一种萃取塔内液体分布器及其工作方法与流程

本发明涉及一种液体分布器，尤其涉及一种液-液萃取塔用的塔内液体分布器。

背景技术：

在化工领域中，分离液体混合物常采用萃取方法，它是利用液体各组分在溶剂中溶解度的差异来实现液-液的分离。萃取的过程一般在萃取塔内实现，一种溶液(密度较小的轻相液体)由塔的下部连续进入塔内，在浮力作用下，向塔的上方流动；另一种溶剂(密度较大的重相液体)由塔的上部连续进入塔内，由于重力的作用，向塔的下方流动，并充满全塔。溶液分散在连续的溶剂中，通过溶液与溶剂的接触，溶液中的一种或几种组分选择性地溶解在连续的溶剂中，进行质量传递。

萃取塔的萃取效果往往与塔内液体分布器分布液体的效果有很大关系。一个性能良好的液体分布器可有效提高分离效率，节省设备投资，达到节能的效果。

目前，工业应用中常用的液体分布器有槽式、管式、喷射式、盘式等。在萃取塔内重相液体由塔顶进入，依靠重力作用由塔底流出，轻相液体由塔底进入，在重相液体内浮升，到达塔顶流出。根据萃取塔内流体流动的这种特点，液体分布器常采用管式分布器，但这种类型的分布器很难保证每个液体出流口流出的液量相等，特别是大型塔，因此很难保证液体分布的均匀性；此外，萃取塔液体分布器上部和下部往往需要较高的液体分离空间，造成萃取塔较高。

技术实现要素：

本发明提供了一种萃取塔内液体分布器及其工作方法，通过两次液体分布过程保证液体分布的均匀性，特别是对于大型塔设备具有良好的液体分布效果；通过圆锥台形结构的液体通道管，可更好的对轻、重相液体进行预分离，并可减小萃取塔的整体高度；所述液体分布器结构简单，易于加工。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种萃取塔内液体分布器，包括筒体、盖板、一次液体分布板、二次液体分布板、进液管道和液体通道管；所述盖板、一次液体分布板和二次液体分布板在筒体内自上而下依次设置，并将筒体分隔成上腔体和下腔体；进液管道的一端穿过盖板伸入上腔体中，另一端连接重相液体输送管道；一次液体分布板上开设有一次液体分布孔，二次液体分布板上开设有二次液体分布孔；筒体内设置有多个液体通道管，液体通道管为直径自上向下扩大的圆锥台形结构，其上端开口延伸到盖板上方，下端开口延伸到二次液体分布板的下方。

所述进液管道的一端自盖板中部伸入上腔体中。

所述一次液体分布孔直径大于二次液体分布孔直径，二次液体分布孔的数量大于一次液体分布孔的数量。

所述多个液体通道管在筒体横截面上均匀设置，一次液体分布孔、二次液体分布孔分别在液体通道管的四周均匀设置。

所述上腔体高度小于下腔体高度。

一种萃取塔内液体分布器的工作方法，包括如下步骤：

1)液体分布器安装在萃取塔内，从重相液体输送管道输送来的重相液体通过进液管道进入上腔体中，并快速充满上腔体；上腔体内的重相液体通过一次液体分布板上的一次液体分布孔流入到下腔体内，实现初次均布；

2)在下腔体内，重相液体继续沿二次液体分布板上的二次液体分布孔向下流动，由于二次液体分布孔的直径小于一次液体分布孔，重相液体流动速度减缓，下腔体的体积大于上腔体的体积，因此可容留更多的重相液体；由于二次液体分布孔的数量大于一次液体分布孔的数量，因此重相液体可实现进一步的均布；经二次液体分布孔后重相液体形成分散相均匀地流入塔内轻相液体中；

3)由萃取塔塔底进入塔内的轻相液体与重相液体掺混，向上浮升时进入液体通道管内，圆锥台形结构的液体通道管可使轻相液体在顶部聚集的液位更高，从而实现轻、重相液体的预分离；

4)经过液体分布器预分离后的轻相液体继续向上浮升并与重相液体实现最终分离，分离后的轻相液体自塔顶采出，重相液体在重力作用下流入塔底。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过液体分布器经过两次液体分布过程，因此不论是小型萃取塔还是大型萃取塔，都能达到均匀分布液体的效果，使萃取过程更高效；

2)萃取塔内轻相液体由圆锥台形结构的液体通道管穿过，更加利于掺混两相的分离，并可减小分离段高度，降低萃取塔的整体高度；

3)液体通道管与盖板和液体分布板之间采用胀接方式连接，结构简单，易于加工。

附图说明

图1是本发明所述萃取塔内液体分布器的主视图。

图2是本发明所述萃取塔内液体分布器的轴测图。

图3是本发明所述一次液体分布板的结构示意图。

图4是本发明所述二次液体分布板的结构示意图。

图中：1.筒体 2.盖板 3.一次液体分布板 4.液体通道管 5.进液管道 6.二次液体分布板 7.上腔体 8.下腔体 9.一次液体分布孔 10.二次液体分布孔

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1-图2所示，本发明所述一种萃取塔内液体分布器，包括筒体1、盖板2、一次液体分布板3、二次液体分布板6、进液管道5和液体通道管4；所述盖板2、一次液体分布板3和二次液体分布板6在筒体1内自上而下依次设置，并将筒体1分隔成上腔体7和下腔体8；进液管道5的一端穿过盖板2伸入上腔体7中，另一端连接重相液体输送管道；一次液体分布板3上开设有一次液体分布孔9(如图3所示)，二次液体分布板6上开设有二次液体分布孔10(如图4所示)；筒体1内设置有多个液体通道管4，液体通道管4为直径自上向下扩大的圆锥台形结构，其上端开口延伸到盖板2上方，下端开口延伸到二次液体分布板6的下方。

所述进液管道5的一端自盖板2中部伸入上腔体7中。

所述一次液体分布孔9直径大于二次液体分布孔10直径，二次液体分布孔10的数量大于一次液体分布孔9的数量。

所述多个液体通道管4在筒体1横截面上均匀设置，一次液体分布孔9、二次液体分布孔10分别在液体通道管4的四周均匀设置。

所述上腔体7高度小于下腔体8高度。

一种萃取塔内液体分布器的工作方法，包括如下步骤：

1)液体分布器安装在萃取塔内，从重相液体输送管道输送来的重相液体通过进液管道5进入上腔体7中，并快速充满上腔体7；上腔体7内的重相液体通过一次液体分布板3上的一次液体分布孔9流入到下腔体8内，实现初次均布；

2)在下腔体8内，重相液体继续沿二次液体分布板6上的二次液体分布孔10向下流动，由于二次液体分布孔10的直径小于一次液体分布孔9，重相液体流动速度减缓，下腔体8的体积大于上腔体7的体积，因此可容留更多的重相液体；由于二次液体分布孔10的数量大于一次液体分布孔9的数量，因此重相液体可实现进一步的均布；经二次液体分布孔10后重相液体形成分散相均匀地流入塔内轻相液体中；

3)由萃取塔塔底进入塔内的轻相液体与重相液体掺混，向上浮升时进入液体通道管4内，圆锥台形结构的液体通道管4可使轻相液体在顶部聚集的液位更高，从而实现轻、重相液体的预分离；

4)经过液体分布器预分离后的轻相液体继续向上浮升并与重相液体实现最终分离，分离后的轻相液体自塔顶采出，重相液体在重力作用下流入塔底。

所述一次液体分布板3上均匀开设较大直径的一次液体分布孔9，其作用是对重相液体进行预分布，由于上腔体7的体积较小，重相液体进入后很快充满上腔体7，因此可确保从一次液体分布板3上各一次液体分布孔9同时流出液体，保证重相液体初次分布的均匀性。

所述二次液体分布板6上均匀开设较小直径的二次液体分布孔10，重相液体由上腔体7进入下腔体8后进一步均匀分布，通过两次液体分布过程后可确保重相液体在塔内分布均匀。

所述液体通道管4为上部直径小、下部直径大的圆锥台形结构。由于萃取塔内轻、重相液体会有一定的掺混，因此在液体分布器的上方需要一定高度的分离空间；本发明中，掺混液体在液体通道管4内进行预分离，采用圆锥台形结构的液体通道管4，可使轻相液体在液体通道管4顶部聚集的液位更高，更利于两相液体的分离。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。