[發明專利]一種上懸式低功耗弱剪切型液液離心萃取機

有效

• 申請號: 201810913345.4
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109011691B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 張德友;陳崔龍;朱碧肖
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司
• 主分類號: B01D11/04
• 分類號: B01D11/04
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;鄭琍玉

本發明涉及一種上懸式低功耗弱剪切型液液離心萃取機。本發明包括同軸布置的殼體以及轉鼓，所述轉鼓的上軸端通過聯軸器與電機驅動軸連接，所述轉鼓的下軸端懸置在所述殼體內，所述殼體外底面設有與轉鼓同軸布置且與殼體內部相通的物料混合筒，所述混合筒的外側面設有沿混合筒切向布置的待萃取物料進口以及萃取劑進口，所述混合筒內側面設有物料分散葉片，所述殼體內底面設有與轉鼓同軸布置的向心葉輪結構。本發明實現了旋轉的轉鼓外側面與物料不接觸，也就不會產生攪動物料產生渦流消耗的功率、與物料接觸摩擦消耗的功率以及物料沖刷磨損轉鼓外表面、發熱等問題，同時避免轉鼓側面對物料的剪切作用而造成物料乳化等問題。

技術領域

本發明屬于離心萃取機領域，具體是涉及一種上懸式低功耗弱剪切型液液離心萃取機。

背景技術

液液離心萃取機是一種快速、高效的液液萃取、分離設備。其原理是利用離心萃取機在高速旋轉時產生的離心力使密度不同且互不相溶的兩相液體進行混合傳質、最終分離，達到萃取的目的。也就是說，一個完整的萃取過程包括兩個過程：1.傳質過程；2.分離過程。而液液離心萃取機在同一個設備內部即可完成該兩個過程。

液液離心萃取機易實現多級逆流(錯流)串聯萃取，單機具有存留時間短、分相迅速、占地面積小等特點，現已廣泛應用于化工/石油/精細化工/無機鹽工業/核能(油水分離、原油純化、蒽油處理、催化劑、核能乏燃料處理等)、醫藥/中藥/農藥/生物/食品(青霉素6APA、香蘭素、茶妥酚、黃精、大蒜油、人參提取物、農藥咪酰胺、甜味劑、維生素、食品添加劑、三氯蔗糖)、濕法冶金/稀土/稀貴金屬提取(鎳、鈷、銅、金、銀、鈧、鈁、鈾、釷、錸、鋅等提取)、環保/廢水處理(廢水有機物提取、降低COD、焦化廢水、化工廢水、蘭炭廢水等提酚、酚氨廢水脫酚、精酚車間廢水處理及洗鹽、癸二酸生產含酚廢水處理)等各個領域。

目前應用最廣泛的是立式環隙式液液離心萃取機，如圖1所示。該型設備結構一般是電機1立式安裝，其輸出軸與聯軸器2相連，聯軸器2下端與轉鼓4的上軸端41連接，將電機1的扭矩傳遞給轉鼓4，帶動轉鼓4高速旋轉，產生離心力場。從萃取機頂部俯視，萃取機一般為順時針旋轉。轉鼓4筒體的外表面與殼體5的內表面形成“環隙”腔體6，轉鼓4是高速旋轉，殼體5靜止，因此轉鼓4筒體的外表面與殼體5的內表面之間形成相對運動。當待萃取物料和萃取劑分別通過進料口N1、N4進入萃取機內部(對于單臺萃取機而言，待萃取物料和萃取劑由N1或N4進入，沒有區別。對于多臺萃取機串聯使用，形成多級串聯逆流萃取體系，根據待萃取物料和萃取劑的密度大小進行選擇，密度大的由N1進)，首先進入“環隙”腔體6，進入的兩相液體物料在相對運動作用下產生渦流效應，將待萃取物料和萃取劑充分打散，使兩相液體充分接觸，發生物質轉移，待萃取物料中的溶質進入萃取劑中，初步完成傳質過程。之后，物料進入轉鼓4筒體的內部，在離心力的作用下，密度大的液相逐漸被甩向轉鼓壁，密度小的液相則靠近軸心，轉鼓4的長度保證該分離過程所需時間。經過分離，最終密度大的液相從重相出口N3流出，密度小的液相從輕相出口N2流出。該過程為分離過程。

上述立式環隙式液液離心萃取機充分利用了設備自身結構，整體緊湊。因為“環隙”腔體6的渦流作用存在，為保證設備運轉可靠，整機一般采用上下支撐結構：上軸端41裝有上軸承3，轉鼓4的下軸端42裝有下軸承7。因為下軸承7位于物料的下方，所以在下軸承7的上方必須設有機械密封8。

立式環隙式液液離心萃取機因為具備“環隙”腔體、上下軸承支撐結構，具有結構緊湊、轉鼓長度長、分離時間長、混合效果好、傳質速度快、萃取效率高等優點，也是目前應用較廣泛的離心萃取設備。但是，立式環隙式液液離心萃取機也存在以下問題：

一.消耗功率大：

1.該結構利用“環隙”腔體的渦流作用，對物料進行混合。“環隙”腔體的形成是利用轉鼓的外表面，因為轉鼓直徑較大，尤其是大直徑的離心萃取機，其轉鼓直徑一般在550～1000mm。如此大的直徑，在高轉速下，其外表面的線速度很大，如此大的線速度去攪動物料形成渦流，需要消耗很大的功率；通過測算，該功率消耗約占總功率的50％；