[发明专利]一种空气搅拌立式多级混合澄清萃取装置及萃取方法

说明书

技术领域

本发明属于化工分离中的萃取技术领域，涉及一种萃取装置及萃取方法，具体地，本发明涉及一种槽塔组合式连续萃取装置及萃取方法，更具体地，本发明涉及一种空气搅拌立式多级混合澄清萃取装置及萃取方法。

背景技术

溶剂萃取技术是一种用液态的萃取剂处理与之不互溶的双组分或多组分溶液，实现组分分离的传质分离过程。萃取技术可根据分离对象和工艺要求选择适当的萃取体系和流程，具有选择性高，分离效果好，易于操作和适应性强等特点。随着萃取在原子能化工、湿法冶金和石油化工等方面的广泛应用，生产规模日益扩大，对萃取设备也提出了越来越高的要求。

混合澄清器是使用最早，而且目前仍广泛应用的一种萃取设备，它由混合器与澄清器组成。在混合器中，原料液与萃取剂借助搅拌装置的作用使其中一相破碎成液滴而分散于另一相中，以加大相际接触面积并提高传质速率。两相分散体系在混合器内停留一定时间后，流入澄清器。在澄清器中，轻、重两相依靠密度差进行重力沉降（或升浮），并在界面张力的作用下凝聚分层，形成萃取相和萃余相。混合澄清器可以单级使用，也可以多级串联使用。

混合澄清器具有如下优点：

（1）处理量大，传质效率高，一般单级效率可达80%以上；

（2）两液相流量比范围大，流量比达到1/10时仍能正常操作；

（3）设备结构简单，没有传动部件，易于放大，操作方便，运转稳定可靠，适应性强；

（4）易实现多级连续操作，便于调节级数。

混合澄清器的缺点是水平排列的设备占地面积大，溶剂储量大，每级内都设有搅拌装置，液体在级间流动需输送泵，设备费和操作费都较高。

塔式或柱式萃取器采用连续接触式萃取操作，处理能力大。两相在垂直的塔或柱内分别做上下连续逆流流动进行相接触并传质。由于两相的混合和相分离在垂直方向上进行，占地面积小，密封性好。但因两相传质过程中浓度从上到下连续变化，若流速控制不好，极易造成相传质还未达到真正平衡或两相分离尚未彻底就排出塔外，降低了分离效率。此方法不适用于两相流比高的情况，且难以处理易乳化体系。

本发明在分析传统的混合澄清萃取器与塔式萃取器的优缺点的基础上，集合空气搅拌悬殊相比萃取方法，开发了一种新型的悬殊相比液液传质设备—空气搅拌立式多组混合澄清萃取装置。

CN 1318422A申请公开了一种低转速自吸式萃取设备，所述萃取设备的萃取罐内安装轴壁上带有进料口的空心转轴及固定于空心转轴上的液相分散器，转轴与马达相连，该液相分散器由两个以上单通道简单液相分散器串联组成，各个简单分散器均有进料口，空心转轴和空心转鼓，并且相通。但各个简单分散器之间不通过空心转轴相通，在上N-1级简单液相分散器的通道出口处设有方向朝下的外罩，能解决混合溶剂萃取工艺中相分离困难的问题，并有效地避免乳化现象，但难以实现1:1000或更悬殊相比的分离。

本申请人的在先申请但未公开的CN 201210106978.7涉及一种气升式空气搅拌多次层循环萃取装置及方法。该发明特别适用于油水相比小于1:1000的悬殊相比易乳化体系将轻相均匀地分散在重相的过程中，可在两相界面清晰的情况下连续操作，避免乳化现象，对溶液的剪切力小，有利于生物化工行业保持生物大分子的活性。但当应用于制药工业、湿法冶金、油脂工业、食品工业领域时，由于对溶液的剪切力不够，不利于轻重相的混合，影响了传质效率。

CN 201454148U公开了一种新型离心式萃取装置，包括萃取物分离箱、转筒、萃取箱体和基座；基座内设有驱动电机，驱动电机的驱动轴与转轴相连接；所述萃取箱体套设在转筒外，萃取箱体外套接有萃取物分离箱；萃取箱体底部固定设置在基座上方；转轴上端固定在萃取物分离箱上，转轴下端固定在基座上；萃取物分离箱内分为重相收集腔和轻相收集腔上下两部分；转筒顶部设置有重相分离出口，转筒中部设置有轻相分离出口；萃取箱体上设置有待萃取物料进口，萃取物分离箱上设置有轻相出口和重相出口；萃取物分离箱上还设置有排气口。但是该新型结构比较复杂，萃取效果并不够理想。

因此发展一种萃取装置，以有效地解决悬殊相比短时间混合萃取的问题，是所属技术领域面临的难题。

发明内容