[發(fā)明專利]一種用于測(cè)定環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410371108.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN104101318B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段五華;曹爍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B21/10
• 分類號(hào): G01B21/10
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

本發(fā)明公開了一種用于測(cè)定環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑的方法，當(dāng)環(huán)隙式離心萃取器運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，同時(shí)停止重相溶液和輕相溶液進(jìn)料，并拔出還在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)筒，由于轉(zhuǎn)筒依然保持原有速度轉(zhuǎn)動(dòng)，其內(nèi)部的重相溶液和輕相溶液受離心力作用仍然會(huì)保持于轉(zhuǎn)筒內(nèi)部不會(huì)流失，因此，當(dāng)將轉(zhuǎn)筒移到容器內(nèi)后停止轉(zhuǎn)筒運(yùn)轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)筒內(nèi)的液體流入容器內(nèi)的溶液體積即是環(huán)隙式離心萃取器運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的實(shí)際體積，由此，當(dāng)容器內(nèi)液體移入量筒內(nèi)澄清分相，分別獲得重相溶液和輕相溶液各自體積后，即可通過計(jì)算獲得轉(zhuǎn)筒內(nèi)兩相液體界面半徑，從而實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確測(cè)定環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溶劑萃取技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于測(cè)定環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑的方法。

背景技術(shù)

環(huán)隙式離心萃取器是依靠強(qiáng)大離心力實(shí)現(xiàn)兩相混合液的分相的，是一種高效的液-液萃取設(shè)備，已成功應(yīng)用于石油化工、材料制備、生物化工、制藥工程、廢水處理、濕法冶金和核化工等領(lǐng)域。

環(huán)隙式離心萃取器運(yùn)行時(shí)，互不相溶的兩相液體在外殼內(nèi)劇烈混合后，混合液經(jīng)轉(zhuǎn)筒入口進(jìn)入轉(zhuǎn)筒澄清段，在強(qiáng)大離心力作用下，重相被甩到轉(zhuǎn)筒澄清段外緣，聚集到澄清段壁處，而輕相則被擠向澄清段內(nèi)側(cè)，在兩者之間則是乳化層。乳化層從下自上逐漸變薄。當(dāng)乳化層移至重相垂直通道處，則會(huì)造成重相出口液有輕相夾帶，而當(dāng)乳化層移至輕相堰處，則會(huì)造成輕相出口液有重相夾帶，當(dāng)乳化層擴(kuò)展到重相垂直通道和輕相堰處時(shí)，則兩相出口液都會(huì)有相夾帶。要嚴(yán)格控制相夾帶，必須嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)筒內(nèi)乳化層的位置。轉(zhuǎn)筒澄清段頂部的乳化層差不多是等體積地漂動(dòng)在“界面”半徑的兩側(cè)，因而可用“界面半徑”來代替乳化層。“界面半徑”是指不存在乳化層時(shí)的兩相界面的半徑。因此準(zhǔn)確獲得環(huán)隙式離心萃取器內(nèi)液體界面半徑對(duì)于其成功應(yīng)用是非常重要的。

由于離心萃取器是高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，轉(zhuǎn)筒由不透明材料制成，因此很難獲得環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑，現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用放液法來獲得環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑，其具體步驟包括：當(dāng)環(huán)隙式離心萃取器在一定操作條件下正常運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，同時(shí)并快速停止兩相液體進(jìn)料；與此同時(shí)快速打開外殼底的排料口，用量筒接收從外殼底流出的液體，直到?jīng)]有液體流出為止；停止轉(zhuǎn)筒高速運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)轉(zhuǎn)筒內(nèi)的液體流入外殼并通過外殼底排料口流出，用另一個(gè)量筒接收從外殼底流出的液體，直到?jīng)]有液體流出為止，兩相液體在量筒內(nèi)完全分相后，讀出兩相各自的體積；利用所測(cè)得的轉(zhuǎn)筒內(nèi)兩相的各自體積，根據(jù)計(jì)算模型就可求得轉(zhuǎn)筒內(nèi)的界面半徑。但該方法的主要不足：首先，排放完外殼內(nèi)液體時(shí)由于需要一定的時(shí)間，因此還在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)筒仍會(huì)吸入一部分外殼內(nèi)的液體，而且轉(zhuǎn)筒內(nèi)水相和有機(jī)相液體也會(huì)甩入各自的收集環(huán)后流出，這樣所獲得的轉(zhuǎn)筒內(nèi)兩相體積就不十分準(zhǔn)確；其次，從殼體底排放液體時(shí)，總會(huì)有一部分液體滯留在殼體內(nèi)不被排出，也導(dǎo)致所獲得的轉(zhuǎn)筒內(nèi)兩相體積不準(zhǔn)確。

因此，迫切需要發(fā)明一種能準(zhǔn)確測(cè)定環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于測(cè)定環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑的方法，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)定環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于測(cè)定環(huán)隙式離心萃取器轉(zhuǎn)筒內(nèi)界面半徑的方法，所述環(huán)隙式離心萃取器包括形成有第一容納腔的外殼，所述轉(zhuǎn)筒套設(shè)于所述第一容納腔內(nèi)并在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，且所述轉(zhuǎn)筒底部開設(shè)有混合溶液開口，所述方法包括：

啟動(dòng)環(huán)隙式離心萃取器后，分別向環(huán)隙式離心萃取器外殼的第一容納腔通入重相溶液和輕相溶液，以在所述第一容納腔中形成混合溶液，所述轉(zhuǎn)筒通過轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力由所述混合溶液開口汲取所述混合溶液；

當(dāng)環(huán)隙式離心萃取器運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，同時(shí)停止重相溶液和輕相溶液向所述外殼的第一容納腔進(jìn)料，并拔出還在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)筒；

將所述轉(zhuǎn)筒移到容器內(nèi)后停止轉(zhuǎn)筒運(yùn)轉(zhuǎn)，以使轉(zhuǎn)筒內(nèi)的液體流入容器內(nèi)；

把容器內(nèi)液體移入量筒內(nèi)澄清分相，分別獲得重相溶液和輕相溶液各自體積；