萃取设备

萃取设备

萃取设备的类型很多。分类的方法也个有不同标准。如按萃取设备的构造特点大体上可以分为三类：一是单件组合式，以混合－澄清器为典型，两相间的混合依靠机械搅拌居多，操作方式既可间歇也可连续：二是塔式，如填料塔、筛板塔和转盘塔等，两相间的混合依靠密度差或加入机械能量造成的振荡，操作方式为连续式：三式离心式，依靠离心力造成两相间分散接触。表11—4列出了各种萃取设备的工业应用实例。

表11－4 萃取设备的工业应用实例

一、混合清澄器

混合清澄器是一种但见组合式萃取设备，每一级均由一混合器与一澄清器组成，如图11－16所示。原料液与萃取剂进入混合室在搅拌作用下使一相液体分散在另一相重，充分接触后进入澄清器。在澄清器内由于两液体的密度差使两液相得以分层。

图11－16 混合澄清器

1－混合器；2－搅拌器；3－澄清器；4－轻相溢出口；5－重相液出口该萃取设备的优点使可根据需要灵活增减级数，既可连续操作也可间歇操作，级效率高，操作稳定，弹性打，结构简单；缺点使动力消耗打，占地面积打。

二、塔式萃取设备

1、填料塔

填料萃取塔的基本情况已在11.1.7中介绍。在操作过程中，通过喷洒使分散相生成细小液滴；填料的作用可减少连续想的纵向返混及使液滴不断破裂而更新。

常用的填料由拉西环和弧鞍等，材料由陶瓷、塑料和金属，以易为连续相湿润而不为分散相润湿为宜。

填料塔构造简单，适用于腐蚀性液体，在工业中应用较多。

图11－17 筛板萃取塔

2、筛板塔

筛板萃取塔如图11－17所示。轻液作为分散相从塔的底部进入，在筛板下方因福利作用通过筛孔而倍分散；液滴在两板之间浮升并凝聚成轻液层，又通过上层筛板而被分散，依次直至塔顶聚集成轻液层后引出。作为连续相的重液则在筛板上方流过，与轻液液滴传质后经溢流管流到下一层筛板，最后在塔的底段流出。

若选择重液作为分散相，则需使塔身倒转，即溢流管位于筛板之上作为轻液的升液管，重液则经过筛空而被分散，如图11－18所示。

重液向下

挡板面

板

相液滴界面

筛孔直径一般为3～6mm，对界面张力较大的物系宜取小值；空间距为孔径的3～4倍；塔板间距150～600mm.筛板萃取塔结构简单，生产能力打，在工业上的应用广泛。

3、转盘塔

对于两液相界面张力较大的物系，为改善塔内的传质状况，需要从外界输入机械能来增大传质面积和传热系数转盘塔为其中之一，与1951年由Reman开发，如图11—19所示。沿塔内壁设置宜组等间距的固定员关，在中心轴上对应设置一组水平圆盘。当中心轴转动时，因剪切应力的作用，一方面使连续相产生漩涡运动，另一方面促使分散相液滴变形、破裂更新，有效地增大传质面积和提高传质系数。

转盘塔的效率与转盘转速、转盘直径及环形隔板间距等有关，设计时通常取

塔径/转盘直径＝1.5~2.5

塔径/固定环内径＝1.3~1.6

塔径/盘间距＝2～8

转盘塔具有较高的传质效率，运转可靠，也是一种应用相当广泛的萃取设备。

图11－19 转盘萃取塔

1，2－液体的切线入口；3，7－栅板；4－转轴；

5－转盘；6－定环；8－塔底澄清区

三、离心式萃取设备

当两液体的密度差很小（可至10kg/m3）或界面张力甚小而易乳化或黏度很大时，仅依靠中立的作用难以使两相见很好地混合或澄清。这是可以利用离心力地作用强化萃取过程，常用地离心萃取

机之一为波特别尼亚克（Podbielniak）萃取相，与1934年发明，如图11—20所示。高速旋转地转子系由开有很多孔地长带卷成，转速约2000～5000r/min。操作时，重液导入转子内层，轻液导入转子外层，在离心力长地作用下，重液与轻液逆向流动，并通过带上地小孔倍分散，最后重液和轻液分别从不同地通道引出。

离心萃取剂结构紧凑，处理能力打，能有效地强化萃取过程，特别使用与其他萃取设备难以处理的物系。缺点使结构复杂，造价高，能耗打，使其应用受到限制。