[发明专利]适用于含固体萃取操作的改进型转盘塔内构件

说明书

【技术领域】

本发明涉及化工萃取技术领域，具体地说，是一种适用于含固体萃取操作的改进型转盘塔内构件。

【背景技术】

萃取是化工分离工程中重要的单元操作之一。一般而言，萃取系统是液-液两相的，但工业上也不乏以液固及液液固系统为代表的含固萃取体系。萃取体系中的固体颗粒容易在萃取设备内形成沉积或造成设备堵塞，影响萃取装置的正常操作，因而开发适用于含固体萃取操作的设备是工业生产需要解决的问题。

转盘塔是工业上最常见的萃取装备之一，具有结构简单、生产能力大、操作维护方便、能耗低等一系列优点。转盘塔另一个重要的特点在于它能处理含固体颗粒的萃取体系，但仅适用于低固含量操作，当体系固含量过高时，固相容易在塔板沉积，并由于颗粒之间的粘附作用而逐渐累积，影响萃取操作，甚至造成塔体堵塞。

本发明通过转盘塔内流场结构的分析，对转盘塔内构件进行了改进设计，以提高它对含固体萃取体系的处理能力。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于含固体萃取操作的改进型转盘塔内构件；对转盘塔内构件进行合理设计，优化转盘塔内部流场分布，消除转盘塔内部的流动死区，减少固相产物在转盘和定环上的沉积，以提高萃取塔对含固体萃取体系的处理能力。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种适用于含固体萃取操作的改进型转盘塔内构件，其包含转盘和定环，其特征在于，转盘和定环采用弧形设计。

技术上讲，定环和转盘上的弧度和塔内物料多相流体形成的涡流相切合，防止流动死区的产生；

将定环的上侧面加工为适合多相流场的流线弧形，或者将定环的上、下侧面同时加工为适合多相流场的流线弧形。

将转盘的上侧面加工为适合多相流场的流线弧形，或者将转盘的上、下侧面同时加工为适合多相流场的流线弧形。

弧形直径为转盘塔塔节高度的0.1-1.0倍。

定环、转盘弧形侧面材料选择标准为：如果固体颗粒在水相中，则选择亲油或疏水材料；如果固体颗粒在油相中，则选用亲水或疏油材料；

定环、转盘表面的弧形要符合塔内流体的流体力学特性，以利于塔内涡流的发展；

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明对传统转盘塔的定环和转盘进行了改进，采用弧形界面的设计结构，使转盘塔内多相流场结构与塔的几何界面有着较好的切合，消除塔内流动死区，从而充分利用塔内的湍流特性防止固相沉积，提高转盘塔对含固体萃取体系的处理能力。

【附图说明】

图1是具有新型内构件的转盘塔结构示意图；

图2是传统转盘塔的流场及流动死区分布示意图；图2a连续相的速度云图和矢量图，图2b按速度大小定义的流动死区分布图；

图3是内构件改进后转盘塔的流场及流动死区分布示意图；图3a为连续相速度云图和矢量图，图3b为流动死区分布图。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种适用于含固体萃取操作的改进型转盘塔内构件的具体实施方式。

实施例1

一种适用于含固体萃取操作的改进型转盘塔内构件，其包含转盘和定环，其特征在于，转盘和定环采用弧形设计。

技术上讲，定环和转盘上的弧度和塔内物料多相流体形成的涡流相切合，防止流动死区的产生；

将定环的上侧面加工为适合多相流场的流线弧形，或者将定环的上、下侧面同时加工为适合多相流场的流线弧形。

将转盘的上侧面加工为适合多相流场的流线弧形，或者将转盘的上、下侧面同时加工为适合多相流场的流线弧形。

弧形直径为转盘塔塔节高度的0.1-1.0倍。

定环、转盘弧形侧面材料选择标准为：如果固体颗粒在水相中，则选择亲油或疏水材料；如果固体颗粒在油相中，则选用亲水或疏油材料；

定环、转盘表面的弧形要符合塔内流体的流体力学特性，以利于塔内涡流的发展。

请参见附图1，具有新型弧形内构件转盘塔的结构主要包括塔体、弧形转盘、弧形定环、转轴、电机。通过塔内液滴行为及流体力学模拟分析可知，传统萃取塔内的流体涡流结构与塔的几何结构之间存在着较大的差异，因而在定环、转盘上方形成了一定的流动死区，如附图2所示，其中2a为连续相的速度云图和矢量图，可以发现明显的涡旋特征，2b为按速度大小定义的流动死区分布图，其中黑色区域代表流动死区，白色区域代表湍动的涡旋。流动死区是造成固相沉积的主要因素，因而必须消除流动死区以提高塔对含固体萃取体系的处理能力。