近設(shè)有排污接管36，并設(shè)有視鏡38便于觀察。上澄清段 3還設(shè)有放空管接口 33。在其他實施例中，如果采用不同的物料作為連續(xù)相，可在下澄清段1中設(shè)置上述 的液位計接口、排污接口及視鏡。在一實施例中，在下澄清段1中為了獲得相分離或液滴沉降的效果，設(shè)置了消除 液體旋流的鎮(zhèn)定層13以及便于液滴凝并的金屬或非金屬絲網(wǎng)，或者金屬與非金屬混編的 絲網(wǎng)12。類似地，在上澄清段3中設(shè)置了消除液體旋流的鎮(zhèn)定層31。當(dāng)然也可以根據(jù)物系 的特征在澄清段中不設(shè)置這些附屬裝置。有效段2，是指裝有塔板21和渦輪槳22的塔體。參照圖2所示，塔板21為一中 間開孔21a的環(huán)狀圓板，在其內(nèi)側(cè)沿著開孔周圍開有一定數(shù)量的圓孔，其開孔率為20% 60%。塔板21在塔內(nèi)的固定可采用擱置在焊接位于塔體內(nèi)壁的支架上，亦可用連接管與定 距管串聯(lián)起來固定在兩法蘭間的塔板上。塔板數(shù)根據(jù)分離系統(tǒng)的要求可以有不同的板數(shù)。渦輪槳22的結(jié)構(gòu)參照圖3所示，是由一塊圓形的幅板45嵌在渦輪殼44上，在幅 板45的圓周上等分插入相同規(guī)格的矩形葉片41，在葉片的上下有2塊環(huán)形蓋板42組成。 矩形葉片41的數(shù)量6 8片不等。渦輪槳22的渦輪殼44安裝于一個攪拌軸23上，所有 渦輪槳22在有效段內(nèi)按等距離安裝在攪拌軸23上。裝有渦輪槳22的攪拌軸23與塔板21 裝入塔體內(nèi)的有效段。攪拌軸23縱向固定在有效段的軸線上，且連接傳動裝置4。下面參照圖1描述本實用新型實施例的渦輪攪拌萃取塔的工作過程。以含有DMF的廢水為連續(xù)相(輕相)，溶劑為分散相(重相)。從萃取塔下澄清段 1中的輕相進口分布器11進入塔內(nèi)，啟動傳動裝置4，并將轉(zhuǎn)速固定在一定數(shù)值處。待輕相 接近界面控制位置時，將溶劑(重相)從萃取塔上澄清段3中的重相進口分布器37進入塔 內(nèi)，兩相流量控制在一固定值處。由于兩相液體的密度不同，輕相廢水向塔頂部流動，重相 溶劑以液滴形式向塔底部流動，兩相呈逆流流動。重相從塔下澄清段1中的重相出口 14流 出，經(jīng)萃取后的廢水從塔頂部的輕相出口 35流出。在不同的實施例中，渦輪萃取塔可以設(shè)計成不同的大小，以適應(yīng)不同處理量的需 求。采用本實用新型實施例的渦輪萃取塔，可大大提高DMF的回收率，降低DMF回收成 本，為DMF廢水中回收DMF萃取-精餾技術(shù)的工業(yè)化裝置的應(yīng)用提供可靠的技術(shù)保障。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，廢水中的DMF經(jīng)過該塔萃取后，萃取效率達到98. 5%。以廢水中有 20%的DMF為例，渦輪萃取塔萃取可以降低到0. 3%?；厥盏腄MF純度為99. 5%。雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本 實用新型的保護范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種用于從合成革廢水中回收二甲基甲酰胺的萃取裝置，其特征在于包括 下澄清段，該下澄清段上部設(shè)有一輕相進口分布器及一重相出口；上澄清段，該上澄清段下部設(shè)有一重相進口分布器及一輕相出口； 介于下澄清段和上澄清段之間的有效段，該有效段中設(shè)有多個塔板、一攪拌軸及多個 渦輪槳，多個塔板中央開孔，間隔設(shè)于該有效段中，該攪拌軸固定于該有效段的軸線上，多 個渦輪槳間隔安裝在該攪拌軸上；以及傳動裝置，設(shè)置在上澄清段頂部，并連接該攪拌軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取裝置，其特征在于，該下澄清段上部設(shè)有鎮(zhèn)定層及絲網(wǎng)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取裝置，其特征在于，該上澄清段下部設(shè)有鎮(zhèn)定層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取裝置，其特征在于，該上澄清段設(shè)有液位計接口、排污接 口和視鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取裝置，其特征在于，該下澄清段設(shè)有液位計接口、排污接 口和視鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的萃取裝置，其特征在于，該鎮(zhèn)定層為金屬條制成的網(wǎng)格格柵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取裝置，其特征在于，所述多個塔板上在開孔周圍設(shè)有多 個圓孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取裝置，其特征在于，每一個所述渦輪槳位于兩個相鄰塔 板之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取裝置，其特征在于，該輕相進口分布器及該重相進口分 布器為設(shè)有分布孔的圓管。
專利摘要本實用新型涉及一種用于從合成革廢水中回收二甲基甲酰胺的萃取裝置，包括下澄清段、上澄清段、介于下澄清段和上澄清段之間的有效段以及傳動裝置。下澄清段上部設(shè)有一輕相進口分布器及一重相出口。上澄清段下部設(shè)有一重相進口分布器及一輕相出口。該有效段中設(shè)有多個塔板、一攪拌軸及多個渦輪槳，多個塔板中央開孔，間隔設(shè)于該有效段中，該攪拌軸固定于該有效段的軸線上，多個渦輪槳間隔安裝在該攪拌軸上。傳動裝置，設(shè)置在上澄清段頂部，并連接該攪拌軸。本實用新型實際上組成一個渦輪萃取塔，其萃取效率高，可使廢水中的DMF含量降到1％以下。
文檔編號C07C233/03GK201840908SQ201020572408
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者于篩成, 張秀萍, 彭敏, 朱志華 申請人:華東理工大學(xué)