轉(zhuǎn)盤萃取塔制造技術(shù)

本技術(shù)方案涉及一種轉(zhuǎn)盤萃取塔，包括塔體、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤、固定環(huán)和動力機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸設(shè)在塔體內(nèi)并與動力機(jī)構(gòu)傳動連接，轉(zhuǎn)盤套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上并沿轉(zhuǎn)軸的軸向方向間隔分布，每兩個上下相鄰的轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有固定環(huán)，固定環(huán)的外邊緣與塔體的內(nèi)壁連接，所述轉(zhuǎn)盤的外邊緣設(shè)有至少兩個渦輪葉片。在每兩個上下相鄰的轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有固定環(huán)，并在轉(zhuǎn)盤的外邊緣連接渦輪葉片，使得由轉(zhuǎn)盤離心力而向塔壁方向流動的液體能夠到達(dá)塔壁，保證了由轉(zhuǎn)盤邊緣上的渦流產(chǎn)生的湍流狀態(tài)下的徑向動量傳遞，有利于轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)兩相間的傳質(zhì)。塔體內(nèi)由于被固定環(huán)分隔成各個區(qū)間，轉(zhuǎn)盤和渦輪葉片轉(zhuǎn)動而引起的旋渦能大體上被局限在各個區(qū)間，從而減少軸向返混，提高了轉(zhuǎn)盤萃取塔的傳質(zhì)效率。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)方案涉及一種化工分離設(shè)備
，具體涉及一種轉(zhuǎn)盤萃取塔。
技術(shù)介紹
大型轉(zhuǎn)盤萃取塔是一種重要的化工傳質(zhì)設(shè)備，它在化工、石油和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。轉(zhuǎn)盤萃取塔具有結(jié)構(gòu)簡單，處理量大，投資小等優(yōu)點。因此，自從其問世以來，一直在醫(yī)藥、精細(xì)、石油化學(xué)工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。影響轉(zhuǎn)盤 萃取塔傳質(zhì)的主要因素是分散相存留分?jǐn)?shù)和軸向返混。轉(zhuǎn)盤萃取塔在進(jìn)行工業(yè)放大時，由于軸向返混而使75-90%的塔高用于補償軸向返混帶來的傳質(zhì)推動力的降低。在萃取柱中連續(xù)相內(nèi)的軸向返混被認(rèn)為是有由以下幾種因素中的一個或幾個而引起的1)由于流體和流體攪拌而引起的渦流擴(kuò)散；2)徑向速度分布；3)分散相液滴尾流內(nèi)連續(xù)相等的夾帶；4)分散相液滴流動引起的渦流。但具體造成返混的因素、來源、影響程度以及影響區(qū)域研究的還很不充分。計算流體力學(xué)(CFD)是一門發(fā)展迅速的前沿學(xué)科，它在航天及汽車工業(yè)中的應(yīng)用取得了巨大的成功。在化工領(lǐng)域的運用也在迅速發(fā)展。Bart等人則對轉(zhuǎn)盤萃取塔內(nèi)單相和兩相流體流動規(guī)律進(jìn)行了深入的研究。他們指出，充分的徑向流動量傳遞是保證傳質(zhì)過程中設(shè)備體積的有效利用的充分條件。如果設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)不能保證這種徑向的動量傳遞，增加轉(zhuǎn)盤塔的轉(zhuǎn)速也不可能達(dá)到充分的傳質(zhì)和分離要求，特別是對大塔徑的轉(zhuǎn)盤塔。在層流邊界層流動情況下，轉(zhuǎn)盤的徑向動量傳遞是通過從轉(zhuǎn)盤邊緣向外釋放自由液體射流來實現(xiàn)的。根據(jù)邊界層理論，在射流軸上的最大流速在層流情況下是以X_1/3的速度減小(X為設(shè)立軸向距離)。在湍流狀態(tài)下則以x_1/2的速度遞減。如果這個速度與液體連續(xù)相流速相比較小，由轉(zhuǎn)盤離心力而向塔壁方向流動的液體將達(dá)不到塔壁。湍流狀態(tài)下的徑向動量傳遞是由轉(zhuǎn)盤邊緣上的渦流產(chǎn)生的。在大塔徑萃取塔內(nèi)，這種層流和湍流機(jī)理將失去其有效性，流體有效的切向運動將被打破。在這種情況下，返混就會產(chǎn)生，塔的有效利用體積就會降低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)方案的目的在于提供一種能夠消除轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)的級間返混，提高傳質(zhì)效率的轉(zhuǎn)盤萃取塔，具體技術(shù)方案如下一種轉(zhuǎn)盤萃取塔，包括塔體、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤、固定環(huán)和動力機(jī)構(gòu)；所述動力機(jī)構(gòu)在塔體夕卜，轉(zhuǎn)軸設(shè)在塔體內(nèi)并與動力機(jī)構(gòu)傳動連接，所述轉(zhuǎn)軸的軸向垂直地面；所述轉(zhuǎn)盤有多個，各個轉(zhuǎn)盤沿轉(zhuǎn)軸的軸向依次連接在轉(zhuǎn)軸上，且間隔分布；每兩個上下相鄰的轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有固定環(huán)，固定環(huán)的外邊緣與塔體的內(nèi)壁連接；所述轉(zhuǎn)盤的外邊緣連接有至少兩個渦輪葉片，且各個渦輪葉片關(guān)于轉(zhuǎn)軸成軸對稱。所述渦輪葉片優(yōu)選為3個。所述固定環(huán)的內(nèi)邊緣連接有垂直于固定環(huán)的擋板。所述動力機(jī)構(gòu)為變速電機(jī)。所述固定環(huán)的內(nèi)邊緣設(shè)有垂直于固定環(huán)的擋板，構(gòu)成虛擬的澄清區(qū)。整個萃取區(qū)由轉(zhuǎn)盤和渦輪葉片以及固定環(huán)的擋板分成多個混合區(qū)和澄清區(qū)。它具有傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤萃取塔原有分散作用，同時又有分開的澄清區(qū)，這樣可以反復(fù)進(jìn)行凝聚再分散，以減少了軸向的混合，提高了萃取效率。本技術(shù)方案的工作原理是由動力機(jī)構(gòu)帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，由轉(zhuǎn)軸帶動固設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤和渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，從而使連續(xù)相和分散相即輕相與重相一起轉(zhuǎn)動，液流中產(chǎn)生了高的速度梯度和剪切應(yīng)力，剪切應(yīng)力一方面使連續(xù)相產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋渦，另一方面又使分散相破裂成許多微小的液滴，從而增大了分散相的傳質(zhì)系數(shù)即接觸界面。本技術(shù)方案在每兩個上下相鄰的轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有固定環(huán)，并在轉(zhuǎn)盤的外邊緣連接渦輪葉片，使得由轉(zhuǎn)盤離心力而向塔壁方向流動的液體能夠到達(dá)塔壁，保證了由轉(zhuǎn)盤邊緣上的渦流產(chǎn)生的湍流狀態(tài)下的徑向動量傳遞，消除轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)的級間返混，有利于轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)兩相間的傳質(zhì)。塔體內(nèi)由于被固定環(huán)分隔成各個區(qū)間，轉(zhuǎn)盤和渦輪葉片轉(zhuǎn)動而引起的旋渦能大體上被局限在各個區(qū)間，從而減少軸向返混，提高了轉(zhuǎn)盤萃取塔的傳質(zhì)效率。 附圖說明圖I為本技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中的A部的局部放大圖。塔體I、渦輪葉片2、固定環(huán)3、轉(zhuǎn)盤4、轉(zhuǎn)軸5、動力機(jī)構(gòu)6、擋板7。具體實施方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本技術(shù)方案。參見圖I和圖2，一種轉(zhuǎn)盤萃取塔，包括塔體、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤、固定環(huán)和動力機(jī)構(gòu)；所述動力機(jī)構(gòu)在塔體外，轉(zhuǎn)軸設(shè)在塔體內(nèi)并與動力機(jī)構(gòu)傳動連接，所述轉(zhuǎn)軸的軸向垂直地面；所述轉(zhuǎn)盤有多個，各個轉(zhuǎn)盤沿轉(zhuǎn)軸的軸向依次連接在轉(zhuǎn)軸上，且間隔分布；每兩個上下相鄰的轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有固定環(huán)，固定環(huán)的外邊緣與塔體的內(nèi)壁連接；所述轉(zhuǎn)盤的外邊緣連接有至少兩個渦輪葉片，且各個渦輪葉片關(guān)于轉(zhuǎn)軸成軸對稱。本例中，所述渦輪葉片為3個。所述固定環(huán)的內(nèi)邊緣連接有垂直于固定環(huán)的擋板。所述動力機(jī)構(gòu)為變速電機(jī)。本技術(shù)方案的工作原理是由動力機(jī)構(gòu)帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，由轉(zhuǎn)軸帶動固設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤和渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，從而使連續(xù)相和分散相即輕相與重相一起轉(zhuǎn)動，液流中產(chǎn)生了高的速度梯度和剪切應(yīng)力，剪切應(yīng)力一方面使連續(xù)相產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋渦，另一方面又使分散相破裂成許多微小的液滴，從而增大了分散相的傳質(zhì)系數(shù)即接觸界面。本技術(shù)方案在每兩個上下相鄰的轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有固定環(huán)，并在轉(zhuǎn)盤的外邊緣連接渦輪葉片，使得由轉(zhuǎn)盤離心力而向塔壁方向流動的液體能夠到達(dá)塔壁，保證了由轉(zhuǎn)盤邊緣上的渦流產(chǎn)生的湍流狀態(tài)下的徑向動量傳遞，有利于轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)兩相間的傳質(zhì)。塔體內(nèi)由于被固定環(huán)分隔成各個區(qū)間，轉(zhuǎn)盤和渦輪葉片轉(zhuǎn)動而引起的旋渦能大體上被局限在各個區(qū)間，從而減少軸向返混。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種轉(zhuǎn)盤萃取塔，包括塔體、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤、固定環(huán)和動力機(jī)構(gòu)；所述動力機(jī)構(gòu)在塔體外，轉(zhuǎn)軸設(shè)在塔體內(nèi)并與動力機(jī)構(gòu)傳動連接，所述轉(zhuǎn)軸的軸向垂直地面；所述轉(zhuǎn)盤有多個，各個轉(zhuǎn)盤沿轉(zhuǎn)軸的軸向依次連接在轉(zhuǎn)軸上，且間隔分布；每兩個上下相鄰的轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有固定環(huán)，固定環(huán)的外邊緣與塔體的內(nèi)壁連接，其特征在于所述轉(zhuǎn)盤的外邊緣連接有至少兩個渦輪葉片，且各個渦輪葉片關(guān)于轉(zhuǎn)軸成軸對稱。

【技術(shù)特征摘要】
1.ー種轉(zhuǎn)盤萃取塔，包括塔體、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤、固定環(huán)和動カ機(jī)構(gòu)； 所述動カ機(jī)構(gòu)在塔體外，轉(zhuǎn)軸設(shè)在塔體內(nèi)并與動カ機(jī)構(gòu)傳動連接，所述轉(zhuǎn)軸的軸向垂直地面； 所述轉(zhuǎn)盤有多個，各個轉(zhuǎn)盤沿轉(zhuǎn)軸的軸向依次連接在轉(zhuǎn)軸上，且間隔分布； 每兩個上下相鄰的轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有固定環(huán)，固定環(huán)的外邊緣與塔體的內(nèi)壁連接，其特征在于所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊駿躍，張志春，韓赟，
申請(專利權(quán))人：江蘇天目建設(shè)集團(tuán)溧陽市常興環(huán)保工程有限公司，
類型：實用新型
國別省市：