[发明专利]一种多级逆流微萃取系统

说明书

技术领域

本发明属于化学化工的反应与分离设备技术领域，特别涉及一种用于化工过程流体间快速混合、传质与反应的多级逆流的高性能微萃取系统。

背景技术

在化学、化工、石化、医药和食品等众多领域，特别是化学化工的反应与分离过程，萃取过程有非常重要的意义。传统的萃取设备，如混合澄清槽、萃取塔等普遍存在着能耗大、效率低、设备体积大、过程不易控制等缺点。近年来，随着机械加工和电子控制技术的快速发展，新型的液-液分散和传质分离技术得以不断涌现和迅猛发展，微萃取设备就是其中一个研究热点。微萃取设备具有结构简单紧凑、存留量少、停留时间短、单位体积处理能力大、安全性能好、可控性强、效率高、体积小、易集成化、无几何放大效应等优点，因而受到国内外研究者的广泛关注。但是现在国内外报道的微萃取设备一般都只能实现单级萃取，限制了其使用范围，现在还主要应用在生化分析领域。因此，开发多级逆流微萃取系统是现代化学化工的反应与分离过程中具有重要意义的一项工作。

发明内容

本发明的目的是提出一种多级逆流微萃取系统，该系统通过单向阀和脉冲进料出料实现两相流体的多级逆流微萃取，以克服传统萃取设备能耗大、效率低、设备体积大、过程不易控制等缺点，同时拓宽微萃取设备的应用领域。

本发明的技术方案如下：

一种多级逆流微萃取系统，其特征在于，该微萃取系统含有逆流微萃取组和脉冲进料出料系统；

所述的逆流微萃取组是由两级以上的微萃取单元连接成，每级微萃取单元由微萃取设备和分相室通过管道连接而成，微萃取设备的轻相料液入口和重相料液入口分别连有一个单向阀，分相室下部和上部分别连接重相料液出口和轻相料液出口；前一级微萃取单元的轻相料液出口与后一级微萃取单元的轻相料液入口通过管道相连，后一级微萃取单元的重相料液出口与前一级微萃取单元的重相料液入口通过管道相连，第一级微萃取单元的轻相料液入口和重相料液出口分别成为逆流微萃取组的轻相料液入口和重相料液出口，最后一级微萃取单元的重相料液入口和轻相料液出口分别成为逆流微萃取组的重相料液入口和轻相料液出口；所述的轻相料液入口、重相料液入口、轻相料液出口和重相料液出口分别与脉冲进料出料系统的对应接口相连。

本发明所述脉冲进料出料系统包括一个双向四缸往复泵、第一缓冲室、第二缓冲室、第三缓冲室和第四缓冲室，双向四缸往复泵的四个缸的出口分别与四个缓冲室相连，其中第一缓冲室和第二缓冲室所连的两个缸的活塞同向运动，第三缓冲室和第四缓冲室所连的另外两个缸的活塞同向运动，且两个运动方向相反；逆流微萃取组的轻相料液入口通过管道与第一缓冲室相连，该第一缓冲室通过管道和一个单向阀与轻相入口料液罐相连通；逆流微萃取组的重相料液出口通过管道和一个单向阀与第二缓冲室相通，该第二缓冲室通过管道和另一个单向阀与重相出口料液罐相连通；逆流微萃取组的轻相料液出口通过管道和一个单向阀与第三缓冲室相连通，该第三缓冲室通过管道和另一个单向阀与轻相出口料液罐相连通；逆流微萃取组的重相料液入口通过管道与第四缓冲室相连通，该第四缓冲室通过管道和一个单向阀与重相入口料液罐相连通。

当往复泵工作时，每一级微萃取单元的轻相料液入口与重相料液入口会交替进料，在微萃取设备内实现萃取，轻相从第一级流向最后一级，最后流出，而重相从最后一级流向第一级，最后流出，最终实现逆流萃取。

本发明具有以下优点及突出性效果：

本发明可应用于化学、化工、石化、医药和食品等众多领域，特别是化学化工的萃取分离过程，可实现两相流体的逆流接触与分散，传质效率高，过程易控；通过调节微萃取设备的级数以及往复泵的流量，可以满足不同的生产需要，设备操作弹性大；系统结构紧凑，节省制造原料和空间，可以布置在很小的空间，实现桌面化生产；是一种萃取效率高、小型的逆流微萃取系统。

附图说明

图1为微萃取单元的结构原理示意图。

图2为由多级微萃取单元组成的逆流微萃取组的结构原理示意图。

图3为本发明提供的多级逆流微萃取系统的结构原理示意图。

图中：1-轻相料液入口；2-重相料液入口；3-重相料液出口；4-轻相料液出口；5-单向阀；6-微萃取设备；7-分相室；8-微萃取单元；9-连接管道；10-逆流微萃取组；11-双向四缸往复泵；12a-第一缓冲室；12b-第二缓冲室；12c-第三缓冲室；12d-第四缓冲室；13-轻相入口料液罐；14-重相出口料液罐；15-轻相出口料液罐；16-重相入口料液罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理、工作过程和具体实施方式做进一步的说明。