转盘萃取塔的制作方法
【专利摘要】本技术方案涉及一种转盘萃取塔，包括塔体、转轴、转盘、固定环和动力机构，转轴设在塔体内并与动力机构传动连接，转盘套设在转轴上并沿转轴的轴向方向间隔分布，每两个上下相邻的转盘之间设有固定环，固定环的外边缘与塔体的内壁连接，所述转盘的外边缘设有至少两个涡轮叶片。在每两个上下相邻的转盘之间设有固定环，并在转盘的外边缘连接涡轮叶片，使得由转盘离心力而向塔壁方向流动的液体能够到达塔壁，保证了由转盘边缘上的涡流产生的湍流状态下的径向动量传递，有利于转盘塔内两相间的传质。塔体内由于被固定环分隔成各个区间，转盘和涡轮叶片转动而引起的旋涡能大体上被局限在各个区间，从而减少轴向返混，提高了转盘萃取塔的传质效率。
【专利说明】转盘萃取塔
【技术领域】
[0001]本技术方案涉及一种化工分离设备【技术领域】，具体涉及一种转盘萃取塔。
【背景技术】
[0002]大型转盘萃取塔是一种重要的化工传质设备，它在化工、石油和环境保护等领域有着广泛的应用。转盘萃取塔具有结构简单，处理量大，投资小等优点。因此，自从其问世以来，一直在医药、精细、石油化学工业中得到了广泛的应用。影响转盘萃取塔传质的主要因素是分散相存留分数和轴向返混。转盘萃取塔在进行工业放大时，由于轴向返混而使75-90%的塔高用于补偿轴向返混带来的传质推动力的降低。在萃取柱中连续相内的轴向返混被认为是有由以下几种因素中的一个或几个而引起的:1)由于流体和流体搅拌而引起的涡流扩散；2)径向速度分布；3)分散相液滴尾流内连续相等的夹带；4)分散相液滴流动引起的涡流。但具体造成返混的因素、来源、影响程度以及影响区域研究的还很不充分。
[0003]计算流体力学(CFD)是一门发展迅速的前沿学科，它在航天及汽车工业中的应用缺德了巨大的成功。在化工领域的运用也在迅速发展。Bart等人则对转盘萃取塔内单相和两相流体流动规律进行了深入的研究。他们指出，充分的径向流动量传递是保证传质过程中设备体积的有效利用的充分条件。如果设备的几何结构不能保证这种径向的动量传递，增加转盘塔的转速也不可能达到充分的传质和分离要求，特别是对大塔径的转盘塔。在层流边界层流动情况下，转盘的径向动量传递是通过从转盘边缘向外释放自由液体射流来实现的。根据边界层理论，在射流轴上的最大流速在层流情况下是以X_1/3的速度减小(X为设立轴向距离)。在湍流状态下则以x_1/2的速度递减。如果这个速度与液体连续相流速相比较小，由转盘离心力而向塔壁方向流动的液体将达不到塔壁。湍流状态下的径向动量传递是由转盘边缘上的涡流产生的。在大塔径萃取塔内，这种层流和湍流机理将失去其有效性，流体有效的切向运动将被打破。在这种情况下，返混就会产生，塔的有效利用体积就会降低。
【发明内容】
[0004]本技术方案的目的在于提供一种能够消除转盘塔内的级间返混，提高传质效率的转盘萃取塔，具体技术方案如下:
一种转盘萃取塔，包括塔体、转轴、转盘、固定环和动力机构；所述动力机构在塔体外，转轴设在塔体内并与动力机构传动连接，所述转轴的轴向垂直地面；所述转盘有多个，各个转盘沿转轴的轴向依次连接在转轴上，且间隔分布；每两个上下相邻的转盘之间设有固定环，固定环的外边缘与塔体的内壁连接；所述转盘的外边缘连接有至少两个涡轮叶片，且各个涡轮叶片关于转轴成轴对称。
[0005]所述涡轮叶片优选为3个。所述固定环的内边缘连接有垂直于固定环的挡板。所述动力机构为变速电机。
[0006]所述固定环的内边缘设有垂直于固定环的挡板，构成虚拟的澄清区。整个萃取区由转盘和涡轮叶片以及固定环的挡板分成多个混合区和澄清区。它具有传统转盘萃取塔原有分散作用，同时又有分开的澄清区，这样可以反复进行凝聚再分散，以减少了轴向的混合，提高了萃取效率。
[0007]本技术方案的工作原理是:由动力机构带动转轴旋转，由转轴带动固设在转轴上的转盘和涡轮叶片旋转，从而使连续相和分散相即轻相与重相一起转动，液流中产生了高的速度梯度和剪切应力，剪切应力一方面使连续相产生强烈的旋涡，另一方方面又使分散相破裂成许多微小的液滴，从而增大了分散相的传质系数即接触界面。
[0008]本技术方案在每两个上下相邻的转盘之间设有固定环，并在转盘的外边缘连接涡轮叶片，使得由转盘离心力而向塔壁方向流动的液体能够到达塔壁，保证了由转盘边缘上的涡流产生的湍流状态下的径向动量传递，消除转盘塔内的级间返混，有利于转盘塔内两相间的传质。塔体内由于被固定环分隔成各个区间，转盘和涡轮叶片转动而引起的旋涡能大体上被局限在各个区间，从而减少轴向返混，提高了转盘萃取塔的传质效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本技术方案的结构示意图；
图2为图1中的A部的局部放大图。
[0010]塔体1、涡轮叶片2、固定环3、转盘4、转轴5、动力机构6、挡板7。
【具体实施方式】
[0011]以下结合附图进一步说明本技术方案。
[0012]参见图1和图2，一种转盘萃取塔，包括塔体、转轴、转盘、固定环和动力机构；所述动力机构在塔体外，转轴设在塔体内并与动力机构传动连接，所述转轴的轴向垂直地面；所述转盘有多个，各个转盘沿转轴的轴向依次连接在转轴上，且间隔分布；每两个上下相邻的转盘之间设有固定环，固定环的外边缘与塔体的内壁连接；所述转盘的外边缘连接有至少两个涡轮叶片，且各个涡轮叶片关于转轴成轴对称。本例中，所述涡轮叶片为3个。所述固定环的内边缘连接有垂直于固定环的挡板。所述动力机构为变速电机。
[0013]本技术方案的工作原理是:由动力机构带动转轴旋转，由转轴带动固设在转轴上的转盘和涡轮叶片旋转，从而使连续相和分散相即轻相与重相一起转动，液流中产生了高的速度梯度和剪切应力，剪切应力一方面使连续相产生强烈的旋涡，另一方方面又使分散相破裂成许多微小的液滴，从而增大了分散相的传质系数即接触界面。
[0014]本技术方案在每两个上下相邻的转盘之间设有固定环，并在转盘的外边缘连接涡轮叶片，使得由转盘离心力而向塔壁方向流动的液体能够到达塔壁，保证了由转盘边缘上的涡流产生的湍流状态下的径向动量传递，有利于转盘塔内两相间的传质。塔体内由于被固定环分隔成各个区间，转盘和涡轮叶片转动而引起的旋涡能大体上被局限在各个区间，从而减少轴向返混。
【权利要求】
1.一种转盘萃取塔，包括塔体、转轴、转盘、固定环和动力机构；所述动力机构在塔体外，转轴设在塔体内并与动力机构传动连接，所述转轴的轴向垂直地面；所述转盘有多个，各个转盘沿转轴的轴向依次连接在转轴上，且间隔分布；每两个上下相邻的转盘之间设有固定环，固定环的外边缘与塔体的内壁连接，其特征在于所述转盘的外边缘连接有至少两个涡轮叶片，且各个涡轮叶片关于转轴成轴对称。
2.根据权利要求1所述的转盘萃取塔，其特征在于所述涡轮叶片有3个。
3.根据权利要求1或2所述的转盘萃取塔，其特征在于所述固定环的内边缘连接有垂直于固定环的挡板。
4.根据权利要求1所述的转盘萃取塔，其特征在于所述动力机构为变速电机。
【文档编号】B01D11/04GK103623609SQ201210299719
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月21日 优先权日:2012年8月21日
【发明者】杨骏跃, 张志春, 韩赟 申请人:江苏天目建设集团溧阳市常兴环保工程有限公司