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萃取塔構(gòu)造
液-液-固連續(xù)萃取塔的構(gòu)造見(jiàn)主機(jī)示意圖,它由帶有水平靜環(huán)擋板垂直的筒體構(gòu)成。靜環(huán)擋板為中心開(kāi)孔的平板,靜環(huán)擋板將圓筒分成一系列萃取室。萃取室中心有一動(dòng)環(huán),動(dòng)環(huán)的直徑略小于靜環(huán)擋板的開(kāi)孔直徑,一系列的動(dòng)環(huán)平行的安裝在轉(zhuǎn)軸上,這樣,動(dòng)環(huán)和軸可以方便的裝入塔內(nèi)。中間兩副法蘭之間是混合段,液-液傳質(zhì)過(guò)程主要是在這里完成。中間上法蘭至頂板部分為上分離段,用于澄清輕液;中間下法蘭至底法蘭部分為下分離段,用于澄清重液。系統(tǒng)所需要的理論級(jí)數(shù):為完成一定的分離要求,萃取設(shè)備必須具有所需要的理論級(jí)數(shù)。在混合段上方和下方裝有大孔篩板,重相從篩板下方進(jìn)入塔內(nèi),輕相則從篩板上方進(jìn)入塔內(nèi),篩板的作用是減少液體的攪動(dòng),以增強(qiáng)澄清段的分相效果。
和其它塔式萃取設(shè)備一樣,工作時(shí)輕相和重相分別由塔下部和塔上部進(jìn)入轉(zhuǎn)盤(pán)塔,在塔內(nèi)兩相逆流接觸,在轉(zhuǎn)盤(pán)的作用下,分散相形成小液滴,增加兩液間的傳質(zhì)面積,完成萃取過(guò)程的輕相和重相再分別由輕液出口和重液出口流出。
萃取設(shè)備的選擇
對(duì)于一個(gè)液液萃取過(guò)程來(lái)說(shuō),選擇合適的傳質(zhì)設(shè)備,是一件比較重要的工作,但也是比較困難的工作。各種傳質(zhì)設(shè)備具有不同的特性,而且萃取過(guò)程及萃取系統(tǒng)中各種因素的影響也是錯(cuò)綜復(fù)雜的。
設(shè)備的選型應(yīng)考慮系統(tǒng)的性質(zhì)和設(shè)計(jì)特性:
(1).系統(tǒng)所需要的理論級(jí)數(shù):
為完成一定的分離要求,萃取設(shè)備必須具有所需要的理論級(jí)數(shù)。所需要的理論級(jí)數(shù)較少,如2-3級(jí),一般無(wú)機(jī)械攪拌的設(shè)備可以選用,如填料塔、篩板塔等。
所需要的理論級(jí)數(shù)較多,如5級(jí)以上,就必須選用具有外加能量的萃取設(shè)備,如轉(zhuǎn)盤(pán)塔、振動(dòng)塔。當(dāng)需要更多的理論級(jí)數(shù)時(shí),如稀土萃取過(guò)程往往需要幾十級(jí),甚至幾百級(jí),此時(shí)一般只能選用混合澄清器。
(2).處理量:
設(shè)備的處理量往往由生產(chǎn)任務(wù)所決定。所要求的處理量大,可選用轉(zhuǎn)盤(pán)塔、篩板塔,Kuhni塔;處理量較小,可選用填料塔,脈沖篩板塔、脈沖填料塔等。
(3).停留時(shí)間:
在萃取操作中如果系統(tǒng)對(duì)停留時(shí)間有要求時(shí),如抗1菌素生產(chǎn)中,發(fā)酵液的萃取,往往要求在萃取設(shè)備中停留時(shí)間較短,此時(shí)可選用離心萃取器。如果系統(tǒng)伴有較慢的化學(xué)反應(yīng),要求有足夠的停留時(shí)間時(shí),采用混合澄清器也是合適的。
(4).相比:
系指分散相和連續(xù)相的流量比,對(duì)于塔式萃取設(shè)備,為了產(chǎn)生較大的接觸面積,通常將流量大的一相作為分散相。相比過(guò)大,非攪拌型的塔不宜選用,而應(yīng)該選用攪拌型的塔,混合澄清器基本上不受相比大小的影響。
(5).系統(tǒng)的物理性質(zhì):
系統(tǒng)的物理性質(zhì)對(duì)萃取設(shè)備的選擇有密切的關(guān)系。兩相密度差大可選用塔式萃取器;反之應(yīng)選用離心萃取器;在實(shí)際生產(chǎn)中,超臨界CO2萃取的溫度控制為大于臨界溫度,但不宜太高,一般為31。系統(tǒng)的界面張力大,粘度高,則應(yīng)考慮有外加能量的萃取設(shè)備,以保證較大的接觸面積;界面張力小,可選用填料塔,若系統(tǒng)具有腐蝕性的,則應(yīng)優(yōu)先考慮填料塔。
(6).設(shè)備與操作、維修費(fèi)用:
選用萃取設(shè)備時(shí),除需要考慮設(shè)備的制造費(fèi)用外,還要考慮設(shè)備的操作和維修費(fèi)用。包括設(shè)備內(nèi)的物料存儲(chǔ)量,尤其是溶劑的存儲(chǔ)量、溶劑的回收費(fèi)用及溶劑的損耗。
(7).設(shè)備的安裝場(chǎng)地:
設(shè)備的安裝場(chǎng)地應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定,場(chǎng)地面積有限應(yīng)選用塔式設(shè)備;若場(chǎng)地高度有限,則可考慮混合澄清器。
萃取塔的基本情況介紹
萃取塔用于萃取的塔設(shè)備,有填充塔、篩板塔、轉(zhuǎn)盤(pán)塔、脈動(dòng)塔和振動(dòng)板塔等。塔體都是直立圓筒。輕相自塔底進(jìn)入,由塔頂溢出;重相自塔頂加入,由塔底導(dǎo)出;兩者在塔內(nèi)作逆向流動(dòng)。除篩板塔外,各種萃取塔大都屬于微分接觸傳質(zhì)設(shè)備。塔的中部是工作段,兩端是分離段,分別用于分散相液滴的凝聚分層,以及連續(xù)相夾帶的微細(xì)液滴的沉降分離。6、符合HJ637-2012(代替GB/T16488-1996)標(biāo)準(zhǔn),可以以180-200rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)過(guò)程中振蕩頻數(shù)可達(dá)300次。在萃取用的填充塔和篩板塔中,液體依靠自身的能量進(jìn)行分散和混合,因而設(shè)備效能較低,只用于容易萃取或要求不高的場(chǎng)合。
常用的萃取塔型
萃取塔設(shè)計(jì)主要是確定塔的直徑和工作段高度。先從液體流量除以操作速度,得出塔截面,算出塔徑。然后根據(jù)塔的特性以及物系性質(zhì)和分離要求,確定傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù),后兩者相乘即得塔的工作段高度。也有按當(dāng)量高度與理論級(jí)數(shù)計(jì)算工作段高的。通過(guò)使用不同的夾帶劑來(lái)改變COz的極性,使萃取范圍擴(kuò)大,可萃取極性較強(qiáng)的物質(zhì)。 離心萃取機(jī)萃取專用的離心機(jī),由于可以利用離心力加速液滴的沉降分層,所以允許加劇攪拌使液滴細(xì)碎,從而強(qiáng)化萃取操作。