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液液萃取设备_百度文库
时间:2023-07-12 23:33 点击次数:173

  筛板萃取塔如图8-17所示,塔内装有若干层筛板,筛板的孔径 般为3~9 mm,孔距为孔径的3~4倍,板间距为150~600 mm。

  筛板萃取塔是逐级接触式萃取设备,依靠两相的密度差,在重力 的作用下,使得两相进行分散和逆向流动。其结构类似气液传质设备 的筛板塔。即轻相从塔底进入、从塔顶流出,重相则相反,且两液相 在塔板上呈错流流动;只是两液相的紧密接触和快速分离要比气液两 相困难得多。塔盘上不设出口堰。筛板塔内,轻、重两相均可作为分 散相。若以轻相为分散相,如图8-17所示,则轻相从塔下部进入。

  轻相穿过筛板分散成细小的液滴,与塔板上的连续相充分接触。 液滴在重相内浮升过程中进行液液传质过程。穿过重相层的轻相液 滴开始合并凝聚,聚集在上层筛板的下侧,实现轻、重两相的分离, 并进行轻相的自身混合。当轻相再一次穿过筛板时,轻相再次分散, 液滴表面得到更新。这样分散、凝聚交替进行,直至塔顶澄清、分 层、排出。而连续相重相进入塔内,则横向流过塔板,在筛板上与 分散相即轻相液滴接触和萃取后,由降液管流至下一层板。这样重 复以上过程,直至塔底与轻相分离形成重相层排出。如果重相是分 散相,降液管变成升液管。轻相从筛板下部进入,从升液管进入上 一层板。

  混合-澄清器可间歇 操作,亦可连续操作。它可 单级操作,也可多级组合操 作。每一级均包括混合器和 澄清器两个主要部分。在实 际生产中.根据生产需要可 以将其按错流、逆流等方式 组合成多级使用。

  萃取设备的分类方法很多,通常有以下几种: (1)根据两相的接触方式,分为逐级接触式和连续接触式两大类; (2)根据操作方式可分为间歇式和连续式; (3)根据设备结构造特点和形状,可分为组件式和塔式; (4)根据设备所相当的萃取级,可分为单级和多级; (5)根据是否从外界输入机械能量,又可分有外能量加入和无外 能量加入两种。 本节主要介绍某些典型萃取设备的基本情况。

  液液萃取过程是一种液液传质过程,与吸收、 蒸馏过程一样,要求在萃取设备内两相能够密切接 触,并且有很高的湍动程度,以实现两相之间的质 量传递,而后,又能较快地分离。为了适应这种特 点,出现了多种结构型式的萃取设备。目前,工业 上所采用的各种类型的萃取设备已超过30种,而且 还不断开发出新型萃取设备。

  填料萃取塔的结构示意图如图8 -18所示,其结构与气-液系统使用 的填料塔基本相同,塔内装有适宜的 填料,填料通常用栅板或多孔板支承。 为防止沟流现象填料尺寸不应大于塔 径的1/8;同时为了防止分散相的液 滴在填料层入口处聚集,分散相液体 的分散管应置于填料支承板以上 25~50mm。萃取操作时,重相和轻 相分别从塔的上、下部加入,两相在 塔内呈逆流流动。连续相充满整个塔 中,分散相以液滴状通过连续相。

  填料萃取塔的优点是结构简单、操作方便、维修容易、适合于处理 腐蚀性料液。缺点是传质效率低,一般用于所需理论级数较少(如三个 萃取理论级)的场合。同时也不能处理含有固体颗粒的液体。

  喷洒塔又称喷淋塔,是最简单的萃取设备,如图8-19所示, 塔内无任何内件及液体引入和移出装置。喷洒塔操作时,重相由塔 顶进入,由塔底流出;轻相从塔底加入。由于两相存在密度差,使 得两相逆向流动。分散装置将其中一相分散成液滴群,在另一连续 相中浮升或沉降,进行两相接触,发生传质过程。

  常用的填料设备类型有拉西环、鲍尔环、弧鞍等。选择填料材质时, 除考虑料液的腐蚀性外,还应考虑填料只能被连续相润湿而不能被分散 相润湿,这样才利于液滴的形成和稳定。通常,瓷质填科易被水溶液优 先湿润;炭质或塑料填料易被大部分有机液体优先湿润,如聚乙烯、聚 丙烯、含氟塑料等均是不亲水的;金屑填料被水溶液和有机液体的湿润 性能无显著差别,一般均可被两者湿润,需通过实验确定。

  (2)结构简单,装置不需要高大厂房和复杂的辅助设备,容 易放大和操作,通常无须进行中间实验即可进行放大设计;

  (3) 两相流量可在较大的范围内调整,设备运转稳定可靠, 易于开、停工,对物系适应性好,对含有少量悬浮固体的物料也能 处理;

  其缺点有: (1)占地面积较大; (2)由于装有搅拌器,液体在级间流动一般需要输送,因而 设备和操作费用均较大; (3)因设备内的持液量大,使溶剂及有关设备投资较大。

  而重相在重力作用下分散成细小液滴,在轻相层中沉降,进行传 质。穿过轻相层的重相液滴开始合并、凝聚,聚集在下层筛板。通过 多次分散和凝聚实现两相分离,其过程和轻相是分散相完全类似。由 此可见,每一块筛板连同筛板上方的空间,其功能相当于一级混合- 澄清槽的作用。

  筛板塔结构简单,造价低廉,生产能力大,在许多工业萃取中得 到了应用。特别是对于所需理论级数少,处理量大,且物系具有腐蚀 性的萃取过程较为适宜。我国在芳烃抽提中应用筛板塔效果较好。

  混合-澄清器是使用最早,而且目前仍在广泛应用的一种组 件级式萃取设备,它由混合器与澄清器组成,如图8-1所示。在 萃取操作时,原料液与萃取剂在混合器中通过搅拌器的作用,进 行充分混合,以增大和更新混合器内两液相接触面积和增加湍动 程度,提高传质效率。两相分散体系在混合器内停留一定时间后, 送至澄清器,借两相间的密度差分离成萃取相和萃余相。

  喷洒塔结构简单,阻力小,投资费用少,易维护。缺点是轴向 返混严重,传质效率较低,因而适用于仅需一个或两个理论级的场 合,如水洗、中和或处理含有固体的物系。

  往复筛板萃取塔的结构示意图 如图8-20所示。将若干层筛板按 一定间距固定在中心轴上,由塔顶 的传动机构驱动而作往复运动。当 筛板向上运动时,迫使筛板上侧的 液体经筛孔向下喷射;反之,又迫 使筛板下侧的液体向上喷射。为防 止液体沿筛板与塔壁间的缝隙走短 路,应每隔若干块筛板,在塔内壁 设置一块环形挡板。

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