玻璃鋼單臺單級離心萃取器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)為一種高效液－液離心萃取器。轉(zhuǎn)筒、外殼等凡與工作介質(zhì)（水相、有機相）直接接觸的部件都用玻璃鋼制成；在轉(zhuǎn)筒的堰段等受力較集中的部位加金屬預(yù)埋件來提高強度，本發(fā)明專利技術(shù)采用兩段式轉(zhuǎn)筒－－小外殼和三段式轉(zhuǎn)筒－－大外殼兩種結(jié)構(gòu)形式，這兩種結(jié)構(gòu)形式互為補充，使本發(fā)明專利技術(shù)能滿足各種萃取體系所需傳質(zhì)時間長短不同的要求。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點是抗腐蝕性能好，成本低，且對傳質(zhì)速度迅速或緩慢的萃取體系都適用。（*該技術(shù)在2011年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)屬于一種化工設(shè)備，涉及一種新型高效液-液離心萃取器。目前國內(nèi)外通用的單臺單級離心萃取器的主要特點是1.轉(zhuǎn)筒、外殼等凡與工作介質(zhì)(水相、有機相)直接接觸的部件用鈦或不銹鋼等金屬材料制成，由于鈦和不銹鋼對許多種介質(zhì)(如磷酸三丁酯等萃取劑、煤油等稀釋劑、硝酸溶液等水相介質(zhì))有良好的抗腐蝕性，這為離心萃取器在許多萃取流程中的應(yīng)用提供了必要的條件;2.兩相液體在設(shè)備內(nèi)的混合接觸時間很短，僅幾秒到十幾秒。同時，由于混合液是在比重力場強大得多的離心力場中進行分相，因此所需分相時間也很短，同樣只要幾秒到十幾秒。由于這個特點，使離心萃取器的級存留液量只有同樣生產(chǎn)能力的混合澄清槽的級存留液量的幾十分之一;3.對傳質(zhì)速度受擴散速度控制的萃取體系，由于離心萃取器能使兩相液體迅速實現(xiàn)強烈、充分的混合，使擴散速度大大加快，因此能在很短時間(幾秒到十幾秒)內(nèi)獲得較高的傳質(zhì)級效率。由于單臺單級離心萃取器有上述一些特點，因此已在美國、日本、德國、法國、蘇聯(lián)等國家得到廣泛應(yīng)用。我國也已經(jīng)在水法冶金(如In的提取，Pt、Ag等貴金屬的提取等)、廢水(如煉油廢水，含酚廢水等)處理、高分子樹脂(如聚碳酸酯等)生產(chǎn)、制藥工業(yè)(如青霉素提取)等生產(chǎn)部門應(yīng)用單臺單級離心萃取器。在科研工作中微型離心萃取器的應(yīng)用更為廣泛。離心萃取器的應(yīng)用已在我國取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。但是隨著萃取體系的不斷增多、萃取工藝的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，目前通用的單臺單級離心萃取器已暴露出了許多急需克服的弱點，主要是1.鈦、不銹鋼等金屬材料價格昂貴，加工難度大，因此設(shè)備成本很高，不利于推廣應(yīng)用，特別是使一些需要臺數(shù)較多的萃取流程難以接受;2.鈦、不銹鋼等金屬材料對鹽酸等介質(zhì)的抗腐蝕性差，而不少萃取流程要采用這類介質(zhì);3.部份萃取體系的傳質(zhì)速度不是受擴散速度的控制，而是受比較緩慢的化學反應(yīng)速度的控制，在這種情況下得到的傳質(zhì)級效率太低。本專利技術(shù)的目的在于提供一種抗腐蝕性能好、成本低、既適用于傳質(zhì)速度迅速又適用于傳質(zhì)速度緩慢的萃取體系的單臺單級離心萃取器，使這種高效設(shè)備能在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用。本專利技術(shù)的特征是轉(zhuǎn)筒、外殼等凡與工作介質(zhì)(水相、有機相)直接接觸的部件都用玻璃鋼制成;在轉(zhuǎn)筒的堰段等受力比較集中的部位預(yù)先埋進金屬件(碳鋼或其它金屬材料)來增加強度，所有金屬預(yù)埋件都受到玻璃鋼的充分保護，軸上設(shè)有玻璃鋼的軸封保護;采用兩段式轉(zhuǎn)筒-小外殼或三段式轉(zhuǎn)筒-大外殼兩種結(jié)構(gòu)形式，這兩種結(jié)構(gòu)形式互為補充，使本專利技術(shù)能滿足各種萃取體系對所需傳質(zhì)時間長短不同的要求。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的1.轉(zhuǎn)筒、外殼等凡與工作介質(zhì)(水相、有機相)直接接觸的部件都用玻璃鋼制成。玻璃鋼的膠結(jié)材料可以是不飽和樹脂，環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂等，要根據(jù)萃取體系的情況來選用。由于一般萃取體系都含有酸性介質(zhì)，因此玻璃鋼的增強材料采用耐酸性能好的中堿玻璃纖維，或由這種纖維織成的玻璃布或玻璃布條。另外還加進必要的交聯(lián)劑、固化劑等添加劑。要根據(jù)實際情況決定是否添加填料和加什么樣的填料。由于玻璃鋼對鹽酸等介質(zhì)具有良好的抗腐蝕性，因而為離心萃取器在更多的萃取流程中推廣應(yīng)用提供了必要的條件;2.在加工工藝上，玻璃鋼件的制造可采用模壓或手糊的方法，或兩法兼用。另外，在離心萃取器運轉(zhuǎn)時受力較集中的部位，采取了在玻璃鋼中預(yù)埋金屬件(碳鋼或其它金屬材料)的辦法來提高強度，且所有金屬預(yù)埋件都得到玻璃鋼的充分保護，使之免于跟工作介質(zhì)(水相、有機相)直接接觸;3.為了適應(yīng)各種萃取體系對傳質(zhì)時間長短不同的要求，在結(jié)構(gòu)上采取了兩段式轉(zhuǎn)筒-小外殼和三段式轉(zhuǎn)筒-大外殼兩種形式。前者提供的兩相混合接觸時間(即傳質(zhì)時間)為幾秒到十幾秒鐘，后者提供的兩相混合接觸時間為0.5-5分鐘。這兩種結(jié)構(gòu)形式互為補充，使本專利技術(shù)既適用于傳質(zhì)速度迅速的萃取體系，又適用于傳質(zhì)速度緩慢的萃取體系。若工作介質(zhì)(水相、有機相)對鈦或不銹鋼無腐蝕性，上述兩種結(jié)構(gòu)形式也可用鈦或不銹鋼材料加工實現(xiàn)。 附圖說明圖1和圖2為兩段式轉(zhuǎn)筒-小外殼玻璃鋼離心萃取器結(jié)構(gòu)示意3和圖4為三段式轉(zhuǎn)筒-大外殼玻璃鋼離心萃取器結(jié)構(gòu)示意圖殼底葉片、轉(zhuǎn)筒、外殼、進料管、輕相收集室、重相出口管、重相收集室、軸承座、軸、軸封、油封、輕相出口管、進料管、環(huán)隙、混合相口、轉(zhuǎn)筒澄清段底板、徑向葉片和徑葉座、輕相堰、重相垂直通道、金屬預(yù)埋件、重相堰、輕相水平通道、轉(zhuǎn)筒堰段、轉(zhuǎn)筒澄清段、轉(zhuǎn)筒混合接觸段(只有三段式轉(zhuǎn)筒有此結(jié)構(gòu))。結(jié)合附圖進一步描述本專利技術(shù)。1.兩段式轉(zhuǎn)筒-小外殼單臺單級玻璃鋼離心萃取器(圖1、圖2)該萃取器主要由軸承座，軸、轉(zhuǎn)筒和外殼組成。軸承座上裝有迷宮式玻璃鋼油封和玻璃鋼軸封使軸承座、軸承避免與工作介質(zhì)直接接觸。轉(zhuǎn)筒分為堰段和澄清段兩段。轉(zhuǎn)筒堰段有重相堰、輕相堰、輕相水平通道、重相垂直通道，以及金屬預(yù)埋件等。轉(zhuǎn)筒澄清段內(nèi)有徑向葉片和徑葉坐、底板上有混合相口。外殼上有兩相各自的進料管和13]、各自的出料管和、各自的收集室和。兩段式轉(zhuǎn)筒-小外殼在結(jié)構(gòu)上的主要特征是外殼下部內(nèi)徑(D)與轉(zhuǎn)筒澄清段內(nèi)徑(Ds)之比為1.3～1.8，轉(zhuǎn)筒澄清段底到外殼底的距離(H)與轉(zhuǎn)筒澄清段高度(Hs)之比為0.1-0.2。這種離心萃取器的工作原理是水相和有機相兩相液體分別從外殼上的進料管和進入由外殼的內(nèi)壁和轉(zhuǎn)筒的外壁所形成的環(huán)隙內(nèi)，并在環(huán)隙內(nèi)進行混合接觸，完成傳質(zhì)，然后混合液通過轉(zhuǎn)筒底板上的混合相口進入轉(zhuǎn)筒澄清段，并在其中實現(xiàn)分相，分相后的兩相液體分別進入轉(zhuǎn)筒堰段;重相(一般是水相)流經(jīng)垂直通道和重相堰后進入重相收集室，最后經(jīng)重相出口管流出。輕相(一般是有機相)則經(jīng)由輕相堰和輕相水平通道流入輕相收集室，最后經(jīng)輕相出口管流出。至此完成一級萃取的傳質(zhì)過程。本專利技術(shù)的這種結(jié)構(gòu)形式能提供給兩相液體混合接觸的時間是幾秒鐘到十幾秒鐘，適用于傳質(zhì)速度比較迅速的萃取體系。同時由于本專利技術(shù)采用了玻璃鋼材質(zhì)，因此對含鹽酸等腐蝕性強的介質(zhì)的萃取體系也適用。2.三段式轉(zhuǎn)筒-大外殼單臺單級玻璃鋼離心萃取器。(附圖3和附圖4)。其主要部件是軸承座、軸、外殼和轉(zhuǎn)筒。轉(zhuǎn)筒的結(jié)構(gòu)見附圖4，它可以分為堰段、澄清段和混合接觸段等三段。轉(zhuǎn)筒堰段有輕相堰、重相堰、輕相水平通道、重相垂直通道，以及金屬預(yù)埋件等。轉(zhuǎn)筒澄清段內(nèi)有徑向葉片和徑葉坐，底板上有混合相口。外殼上有兩相液體各自的進料管和、各自的出料管和，以及各自的收集室和。三段式轉(zhuǎn)筒-大外殼在結(jié)構(gòu)上的主要特征是外殼下部內(nèi)徑(D)與轉(zhuǎn)筒澄清段內(nèi)徑(Ds)之比為1.9-2.8;澄清段底到外殼底的距離(H)與澄清段高度(Hs)之比為0.25-0.80;混合接觸段的高度(Hm)與澄清段的高度(Hs)之比為0.1-0.7。本專利技術(shù)的這種結(jié)構(gòu)形式能提供給兩相液體的混合接觸時間可長達0.5-5分鐘，因此用于傳質(zhì)速度比較緩慢的萃取體系也能獲得較好的傳質(zhì)效果。同時由于本專利技術(shù)采用了玻璃鋼材質(zhì)，所以對含鹽酸等腐蝕性介質(zhì)的萃取體系也能適用。這種離心萃取器的工作原理同兩段式轉(zhuǎn)筒-小外殼離心萃取器的工作原理差不多，只是兩相液體的混合液在通過轉(zhuǎn)筒澄清段底板上的混合相口進入轉(zhuǎn)筒澄清段之前，還須流經(jīng)轉(zhuǎn)筒的混合接觸段。由于轉(zhuǎn)筒增加了混合接觸段和加大了外殼下部內(nèi)徑(D)，使本專利技術(shù)的這種結(jié)構(gòu)形式能提供給兩相液體的混合接觸時間可長達本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種液一液高效離心萃取器，主要部件有軸承座、軸、轉(zhuǎn)筒和外殼，其特征是：轉(zhuǎn)筒、外殼等凡與工作介質(zhì)（水相、有機相）直接接觸的部件都用玻璃鋼制成，成受力比較集中的部位轉(zhuǎn)筒的堰段預(yù)先埋進增加強度用的金屬件，其結(jié)構(gòu)采用能在幾秒至十幾秒時間內(nèi)完成傳質(zhì)過程的萃取體系，兩段式轉(zhuǎn)筒－－小外殼和用于需要０．５分鐘至５分鐘時間內(nèi)才能完成傳質(zhì)過程的萃取體系，三段式轉(zhuǎn)筒－－大外殼兩種形式。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周嘉貞，于文東，張成群，何向明，周秀珠，李鳳歧，
申請(專利權(quán))人：清華大學，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]