專利名稱：一種塔式混合澄清器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工分離設(shè)備，具體涉及一種液液萃取設(shè)備。
背景技術(shù)：
液液萃取是一種重要的化工分離技術(shù)，由于它具有提取或分離效率高、便于連續(xù)操作、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和生產(chǎn)能力大等一系列優(yōu)點(diǎn)，正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。幾十年的發(fā)展中，人們開發(fā)研究了多種多樣的萃取設(shè)備，混合澄清槽為其中應(yīng)用十分廣泛的工業(yè)生產(chǎn)用設(shè)備。
混合澄清槽級(jí)效率很高，一般大于90％，在級(jí)數(shù)較多或處理量較大的場(chǎng)合，更能顯示其適用性和經(jīng)濟(jì)性，具有一系列優(yōu)點(diǎn)。從1929年以來(lái)開發(fā)出了多種類型的混合澄清槽，但是混合澄清槽本身的一些缺點(diǎn)也限制了它的發(fā)展，主要表現(xiàn)為水平放置占用面積大、物料和溶劑的滯留量大等，并且由于一般敞口使用和調(diào)節(jié)，設(shè)備不易密閉，溶劑的損失及對(duì)操作環(huán)境污染亦較明顯。
而其他塔式萃取設(shè)備如往復(fù)振動(dòng)篩板塔、轉(zhuǎn)盤塔等則占地面積較少，設(shè)備密封性好，但其缺點(diǎn)是級(jí)間返混嚴(yán)重，級(jí)效率很低，對(duì)于分離要求高、需要多級(jí)萃取的精密分離過(guò)程不能在一個(gè)塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)。針對(duì)如此兩難問(wèn)題，人們提出將混合澄清槽進(jìn)行多級(jí)垂直串聯(lián)，即所謂的塔式混合澄清器，并發(fā)展了不同類型，主要有Treybal型、Treybal改進(jìn)型、Lurgi型和MIXET型等。
但上述塔式混合澄清器仍存在一些不盡人意之處，如Lurgi工業(yè)化裝置每級(jí)均需使用級(jí)間泵，操作調(diào)節(jié)比較復(fù)雜，耗能量大，并且存在物系限制，不適用于易乳化的物系，而其他幾種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造困難，對(duì)操作的要求較高，因而制約了其推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)一種塔式混合澄清器，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是這樣的針對(duì)混合澄清槽和傳統(tǒng)塔式萃取設(shè)備各自的優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)明人設(shè)想將二者結(jié)合起來(lái)，集中它們的優(yōu)點(diǎn)，消除一些不利因素的影響。
本實(shí)用新型的塔式混合澄清器，包括相互依次疊加的且各自獨(dú)立的混合澄清槽和攪拌裝置；所說(shuō)的混合澄清槽包括槽體和隔離裝置；所說(shuō)的隔離裝置垂直設(shè)置在槽體內(nèi)，隔離裝置的一側(cè)為混合區(qū)，另一側(cè)為澄清區(qū)；所說(shuō)的攪拌裝置包括一根貫通各個(gè)混合區(qū)的轉(zhuǎn)軸和安裝在轉(zhuǎn)軸上的攪拌槳葉，轉(zhuǎn)軸與槽體之間設(shè)有密封裝置，以防止串級(jí)返混，轉(zhuǎn)軸與外部的動(dòng)力機(jī)連接，提供混合能量；所說(shuō)的隔離裝置下部設(shè)有重相入口和輕相入口，重相入口和輕相入口與混合區(qū)相連通；所說(shuō)的槽體下部設(shè)有重相出口，槽體上部設(shè)有輕相出口，重相出口和輕相出口與澄清區(qū)相連通；所說(shuō)的隔離裝置上還設(shè)有混合液出口，混合區(qū)的混合液體通過(guò)混合液出口進(jìn)入澄清區(qū)；上一級(jí)的重相出口與下一級(jí)的重相入口通過(guò)管線相連接，下一級(jí)的輕相出口與上一級(jí)的輕相入口相連接。
水油兩相由每一級(jí)底部進(jìn)入混合區(qū)，經(jīng)過(guò)攪拌傳質(zhì)，由混合液出口流入澄清區(qū)，輕相由澄清區(qū)上部的輕相出口流入上一級(jí)混合區(qū)，重相由澄清區(qū)下部的重相出口流入下一級(jí)混合區(qū)。
本實(shí)用新型保留了前人塔型混合澄清器的優(yōu)點(diǎn)，并在結(jié)構(gòu)上作了重大簡(jiǎn)化，使內(nèi)部構(gòu)件達(dá)到最少，并不需每級(jí)加一混合泵，在同一級(jí)內(nèi)完成混合和澄清兩個(gè)過(guò)程，管線連接及流量控制均由外管路及閥門完成，可以很方便地進(jìn)行控制和操作。為實(shí)現(xiàn)各級(jí)的再循環(huán)，只需改進(jìn)相應(yīng)的管線的和連接，或預(yù)留連接，改變不同閥門的開閉即可，這樣的設(shè)備易于加工安裝，可以由下而上簡(jiǎn)便地一級(jí)級(jí)疊加，拆卸及維修亦很容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)不存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜影響放大的問(wèn)題，能夠方便地放大以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。采用本發(fā)明提出的新型塔式混合澄清器，與現(xiàn)有的萃取設(shè)備相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、該塔式混合澄清器成功保留了混合澄清槽與塔式萃取設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們的缺點(diǎn)，易于設(shè)計(jì)、安裝、操作和維護(hù)。
2、級(jí)間密封，基本上消除了級(jí)間返混的影響，因而易于工業(yè)化放大。
3、設(shè)備的級(jí)效率可達(dá)95％以上。


圖1 槽體為圓形的四級(jí)塔式混合澄清器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 槽體為方形的混合澄清器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型的塔式混合澄清器，包括相互依次疊加的且各自獨(dú)立的混合澄清槽1和攪拌裝置2；參見圖1和圖2，所說(shuō)的混合澄清槽1包括槽體101和隔離裝置102；所說(shuō)的隔離裝置102垂直設(shè)置在槽體101內(nèi)，隔離裝置的一側(cè)為混合區(qū)12，另一側(cè)為澄清區(qū)13；按照本實(shí)用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，隔離裝置102為直徑小于槽體101的圓筒，垂直設(shè)置在槽體101內(nèi)，槽體101與圓筒之間的空腔為澄清區(qū)13，圓筒內(nèi)的空腔為混合區(qū)12，如圖1；本實(shí)用新型另一個(gè)優(yōu)選的方案見圖2，隔離裝置102為平板，垂直設(shè)置在槽體101內(nèi)，平板的一側(cè)為混合區(qū)12，另一側(cè)為澄清區(qū)13；參見圖1，所說(shuō)的攪拌裝置2包括一根貫通各個(gè)混合區(qū)的轉(zhuǎn)軸201和安裝在轉(zhuǎn)軸上的攪拌槳葉202，轉(zhuǎn)軸201與槽體101之間設(shè)有密封裝置103；所說(shuō)的隔離裝置102下部設(shè)有重相入口7和輕相入口9，重相入口7和輕相入口9與混合區(qū)12相連通；所說(shuō)的槽體101下部設(shè)有重相出口8，槽體101上部設(shè)有輕相出口10，重相出口8和輕相出口10與澄清區(qū)13相連通；所說(shuō)的隔離裝置102上還設(shè)有混合液出口11，混合區(qū)12的混合液體通過(guò)混合液出口11進(jìn)入澄清區(qū)13；上一級(jí)的重相出口8與下一級(jí)的重相入口7通過(guò)重相管線21相連接，下一級(jí)的輕相出口10與上一級(jí)的輕相入口9通過(guò)輕相管線22相連接。
按照本實(shí)用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，混合區(qū)12設(shè)有排氣閥門和擋板；進(jìn)一步，槽體101的橫截面的幾何形狀可以有多種，如圓形、矩形或多邊形，如菱形、五邊形或梯形等。
進(jìn)一步，攪拌槳葉202為渦輪槳、大三角槳、翼型漿、葉輪漿或螺旋槳中的一種或其組合，所說(shuō)的渦輪槳、大三角槳、翼型漿、葉輪漿或螺旋槳具體的結(jié)構(gòu)形式化學(xué)工程手冊(cè)上有詳細(xì)的描述。
進(jìn)一步，上一級(jí)的重相出口8與下一級(jí)的重相入口7的連接管線上、下一級(jí)的輕相出口10與上一級(jí)的輕相入口9的連接管線上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
進(jìn)一步，本實(shí)用新型的塔式混合澄清器，包括2～20個(gè)混合澄清槽1。
進(jìn)一步，本實(shí)用新型的塔式混合澄清器，每一級(jí)混合澄清槽1之間為法蘭、卡套連接或整體焊接。
權(quán)利要求1.一種塔式混合澄清器，其特征在于，包括相互依次疊加的且各自獨(dú)立的混合澄清槽(1)和攪拌裝置(2)；所說(shuō)的混合澄清槽(1)包括槽體(101)和隔離裝置(102)；所說(shuō)的隔離裝置(102)垂直設(shè)置在槽體(101)內(nèi)，隔離裝置的一側(cè)為混合區(qū)(12)，另一側(cè)為澄清區(qū)(13)；所說(shuō)的攪拌裝置(2)包括一根貫通各個(gè)混合區(qū)的轉(zhuǎn)軸(201)和安裝在轉(zhuǎn)軸(201)上的攪拌槳葉(202)，轉(zhuǎn)軸(201)與槽體(101)之間設(shè)有密封裝置(103)；所說(shuō)的隔離裝置(102)下部設(shè)有重相入口(7)和輕相入口(9)，重相入口(7)和輕相入口(9)與混合區(qū)(12)相連通；所說(shuō)的槽體(101)下部設(shè)有重相出口(8)，槽體(101)上部設(shè)有輕相出口(10)，重相出口(8)和輕相出口(10)與澄清區(qū)(13)相連通；所說(shuō)的隔離裝置(102)上設(shè)有混合液出口(11)；上一級(jí)的重相出口(8)與下一級(jí)的重相入口(7)通過(guò)重相管線(21)相連接，下一級(jí)的輕相出口(10)與上一級(jí)的輕相入口(9)通過(guò)輕相管線(22)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔式混合澄清器，其特征在于，隔離裝置(102)為直徑小于槽體(101)的圓筒，垂直設(shè)置在槽體(101)內(nèi)，槽體(101)與圓筒之間的空腔為澄清區(qū)(13)，圓筒內(nèi)的空腔為混合區(qū)(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔式混合澄清器，其特征在于，隔離裝置(102)為平板，垂直設(shè)置在槽體(101)內(nèi)，平板的一側(cè)為混合區(qū)(12)，另一側(cè)為澄清區(qū)(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的塔式混合澄清器，其特征在于混合區(qū)(12)設(shè)有排氣閥門和擋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的塔式混合澄清器，其特征在于，槽體(101)的橫截面的幾何形狀為圓形、矩形、菱形、五邊形或梯形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的塔式混合澄清器，其特征在于，攪拌槳葉(202)為渦輪槳、大三角槳、翼型漿、葉輪漿或螺旋槳中的一種或其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的塔式混合澄清器，其特征在于，上一級(jí)的重相出口(8)與下一級(jí)的重相入口(7)的連接管線上、下一級(jí)的輕相出口(10)與上一級(jí)的輕相入口(9)的連接管線上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的塔式混合澄清器，其特征在于，所說(shuō)的塔式混合澄清器，包括2～20個(gè)混合澄清槽(1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的塔式混合澄清器，其特征在于，每一級(jí)混合澄清槽(1)之間為法蘭、卡套連接或整體焊接。
專利摘要本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種塔式混合澄清器，包括相互依次疊加的且各自獨(dú)立的混合澄清槽和攪拌裝置。本實(shí)用新型保留了前人塔型混合澄清器的優(yōu)點(diǎn)，并在結(jié)構(gòu)上作了重大簡(jiǎn)化，使內(nèi)部構(gòu)件達(dá)到最少，在同一級(jí)內(nèi)完成混合和澄清兩個(gè)過(guò)程，可以很方便地進(jìn)行控制和操作。為實(shí)現(xiàn)各級(jí)的再循環(huán)，只需改進(jìn)相應(yīng)的管線和連接，或預(yù)留連接，改變不同閥門的開閉即可，這樣的設(shè)備易于加工安裝，可以由下而上簡(jiǎn)便地級(jí)級(jí)疊加，拆卸及維修亦很容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)不存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜影響放大的問(wèn)題，能夠方便地放大以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
文檔編號(hào)B01D11/04GK2832260SQ20052004623
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月3日
發(fā)明者田恒水, 朱云峰, 黃河, 郝曄 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)