專利名稱：轉盤萃取塔的制作方法
技術領域：
本技術方案涉及一種化工分離設備技術領域，具體涉及一種轉盤萃取塔。
背景技術：
大型轉盤萃取塔是一種重要的化工傳質設備，它在化工、石油和環(huán)境保護等領域有著廣泛的應用。轉盤萃取塔具有結構簡單，處理量大，投資小等優(yōu)點。因此，自從其問世以來，一直在醫(yī)藥、精細、石油化學工業(yè)中得到了廣泛的應用。影響轉盤 萃取塔傳質的主要因素是分散相存留分數(shù)和軸向返混。轉盤萃取塔在進行工業(yè)放大時，由于軸向返混而使75-90%的塔高用于補償軸向返混帶來的傳質推動力的降低。在萃取柱中連續(xù)相內(nèi)的軸向返混被認為是有由以下幾種因素中的一個或幾個而引起的1)由于流體和流體攪拌而引起的渦流擴散；2)徑向速度分布；3)分散相液滴尾流內(nèi)連續(xù)相等的夾帶；4)分散相液滴流動引起的渦流。但具體造成返混的因素、來源、影響程度以及影響區(qū)域研究的還很不充分。計算流體力學(CFD)是一門發(fā)展迅速的前沿學科，它在航天及汽車工業(yè)中的應用取得了巨大的成功。在化工領域的運用也在迅速發(fā)展。Bart等人則對轉盤萃取塔內(nèi)單相和兩相流體流動規(guī)律進行了深入的研究。他們指出，充分的徑向流動量傳遞是保證傳質過程中設備體積的有效利用的充分條件。如果設備的幾何結構不能保證這種徑向的動量傳遞，增加轉盤塔的轉速也不可能達到充分的傳質和分離要求，特別是對大塔徑的轉盤塔。在層流邊界層流動情況下，轉盤的徑向動量傳遞是通過從轉盤邊緣向外釋放自由液體射流來實現(xiàn)的。根據(jù)邊界層理論，在射流軸上的最大流速在層流情況下是以X_1/3的速度減小(X為設立軸向距離)。在湍流狀態(tài)下則以x_1/2的速度遞減。如果這個速度與液體連續(xù)相流速相比較小，由轉盤離心力而向塔壁方向流動的液體將達不到塔壁。湍流狀態(tài)下的徑向動量傳遞是由轉盤邊緣上的渦流產(chǎn)生的。在大塔徑萃取塔內(nèi)，這種層流和湍流機理將失去其有效性，流體有效的切向運動將被打破。在這種情況下，返混就會產(chǎn)生，塔的有效利用體積就會降低。
發(fā)明內(nèi)容本技術方案的目的在于提供一種能夠消除轉盤塔內(nèi)的級間返混，提高傳質效率的轉盤萃取塔，具體技術方案如下一種轉盤萃取塔，包括塔體、轉軸、轉盤、固定環(huán)和動力機構；所述動力機構在塔體夕卜，轉軸設在塔體內(nèi)并與動力機構傳動連接，所述轉軸的軸向垂直地面；所述轉盤有多個，各個轉盤沿轉軸的軸向依次連接在轉軸上，且間隔分布；每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環(huán)，固定環(huán)的外邊緣與塔體的內(nèi)壁連接；所述轉盤的外邊緣連接有至少兩個渦輪葉片，且各個渦輪葉片關于轉軸成軸對稱。所述渦輪葉片優(yōu)選為3個。所述固定環(huán)的內(nèi)邊緣連接有垂直于固定環(huán)的擋板。所述動力機構為變速電機。所述固定環(huán)的內(nèi)邊緣設有垂直于固定環(huán)的擋板，構成虛擬的澄清區(qū)。整個萃取區(qū)由轉盤和渦輪葉片以及固定環(huán)的擋板分成多個混合區(qū)和澄清區(qū)。它具有傳統(tǒng)轉盤萃取塔原有分散作用，同時又有分開的澄清區(qū)，這樣可以反復進行凝聚再分散，以減少了軸向的混合，提高了萃取效率。本技術方案的工作原理是由動力機構帶動轉軸旋轉，由轉軸帶動固設在轉軸上的轉盤和渦輪葉片旋轉，從而使連續(xù)相和分散相即輕相與重相一起轉動，液流中產(chǎn)生了高的速度梯度和剪切應力，剪切應力一方面使連續(xù)相產(chǎn)生強烈的旋渦，另一方面又使分散相破裂成許多微小的液滴，從而增大了分散相的傳質系數(shù)即接觸界面。本技術方案在每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環(huán)，并在轉盤的外邊緣連接渦輪葉片，使得由轉盤離心力而向塔壁方向流動的液體能夠到達塔壁，保證了由轉盤邊緣上的渦流產(chǎn)生的湍流狀態(tài)下的徑向動量傳遞，消除轉盤塔內(nèi)的級間返混，有利于轉盤塔內(nèi)兩相間的傳質。塔體內(nèi)由于被固定環(huán)分隔成各個區(qū)間，轉盤和渦輪葉片轉動而引起的旋渦能大體上被局限在各個區(qū)間，從而減少軸向返混，提高了轉盤萃取塔的傳質效率。

圖I為本技術方案的結構示意圖；圖2為圖I中的A部的局部放大圖。塔體I、渦輪葉片2、固定環(huán)3、轉盤4、轉軸5、動力機構6、擋板7。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本技術方案。參見圖I和圖2，一種轉盤萃取塔，包括塔體、轉軸、轉盤、固定環(huán)和動力機構；所述動力機構在塔體外，轉軸設在塔體內(nèi)并與動力機構傳動連接，所述轉軸的軸向垂直地面；所述轉盤有多個，各個轉盤沿轉軸的軸向依次連接在轉軸上，且間隔分布；每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環(huán)，固定環(huán)的外邊緣與塔體的內(nèi)壁連接；所述轉盤的外邊緣連接有至少兩個渦輪葉片，且各個渦輪葉片關于轉軸成軸對稱。本例中，所述渦輪葉片為3個。所述固定環(huán)的內(nèi)邊緣連接有垂直于固定環(huán)的擋板。所述動力機構為變速電機。本技術方案的工作原理是由動力機構帶動轉軸旋轉，由轉軸帶動固設在轉軸上的轉盤和渦輪葉片旋轉，從而使連續(xù)相和分散相即輕相與重相一起轉動，液流中產(chǎn)生了高的速度梯度和剪切應力，剪切應力一方面使連續(xù)相產(chǎn)生強烈的旋渦，另一方面又使分散相破裂成許多微小的液滴，從而增大了分散相的傳質系數(shù)即接觸界面。本技術方案在每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環(huán)，并在轉盤的外邊緣連接渦輪葉片，使得由轉盤離心力而向塔壁方向流動的液體能夠到達塔壁，保證了由轉盤邊緣上的渦流產(chǎn)生的湍流狀態(tài)下的徑向動量傳遞，有利于轉盤塔內(nèi)兩相間的傳質。塔體內(nèi)由于被固定環(huán)分隔成各個區(qū)間，轉盤和渦輪葉片轉動而引起的旋渦能大體上被局限在各個區(qū)間，從而減少軸向返混。
權利要求1.ー種轉盤萃取塔，包括塔體、轉軸、轉盤、固定環(huán)和動カ機構； 所述動カ機構在塔體外，轉軸設在塔體內(nèi)并與動カ機構傳動連接，所述轉軸的軸向垂直地面； 所述轉盤有多個，各個轉盤沿轉軸的軸向依次連接在轉軸上，且間隔分布； 每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環(huán)，固定環(huán)的外邊緣與塔體的內(nèi)壁連接，其特征在于所述轉盤的外邊緣連接有至少兩個渦輪葉片，且各個渦輪葉片關于轉軸成軸對稱。
2.根據(jù)權利要求I所述的轉盤萃取塔，其特征在于所述渦輪葉片有3個。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的轉盤萃取塔，其特征在于所述固定環(huán)的內(nèi)邊緣連接有垂直于固定環(huán)的擋板。
4.根據(jù)權利要求I所述的轉盤萃取塔，其特征在于所述動カ機構為變速電機。
專利摘要本技術方案涉及一種轉盤萃取塔，包括塔體、轉軸、轉盤、固定環(huán)和動力機構，轉軸設在塔體內(nèi)并與動力機構傳動連接，轉盤套設在轉軸上并沿轉軸的軸向方向間隔分布，每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環(huán)，固定環(huán)的外邊緣與塔體的內(nèi)壁連接，所述轉盤的外邊緣設有至少兩個渦輪葉片。在每兩個上下相鄰的轉盤之間設有固定環(huán)，并在轉盤的外邊緣連接渦輪葉片，使得由轉盤離心力而向塔壁方向流動的液體能夠到達塔壁，保證了由轉盤邊緣上的渦流產(chǎn)生的湍流狀態(tài)下的徑向動量傳遞，有利于轉盤塔內(nèi)兩相間的傳質。塔體內(nèi)由于被固定環(huán)分隔成各個區(qū)間，轉盤和渦輪葉片轉動而引起的旋渦能大體上被局限在各個區(qū)間，從而減少軸向返混，提高了轉盤萃取塔的傳質效率。
文檔編號B01D11/04GK202751836SQ20122041741
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權日2012年8月21日
發(fā)明者楊駿躍, 張志春, 韓赟 申請人:江蘇天目建設集團溧陽市常興環(huán)保工程有限公司