一种连续实现萃余水相中有机相自动分离的装置的制作方法

1.本实用新型属于萃取技术领域，具体涉及一种连续实现萃余水相中有机相自动分离的装置。


背景技术：

2.萃取纯化是重要的化工分离单元操作。它具有分离效率高、能耗低、生产能力大、设备投资少、便于快速连续和安全操作等优点，一直受到工业界和研究者的重视。在萃取、反萃过程中，油、水两相需进行充分混合以强化传质效果，但另一方面充分混合则又使分相难度加大，使得分相的澄清时间变长。事实上，澄清过程实现油-水两相的完全分离是不可实现的。在工序运行过程中，夹带现象无法避免，但夹带(尤其是水相夹带有机相的情况)又为后续操作带来安全隐患。例如，在全球已发生的核工业临界事故中，多起事故均是在夹带有机相的废液在转液、搅拌过程中发生的。其主要原因是，具有萃取功能的有机相在外力作用下与原本低浓度的、安全的水相发生了混合，使得原本均匀分散的核素被萃取至有机相中，出现了局部超临界的情况。
3.针对萃余水相出料中夹带有机相可能存在的安全隐患，需要采取措施对萃余水相出料中夹带的有机相进行进一步的分离。因此实用新型一种实现夹带有机相分离的装置就显得尤为必要。


技术实现要素：

4.针对以上不足，本实用新型的目的是提供一种连续实现萃余水相中有机相自动分离的装置，用于进一步去除萃余水相中夹带的有机相，以消除可能存在的安全隐患。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.一种连续实现萃余水相中有机相自动分离的装置，主体为一个澄清器；萃余水相进料管a连接于澄清器的顶部中央，萃余水相进料管a上通过管接头螺纹连接一个萃余水相进料截止阀；有机相出料管b连接于澄清器的侧面上部，有机相出料管b上通过管接头螺纹连接一个有机相出料截止阀；水相出料管c连接于澄清器的底部，水相出料管c上通过管接头螺纹连接一个水相出料截止阀；有机相出料管b通过管接头螺纹连接于有机相储罐；水相出料管c通过管接头螺纹连接于水相储罐；水相出料管c最低点通过支路排空管线d连接于水相储罐，排空管线d上通过管接头螺纹连接一个排空阀。
7.所述萃余水相进料截止阀通过螺纹连接于萃余水相进料管a上，出料截止阀为常闭阀。
8.所述澄清器2结构由一个带锥底的圆柱体构成；其顶部、上侧部、锥底部分别焊接有三根管路；其侧面距顶部1/3距离处有液位窥视窗，窥视窗高度超过有机相出料管的入口，其筒体结构锥底的锥度为1:2～1:0.5，其停留时间可确定为5～10min，其筒体高径比为2:1～3:1，其体积及筒体尺寸由萃余水相进料流量确定，体积裕量为1.1～1.2。
9.所述有机相出料截止阀3通过螺纹连接于有机相出料管b上；其管径选择为萃余水
相进料管a管径的1.1～1.5倍，其出料截止阀为常开阀。
10.所述水相出料截止阀通过螺纹连接于水相出料管c上；其管径选择与萃余水相进料管a管径相同，其出料截止阀为常开阀。
11.所述有机相储罐及水相储罐的布置在空间上均低于澄清器，可使有机相或水相自流进入。
12.所述排空阀通过螺纹连接于排空管d上；其管径选择为与水相出料管c相同，其出料截止阀为常闭阀。
13.所述萃余水相进料管a位于澄清器上部，整体高于澄清器，可实现萃余水相自流进料；所述排空管d位于出料管c最低点，管路上安装有排空阀，整体高于水相储罐，可实现积料自流进入。
14.所述有机相出料管b位于澄清器上侧部，距离澄清器顶部50～100mm，有机相出料管b整体高于有机相储罐，可实现有机相自流进料。
15.所述水相出料管c位于澄清器底部，管路自澄清器底部引出后向上弯曲为一个倒u形，在排空阀关闭的情况下可保证澄清器底部始终由水相充满；水相出料管c的最高点低于有机相出料管b的连接孔，其高度差δh的取值为100～150mm。
16.本实用新型的有益效果在于：
17.实用新型所述的一种连续实现萃余水相出料中夹带有机相自动分离的装置适用于对萃余水相中的夹带有机相进行静置分离，进一步除去水相中可能夹带的有机相。本装置结构简单，可在重力作用下实现自流并保持一定液位，整个分相过程可连续进行，当有机相累积至一定高度时可自动排出至有机相储罐。经过夹带有机相的分离除去后降低了可能存在的安全隐患，可以在萃取过程中得到应用。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图。
19.图中：a：萃余水相进料管、b：有机相出料管、c：水相出料管、d：排空管线、1：萃余水相进料阀、2：澄清器、3：有机相出料阀、4：水相出料阀、5：有机相储罐、6：水相储罐、7：排空阀。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.一种连续实现萃余水相中有机相自动分离的装置，主体为一个澄清器2；萃余水相进料管a连接于澄清器2的顶部中央，萃余水相进料管a上通过管接头螺纹连接一个萃余水相进料截止阀1；有机相出料管b连接于澄清器2的侧面上部(具体位置可以根据布置的环境确定)，有机相出料管b上通过管接头螺纹连接一个有机相出料截止阀3；水相出料管c连接于澄清器2的底部，水相出料管c上通过管接头螺纹连接一个水相出料截止阀4；有机相出料管b通过管接头螺纹连接于有机相储罐5；水相出料管c通过管接头螺纹连接于水相储罐6；
水相出料管c最低点通过支路排空管线d连接于水相储罐6，排空管线d上通过管接头螺纹连接一个排空阀7。
22.所述萃余水相进料截止阀1的功能是控制萃余水相的进料与停止，其通过螺纹连接于萃余水相进料管a上。其管径可根据具体工况确定，其出料截止阀为常闭阀。
23.所述澄清器2的功能是使萃余水相出料中夹带有机相进入带锥底的筒体内静置，由于重力场的作用，萃余水相中的夹带有机相聚并分层。所述澄清器2的结构在总体上由一个带锥底的圆柱体构成。其顶部、上侧部、锥底部分别焊接有三根管路。其侧面距顶部1/3距离处有液位窥视窗，窥视窗高度超过有机相出料管3的入口，其筒体结构锥底的锥度为1:2～1:0.5，其停留时间可确定为5～10min，其筒体高径比为2:1～3:1，其体积及筒体尺寸由萃余水相进料流量确定，体积裕量为1.1～1.2。
24.所述有机相出料截止阀3的功能是控制有机相流入有机相储罐5，其通过螺纹连接于有机相出料管b上。其管径选择为萃余水相进料管a管径的1.1～1.5倍，其出料截止阀为常开阀。
25.所述水相出料截止阀4的功能是控制水相流入水相储罐6，其通过螺纹连接于水相出料管c上。其管径选择与萃余水相进料管a管径相同，其出料截止阀为常开阀。
26.所述有机相储罐5及水相储罐6的功能是暂存有机相及水相，其尺寸及大小可根据工艺暂存时间及布置条件确定。其布置在空间上均低于澄清器2，可使有机相或水相自流进入。
27.所述排空阀7的功能是在装置停止运行后将澄清器2中的料液进行倒空排入水相储罐6中，其通过螺纹连接于排空管d上。其管径选择为与水相出料管c相同，其出料截止阀为常闭阀。
28.所述萃余水相进料管a位于澄清器2上部，整体高于澄清器2，可实现萃余水相自流进料。
29.所述有机相出料管b位于澄清器2上侧部，距离澄清器2顶部约50～100mm，有机相出料管b整体高于有机相储罐5，可实现有机相自流进料。
30.所述水相出料管c位于澄清器2底部，管路自澄清器2底部引出后向上弯曲为一个倒u形，在排空阀7关闭的情况下可保证澄清器12底部始终由水相充满；水相出料管c的最高点低于有机相出料管b的连接孔，其高度差δh的取值可为100～150mm。
31.所述排空管d位于出料管c最低点，管路上安装有排空阀7，整体高于水相储罐6，可实现积料自流进入。
32.一种连续实现萃余水相出料中夹带有机相自动分离的装置使用方式作进一步描述。
33.(1)关闭水相出料阀4，开启萃余水相进料阀1，萃余水相出料流量为6.25l/h，其中夹带有机相含量为0.1％,自流进入澄清器2中。澄清器的锥度为2:1。澄清器的圆柱直径为55mm，圆柱高度为200mm，有机相出料口距顶部50mm，有机相停留时间为10min。
34.(2)上述步骤1，进行过程中观察窥视窗液位，待液面到达窥视窗中部或料液进入5min后，打开水相出料阀4；
35.(3)萃余水相分离夹带有机相过程自动进行，过程中注意通过窥视窗观察液位是否稳定。
36.(4)分相结束前，关闭打开水相出料阀4，观察相界面上升过程，待相界面接近有机相出料管3的入口时，通过开启水相出料阀4控制相界面上升速度，使相界面上部有机相全部排入有机相储罐5中。
37.(5)分析水相储罐中有机相含量为0.01％，再分相效果明显。
38.本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的方法，其他方法可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
39.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。