專利名稱：一種雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)填料床,具體涉及一種用于雙相萃取的旋轉(zhuǎn)填料床。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)填料床是一種強(qiáng)化化工過(guò)程的新型設(shè)備，相對(duì)于傳統(tǒng)萃取設(shè)備，旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，運(yùn)行效率高，能耗較低且適用范圍廣，在傳質(zhì)萃取方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。專利CN201752626U公開(kāi)了一種超重力多旋流除塵脫硫多功能裝置，專利CN201752587U公開(kāi)了一種帶多層圓筒式轉(zhuǎn)動(dòng)液體分布器的超重力旋轉(zhuǎn)床，專利CN201752586U公開(kāi)了一種帶盤管式轉(zhuǎn)動(dòng)液體分布器的超重力旋轉(zhuǎn)床，專利CN201 108754Y公開(kāi)了一種多級(jí)霧化超重力旋轉(zhuǎn)床。以上這些專利分別公開(kāi)了幾種不同結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)床，這些旋轉(zhuǎn)床已經(jīng)成功應(yīng)用于反應(yīng)、吸收、解吸等過(guò)程工業(yè)。雙相萃取技術(shù)是一種常用的液-液萃取分離技術(shù)，由于其具有較好的萃取效果，已被廣泛的應(yīng)用于生物化學(xué)和生物化工領(lǐng)域，專利CN102177243A公開(kāi)了一種利用雙相萃取發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的方法，專利CN101984028A公開(kāi)了一種高谷維素米糠油雙相萃取脫酸精煉工藝。現(xiàn)有的雙相萃取設(shè)備主要是轉(zhuǎn)盤萃取塔，這種設(shè)備轉(zhuǎn)速慢而且體積較大，萃取率低?，F(xiàn)有旋轉(zhuǎn)填料床已經(jīng)成功應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，但是其單層填料結(jié)構(gòu)使其在雙相萃取中的應(yīng)用受到了限制；而現(xiàn)有的雙相萃取設(shè)備具有成本高、體積龐大、萃取速率慢、萃取效率低很多不足之處。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)構(gòu)不能滿足雙相萃取的技術(shù)問(wèn)題，提出了一種用于雙相萃取的新型旋轉(zhuǎn)填料床；所述新型旋轉(zhuǎn)填料床可實(shí)現(xiàn)雙相萃取，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、萃取效率高、分離效果好的特點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種雙相原料兩種萃取劑之間的液-液萃取，同時(shí)利用旋轉(zhuǎn)填料床高速旋轉(zhuǎn)，液體在填料表面形成極薄液膜降低傳質(zhì)阻力的這種固有特性，使輕重液相在離心力的作用下獲得良好的軸向和周向均勻分布，實(shí)現(xiàn)了液體間的充分接觸，從而提升了萃取效率。本發(fā)明雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，包括填料轉(zhuǎn)子(I)、進(jìn)料分布器(6、10、13)和殼體
(16)，所述填料轉(zhuǎn)子包括主軸(5)、填料支撐板(2)、填料框(3)以及絲網(wǎng)填料(4)，絲網(wǎng)填料分為兩層，分別裝進(jìn)填料筐后固定于填料支撐板上，并通過(guò)鍵與主軸定位連接；所述進(jìn)料分布器包括原料分布器及輕、重相分布器，原料分布器(10)位于兩層填料空隙之間，輕相分布器(6)位于外圈填料外側(cè)，重相分布器(13)位于內(nèi)圈填料內(nèi)側(cè)，輕相分布器通過(guò)輕相進(jìn)口管(7)固定于旋轉(zhuǎn)填料床殼體上，重相分布器及原料分布器分別通過(guò)重相進(jìn)口管(11)和原料進(jìn)口管(12)固定于旋轉(zhuǎn)填料床底板(15)上，原料分布器支管為兩側(cè)開(kāi)口，輕相分布器支管為向內(nèi)單側(cè)開(kāi)口、重相分布器支管向外單側(cè)開(kāi)口，開(kāi)口(18)呈狹長(zhǎng)線形狀，支管端部都有連接環(huán)(17)連接固定；填料床底板(15)上設(shè)有由擋板(8)分隔輕相出口管(14)和重相出口管(9)。進(jìn)料分布器均設(shè)有四個(gè)開(kāi)孔支管，并且呈環(huán)形均勻分布，每組開(kāi)孔支管分別用連接環(huán)連接。具體如圖I 4所示。所述絲網(wǎng)填料材質(zhì)有不銹鋼、低碳鋼、黃銅、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛塑料、聚酰亞胺或三聚氰氨甲醛樹(shù)脂，具體材質(zhì)根據(jù)具操作溫度和介質(zhì)選擇；所述絲網(wǎng)填料裝于所述填料筐中，由螺栓固定于填料支撐板上；所述填料支撐板與轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速控制在3000r/min范圍內(nèi)；優(yōu)選1200 2000r/min，轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)填料床底板、上板連接處設(shè)有密封裝置，所述密封裝置采用雙端面動(dòng)密封。雙層填料結(jié)構(gòu)為進(jìn)料分布器的布置提供了空間，也保證了物料間的接觸面積；下板設(shè)置擋圈，將重相出口管及輕相出口管隔開(kāi)，使萃取產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)更好的分離；進(jìn)料分布器用支撐桿或支撐圈固定；在填料床底部設(shè)置支腿(19)，安裝有阻尼減震器(20)，減少填料轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡給設(shè)備造成的震動(dòng)損壞；旋轉(zhuǎn)填料床所有的開(kāi)孔接管均采用金屬軟管連接；整個(gè)旋轉(zhuǎn)填料床由電機(jī)(21)驅(qū)動(dòng)。作為本發(fā)明雙層填料的基礎(chǔ)上的改進(jìn)，提供了一種用于雙相萃取的具有四層填料的新型旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)填料床具有四層填料結(jié)構(gòu)，在輕相進(jìn)料分布器的外側(cè)和重相進(jìn)料分布器的內(nèi)側(cè)分別添加一層填料(22、23)，形成三個(gè)填料層隙及一個(gè)中心傳動(dòng)圓柱環(huán)，原料分布器(25)位于中間填料層隙處，輕相分布器(24)位于外層填料層隙，重相分布器(26)位于內(nèi)層填料層隙；輕重兩種萃取劑與原料采用逆流接觸傳質(zhì)。四層填料結(jié)構(gòu)增加了輕重相的萃取分布區(qū)，防止部分萃取劑不能噴入到填料層中，提高了萃取劑的利用率；多加了內(nèi)外兩層填料使原料液與兩種萃取劑在填料內(nèi)混合更加均勻，提高傳質(zhì)效率，提高萃取率，所述絲網(wǎng)填料材質(zhì)為不銹鋼、低碳鋼、黃銅、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛塑料、聚酰亞胺或三聚氰氨甲醛樹(shù)脂，具體如圖5、6所
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圖I本實(shí)用新型具有雙層填料的旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本實(shí)用新型兩層填料排布示意圖。圖3本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)填料床進(jìn)料分布器開(kāi)孔位置排布示意圖。圖4本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)填料床底座示意圖。圖5本實(shí)用新型具有四層填料的旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)構(gòu)示意圖。圖6本實(shí)用新型四層填料排布示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。圖I 4所示給出本實(shí)用新型的第一實(shí)施例，一種可用于雙相萃取的旋轉(zhuǎn)填料床，所述旋轉(zhuǎn)床包括殼體、轉(zhuǎn)子和進(jìn)料分布器。旋轉(zhuǎn)填料床的下方設(shè)有支腿(19)和阻尼減震器。原料通過(guò)原料入口管12進(jìn)入進(jìn)料分布器10，并由原料分布器10兩側(cè)交錯(cuò)排布的噴孔18噴入絲網(wǎng)填料中；重相由重相入口管11進(jìn)入重相分布器13，并由背離填料中心側(cè)的噴孔18噴入填料層；輕相由輕相入口管7進(jìn)入輕相分布器6，并由靠近填料中心側(cè)的噴孔噴入填料層。填料轉(zhuǎn)子I在與主軸5通過(guò)皮帶相連的電機(jī)21驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力，使得進(jìn)入填料層中的原料液沿填料徑向擴(kuò)散，重相原料與重相萃取劑逆流接觸傳質(zhì)后沿填料徑向向外甩出，重相甩出填料轉(zhuǎn)子后由筒體16內(nèi)壁收集，流入擋板8外側(cè)環(huán)形區(qū)域，最后從旋轉(zhuǎn)填料床底板15上重相出口管14流出；由于環(huán)形填料中心產(chǎn)生負(fù)壓，輕相原料與輕相萃取劑接觸傳質(zhì)后被吸向填料中心，沿徑向向環(huán)形填料中心運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到環(huán)形填料中心后流入擋板8內(nèi)側(cè)區(qū)域,最后從旋轉(zhuǎn)填料床底板15輕相出口管9流出。圖5、6所示給出本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，一種用于雙相萃取的具有四層填料的新型旋轉(zhuǎn)填料床，所述旋轉(zhuǎn)床包括填料轉(zhuǎn)子、進(jìn)料分布器和殼體。本實(shí)例在實(shí)例I基礎(chǔ)上增加外層填料層22和內(nèi)層填料層23，在填料轉(zhuǎn)子強(qiáng)大離心力作用下重相分布器26噴出的重相萃取劑向外運(yùn)動(dòng)，輕相分布器24噴出的輕相萃取劑向內(nèi)運(yùn)動(dòng)；原料液由原料分布器25噴口分散到填料層中，實(shí)現(xiàn)雙相萃取劑與原料之間的逆流
的接觸傳質(zhì)萃取。最后，重相在外層填料中進(jìn)行再一次均勻分布萃取后甩出填料轉(zhuǎn)子，由筒壁收集后從重相出口流出；輕相在內(nèi)層填料中進(jìn)行再一次均勻萃取后流入填料中心環(huán)，落到底板上由輕相出口流出。
權(quán)利要求1.一種雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，包括填料轉(zhuǎn)子(I)、進(jìn)料分布器(6、10、13)和殼體(16)，所述填料轉(zhuǎn)子(I)包括主軸(5)、填料支撐板(2)、填料框(3)以及絲網(wǎng)填料(4)，絲網(wǎng)填料分為兩層，分別裝進(jìn)填料筐(3)后固定于填料支撐板上，并通過(guò)鍵與主軸定位連接；所述進(jìn)料分布器包括原料分布器(10)及輕、重相分布器(6、13)，原料分布器(10)位于兩層填料空隙之間，輕相分布器(6)位于外圈填料外側(cè),重相分布器(13)位于內(nèi)圈填料內(nèi)側(cè),輕相分布器通過(guò)輕相進(jìn)口管(7)固定于旋轉(zhuǎn)填料床殼體(16)上，重相分布器及原料分布器分別通過(guò)重相進(jìn)口管(11)和原料進(jìn)口管(12)固定于旋轉(zhuǎn)填料床底板(15)上，原料分布器支管(10)為兩側(cè)開(kāi)口，輕相分布器支管為向內(nèi)單側(cè)開(kāi)口、重相分布器支管向外單側(cè)開(kāi)口，開(kāi)孔(18)呈狹長(zhǎng)線形狀，支管端部由連接環(huán)(17)連接，填料床底板(15)上設(shè)有由擋板(8)分隔輕相出口管(14)和重相出口管(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，其特征在于所述進(jìn)料分布器(6、10、13)均設(shè)有四個(gè)開(kāi)孔支管，并且呈環(huán)形均勻分布，每組開(kāi)孔支管分別用連接環(huán)(17)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，其特征在于旋轉(zhuǎn)填料床的下方設(shè)有支腿(19)和阻尼減震器(20);整個(gè)旋轉(zhuǎn)填料床由電機(jī)(21)驅(qū)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，其特征在于所述絲網(wǎng)填料(6)材質(zhì)為不銹鋼、低碳鋼、黃銅、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛塑料、聚酰亞胺或三聚氰氨甲醛樹(shù)脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，其特征在于所述原料分布器(10)為兩側(cè)雙面開(kāi)口，輕相分布器(6)為向內(nèi)單側(cè)開(kāi)口、重相分布器向外單側(cè)開(kāi)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，其特征在于所述進(jìn)料分布器(6、10、13)端部都有單獨(dú)的連接環(huán)(17)連接固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)填料床輕相進(jìn)口管(7)、重相進(jìn)口管(11)、原料進(jìn)口管(12)均采用金屬軟管。
8.一種雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)填料床具有四層填料，在輕相分布器的外側(cè)和重相分布器的內(nèi)側(cè)分別添加一層填料(22、23)，形成三個(gè)填料層隙及一個(gè)中心傳動(dòng)圓柱環(huán)，原料進(jìn)料分布器(25)位于中間填料層隙處，輕相分布器(24)位于外層填料層隙，重相分布器(26)位于內(nèi)層填料層隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，其特征在于所述進(jìn)料分布器(24、25、26)均設(shè)有四個(gè)開(kāi)孔支管，并且呈環(huán)形均勻分布。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，其特征在于所述絲網(wǎng)填料(22、23)材質(zhì)為不銹鋼、低碳鋼、黃銅、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛塑料、聚酰亞胺或三聚氰氨甲醛樹(shù)脂。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙相萃取旋轉(zhuǎn)填料床，包括轉(zhuǎn)子、進(jìn)料分布器和殼體，所述轉(zhuǎn)子包括填料支撐板以及絲網(wǎng)填料、分別裝進(jìn)填料筐后固定于填料支撐板上，并通過(guò)鍵與轉(zhuǎn)軸定位連接；所述進(jìn)料分布器包括原料進(jìn)料分布器及輕重相萃取劑進(jìn)料分布器，原料進(jìn)料分布器位于兩層填料空隙之間，雙相萃取劑進(jìn)料分布器分別位于外圈層填料外側(cè)及內(nèi)層填料內(nèi)側(cè)，填料床底板上設(shè)有由擋板分隔開(kāi)的輕相出口管和重相出口管。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使液體在離心力的作用下獲得良好的軸向和周向的均勻分布，實(shí)現(xiàn)了液體間的逆流充分接觸，從而提升了萃取效率。
文檔編號(hào)B01D11/04GK202700133SQ20122018687
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者胡德棟, 段淑娜, 朱光偉, 單文硯 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)