多级逆流萃取装置的制作方法

1.本实用新型涉及萃取分离技术领域，具体涉及一种多级逆流萃取装置。


背景技术：

2.萃取分离技术是工业生产过程广泛应用的单元操作。萃取又称抽提，是一种用液态的萃取剂处理与之不互溶的双组份或多组分溶液，实现组分分离的传质分离过程，通常包括液
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液萃取和固
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液萃取。为提高萃取分离技术的工作效率，20世纪80年代发展起来一种萃取分离技术，可以实现物质的多级连续高效分配萃取，其中分离装置可以为塔式或釜式等结构。专利cn2724802y公开了一种多级搅拌式逆流萃取塔，采用多级搅拌式逆流萃取设置，使溶剂和原混合物尽可能接触，实现萃取和静置同时完成；专利cn207980489u公开介绍一种由多级萃取釜和分层器组成的多级逆流萃取装置，通过萃取釜的搅拌棒提供液体输送力，实现物料的之间的充分“混合”接触和分配；公开号为cn202724747u的专利提供了一种双塔串联双溶剂多级逆流萃取装置，可实现多组分混合液分离。这些公开技术从一定程度上解决了分离效率低、分离成本高的问题，但是仍存在设备占地面积大、需要机械搅拌装置，以及对于需要控温萃取分离操作的难于实现等问题。
3.因此，急需一种结构简单且能实现精准控温的萃取装置以满足实际操作的需要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种多级逆流萃取装置，本装置结构简单、设计合理，仅利用萃取塔、轻相液接收罐和重相液接收罐即可实现对物质的多级萃取，有效解决已有连续萃取技术存在的装置占地面积大、物料机械混合过程耗能大的问题，可以实现不同温度范围内的连续萃取分离，降低工作成本。
5.为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
6.多级逆流萃取装置，包括萃取塔、轻相液接收罐和重相液接收罐，所述萃取塔自上至下依次为一段轻相液静置段、至少三段顺次连接的完全相同的萃取段和一段重相液滞留段，所述重相液接收罐与萃取塔的顶端和底端均连接，轻相液接收罐连接至萃取塔的顶端。
7.所述轻相液静置段的顶面开有两个通孔，两通孔分别位于轻相液静置段顶面的左右两侧；相对左侧的通孔为重相液进口，重相液进口处设有第一管线，第一管线的一端穿过轻相液静置段伸入与轻相液静置段相邻的萃取段中、另一端连接至重相液接收罐的底面处；相对右侧的通孔处设有三通接口，三通接口的三个接口分别为竖向下端的第一接口、竖向上端的第二接口和横向的第三接口，第一接口穿过通孔并插入轻相液静置段中，第二接口为排气口，第三接口处设有第二管线，第二管线的一端固定连接在第三接口处、另一端连接至轻相液接收罐处。
8.所述第一管线处设有转料泵，利用转料泵将重相液接收罐中的重相液重新循环至萃取塔内，进行二次或多次萃取。
9.所述第二接口和第三接口处均设有控制阀，控制阀为球阀或蝶阀，便于对第二接
口和第三接口的开关进行控制。
10.所述重相液滞留段的底面开有两个通孔，两通孔分别位于重相液滞留段底面的左右两侧，相对左侧的通孔为物料出口，物料出口处设有第三管线，第三管线的一端穿过物料出口并伸入重相液滞留段内、另一端连接至重相液接收罐的顶面处；相对右侧的通孔为轻相液进口，轻相液进口处固定有轻相液进口管，轻相液进口管竖向设置，且轻相液进口管上端口固定在与重相液滞留段相邻的萃取段中、下端口伸出重相液滞留段，便于从外界向装置内部输入轻相的萃取溶剂。
11.所述萃取塔顶端还设有通气管，通气管呈l形，横向段位于萃取塔上方且端口处开口、竖向段伸入萃取塔中并依此穿过轻相液静置段和萃取段，通气管底端封闭，且底端位于重相液滞留段内；通气管的侧面在萃取段对应的位置内设有规则且均匀分布的通气孔，在萃取过程中，利用通气管向装置内通入空气，增加两相接触面积，有效提高萃取效率。
12.所述轻相液静置段、萃取段和重相液滞留段之间接触面处均设有分离挡板，分离挡板由搪瓷、玻璃、不锈钢或陶瓷制成，分离挡板表现为双向可透过性，提高萃取效率。
13.所述萃取段内设有透过性填料，透过性填料的形状为拉西环、鲍尔环、v字形或w字形，且透过性填料由陶瓷、玻璃或不锈钢制成，透过性填料内开有多个均匀分布的椭圆形透过孔，增加两相物料的接触面积，提高萃取效率。
14.所述萃取塔外侧设有恒温夹套层，恒温夹套层为环形水夹套，且其上下端侧面处分别开有出水口和进水口，为萃取提供恒温环境，保证萃取效果。
15.优选的，所述萃取塔内还设有温度传感器，温度传感器的数量与萃取段的数量相同、且温度传感器紧贴萃取段内壁设置，恒温夹套层的进水口处设有plc和电动阀门，plc与温度传感器和电动阀门连接，plc中预设试验温度，温度传感器测得萃取段内的温度传递至plc处，plc根据温度信息控制进水口处电动阀门的打开程度，实现萃取塔中温度的恒定，为提高萃取效率提供有效保障。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1、本装置通过在多级萃取段设置透过性填料和通气管，可以大大增加两项物料的接触面积，通过不断通入的气体和调节气体通入量提高萃取段混合物料的传质效率，实现物料的多级连续萃取；
18.2、通过在萃取塔体设置夹套层，可以满足不同温度范围条件的萃取分离，利于控制萃取温度参数；
19.3、本装置结构简单、易操作、分离效率高、能耗低、可实现物料的循环萃取，提高萃取收率，利于工业化操作。
附图说明
20.图1是本实用新型的结构示意图；
21.图2是透过性填料示意图；
22.其中，1.萃取塔；101.恒温夹套层；102.进水口；103.出水口；104.轻相液进口管；105.重相液进口；106.物料出口；2.萃取段；201.透过性填料；202.透过孔；3.重相液滞留段；4.轻相液静置段；5.通气管；501.通气孔；6.分离挡板；7.三通接口；8.轻相液接收罐；9.重相液接收罐；10.转料泵。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
24.本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
25.如图1、图2所示，多级逆流萃取装置，包括萃取塔1、轻相液接收罐8和重相液接收罐9，萃取塔1自上至下依次为一段轻相液静置段4、至少三段顺次连接的完全相同的萃取段2和一段重相液滞留段3；轻相液静置段4、萃取段2和重相液滞留段3之间接触面处均设有分离挡板6，分离挡板6由搪瓷、玻璃、不锈钢或陶瓷制成，分离挡板6表现为双向可透过性，提高萃取效率。萃取段2内设有透过性填料201，透过性填料201的形状为拉西环、鲍尔环、v字形或w字形，且透过性填料201由陶瓷、玻璃或不锈钢制成；透过性填料201内开有多个均匀分布的椭圆形透过孔202，增加两相物料的接触面积，提高萃取效率。
26.重相液接收罐9与萃取塔1的顶端和底端均连接，轻相液接收罐8连接至萃取塔1的顶端。萃取塔1顶端设有通气管5，通气管5呈l形，横向段位于萃取塔1上方且端口处开口、竖向段伸入萃取塔1中并依此穿过轻相液静置段4和萃取段2，通气管5底端封闭，且底端位于重相液滞留段3内；通气管5的侧面在萃取段2对应的位置内设有规则且均匀分布的通气孔501，在萃取过程中，利用通气管5向装置内通入空气，增加两相接触面积，有效提高萃取效率。
27.轻相液静置段4的顶面开有两个通孔，两通孔分别位于轻相液静置段4顶面的左右两侧；相对左侧的通孔为重相液进口105，重相液进口105处设有第一管线，第一管线的一端穿过轻相液静置段4伸入与轻相液静置段4相邻的萃取段2中、另一端连接至重相液接收罐9的底面处；第一管线处设有转料泵10，利用转料泵10将重相液接收罐9中的重相液重新循环至萃取塔1内，进行二次或多次萃取。相对右侧的通孔处设有三通接口7，三通接口7的三个接口分别为竖向下端的第一接口、竖向上端的第二接口和横向的第三接口，第一接口穿过通孔并插入轻相液静置段4中、且位于第一接口位于轻相液静置段4内部上侧，第二接口为排气口，第三接口处设有第二管线，第二管线的一端固定连接在第三接口处、另一端连接至轻相液接收罐8处。第二接口和第三接口处均设有控制阀，控制阀为球阀或蝶阀，便于对第二接口和第三接口的开关进行控制。
28.重相液滞留段3的底面开有两个通孔，两通孔分别位于重相液滞留段3底面的左右两侧，相对左侧的通孔为物料出口106，物料出口106处设有第三管线，第三管线的一端穿过物料出口106并伸入重相液滞留段3内、另一端连接至重相液接收罐9的顶面处；相对右侧的通孔为轻相液进口，轻相液进口处固定有轻相液进口管104，轻相液进口管104竖向设置，且轻相液进口管104上端口固定在与重相液滞留段3相邻的萃取段2中、下端口伸出重相液滞留段3，便于从外界向装置内部输入轻相的萃取溶剂。
29.萃取塔1外侧设有恒温夹套层101，恒温夹套层101为环形水夹套，且其上下端侧面
处分别开有出水口103和进水口102，为萃取提供恒温环境，保证萃取效果。萃取塔1内还设有温度传感器，温度传感器的数量与萃取段2的数量相同、且温度传感器紧贴萃取段2内壁设置，恒温夹套层的进水口102处设有plc和电动阀门，plc与温度传感器和电动阀门连接，plc中预设试验温度，温度传感器测得萃取段2内的温度传递至plc处，plc根据温度信息控制进水口102处电动阀门的打开程度，实现萃取塔2中温度的恒定，为提高萃取效率提供有效保障。
30.具体使用时，根据图示和具体使用所需的萃取段2的数量设置装置，并在萃取塔1外固定恒温夹套层101，在plc处预设萃取所需温度范围，将欲萃取分离的物料重相液经塔顶重相液进口105通入靠近轻相液静置段4的萃取段2内，在重力和动力的作用下，重相液自上而下依次向下沉积，并在每一层处与自萃取塔1底部进入的轻相萃取液混合，在通气管5的通气孔501通入的气体作用下充分混合，完成传质萃取过程。萃取后含有目的物质的轻相液体系不断上行，并在轻相液静置段4进一步静置储存，轻相液静置段4中液位达到设定的位置后，从三通接口7处的第三接口处由第二管线进入轻相液接收罐8。萃取塔1整体工作过程中，还可以通过三通接口7处的第二接口进行排气操作，便于混合萃取的进行。重相液继续下行至重相液滞留段3，达到一定液位后，重相液经由物料出口106处的第三管线进入重相液接收罐8，必要时，利用转料泵10将重相液接收罐8中的重相液在此循环至萃取塔1顶端再次进行萃取分离。萃取作业过程中，温度传感器实时监控萃取段2内温度，plc接收温度传感器传递的温度信息，并根据温度信息实施调控进水口102处电动阀门的开启角度，保证萃取塔1保持在最佳温度范围。本装置在萃取塔1处设置恒温夹套层101可以实现不同温度范围的萃取分离，并利用plc和温度传感器实现自动精准控温；同时本装置通过在多级萃取段2中设置透过性填料201和通气管5，一方面可以增加两相物料的接触面积，同时又可在气体的作用下实现物料的充分混合；装置结构简单、易操作、分离效率高，易于实现物料的循环萃取，利于工业化操作。
31.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。