一种用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件的制作方法

本发明涉及化工萃取技术领域，具体地说，是一种用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件。

背景技术：

液液萃取是化工分离工程中重要的单元操作之一。通常而言，在萃取塔的工业设计中会存在严重的放大效应，这主要归因于放大过程中塔内流体力学变化所引起的轴向混合作用。已有研究表明，通常萃取塔约70％的塔高主要用于弥补轴向混合所引起的效率降低。因此，开发新型萃取塔内构件，抑制萃取塔内轴向混合作用是提高萃取塔工业操作效率的关键。

对于转盘塔、kühni塔等外加能量式搅拌萃取塔，其主体由一系列搅拌隔室组成。相关搅拌作用强化了塔内混合作用，增大了两相接触面积，有利于萃取塔操作性能的提升。但搅拌型萃取塔塔节内近乎全混流的流动特征使得两相逆流时存在严重的夹带和返混作用，在实际应用过程中难以有效消除，极大地限制了萃取塔操作性能的提升。

本发明通过萃取塔内流体动力学特征分析，开发设计了用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件，以进一步提高萃取塔的操作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件；对萃取塔内部结构进行合理的改进设计，通过穿孔塔板形成的澄清室强化塔内分相，减弱轴向混合作用，提高萃取塔操作效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件，其主要采用两块固定塔板组成澄清室以强化塔内分相，其特征在于所述塔板为穿孔塔板，所述穿孔塔板采用交错穿孔设计。

技术上讲，逆流的两相物料在萃取塔搅拌隔室内充分混合传质后，通过穿孔塔板进入澄清室，由于穿孔塔板的缓流作用，两相在澄清室内分相澄清，进而抑制塔节间的轴向混合作用；同时，在流体澄清室分相后进入搅拌隔室的过程中，穿孔塔板实现流体再分散，从而提高萃取操作效率。

塔板的穿孔直径根据萃取塔直径的差异按不同经验比例进行设计，当萃取塔直径小于1米时，塔板穿孔直径为萃取塔直径的0.005-0.05倍，当萃取塔直径为1-2.5米时，塔板穿孔直径为萃取塔直径的0.003-0.03倍，当萃取塔直径大于2.5米时，塔板穿孔直径为萃取塔直径的0.002-0.025倍。

塔板穿孔的孔间距为穿孔直径的1-20倍。

为防止两相流体在澄清室内的短路穿透，将上下塔板的穿孔呈交错对应排布。

两块穿孔塔板的垂直间距(澄清室高度)为萃取塔直径的0.01-0.15倍。

两块穿孔塔板组成的澄清室加装于萃取塔有效搅拌塔节(搅拌隔室)之间，并可根据实际操作需求每隔1-3个塔节进行安装。

根据实际萃取体系的不同，可在澄清室内加装导流板以降低流体湍动，以利于两相分离。

本发明还提供一种具有用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件的搅拌萃取塔，其包括塔体，在塔体的上方设置电机，所述电机连接贯穿塔腔的搅拌轴，在塔体的顶部、侧部及底部分别设置轻相出口、重相入口、轻相入口及重相出口，在塔腔内的上部和下部分别设置传统网格部件，在网格部件之间设置有数个搅拌隔室，在搅拌隔室之间设置穿孔塔板，相邻穿孔塔板组合形成隔离澄清室。

进一步，所述上下穿孔塔板的穿孔采用交错对应的分布形式。

进一步，在所述塔体的顶部设置轻相出口。

进一步，在所述塔体的上侧部设置重相入口。

进一步，在所述塔体的下侧部设置轻相入口。

进一步，在所述塔体的底部设置重相出口。

上述重相入口和轻相入口设置在网格部件之间。

根据本发明所述一种具有用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件的搅拌萃取塔，塔板的穿孔直径根据萃取塔直径的差异按不同经验比例进行设计，当萃取塔直径小于1米时，塔板穿孔直径为萃取塔直径的0.005-0.05倍，当萃取塔直径为1-2.5米时，塔板穿孔直径为萃取塔直径的0.003-0.03倍，当萃取塔直径大于2.5米时，塔板穿孔直径为萃取塔直径的0.002-0.025倍。

根据本发明所述一种具有用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件的搅拌萃取塔，塔板穿孔的孔间距为穿孔直径的1-20倍。

根据本发明所述一种具有用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件的搅拌萃取塔，两块穿孔塔板的垂直间距(澄清室高度)为萃取塔直径的0.01-0.15倍。

根据本发明所述一种具有用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件的搅拌萃取塔，两块穿孔塔板组成的澄清室加装于萃取塔有效搅拌塔节(搅拌隔室)之间，并可根据实际操作需求每隔1-3个塔节进行安装。

根据实际萃取体系的不同，可在澄清室内加装导流板以降低流体湍动，以利于两相分离。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明对传统搅拌型萃取塔内构件进行了改进设计，在搅拌隔室之间加装穿孔塔板以组成隔离澄清室，在穿孔塔板的缓流作用下，混合的两相物料在澄清室内逐步分相，从而抑制萃取塔的轴向混合作用，同时穿孔塔板促使流体再分散，以达到提高萃取塔操作效率的目的。

附图说明

图1是具有新型澄清室内构件的搅拌萃取塔结构示意图；

图2是穿孔塔板结构及其交错排布示意图；(a为上塔板穿孔分布示意图，b为下塔板穿孔分布示意图)

其中：1-塔体，2-电机，3-搅拌轴，4-轻相出口，5-相界面，6-上部网格，7-重相入口，8-搅拌隔室，9-穿孔塔板，10-隔离澄清室，11-轻相入口，12-下部网格，13-重相出口。

具体实施方式

以下提供本发明一种用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件的具体实施方式。

本发明提供的一种用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件，其主要采用两块塔板组成隔离澄清室以强化塔内分相，所述塔板为穿孔塔板，所述穿孔塔板采用交错穿孔设计。

本发明提供的具有用于抑制萃取塔轴向混合的澄清室内构件的搅拌萃取塔，其包括塔体，在塔体的上方设置电机，所述电机连接贯穿塔腔的搅拌轴，在所述塔体的顶部设置轻相出口，在所述塔体的上侧部设置重相入口，在所述塔体的下侧部设置轻相入口，在所述塔体的底部设置重相出口，在塔腔内的上部和下部分别设置网格部件，在网格部件之间设置有数个搅拌隔室，在搅拌隔室之间设置穿孔塔板，相邻穿孔塔板组合形成隔离澄清室。所述上下穿孔塔板的穿孔采用交错对应的分布形式。

实施例1

请参见附图1，具有新型澄清室内构件的搅拌型萃取塔结构主要包括塔体、搅拌隔室、电机、转轴以及由穿孔塔板组成的隔离澄清室。通过塔内流体力学模拟分析可知，两相物料在搅拌隔室内近乎全混流状态，传统转盘塔、kühni塔等搅拌隔室直接相连，两相容易发生轴向混合，影响萃取塔操作效率。改进后的萃取塔通过加装穿孔塔板，在搅拌隔室之间组合形成隔离澄清室，为防止流体在澄清室内的短路穿越，上下塔板的穿孔采用交错对应的分布形式，其具体示意如附图2所示。穿孔塔板的隔离与缓流作用使得湍动流体在搅拌隔室内迅速变得平缓，创造了有利于两相分离的澄清室流动环境。两相在澄清室内的分相减少了流体在搅拌隔室间的夹带与返混，能有效抑制轴向混合的产生，且澄清室内的两相在继续逆流的过程中，穿孔塔板对流体形成再分散作用，进一步强化了搅拌隔室内的传质过程。

作为新型澄清室内构件，穿孔塔板具有结构简单、安装方便、加工制造成本低等一系列优势，在抑制萃取塔轴向混合的同时，兼具流体再分散的功能，有效提高萃取塔操作性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。