液液萃取設(shè)備(作業(yè)-綜述)

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1、液-液萃取設(shè)備姓名：肖普班級(jí)：化工3班學(xué)號(hào)：0910370315課程：化工原理引言液-液萃取設(shè)備必須同時(shí)滿(mǎn)足兩相的充分接觸（傳質(zhì)）和較完全的分離。液-液兩相間密度差小，界面張力不大，為了提高萃取設(shè)備的效率，通常要補(bǔ)給能量，如攪拌、脈沖、振動(dòng)等。在液-液萃取過(guò)程中，要求在萃取設(shè)備內(nèi)兩相能密切接觸并伴有較高的湍動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)兩相之間的質(zhì)量傳遞；爾后，又能使兩相較快的分離。但是，由于液-液萃取中兩相間的密度差較小，實(shí)現(xiàn)兩相的密切接觸和快速分離要比氣-液系統(tǒng)困難的多。根據(jù)兩相接觸方式，萃取設(shè)備分為逐級(jí)接觸和微分接觸式兩種；根據(jù)有無(wú)外功輸入分為外加能量和無(wú)外加能量?jī)煞N。原則：1、當(dāng)兩相流量相差很大時(shí)，將流

2、量大的選做分散相可增加相際傳質(zhì)面積。但是，若所用的設(shè)備可能產(chǎn)生嚴(yán)重軸向返混時(shí)，應(yīng)選擇流量小的作分散相，以減小返混的影響。2、在填料塔、篩板塔等萃取設(shè)備中，應(yīng)將潤(rùn)濕性差的液體作為分散相。3、當(dāng)兩相年度相差較大時(shí)，應(yīng)將粘度大的液體作為分散相，這樣液滴在連續(xù)相內(nèi)沉降（或升?。┧俣容^大，可提高設(shè)備生產(chǎn)能力。4、為減小液滴尺寸并增加液滴表面的湍動(dòng)，對(duì)于界面張力梯度大于零的無(wú)錫，溶質(zhì)應(yīng)從液滴向連續(xù)相傳遞。5、為降低成本和保證安全操作，應(yīng)將成本高的和易燃易爆的液體作為分散相。產(chǎn)生分散相的動(dòng)力微分接觸式逐級(jí)接觸式重力差噴啉塔、填料塔篩板塔、流動(dòng)混合器機(jī)械攪拌轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔、攪拌萃取塔、振動(dòng)篩板塔混合澄清器脈沖脈

3、沖填料塔、脈沖篩板塔脈沖混合澄清器離心力作用連續(xù)式離心萃取器逐級(jí)式離心萃取器一、混合-澄清槽混合-澄清槽是典型的逐級(jí)接觸式萃取設(shè)備。它可單級(jí)操作，也可多級(jí)組合操作。每個(gè)萃取級(jí)包括混合槽和澄清器兩個(gè)主要部分?；旌喜壑邪惭b攪拌裝置，也可采用靜態(tài)混合器、脈沖或噴射器來(lái)實(shí)現(xiàn)兩相的充分混合。澄清器的作用是將已接近平衡狀態(tài)的兩液相進(jìn)行有效分離。對(duì)易于澄清的混合液，可以依靠?jī)上嚅g的密度差進(jìn)行重力沉降（或升浮）。對(duì)于難分離的混合液，可采用離心式澄清器加速兩相分離過(guò)程。操作時(shí)，被處理的混合液和萃取劑首先在混合槽內(nèi)充分混合，再進(jìn)入澄清器中進(jìn)行澄清分層。多級(jí)混合-澄清槽是由多個(gè)單級(jí)萃取單元組合而成?；旌?澄清槽的

4、優(yōu)點(diǎn)：傳質(zhì)效率高（級(jí)效率一般80%以上）；操作方便；運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；可處理含有懸浮固體的物料。混合-澄清槽的缺點(diǎn)：水平排列的設(shè)備占地面積大；每級(jí)內(nèi)都有攪拌裝置；液體在級(jí)間流動(dòng)需泵輸送，故能耗多；設(shè)備費(fèi)及操作費(fèi)較高。為克服水平排列多級(jí)的缺點(diǎn)，可采用箱式和立式混合-澄清萃取設(shè)備。二、塔式萃取設(shè)備習(xí)慣上，將高徑比很大的萃取裝置統(tǒng)稱(chēng)為塔式萃取設(shè)備。為了獲得滿(mǎn)意的萃取效果，塔設(shè)備應(yīng)具有分散裝置，以提供兩相間較好的混合條件。同時(shí)，塔頂、塔底均有足夠的分離段，使兩相很好的分層。由于使兩相混合和分離所采用的措施不同，因此出現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)形式的萃取塔。1、填料萃取塔和脈動(dòng)填料萃取塔用于萃取的填料塔與用于

5、氣-液傳質(zhì)過(guò)程的填料塔結(jié)構(gòu)基本相同，即在塔體內(nèi)支承板上充填一定高度的填料層。萃取操作時(shí)，連續(xù)相充滿(mǎn)整個(gè)塔中，分散相以液滴狀通過(guò)連續(xù)相。為防止液滴在填料入口處聚結(jié)和過(guò)早出現(xiàn)液泛，輕相入口管應(yīng)在支承器之上25~50mm處。選擇填料材質(zhì)時(shí)，除考慮料液的腐蝕性外，還應(yīng)使填料只能被連續(xù)相潤(rùn)濕而不被分散相潤(rùn)濕，以利于液滴的生成和穩(wěn)定。當(dāng)填料層高度較大時(shí)，每隔3~5m高度應(yīng)設(shè)置再分布器，以減小軸向返混。填料尺寸應(yīng)小于塔徑的1/8~1/10，以降低壁效應(yīng)的影響。填料塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，特別適合處理腐蝕性料液。當(dāng)工藝要求小于三個(gè)萃取理論級(jí)時(shí)，可選用填料塔。為防止分散相液滴過(guò)多聚結(jié)，可增加塔內(nèi)流體的湍動(dòng)，即向

6、填料提供外加脈動(dòng)能量，造成液體脈動(dòng)，這種填料塔成為脈動(dòng)填料塔。但須注意，向填料塔加入脈動(dòng)會(huì)使亂堆填料趨向定向排列，導(dǎo)致溝流，從而使脈動(dòng)填料塔的應(yīng)用受到限制。1、篩板萃取塔塔體內(nèi)裝有若干層篩板，篩孔直徑比氣-液傳質(zhì)的孔徑藥效。工業(yè)中所用孔徑一般為3~9mm，孔距為孔徑的3~4倍，板間距為150~600mm。如果選輕相為分散相，則其通過(guò)踏板上的篩孔而被分散成細(xì)滴，與塔板上的連續(xù)相密切接觸后便分層凝聚，并聚結(jié)于上層篩板的下面，然后借助壓強(qiáng)差的推動(dòng)，再經(jīng)篩孔而分散。重液相經(jīng)降液管六只下層塔板，水平橫向流到篩板另一端降液管。兩相如是依次反復(fù)進(jìn)行接觸與分層，便構(gòu)成逐級(jí)接觸萃取。如果先重相為分散相，則應(yīng)使

7、輕相通過(guò)盛業(yè)管進(jìn)入上層塔板。篩板萃取塔內(nèi)由于塔板的限制，減小了軸向返混，同時(shí)由分散相的多次分散和聚結(jié)，液滴表面不斷更新，使篩板萃取塔的效率比填料塔有所提高，再加上篩板塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，可處理腐蝕性料液，因而在許多萃取過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。1、脈沖篩板萃取塔脈沖篩板塔也稱(chēng)液體脈動(dòng)篩板塔，是指由于外力作用使液體在塔內(nèi)產(chǎn)生脈沖運(yùn)動(dòng)的篩板塔，其結(jié)構(gòu)與氣-液系統(tǒng)中無(wú)溢流管的篩板塔類(lèi)似。操作時(shí)，輕重液體皆穿過(guò)篩板而逆向