[发明专利]液－液接触器

说明书

本发明涉及一种液-液接触器，尤其涉及对这样一种液-液接触器的改进，在这种接触器中由于两种相互不可溶的液体之间的密度差而使两者在逆向流中连续地接触。这种液-液接触器的典型用途是液-液提取和液-液反应，这些工作在炼油、石油化学、煤化学、核能处理及其它诸多处理工业中都是一套重要的工作。

逆向流型液-液接触器分为两种：一种是无搅拌式的，诸如带孔板塔，填充塔和折流塔；另一种机械搅拌或脉冲式的，如转塔盘塔、奥尔德林-拉什顿塔、脉冲塔和交换提炼塔。

后一种类型的接触器每单位设备高度表现出高的接触效率。但这种类型的接触器也有缺点，即设备投资大、维护麻烦，这是因为有机械驱动部件的原因。另一方面，无搅拌型接触器虽然接触效率相对低一点，但因投资少，易维护而具有其优越性。

本发明人多年来一直致力于对无搅拌式液-液接触器，特别是具有相对较高接触效率的带孔板塔的改进的研究，这种接触器的投资少且维护简单。

常规带孔板塔具有如图11和12所示的结构(图中表示一个实施例，其中轻液“L”是分散相而重液“H”是连续相)，在塔20的顶部设有重液入口21和轻液出口22；在塔底部设有轻液进入23和重液出口24，塔中设有许多塔盘25。

塔盘25包括水平带孔板26和垂直板27，通过切下一块圆的带孔板的一部分从而为液流形成一条流通道来构成带孔板26，而垂直板27是从则水平带孔板的自由端垂直向下(分散相输入方向)延伸。由切割带孔板和垂直板所构成的流通道是溢流流道(所示的流道称为下导管)或一条连续相液体29的通道，只有连续相(重液)流过该通道并且许多的孔成为只有分散相(轻液)流过的通道。

这种带孔板塔的操作如下，在塔20底部从轻液入口输入轻液同时在塔顶从重液入口21输入重液。

以这样一种方式将这两种液体输入，使其中之一形成一个连续相而使另一个成为分散相。在图示实施例中，轻液形成分散相，在这样的条件下输入轻液，即使轻液的流速相对形成连续相的重液的流速是这样一个值，在此值下分散相液滴积累和凝集从而使其在停留在带孔板之下并向上运动时形成分散相的凝集层，且在此值下分散相凝集层从分散相液体28的孔或通道中流出。

如上所述通过在塔20中使连续、逆向的轻液和重液的液-液接触在用轻液提取重液中的一种组份，或反过来在用重液提取轻液中的一种组份，或者在双者之间引起化学反应之后，连续地通过轻液出口22抽出用完的轻液并通过重液出口24抽出用完的重液。

与具有较大液流开口面积的折流塔相比，上述带孔板塔每单元阶具有较高的液-液接触效率。但满足上述分散相流速条件的工况要求分散相液体28的通道面积小或带孔板的孔小，因此分散相输入速度不能增加许多且液体产量不能增加。

为消除上述缺陷，本发明人做了以下实验。

首先使用一个常规带孔板塔并在分散相流速相对连续相的流速之比为常量的情况下增加液体流速至出现溢流，确定液-液接触效率。所观测的效率比常规工况下的低，因此在保持高接触效率的条件下不可能提高欲处理流体的流速。

然后，扩大孔的直径或增加孔的数量，由此增大分散相液体通道的开口面积进而提高分散相的流速。这将使得带孔板26之下的分散相的凝集层厚度减薄，并且在工作条件发生小的变化的某些情况下甚至会不出现分散相凝集层。因此，既无稳定工作又无恒定液-液接触效率。此外，还观察到，在没有分散相凝集层的情况下，接触效率大大地下降。这些实验表明开发这种类型的接触是没有希望的。

本发明的目的在于提供一种常规无搅拌液-液接触器不可能实现的产量和接触效率均较高的液-液接触器。本发明的目的特别在于提供一种液-液接触器，在这种接触器中，即使通过增大分散相通道面积而大大提高被处理液体的量，仍可确保使分散相液滴凝聚形成分散相的凝集层以及打破凝集层形成液滴的往复重复并可维持高的接触效率。

本发明的设备是，一种具有许多塔盘的液-液接触器，其中，从接触器的顶部输入一种重液并从其底部输入一种轻液从而使两种液体连续地接触，在接触器中两种液体之一形成一种分散相而另一种成为沿相反方向流动的连续相；其特征在于，接触器包括一个塔壳和一些由塔板和挡板组成的塔盘，塔板在塔中沿水平方向延伸覆盖住塔的横截面的一部分从而形成连续相和分散相的液流通道，挡板沿输入分散相的方向从塔板的自由端垂直延伸且其上设有允许分散相流过的开口，开口使从上游塔板来的分散相液滴留在下游塔板之下，在停留期间液滴凝集形成分散相的凝集层，凝集层可沿水平方向穿过挡板中的开口流出。