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萃取设备的选择

点击次数:362  发布时间:2020-07-10

 

(一)混合管(进口水质分析仪

一般采用S形长管,溶剂和废水经泵在管的一端导入,混合后的乳浊液在管的另一端导出,见图5-12。

(二)喷射器

它是一种体积小、效率高的混合装置,特别适用于两液相重度相差大、粘度和界面张力都很小的情况,一相或两相在器内通过喷嘴或孔板后,加强了湍流程度而提高萃取效率。见图5-13。

(三)混合澄清器(进口水质分析仪

混合澄清器是最早使用,而且目前仍广泛应用的一种级式萃取设备,它由混合器与澄清器两部分组成。如图5-9所示。混合澄清器也可以多级联合使用。图5-11所示为水平排列的混合澄清器的若干级逆流萃取装置。

混合澄清器有如下优点:①处理量大,传质效率高;②流量范围大,可适合各种生产规模;③结构简单,易于放大,操作方便,运行稳定可靠,适应性强;④易于实现多级操作,便于调节级数。缺点有:①水平排列时设备占地面积大;②萃取剂存留量大;③每级都有搅拌装置,液体在级间流动需要泵输送,设备费和操作费较高。

(四)萃取塔(进口水质PH检测仪

(1)喷洒塔  喷洒塔又称喷淋塔,是简单的萃取塔,如图5—14所示,轻、重两相分

别从塔的底部和顶部进入。图5-14(a)是以重相为分散相,则重相经塔顶的分布装置分散为液滴进入连续相,在下流过程中与轻相接触进行传质,降至塔底分离段处凝聚形成重液层排出装置。连续相即轻相,而重相连续相由下部进入,上升到塔顶,与重相分离后由塔顶排出。图5—142(b)是以轻相为分散相,而重相为连续相。

    喷洒塔结构简单,塔体内除液体分散装置外,别无其他内部构件。缺点是袖向返混严重,传质效率极低,因而适用于仅需一、两个理论级,容易萃取的物系和分离要求不高的

场合。

(2)填料萃取塔  填料萃取塔的结构与气液传质所用的填料塔基本相同,如图5—15所示。塔内装有适宜的填料,轻相由底部进入,顶部排出,重相由顶部进入,底部排出。萃取操作时,连续相充满整个塔中,分散相由分布器分散成液滴进入填料层,在与连续相逆流接触中进行传质。(进口溶解氧变送器进口溶解氧变送器

填料层的作用除可以使液滴不断发生凝聚与再分散,以促进液滴的表面更新外,还可以减少轴向返退。常用的填料有拉西环和弧鞍填料。

填料萃取塔结构简单,操作方便,适合于处理腐蚀性料液,缺点是传质效率低,不适合处理有固体悬浮物的料液。一般用于所需理论级数较少(如3个萃取理论级)的场合。

(3)筛板萃取塔  如图5—16所示,其结构类似气液传质设备中的筛扳塔。塔内有若干层筛板,筛板的孔径一般为3—9mm。

筛板萃取塔是逐级接触式萃取设备,两相依靠密度差,在重力的作用下,进行分散和逆向流动,若以轻相为分散相,则其通过塔板上的筛孔而被分散成细小的液滴,与塔板上的连续相充分接触进行传质。穿过连续相的轻相液滴逐渐凝聚,并聚集于上层筛板的下侧,待两相分层后,轻相借助压力差的推动,再经筛孔分散,液滴表面得到更新,直至塔顶分层后排出。而连续相则横向流过塔板,在筛板上与分散相液滴接触传质后,由降液管流至下一层塔板,如图5—16(a)。若以重相为分散相,则重相穿过板上的筛孔,分散成液滴落人连续的轻相中进行传质.穿过轻液层的重相液滴逐渐凝聚,并聚集于下层筛板的上侧,轻相则连续地从筛板下侧横向流过,从升液管进入上层塔板,如图5—16(b)所示。可见,每一块筛板及板上空间的作用相当于一级混合澄清器。

筛板萃取塔由于塔板的存在,减小了轴向返混,同时由于分散相的多次分散和聚集,使液滴表面不断更新,传质效率比填料塔有所提高,而且筛板塔结构简单,造价低,生产能力大.因而应用较广。   进口电导率变送器

 

 

(4)脉冲筛板塔  脉冲筛板塔亦称液体脉动筛板塔,是指由于外力作用使液体在塔内产生脉冲运动的筛板塔,其结构与气—液传质过程中无降液管的筛板塔类似,如图5-17所示。塔两端直径较大部分分别为上澄清段和下澄清段,中间为两相传质段,装有若干层具有小孔的筛板,板间距较小,一般为50mm。在塔的下澄清段装有脉冲管,萃取操作时,由脉冲发生器提供的脉冲使塔内液体作上下往复运动,迫使液体经过筛板上的小孔,使分散相破碎成较小的液滴分散在连续相中,并形成强烈的湍动,使两相充分接触、混合,有利于传质过程的进行。输入脉冲的方式合活塞型、膜片型、风箱型、空气脉冲波型等。

 

图5-17 脉冲筛板塔 

    实践表明,萃取效率受脉冲频率影响较大,受振幅影响较小。一般认为频率较高、振幅较小的萃取效果较好。如脉冲过于激烈,将导致严重的轴向返混,传质效率反而下降。在脉冲萃取塔内,一般脉冲振幅的范围为9—50mm,频率为30一200min-1

脉冲筛板塔的优点是结构简单,而且由于液体的脉动,提高传质效率。缺点是塔的生产能力一般有所下降。因为在有液体脉动的   

塔中,液体的流速要比无脉动塔降低些.否则一相可能被另一相夹

带出去。进口电导率变送器

(5)往复筛板塔  其结构如图5—18所示.将多层筛板按一定间距固定在中心轴上,筛板上不设溢流管,不与塔体相连。中心轴由塔顶的传动机构驱动而作往复运动,产生机械搅拌作用。筛板的孔径比筛板萃取塔的孔径大些,一般为7一16mm。当筛板向上运动时,筛板上侧的液体经筛孔向下喷射;反之,当筛板向下运                                             

动时,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。     

    往复筛板塔可较大幅度地增加相际接触面积和提高液体的湍动程度,传质效率高,流体

阻力小,操作方便,生产能力大,是一种性能较好的萃取设备。在生产中应用日益广泛。由

于机械方面的原因,这种塔的直径受到一定限制,目前还不适应大型化生产的需要。

 

(6)转盘萃取塔  转盘萃取塔的基本结构如图5-19所示,在塔体内壁上按一定间距装有若干个环形挡板,称为固定环,固定环将塔内分割成若干个小空间。两固定环之间均装一转盘。转盘固定在中心轴上,转轴由塔顶的电机驱动。转盘的直径小于固定环的内径,便于装卸。

萃取操作时,转盘随中心轴高速旋转,其在液体中产生的剪应力将分散相破碎成许多细小的液滴,在液相中产生强烈的涡旋运动,从而增大了相际接触面积和传质系数,同时固定环的存在在一定程度上抑制了轴向返温,因而转盘萃取塔的传质效率较稳。转盘萃取塔结构简单,传质效率高,生产能力大,因而在废水治理中应用较为广泛。  

(五)离心萃取设备(进口水质分析仪

离心萃取器是利用离心力的作用使两相快速混合、快速分离的萃取装置。离心萃取器的类型较多,按两相接触方式可分为分级接触式和连续接触式两类。

分级接触式的离心萃取器相当于在离心分离器内加上搅拌装置,形成单级或多级的离心萃取系统,两相的作用过程和混合澄清器类似。而在连续接触式离心萃取器中,两相接触方式则与连续逆流萃取塔类似。如波德式离心萃取器     

图5-20 波德式离心萃取器

是一种连续接触式的萃取设备,简称POD离心萃取器,其结构如图5-20所示。它由一水平转轴和随其高速旋转的圆柱形转鼓以及固定的外壳组成。转鼓由一多孔的长带卷绕而成,其转速很高,一般为2000—5000r/min,操作时轻、重相体分别由转鼓外缘和转鼓中心引入。由于转鼓旋转时产生的离心力作用,重相从中心向外流动,轻相则从外缘向中心流动,通过螺旋带上的各层筛孔被分散,两相逆流流动密切接触进行传质。最后重相和轻相分别由位于转鼓外缘和转鼓中心的出口通道流出。它适合于处理两相密度差很小或易乳化的物系。波德式离心萃取器的传质效率很高.其理论级数可达3—12。

单台单级离心萃取器的串联萃取过程属于多级萃取过程,使用单台单级离心萃取器时,可根据工艺要求把多台设备串联形成多级萃取。经常使用的串联方式是级间连接管式,如图5—21

所示。除首未两级外,中间每一级的轻重两相出口分别通过各级的级间连接管流进与其相邻的离心萃取器的轻重相入口。首末两级各有一相液体离开串联系统,同时,也各有另一相液体进入系统,这种串联方式的优点是外壳的制造简单。

 

图5-21 离心萃取器的串联方式――级间连接管式

 

 离心萃取器的优点是结构紧凑,体积小,生产强度高,物料停留时间短,分离效果好,

特别适用于两相密度差小、易乳化、难分离及要求接触时间短,处理量小的场合。缺点是结

构复杂、制造困难、操作费高。进口水质PH检测仪

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