化工原理下课件-肖武-10.3-2010.pptVIP

10.3 液-液传质设备 要求：提供适宜的传质条件，使两相充分有效地接触并伴有较高程度的湍流，保证两相之间迅速有效地进行传质，并使两相得到及时、完善的分离。 分类： （1）按两相接触方式划分 逐级接触——浓度呈阶跃式变化， 微分接触式——浓度连续变化。 （2） 按外界是否输入机械能划分 重力流动设备、外加能量的设备。 （3）按设备结构特点和形状划分 组件式——由单级萃取设备组合； 塔式——板式塔、喷洒塔、填料塔。 10.3.1 混合 — 澄清槽 （1）结构 混合－澄清器 轻相 重相 重相 轻相 （2）优点 ① 处理量大，级效率高； ② 结构简单，容易放大和操作； ③ 两相流量比范围大，运转稳定可靠，易于开、停工； 对物系的适应性好，对含有少量悬浮固体的物料也能处理； ④ 易实现多级连续操作，便于调节级数。不需高大的厂房和 复杂的辅助设备。 （3）缺点 ① 占地大，溶剂储量大。 ② 需要动力搅拌和级间物流输送设备，设备费和操作费较高。 （4）应用 适用于所需级数少、处理量大的场合。 Elgin 型喷淋萃取塔 轻相 重相 轻相 重相 Elgin 型喷淋萃取塔 10.3.2 塔式萃取设备 （1）喷洒塔（喷淋塔） 特点：无塔内件，阻力小，结构简单，投资少易维护。但两相很难均匀分布，轴向反混严重，理论级数不超过1~2级，传质系数小。 轻相 重相 轻相 重相 （2）筛板萃取塔 萃取过程中的筛板塔 轻液 轻液 重液 重液 筛板 轻液分散在重液内的混合液 分散相聚集界面 溢流管 塔板上两相流动情况： 为保证筛板塔正常操作，应考虑以下几点： ① 分散相应均匀地通过全部筛孔，防止连续相短路而降低分离效率； ②两相在板间分层明显，而且要有一定高度的分散相累积层。 轻液分散的筛板萃取塔 轻液向上流 相界面 轻液 筛板 降液管 重液向下流 挡板 分散的轻液 轻液向上流 相界面 重相液滴 筛板 升液管 重液向下流 挡板 重液 重液分散的筛板萃取塔 （3）填料萃取塔 特点：填料萃取塔结构简单，造价低廉，操作方便，级效率较低，在工艺要求的理论级小于3，处理量较小时可考虑采用。 填料萃取塔 轻液 轻液 重液 重液 液－液相界面 填料 （4）转盘萃取塔 特点：结构简单，造价低廉，维修方便，操作弹性和通量较大，应用较广。 轻液 轻液 重液 重液 界面 格栅 定环 转盘 转盘萃取塔 （5）搅拌填料塔 重液出 轻液出 重液入 轻液入 1.转轴 2.搅拌器 3.丝网填料 1 2 3 10.3.3 离心萃取器 优点：处理量大，效率较高，提供较多理论级，结构紧凑，占地面积小，应用广泛。 缺点：能耗大，结构复杂，设备及维修费用高。 应用：适用于要求接触时间短，物流滞留量低，易乳化，难分相的物系。 驱动槽轮 轻相进 重相出 转鼓清洗通道栓塞 轻相出 重相进 机械密封 波式离心萃取器示意图 8.7.4 萃取设备的选择 选择原则： （1）稳定性及停留时间 稳定性差 — 停留时间尽可能短—离心萃取器； 伴有较慢的化学反应时—停留时间长—混合-澄清槽。 （2）所需理论级数 需理论级数少（2~3级）— 各种萃取设备； 需理论级数4~5级 — 转盘塔、脉冲塔和振动筛板塔； 需理论级更多 — 离心萃取器或多级混合-澄清槽。 （3）物系的分散与凝聚特性 物系易乳化，不易分相 — 离心萃取器； 物系界面张力较小，或两相密度差较大— 重力流动式。 （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。