小型萃取塔用液体分散器及小型萃取塔的制作方法

1.本发明涉及分离设备技术领域，小型萃取塔用液体分散器及小型萃取塔。


背景技术：

2.液-液萃取塔是化工生产的常用分离设备，其工作原理是利用两种液体之间的密度差异，使两种液体在塔内分别往上下两个方向流动，其中高密度液体从上部进入，从下部流出，低密度液体从下部进入，从上部流出，在两种液体逆向流动的过程中实现物质在相间转移，达到萃取分离的目的。在萃取塔操作中，两种液体分别呈连续相和分散相的形式流动，通常萃取溶剂的进料量较大，在塔内为连续相，被萃取的原料以分散小液珠的形式在塔内移动，分散小液珠在移动过程会逐步聚结成大液珠，降低萃取效率，因此需要通过分散装置对分散相液体进行收集和重新分散，工业上有多种形式的液体分散装置，其构造较为复杂，不适合在实验室小型萃取塔上使用。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种小型萃取塔用液体分散器，结构简单，分散效果良好，解决了现有液体分散装置构造较为复杂，不适合在实验室小型萃取塔上使用的问题。
4.本发明提供的一种小型萃取塔用液体分散器，包括分布板和设置在所述分布板上的筒体，所述分布板为环形结构且其上开设有多个贯穿所述分布板的分散孔，所述分布板的内环边缘与所述筒体的上端相连接。由塔内壁、筒体、分散板构成一个低密度液体的集液空间，在集液空间内积聚一定高度的低密度液体层，在浮力作用下，低密度液体通过每一个分散孔向上喷出，达到低密度液体分散的效果，当低密度液体流量增大时，集液空间内积聚的低密度液体层高度增加，受到的浮力增加，通过分散孔喷出的流速也增加，低密度液体层在新的高度重新稳定，因此，在一定范围内集液空间对低密度液体流量具有自动平衡作用。
5.优选地，所述筒体垂直设置在所述分布板上。
6.优选地，所述筒体的下端边缘开设有锯齿状缺口。
7.优选地，所述锯齿状缺口的深度为5mm～10mm。当低密度液体流量过大时，通过分散孔无法全部排出低密度液体，低密度液体层便从筒体的下端边缘溢出，设置锯齿状缺口的目的是使溢出的低密度液体从每一个锯齿状缺口的最上端流出，对溢出的低密度液体具有分散作用，缺口的深度对通过缺口的流通能力有直接关系，本发明设置的缺口深度是保证缺口具有足够的流通能力，使萃取塔具备较大的操作弹性。
8.优选地，所述分布板为圆环形结构，所述筒体为圆筒状，所述筒体的内径为所述分布板外环直径的50％～70％。设置分散器的目的是收集低密度液体，并通过分散孔重新分散，因此分散器所覆盖的塔截面越大，所收集的低密度液体越充分，取得的效果越好，另一方面，作为连续相的高密度液体需要通过筒体内径往下流动，筒体内径过小，容易造成流通不畅，经试验考察，选择筒体内径为萃取塔内径的50％～70％，可以收集绝大部分的团状低
密度液体，同时可保证高密度液体流通顺畅。
9.优选地，所述分散孔的直径为0.5mm～2mm。分散孔是实现低密度液体重新分散的关键设施，孔径过小，通过能力不足，孔径过大，低密度液体在过孔后容易聚结成大的液团，降低分散效果，通过对常见萃取操作工况的考察，选择分散孔直径0.5～2毫米，在多数萃取操作工况下有较好分散效果。
10.本发明还提供了一种小型萃取塔，包括如上所述的小型萃取塔用液体分散器，所述分散器的外环边缘与所述萃取塔的内壁相连接，使分布器固定在塔内，连接方式可以是焊接、螺纹连接等。连接后分散器外环边缘与萃取塔内壁之间不存在间隙，并且具有密封效果，使分布板下方的低密度液体只通过分散孔往上流动，保证分散效果。
11.优选地，所述分布板为圆环状结构，所述分布板的外环直径等于所述萃取塔的内径。
12.优选地，所述分散器设置有多个，多个所述分散器沿所述萃取塔的高度方向间隔设置。
13.优选地，还包括填料，所述填料设置在所述分散器上方，所述分散器还用于支撑所述填料。
14.与现有技术相比，本发明提供的小型萃取塔用液体分散器，通过设置环形分布板和与分布板垂直的筒体，使分散器的液体分散效果满足填料型萃取塔的分散要求，对流量变化的适应性强，并且分散器结构简单，制造成本低，安装使用方便，可在小型填料萃取塔中安装使用；通过在筒体下端设置锯齿状缺口，在分散相液体的流量过大时，能分散经由筒体向上流动的分散相液体，从而保证对液体的分散效果。另外，该分布器不仅能用于分散液体，同时还可用于支撑填料。
15.上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
附图说明
16.在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
17.图1为本发明一实施例提供的小型萃取塔用液体分散器的剖视图；
18.图2为本发明一实施例提供的装配有小型萃取塔用液体分散器的小型萃取塔的剖视图；
19.图3为沿着图2的截面a-a的剖视图；
20.图4为本发明一实施例提供的装配有多个小型萃取塔用液体分散器以及填料的小型萃取塔的剖视图。
21.附图标记说明：
22.1、分布板；2、筒体；3、分散孔；4、锯齿状缺口；5、萃取塔塔壁；6、分散器；7、填料。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性
劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
24.如图1所示，本发明提供的小型萃取塔用液体分散器(以下简称分散器6)由一个圆环形的分布板1和一个圆筒状的筒体2垂直连接而成。其中，分布板1上开设有多个贯穿分布板1的分散孔3，分散孔3的直径优选为0.5mm～2mm；分布板1的外环边缘用于与小型萃取塔的内壁相连接，分布板1的外环直径优选为40mm～80mm；分布板1的内环边缘与筒体2的上端相连接，筒体2的下端边缘开设有锯齿状缺口4，优选地，筒体2的高度为50mm～200mm，筒体2的内径为分布板1外环直径的60％，锯齿状缺口4的深度为5mm～10mm。本实施例中，为了增强分布器的强度，分布板1优选采用圆环型钢板。
25.本发明还提供了一种小型萃取塔(一下简称萃取塔)，该萃取塔内装置有上述的分散器6，分散器6固定在萃取塔塔壁5上。如图2、图3所示，分散器6的外环直径等于萃取塔的内径，分散器6的外环边缘通过焊接与萃取塔的内壁形成无间隙的连接。
26.萃取塔中的分散器6可以设置有一个或者多个，如图4所示，萃取塔中设置有多个分散器6，多个分散器6沿萃取塔的高度方向间隔设置。分散器6之间可以装填填料7，填料7安装在每一个分散器6的上方，此时，分散器6除了用于分散液体之外，还可用于支撑填料7。
27.在萃取塔中，以密度较低的液体作为分散相，以密度较高的液体作为连续相，当低密度的分散相液体上升到分布板1下面时聚集成具有一定厚度的分散相液层，由于连续相液体的密度高于分散相液体，对分布板1下面的分散相液层产生一定的向上浮力，使分布板1下面的分散相液层通过分散孔3向上喷出，从而实现对分散相液体的收集和分散，而连续相液体则通过分布板1中间的筒体2往下流。当分散相液体的流量增大时，分布板1下面形成的分散相液层的厚度增大，受到的浮力也增大，分散相液体从分散孔3喷出的速度也增大，因此本发明提供的分散器6具有自动平衡功能；如果分散相液体的流量过大，当分布板1下面的分散相液层的厚度超过筒体2的高度时，分散相液体还可通过筒体2下边缘的锯齿状缺口4进入筒体2，经由筒体2向上流动，分散相液体流经锯齿状缺口4时，锯齿状缺口4对分散相液体具有分散功能。
28.最后应说明的是：以上实施方式及实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式及实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式或实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式或实施例技术方案的精神和范围。