一種脈沖反饋振蕩逆流萃取器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液液萃取分離設(shè)備，特別涉及一種脈沖反饋振蕩逆流萃取器。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工、能源、礦山等工業(yè)生產(chǎn)中，常常涉及到分離液體混合物的操作，其中在欲分離的液體混合物(混合液)中加入一種與其不溶或部分相溶的液體溶劑(萃取劑)，形成兩相系統(tǒng)，利用混合液中各組分在兩相中分配差異的性質(zhì)，易溶組分(溶質(zhì))較多地進(jìn)入溶劑相(萃取相)而實(shí)現(xiàn)分離的操作稱為液液萃取。
[0003]在液液萃取操作過(guò)程中，為提高傳質(zhì)效率，萃取劑和混合液間產(chǎn)生大的比表面積和逆流操作是普遍遵循的原則。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，各種不同型式的可實(shí)現(xiàn)兩相充分接觸、混合的萃取器，如篩板柱、填料柱、噴嘴板柱、轉(zhuǎn)盤(pán)塔、脈沖萃取柱、混合澄清槽、離心萃取器等萃取分離設(shè)備被發(fā)明。在這些傳統(tǒng)的萃取器中，為增強(qiáng)混合效果，常常使用諸如攪拌槳、轉(zhuǎn)鼓等機(jī)械可動(dòng)部件使兩相液體間產(chǎn)生湍流混合，同時(shí)為保證兩相接觸時(shí)間，其有效體積通常較大。但在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，常常涉及到帶有放射性、嚴(yán)重腐蝕性等的危險(xiǎn)性液體的萃取分離操作。以核工業(yè)中的液體混合物萃取分離為例:由于混合物具有強(qiáng)放射性和酸性腐蝕，為減少對(duì)操作人員及周邊環(huán)境的危害，適當(dāng)?shù)钠帘?、盡可能不對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng)就成為選擇萃取設(shè)備時(shí)必須考慮的問(wèn)題。上述的篩板柱、噴淋柱、填料柱、噴嘴板柱和脈沖萃取柱由于高度較高，相應(yīng)地需要防輻射廠房的高度較高，而防輻射建筑材料又非常昂貴，因此這些設(shè)備將會(huì)提高廠房成本。而轉(zhuǎn)盤(pán)塔、混合澄清槽和離心萃取器均利用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件來(lái)攪拌液體混合物使其充分混合，使用過(guò)程中機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件不可避免地需要維修。維修人員靠近這些設(shè)備將為其帶來(lái)嚴(yán)重的人身傷害。因此，需要發(fā)展一種無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件且有效體積小的高效液液萃取設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種脈沖反饋振蕩逆流萃取器，其具有無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，體積小，可逆流操作，傳質(zhì)效率高，易于數(shù)量放大的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于帶有放射性、腐蝕性、劇毒等危險(xiǎn)性混合物的萃取分離應(yīng)用。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種脈沖反饋振蕩逆流萃取器，包括多級(jí)反饋振蕩混合器27，多級(jí)反饋振蕩混合器27的末級(jí)底部連接孔與重相澄清罐19的頂部開(kāi)口一連接，多級(jí)反饋振蕩混合器27的首級(jí)頂部連接孔與輕相澄清罐16的底部開(kāi)口連接，重相澄清罐19的側(cè)壁底部設(shè)置有重相出口 30，中上部設(shè)有新鮮輕相進(jìn)料口 32，輕相澄清罐16的側(cè)壁頂部設(shè)置有澄清后的輕相出口 29，中下部設(shè)有新鮮重相進(jìn)料口 31，重相澄清罐19的頂部開(kāi)口二通過(guò)高壓氣體管路二28-2與高壓氣體生成裝置22連接并在連接路上設(shè)置有進(jìn)氣電磁閥二 23，在高壓氣體管路二 28-2上位于進(jìn)氣電磁閥二 23和重相澄清罐19之間設(shè)置帶有出氣電磁閥二 24的放空管二 34，輕相澄清罐16的頂部開(kāi)口通過(guò)高壓氣體管路一 28-1與高壓氣體生成裝置22連接并在連接路上設(shè)置有進(jìn)氣電磁閥一 21，在高壓氣體管路一 28-1上位于進(jìn)氣電磁閥一 21與輕相澄清罐16之間設(shè)置帶有出氣電磁閥一 20的放空管一 33，所述進(jìn)氣電磁閥一 21、進(jìn)氣電磁閥二 23、出氣電磁閥一 20和出氣電磁閥二 24均連接至?xí)r間序列控制裝置25構(gòu)成一個(gè)脈沖發(fā)生器，時(shí)間序列控制裝置25控制各個(gè)電磁閥，使得周期性地向兩個(gè)罐內(nèi)施加高壓影響或者將兩個(gè)罐內(nèi)高壓氣放空。
[0007]所述多級(jí)反饋振蕩混合器27由多個(gè)垂直安放的反饋振蕩混合器組成，前一級(jí)反饋振蕩混合器的底部開(kāi)口與后一級(jí)反饋振蕩混合器的頂部開(kāi)口相連。
[0008]所述反饋振蕩混合器包括下振蕩腔4-1和上振蕩腔4-2，下振蕩腔4-1外有被障礙體5-1分隔的下反饋管6-1，上振蕩腔4-2外有被上障礙體5-2分隔的上反饋管6_2，下振蕩腔4-1的底部入口通過(guò)下進(jìn)料管2與下連接孔I相連，下進(jìn)料管2的寬度小于下振蕩腔4-1的底部入口寬度，在兩側(cè)形成下階梯3-1，上振蕩腔4-2的頂部入口通過(guò)管道二 9與連接孔二 10相連，管道二 9的寬度小于上振蕩腔4-2的頂部入口寬度，在兩側(cè)形成上階梯
3-2。
[0009]所述下振蕩腔4-1和上振蕩腔4-2之間有分流體8，與交流電源26連接的交流絕緣電極13嵌入下振蕩腔4-1、上振蕩腔4-2以及分流體8兩側(cè)的壁板中。
[0010]所述新鮮輕相進(jìn)料口 32與新鮮輕相貯罐17相連且連接管路上設(shè)置有輕相輸送泵18 ;所述新鮮重相進(jìn)料口 31與新鮮重相貯罐14相連且連接管路上設(shè)置有重相輸送泵15。
[0011]當(dāng)時(shí)間序列控制裝置25開(kāi)啟進(jìn)氣電磁閥二 23和出氣電磁閥一 20，關(guān)閉出氣電磁閥二 24和進(jìn)氣電磁閥一 21時(shí)，高壓氣體管路二 28-2導(dǎo)通，高壓氣體進(jìn)入重相澄清罐19進(jìn)行壓沖，同時(shí)，放空管一 33放空；
[0012]當(dāng)時(shí)間序列控制裝置25開(kāi)啟出氣電磁閥二 24和進(jìn)氣電磁閥一 21，而關(guān)閉進(jìn)氣電磁閥二 23和出氣電磁閥一 20時(shí)，高壓氣體管路一 28-1導(dǎo)通，高壓氣體進(jìn)入輕相澄清罐16進(jìn)行壓沖，同時(shí)，放空管二 34放空；
[0013]依次進(jìn)行，使得重相澄清罐19、輕相澄清罐16以及多級(jí)反饋振蕩混合器27中的混合兩相形成壓力周期波動(dòng)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1、本發(fā)明由于利用高壓氣體作為動(dòng)力使兩相流體在上下振蕩腔內(nèi)產(chǎn)生反饋振蕩，實(shí)現(xiàn)了兩相間的高效傳質(zhì)，且與液體接觸部分無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，尤其當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用在核工業(yè)領(lǐng)域時(shí)，可以避免對(duì)維修人員的人身傷害。
[0016]2、本發(fā)明由于體積小，兩相接觸的停留時(shí)間短且占地面積小，因此當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于核工業(yè)領(lǐng)域時(shí)，具有節(jié)約廠房成本的優(yōu)點(diǎn)。
[0017]3、本發(fā)明由于可通過(guò)重力和交流振蕩引發(fā)的界面振蕩實(shí)現(xiàn)兩相分相，因此可實(shí)現(xiàn)高效逆流萃取操作。
[0018]4、本發(fā)明易于通過(guò)數(shù)量放大而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量放大。
[0019]本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于化工、能源和礦山等領(lǐng)域的混合液萃取中。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的一級(jí)振蕩反饋混合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明反饋振蕩混合的原理示意圖。
[0023]圖4是本發(fā)明逆流萃取操作的原理示意圖，其中，圖4(A)對(duì)應(yīng)實(shí)施例中步驟(1)，圖4 (B)對(duì)應(yīng)實(shí)施例中步驟(2)，圖4 (C)對(duì)應(yīng)實(shí)施例中步驟(3)，圖4 (D)對(duì)應(yīng)實(shí)施例中步驟
(4)，圖4(E)對(duì)應(yīng)實(shí)施例中步驟(5)，圖中，實(shí)心電磁閥表示關(guān)，空心電磁閥表示開(kāi)，三角填充表示重相，T和L形填充表示輕相，圖4 (B)中，HA進(jìn)入第一級(jí)混合器時(shí)，和LC發(fā)生混沌對(duì)流混合，圖中未描繪混合情況，HB進(jìn)入第二級(jí)混合器時(shí)類似。圖4 (D)中，LA進(jìn)入第二級(jí)混合器時(shí)，和HB發(fā)生混沌對(duì)流混合，圖中未描繪混合情況，LB進(jìn)入第一級(jí)混合器時(shí)類似。
[0024]圖5是一個(gè)實(shí)驗(yàn)中實(shí)際使用的反饋振蕩混合器的尺寸圖。
[0025]圖中:
[0026]I下連接孔；2下進(jìn)料管；3_1下階梯；3_2上階梯；4_1下振蕩腔；4_2上振蕩腔；5-1下障礙體；5-2上障礙體；6-1下反饋管；6-2上反饋管；7_1下貼附壁；7_2上貼附壁；8分流體；9上進(jìn)料管；10上連接孔；11混合器下部分；12混合器上部分；13交流絕緣電極；14重相貯罐；15重相輸送泵；16輕相澄清罐；1