




萃取设备的常用的萃取塔型
常用的萃取塔型有: 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,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。
萃取设备的选择
对于一个液液萃取过程来说,选择合适的传质设备,是一件比较重要的工作,但也是比较困难的工作。各种传质设备具有不同的特性,而且萃取过程及萃取系统中各种因素的影响也是错综复杂的。
设备的选型应考虑系统的性质和设计特性:
(1).系统所需要的理论级数:
为完成一定的分离要求,萃取设备必须具有所需要的理论级数。所需要的理论级数较少,如2-3级,一般无机械搅拌的设备可以选用,如填料塔、筛板塔等。
所需要的理论级数较多,如5级以上,就必须选用具有外加能量的萃取设备,如转盘塔、振动塔。当需要更多的理论级数时,如稀土萃取过程往往需要几十级,甚至几百级,此时一般只能选用混合澄清器。
(2).处理量:
设备的处理量往往由生产任务所决定。所要求的处理量大,可选用转盘塔、筛板塔,Kuhni塔;处理量较小,可选用填料塔,脉冲筛板塔、脉冲填料塔等。
(3).停留时间:
在萃取操作中如果系统对停留时间有要求时,如抗1菌素生产中,发酵液的萃取,往往要求在萃取设备中停留时间较短,此时可选用离心萃取器。如果系统伴有较慢的化学反应,要求有足够的停留时间时,采用混合澄清器也是合适的。
(4).相比:
系指分散相和连续相的流量比,对于塔式萃取设备,为了产生较大的接触面积,通常将流量大的一相作为分散相。相比过大,非搅拌型的塔不宜选用,而应该选用搅拌型的塔,混合澄清器基本上不受相比大小的影响。
(5).系统的物理性质:
系统的物理性质对萃取设备的选择有密切的关系。两相密度差大可选用塔式萃取器;反之应选用离心萃取器;系统的界面张力大,粘度高,则应考虑有外加能量的萃取设备,以保证较大的接触面积;各种传质设备具有不同的特性,而且萃取过程及萃取系统中各种因素的影响也是错综复杂的。界面张力小,可选用填料塔,若系统具有腐蚀性的,则应优先考虑填料塔。
(6).设备与操作、维修费用:
选用萃取设备时,除需要考虑设备的制造费用外,还要考虑设备的操作和维修费用。包括设备内的物料存储量,尤其是溶剂的存储量、溶剂的回收费用及溶剂的损耗。
(7).设备的安装场地:
设备的安装场地应根据实际情况确定,场地面积有限应选用塔式设备;若场地高度有限,则可考虑混合澄清器。
液液萃取塔
转盘塔是装有回旋搅拌圆的萃取设备,1951年由Reman开发,结构如图1所示。塔体呈圆筒形,其内壁上装有固定环,将塔分隔成许多小室,塔的中心从塔顶插入一根转轴,蜗轮转盘即装在其上;转轴由塔顶的电动机带动。
塔的顶部和底部是澄清区,塔的中段为萃取区。它是使料液与萃取剂在混合过程中密切接触,让被萃组分通过相际界面进入萃取剂中,直到组分在两相间的分配基本达到平衡。互相接触的两种液体,可以间歇加入,也加连续加入,一般都用连续加入的方法。当采用并流操作时,两种液体同时从塔顶或者塔底加入塔内,当采用逆流操作时,不管间隙加料还是连续加料,都是重液从塔顶进入,轻液从塔底进入,这时,轻液和重液那一种都可作为连续相。