本发明公开了一种液液萃取塔用悬挂式降液管,包括降液管主体、可旋转管形挡板和导流板,导流板固定于降液管主体下端头,可旋转管形挡板套在降液管主体外以活动方式置于导流板平面上,降液管主体下部和可旋转管形挡板等高的圆周上分别开有孔,可旋转管形挡板旋转时,降液管主体下部孔的流通面积相应变大或变小。该降液管有利于提高萃取塔的操作弹性,在操作条件发生变化后,不必改造萃取塔塔板或降液管,调节流通面积即可满足正常生产需要,从而可以节约设备内件改造的资金投入和减少停车改造期的经济损失。
1.一种液液萃取塔用悬挂式降液管,包括降液管主体、可旋转管形挡板和导流板,导流板固定于降液管主体下端头,可旋转管形挡板套在降液管主体外以活动方式置于导流板平面上,降液管主体下部和可旋转管形挡板等高的圆周上分别开有孔,可旋转管形挡板旋转时,降液管主体下部孔的流通面积相应变大或变小。
2.根据权利要求1所述的液液萃取塔用悬挂式降液管,其特征是降液管主体下部与可旋转管形挡板上的孔为长方形、圆形或方形。
3.根据权利要求1所述的液液萃取塔用悬挂式降液管,其特征是降液管主体下部与可旋转管形挡板在多个等高线上分别开多排孔。
4.根据权利要求3所述的液液萃取塔用悬挂式降液管,其特征是同一等高线上降液管主体上的孔与可旋转管形挡板上的孔的形状相同。
5.根据权利要求3所述的液液萃取塔用悬挂式降液管,其特征是同一等高线上降液管主体上的孔与可旋转管形挡板上的孔的形状不同。
6.根据权利要求1所述的液液萃取塔用悬挂式降液管,其特征是降液管主体开孔区的高度不超过降液管主体总高度的1/3。
7.根据权利要求1所述的液液萃取塔用悬挂式降液管,其特征是降液管主体底部管壁开孔总面积S1与降液管横截面积S2的关系是:S1/S2=0.1~1.5。
8.根据权利要求7所述的液液萃取塔用悬挂式降液管,其特征是降液管主体底部管壁开孔总面积S1与降液管横截面积S2的关系是:S1/S2=0.2~1.3。
9.根据权利要求1所述的液液萃取塔用悬挂式降液管,其特征是可旋转管形挡板的内径比降液管主体外径大1~2.0mm。技术领域
本发明涉及液液萃取塔,特别涉及液液萃取塔降液管设计。
背景技术
液液萃取是石化、化工和制药等行业常用的分离均相液体混合物的单元操作之一,利用液体混合物中各组分在某溶剂中溶解度的差异实现混合物的分离,筛板塔是常用的液液萃取设备之一。一般液液萃取中的互不相容两相流动方向相反(逆流操作),其中一相作为分散相,通过筛孔分散成液滴向上(或向下)流动,另一相作为连续相,通过降液管向下(或向上)流动。在液液萃取塔内,只有分散相反复有效地分散与凝聚,才能实现传质界面反复有效地更新,传质界面更新效果直接关系到塔板效率。专利文献CN98805791A给出了一种层板塔用降液管,通过优化降液管结构,既保证杯底“静区”内流体有效更新,又避免气体进入降液管,进而强化气液两相传质。专利文献CN200610042664A给出了一种带消能器降液管的塔板,提出了在降液管内设置阻流板或设置在阻流板上的金属填料的消能器,从而减少液相向下流动的冲溅,降低液相物料在降液管中的流动速度,增加液相物料在降液管内的停留时间,提高降液管汽液分离效率。专利CN101396620A通过优化降液管结构使连续相流动方向得以优化,进而提高了传质效率。例如在蒽醌法生产过氧化氢工艺中,萃取工序的萃取塔一般采用筛板萃取塔。含有蒽醌衍生物及有机溶剂的工作液依次经氢化、氧化后进入萃取塔底部,去离子水从萃取塔顶部加入。萃取液(过氧化氢水溶液)从萃取塔底部流出,萃余液(经萃取后的工作液)从萃取塔顶部流出。在萃取塔内,含有过氧化氢的工作液(分散相)自下而上流动,最后从塔顶流出,去离子水(连续相)自上而下流动,最后从塔底流出,在两相接触过程中,水相过氧化氢浓度自上而下逐步升高,工作液中过氧化氢浓度自下而上逐步降低,过氧化氢逐步从工作液中转移到水中,完成萃取过程。在液液萃取塔实际应用过程中,因为操作条件改变,如生产负荷、两项物性参数和工艺参数的变化,往往出现塔板效率明显降低现象,甚至不满足生产的需要。也就是说,液液萃取塔没有操作弹性,不能适应操作条件的较大变化。当操作条件大幅变化时,必须改造萃取塔筛板或降液管。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种液液萃取塔用悬挂式降液管,该降液管置于液液萃取塔塔板下面,作为连续相的流动通道,该降液管局部阻力可调,使液液萃取塔具有更大的操作弹性,以适应操作条件的较大变化。本发明所述的液液萃取塔用悬挂式降液管,包括降液管主体、可旋转管形挡板和导流板,导流板固定于降液管主体下端头,可旋转管形挡板套在降液管主体外以活动方式置于导流板平面上,降液管主体下部和可旋转管形挡板等高的圆周上分别开有孔,可旋转管形挡板旋转时,降液管主体下部孔的流通面积相应变大或变小。降液管主体下部和可旋转管形挡板开的孔主要用于液体流通,对孔的形状不做特别限定,可为长方形、圆形、方形等。降液管主体下部与可旋转管形挡板可在多个等高线上分别开多排空,同一等高线上降液管主体上的孔与可旋转管形挡板上的孔,形状相同或不同。降液管中液体流通量与降液管开孔面积成正比,开孔区域越大、开孔数越多或孔径越大,液体流通量越大,可根据产品需要设计。实际生产中,一般开孔区的高度不超过过降液管主体总的高度1/3,降液管主体底部管壁开孔总面积S1与降液管横截面积S2的关系是:S1/S2=0.1~1.5,最佳S1/S2=0.2~1.3,可满足需要。可旋转管形挡板内径大小,能活动套在降液管主体上即可,可旋转管形挡板的内径比降液管主体外径大1~2mm较好。二者缝隙太小,可旋转管形挡板旋转不灵活;缝隙太大,可旋转管形挡板旋转时,对降液管主体下部孔的流量影响较小。本发明通过在降液管出口设置可旋转管形开孔挡板,以调整降液管液体出口的流通面积。根据操作条件,如生产负荷、两相物性参数和工艺参数等,预先通过旋转管状挡板至合适位置来调节降液管出口的流通面积,可以调节连续相流出降液管时的局部流速,进而调整连续相流出降液管的局部阻力,使分散相在塔板下部积液层厚度保持在最佳范围。该降液管有利于提高萃取塔的操作弹性,在操作条件发生变化后,不必改造萃取塔塔板或降液管,调节流通面积即可满足正常生产需要,从而可以节约设备内件改造的资金投入和减少停车改造期的经济损失。通过对降液管的优化设计,使分散相在塔板下部(或上部)保持最佳的积液层厚度(既可以使分散相有效凝聚,又不占用过大空间),进而提高塔板效率。
附图说明
图1是现有技术液液萃取塔降液管的结构示意图。其中,1-降液管,2-导流板,3-萃取塔塔板图2是现有技术液液萃取塔降液管的展开图。图3是本发明液液萃取塔用悬挂式降液管示意图。其中:3-萃取塔塔板,4-降液管主体,5-可旋转管形挡板,6-导流板图4(a)、图4(b)是本发明降液管主体开孔形式示意图。图5(a)、图5(b)是本发明可旋转管形挡板开孔形式示意图。
具体实施方式
这种局部阻力可调的悬挂式降液管可用于蒽醌法生产过氧化氢工艺中的萃取塔,置于塔板下面,作为连续相的流动通道。实施例1~4采用如图4~图5所示的降液管的筛板萃取塔应用于蒽醌法生产过氧化氢工艺中的萃取工序,当操作条件(工作液流量、去离子水流量、萃取液流量、工作液过氧化氢浓度和萃取液过氧化氢浓度)大幅变化时,操作条件数据见表1,实施例结果见表2。表1操作条件数据ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表2实施例结果ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表2数据表明:将采用如图4~图5所示的降液管结构设计的筛板萃取塔应用于蒽醌法生产过氧化氢工艺中的萃取工序,当工作液流量、去离子水流量、萃取液流量、工作液过氧化氢浓度和萃取液过氧化氢浓度发生大幅变化时,仅通过预先调整降液管出口流通面积就可实现将工作液在筛板下的积液层厚度、萃取液过氧化氢浓度和萃余液过氧化氢浓度控制在相对稳定的水平,不必改造萃取塔筛板或降液管。