[其他]列管式脈沖篩板萃取柱

無效

• 申請號: 86207618
• 申請日: 1986-10-27
• 公開（公告）號: CN86207618U
• 公開（公告）日: 1987-12-09
• 發明（設計）人: 毛宗強;孫世仁
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01D11/04
• 分類號: B01D11/04
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 張志東

本實用新型涉及一種改進的柱式萃取設備，適用于各種液－液萃取化工單元操作。

在現有的脈沖篩板萃取柱內，大都采用使流體作垂直方向脈動運動的方式輸入能量，以保證兩相逆流流動并有良好的接觸。這種柱的最大直徑目前已達3米，現有脈沖篩板萃取柱的主要缺點是：一、柱徑是對設備的傳質特性有很大影響。例如，當脈沖篩板萃取柱徑由3英寸放大到23.5英寸時，用30％磷酸三丁酯－煤油溶劑萃取硝酸鈾酰，其傳質單元高度由1.4英尺增加到5.9英尺，增加4倍多。傳質效率降低的原因在于萃取柱內兩相的縱向混合及徑向不均勻性隨柱徑變大而急劇增加。二、放大困難。由于工業應用的復雜性，目前還不能直接由基本參數直接設計出工業化的大型脈沖篩板萃取柱。雖然有一些經驗公式，但各自的局限性很大，很難應用，一直沿用逐步放大的方法，由小型實驗、中型試驗乃至半工業試驗才能設計出大直徑的脈沖篩板萃取柱。不但費錢費物，而且也影響了脈沖篩板萃取柱在工業上的應用。

美國專利3，854，176公開了一種環形柱。其結構特點是用兩根同心園筒構成萃取柱段，用園環形篩板代替常用的園形篩板，這樣不但從幾何尺寸方面保證了核臨界安全，而且還降低了傳質單元高度。其缺點是生產能力要比同直徑的普通脈沖篩板萃取柱要小。

本實用新型的目的在于提供一種傳質單元高度低而且可以根據需要放大任意倍數而不增加其傳質單元高度的脈沖篩板萃取柱。

本實用新型的特征是在脈沖篩板萃取柱內篩板之間增設垂直構件每一垂直構件的高度等于篩板間的距離，全部垂直構件保持同一方位將脈沖篩板柱柱段分割成一系列并聯的截面積形狀為三角形、四邊形、或六邊形的異型管狀小脈沖篩板萃取柱，每一小萃取柱內的液體不和其它小萃取柱的液體串通。板段兩端裝有平分布板及旋流分布板構成的再分布器，使得每個小截面脈沖篩板萃取柱的入口濃度相同，這樣大、小脈沖篩板萃取柱的傳質性能相同，亦即克服了大直徑脈沖篩板萃取柱內縱向混合和徑向不均勻性的不良影響。

本實用新型是通過下述技術方案實現的。

普通的脈沖篩板萃取柱由上擴大段〔1〕、下擴大端〔7〕，水相入口〔2〕及分布器〔12〕、有機相入口〔8〕及分布器〔11〕、水相出口〔9〕、有機相出口〔13〕、脈沖入口〔10〕及篩板〔5〕組成。兩相在萃取柱中逆流流動，外加脈沖促進液體流動，篩板是加強兩相間的傳質。本實用新型特點是篩板〔5〕之間增設垂直構件〔6〕將大直徑脈沖篩板柱分割成許多均勻的小空間。垂直構件板〔14〕、〔15〕構成的小空間的橫截面可為三角形〔17〕，四邊形〔18〕，六邊形〔19〕，小截面的大小與大脈沖篩板柱的柱徑及小實驗條件有關。垂直構件〔6〕的高度為2～15厘米，正好等于兩塊篩板〔5〕之間的距離。利用垂直構件上的定位孔〔16〕使柱內部所有的垂直構件保持相同的方位，從而組成若干并列的、貫穿整個有效板段的三角形或四邊形或六邊形等異型管。這樣，經小實驗測定一個異型管的性能，就可以掌握整個大直徑脈沖篩板萃取柱的性能。本發明中采用的垂直構件的材料可用碳鋼、不銹鋼、鈦等金屬材料，也可用塑料、有機玻璃、陶瓷等非金屬材料。在同一脈沖篩板萃取柱內的垂直構件可以為同一種材料，也可以同時采用兩種不同的材料。

對于大直徑脈沖篩板萃取柱，異型管的數目大于等于10個。為了使液體均勻地分散到每個異型管中，除了兩相分布器〔11、12〕外，還在脈沖篩板萃取柱板段的上、下兩端裝有液體再分布器。液體再分布器由平分布板〔3〕及旋流分布板〔4〕交替排列組成，板〔3〕及〔4〕的間距為2～15厘米，其確切的數目和間距取決于大脈沖篩板萃取柱的直徑，對于1米直徑脈沖篩板萃取柱，其每一個液體再分布器由10～15塊板組成，其板間距可為5厘米。

篩板〔5〕的間距為2～15厘米，自由截面積為0.2～0.5，篩板孔徑為2～15毫米，篩孔形狀可為平孔或帶凸臺的噴嘴狀。使用時具體參數應與垂直構件〔6〕的形狀相匹配。

本實用新型與現有技術相比，同直徑的脈沖篩板萃取柱的建造費用與其柱高成正比，本柱型可以有效地降低柱高，且柱徑越大，效果越顯著，這樣就能減少設備的建造費用，同時也能減少基建投資，試劑裝載量和消耗。此外有把握的一次放大成功也將節省大量的實驗費用。

附圖圖1列管式脈沖萃取柱結構示意圖

圖2垂直構件主體示意圖

圖3垂直構件橫向剖面圖