08 第8章 萃取.ppt

（4）生产能力 生产处理量小 — 填料塔或脉冲塔； 生产处理量大 — 筛板塔，转盘塔，混合-澄清槽等。 （5）防腐蚀及防污染要求 具有腐蚀性 — 结构简单的填料塔； 具有污染性 — 屏蔽性能良好的脉冲塔。 （6）建筑物场地要求 空间高度有限 — 混合-澄清槽； 占地面积有限 — 塔式萃取设备。 8-4-5 液-液传质设备的流动和传质特性 一. 萃取设备的流动特性和液泛 在萃取过程中，由于流速的增大引起的两种液体互相夹带的现象称为液泛。 液泛速度可通过查液泛速度Ucf关联图而得。而塔径可按下式计算： 式中，D—塔径，m； VC,VD — 分别为连续相和分散相的体积流量，m3/s UC,UD — 分别为连续相和分散相的空塔速度，m/s §8-4 萃取设备 二. 萃取塔的传质特性 1. 单位体积混合液体的相际接触面积α 式中 α—单位体积混合液体的相际接触面积，m2/m3； vD—分散相的滞流率（体积分率）； dm—液滴的平均直径，m。 8-4-5 液液传质设备的流动与传质特点 2. 相内传质和通过两相界面的传质 液-液两相的密度差很小，两相的传质系数都很小。通常，液滴内传质分系数比连续相的更小。在有外加能量的萃取装置内，外加能量主要改变液滴外连续相的流动条件，而不能造成液滴内的湍动。但是，液滴在流动过程中所受到的摩擦力以及液滴外的湍动引起的界面张力变化均影响到液滴内的传质分系数。 3. 传质推动力 在萃取过程中由于不作理想的柱塞流，总存在返混或轴向混合。这种返混作用减小了传质推动力，从而降低了传质速率和萃取设备的生产能力。 8-4-5 液液传质设备的流动与传质特点 §8-2 萃取过程的计算 一. 单级萃取的计算 A. 操作流程 §8-2 萃取过程的计算 原料液F xF 萃余相R xR 萃取相E yE 萃取剂S yS 原料液 F 萃取剂 S 混合 沉降分层 脱除溶剂 图8-1 单级萃取流程 萃取相 萃余相 E R xA yA 萃取液 E 萃余液 R S xF B. 条件与任务 已知条件： ① 原料液流量F, 组成xF ② 萃取剂种类, 组成yS ③ 操作条件下的A,B,S相平衡关系 目标任务： ① 确定萃取剂用量S, 并保证萃余相 中溶质组成 xA 符合规定要求 ② 确定R, E及 yA ③ 确定脱除溶剂后萃取液、萃余 液的量以及组成E(yE) , R(xR) C. 任务分类： ① 组成类 yA , yE , xR ② 流量类 S, R, E 及 E, R D. 计算过程 1) 组成计算——图解法 依据：三角形相图及溶解度曲线； 射线规则； §8-2 萃取过程的计算 思考：图中E及R点即为从E相及R 相中脱除全部溶剂后的萃取液及萃余液组成坐标点。 ① 由xF 和 xR可确定点 F 及点R； ② 过点 R 作联结线与FS线交于M点, 与溶解度曲线交于E 点(yA)； ③ 延长SE、SR分别交AB于E (yE) 和R (xR) A B S ● M E ● F R 图8-15(a) 单级萃取图解 xR xF §8-2 萃取过程的计算 图8-15(b) 单级萃取计算 A B S M E F R 2) 流量计算——杠杆规则/加和规则 F + S = M = E + R E + R = F (8-6) ② E： ③ R： ④ E： ⑤ R： ① S： R = M－E = F + S－E (8－9) 式8-8 还可以写成以组成表达的形式： 同理， §8-2 萃取过程的计算 当组分B、S可视作完全不互溶时，则式8-10可改写成以质量比表示的物料衡算式，即 B ( XF — X1 ) = S ( Y1 — YS ) (8-10a) 式中 B — 原料液中稀释剂的量，kg或kg/h； S — 萃取剂的用量，kg或kg/h； XF— 原料液中