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萃取设备

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最全的萃取设备结构及工作原理图解
时间:2020-06-13 19:43 点击次数:

  萃取专用的离心机,由于可以利用离心力加速液滴的沉降分层,所以允许加剧搅拌使液滴细碎,从而强化萃取操作。离心萃取机有分级接触和微分接触两类。前者在离心分离机内加上搅拌装置,形成单级或多级的离心萃取机,有路维斯塔式和圆筒式离心萃取机。后者的转鼓内装有多层同心圆筒,筒壁开孔,使液体兼有膜状与滴状分散,如波德比尔涅克式离心萃取机。离心萃取机特别适用于两相密度差很小或易乳化的物系,由于物料在机内的停留时间很短,因而也适用于化学和物理性质不稳定的物质的萃取。

  萃取槽(又称混合澄清槽)是靠重力实现两相分离的一种逐级接触萃取设备,就水相和有机相的流向而言,可分逆流式和并流式;就能量输入方式而言,可分为空气脉动搅拌、机械搅拌和超声波搅拌;就箱提结构而言,除简单箱式混合器之外,还有多隔室的、组合式等各种其他混合器。

  萃取槽是工业应用最早且仍广泛使用的技术成熟的萃取设备。它是靠重力实现两相分离的一种逐级接触式萃取设备,主要由混合室和澄清室两部分组成。原料液和萃取剂首先经过各自的进料口进入混合室中,通过搅拌器的搅拌使之混合传质,然后通过溢流挡板进入澄清室内,通过重力作用实现自然分离。最后分别进入不同的出口,完成萃取过程。实际生产中,萃取槽一般为多级串联,并设有反萃段、洗涤段、再生段等多个工段。

  6、广泛应用于制药、生物工程、精细化工、湿法冶金、农药、环保、食品、核工业等领域。

  萃取设备种类很多,填料萃取塔是应用最广泛的萃取设备之一。它不仅具有结构简单,便于制造和安装等优点,而且由于新刮填料的开发,使填料萃取塔的处理能力大幅度提高,传质效率有所改善;因此近年来填料萃取塔的研究和应用得到了迅速的发展。但是由子液液萃取过程两相密度差小,连续相粘度较大、两相轴向返混严重、界面现象复杂。

  影响萃取过程的因素非常多,而其中很多因素尚末被充分理解。大多数可用的数据是在小吧实验设备中测量的,通常实验设备只有几英寸直径和几英尺高。因而,所得关系式只能用干粗略的估算,设计时也应留有充分的余地”。与梢馏和吸收等气液传质过程相比,填料萃取塔的设计具有一些不同的特点。

  塔底引入轻相(分散相)经筛孔分散后,在重相(连续相)中上升,到上一层筛板下部聚成一层轻液,再分散,再聚集。分散的过程即萃取传质过程。塔顶和塔底分别得到萃取相和萃余相。

  筛板萃取塔由于其处理量大、结构简单、造价低廉而被广泛应用于化工生产过程中。塔内液液两相的流动结构对传质效率有着重要影响,同时连续相的流动结构又与塔内件结构密切相关。

  利用曲轴,使中心轴上的筛板做上下往复运动,促进液体在筛孔喷射引起分散混合,进行接触传质。

  以麻黄碱水溶液为分散相,甲苯为萃取剂,选用往复筛板萃取塔作为萃取设备,进行麻黄碱水溶液的萃取试验研究及工业化应用研究。往复筛板萃取塔萃取周期短,溶剂使用量少,处理量大,萃取效率和萃取质量较高。

  转盘萃取塔属于机械搅拌的塔式萃取设备,它由三部分组成:上澄清段、混合段,下澄清段。其中混合段为一圆筒形状,内部被静环挡板分割成一系列萃取室,两个静环挡板中间为固定转盘,且随着搅拌轴一起旋转。工作时,重相(水相)和轻相(有机相)分别从塔顶和塔底进入,在塔内呈逆流接触。在固定转盘的搅动下,分散相形成小液滴,使传质面积增加,完成萃取过程后,轻相和重相分别从塔顶和塔底的出口流出。

  在工作段中装置成组筛板(无溢流管的)或填料。由脉动装置产生的脉动液流,通过管道引入塔底,使全塔液体作往复脉动。

  脉动液流在筛板或填料间作高速相对运动产生涡流,促使液滴细碎和均布。脉动塔能达到更高的分离效能,但处理量较小,常用于核燃料及稀有元素工厂。

  主要有脉冲填料塔和脉冲筛板塔两种。塔结构本身与一般的填料塔或筛板塔基本相同。

  由于塔内无机械转动或往复运动部件,脉冲发生器可离开塔身,这样就易于解决防腐蚀和防放射性问题。因此在原子能工业中得到了广泛的应用。其缺点是整塔液体脉动,能耗较大。

  将筛板连成串,由装于塔顶上方的机械装置带动,在垂直方向作往复运动,借此搅动液流,起着类似于脉动塔中的搅拌作用。萃取塔设计主要是确定塔的直径和工作段高度。先从液体流量除以操作速度,得出塔截面,算出塔径。然后根据塔的特性以及物系性质和分离要求,确定传质单元高度和传质单元数,最后两者相乘即得塔的工作段高度。也有按当量高度与理论级数计算工作段高度的。

  1—π型管;2—玻璃塔体;3—筛板;4—水相入口管;5—直流变速单机;6—调压器;7—流量调节阀;8—煤油流量计;9—煤油入口管;10、15—回流阀;11—煤油储槽;12、18—磁力泵;13—水流量调节阀;14—水流量计;16—水储槽;17—出口煤油储槽

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