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液体萃取过程

点击次数:123  发布时间:2020-07-09

用于废水处理中的萃取过程通常为液一液萃取或称溶剂萃取,它利用某种有机溶剂对废水中污染物组份的选择作用使一种或几种组份从废水中分离出来,主要用于回收废水中高浓度污染物。

(一)萃取原理

1.两相的形成

废水的溶剂萃取至少涉及三种组份,即溶剂、溶质和水。形成了一个三元物系,并由这三元物系组成两个基本不互溶的相,它们是有机相和水相,溶质在这两相中进行分配。

2.溶质(污染物)在两相中的分配

(1)物理分配  利用溶质(污染物)在水相和有机相中具有不同的溶解度特点而达到分离的目的,称为溶质(污染物)在两相中呈物理分配,如果溶质(污染物)和溶剂两分子间的极性越接近,按“相似溶解”原理,溶质(污染物)分子越易分配进入溶剂相,这种萃取也称物理萃取。

(2)化学分配  利用溶质(污染物)与溶剂分子间以配位键和鳌合键形成配位化合物和整合物的形式而达到分离的目的称溶质(污染物)在两相中呈化学分配,这种萃取则称化学萃取。

(二)萃取剂的选择

萃取剂选择应考虑以下几点

1.萃取剂对被萃取物的溶解度要高,对水中其他物质溶解度要低,而萃取剂本身在水中溶解度要低。

2.萃取剂在水中不会被乳化,易同水分离。

3.萃取剂要易于再生和回收溶质。

4.化学稳定性好,难燃不爆,毒性小,腐蚀性小,闪点高,凝固点低,蒸汽压小,便于室温下储存和使用,安全可靠。

5.萃取剂要价格低廉,供应充沛。

 

图5-8 萃取操作示意图

(三)萃取过程

 液一液萃取过程(如图5-8)由下列三步骤:

1.废水与萃取剂充分混合,使要分离组分由废水中转溶到萃取剂中;

2.萃取相与萃余相分离;

3.回收萃取相和萃余相中的萃取剂,使之循环使用,同时得到分离出的组分。

二、萃取方式

按废水与萃取剂接触方式可分级式接触萃取和连续式接触萃取(也称微分式接触萃取)两类。

(一)级式接触萃取

1.单级式接触萃取

如图5-9为单级混合澄清器。原料液和萃取剂加入混合器,在搅拌作用下两相发生密切接触进行相际传质,由混合器流出的两相在澄清器内分层,得到萃取相和萃余相分别排出。

  2.多级式接触萃取

若单级萃取得到的萃余相中还有部分溶质需要进一步提取,可采用多个混合澄清器实现多级接触萃取,如图5-10为多级混流萃取,5-11为多级逆流萃取。 

 

图5-10 多级混流萃取操作示意图

 

图5-11 多级逆流萃取操作示意图

(二)连续式接触萃取

一般连续式接触萃取在萃取塔中进行,原水由塔顶进入向下流动,萃取剂由塔底进入向上流动,两相在塔内进行逆流接触。

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