气相－液相分离图四连续蒸馏系统示意图.ppt

4-5 不 同 相 分 配 分 離 技 術 報告人：袁再麒 學號： 不同相分配分離技術 不同相分配分離技術包括欲處理之廢棄物與第二相之接觸，此種程序所處理的廢棄物將易於累積第二相中，其不同相分配之種類分為以下三種： 不同相分配分離技術 4-5-1 液相－液相分離 4-5-2 氣相－液相分離 4-5-3 固相－液相分離及 固相－氣相分離 4-5-1 液相－液相分離 處理液態流最直接常用之方式為與不相容溶劑混合，此程序稱為溶劑萃取，適當的溶劑除了要有足夠之溶解特性之外，萃取過程必須具有黏度以適合混合與汲取，並需維持與廢棄物之足夠界面張力，如此才可使分離可行。 4-5-1 液相－液相分離 溶劑之選擇必須考量其彼此之親和力，其親和力較佳者為較佳之溶劑選擇。依課文所列溶質及溶劑各九類，其親和力相互作用情況如表一所示。 4-5-1 液相－液相分離 4-5-1 液相－液相分離 萃取的物理接觸在此介紹噴霧式管柱、填充式 管柱、多孔板式管柱等三種，如圖一所示。 4-5-2 氣相－液相分離 在蒸氣-液相分離程序中，進入之第二相為蒸氣或氣體而非液體。此種程序包括空氣氣提法、蒸氣氣提法及蒸餾三種。 4-5-2 氣相－液相分離 一、空氣氣提法 空氣氣提系統中，空氣經過污染 液，液體中之任何揮發成分將會被移 除 至氣相並成為蒸氣，最常採用之氣 提設備為填充塔，填充塔的形式及填充 物質具有多樣化。 4-5-2 氣相－液相分離 空氣則可由底部(逆流式)、頂部(順流式)或側面(側流式)打入填充塔中，而揮發性物質與乾淨空氣結合後排放，其中最佳之質量傳送的驅動力為逆流式之氣提塔，如圖二所示。 4-5-2 氣相－液相分離 4-5-2 氣相－液相分離 氣提之主要應用為處理受污染之地下水，尤其以作為飲用水之水源的地下水，通常污染物為石油或溶劑，兩者皆為高揮發性，故氣體可被直接排除至大氣中；但是，很多情況下必須另外處理蒸氣逸散，以使排至大氣中之碳氫化合物減至最少； 4-5-2 氣相－液相分離 有時可視水質變化採用吸附法直接吸附揮發性污染物。氣提程序之可能缺點除了可能有空氣逸散之外，尚有對較冷天氣之效應，因為由氣提塔上方逸出之空氣中具有接近飽和的水分，將會影響排放。 4-5-2 氣相－液相分離 二、蒸氣氣提法 蒸氣蒸餾/蒸氣氣提與傳統蒸餾及 氣提不同，因為只使用蒸氣於氣相中， 假如液相與水互不相容，此程序即為 蒸氣蒸餾；唯有當液相與水互溶，此 程序稱為蒸氣氣提。 4-5-2 氣相－液相分離 蒸氣氣提之氣提塔與一般氣提塔類似，只是需提供蒸氣而非空氣，蒸氣的高溫可增加溶液中的揮發物質，可達較高之去除效率或去除含量較少之揮發物質。 4-5-2 氣相－液相分離 蒸氣氣提已被廣泛應用於自石化煉油廢棄物中去除氯及亞硝酸鹽；亦應用於紙廠廢水之揮發性溶劑及有機硫化物之去除。 4-5-2 氣相－液相分離 三、蒸餾 蒸餾之程序中混合液被加熱， 使位於混合液之上的蒸氣相富含較 多之高揮發性物質。當冷凝此蒸氣 後，液相中即富含高揮發性成份的 比例。 4-5-2 氣相－液相分離 蒸餾單元可以為批次進行，一次進行一批次物質並且自頂部不斷的抽取揮發物質，或者亦可為連續式，持續的進流物質及自頂部抽取揮發物，自底部排棄非揮發物質。 4-5-2 氣相－液相分離 批次單元最適於處理有害廢棄物，因其操作條件及時程安排可因廢棄物特性而進行適當的調整；但如果是大量之應用並具有固定流量及組成之廢棄物，宜採用連續式蒸餾法。分別如圖三、圖四所示。 4-5-2 氣相－液相分離 4-5-2 氣相－液相分離 4-5-2 氣相－液相分離 除了傳統填充塔外，在此另外介紹一種利用旋轉運動裝置的超重力(離心力)旋轉填充塔，在旋轉填充塔內，不同相間物料作強制性的接觸，液相被分散成薄液膜或細液滴； 4-5-2 氣相－液相分離 這些薄液膜或細液滴，極大地提高相間接觸面積，進而強化質傳過程；其中分為逆流型旋轉填充塔、錯流型旋轉填充塔等兩種，如圖五、圖六所示。 4-5-2 氣相－液相分離 4-5-2 氣相－液相分離 4-5-3 固相－液相分離及固相－氣相分離 在吸附之程序中，由發生於介面間一或數種成分之選擇性累積造成大量溶液中相的分離，因而形成了一附加之固體相，此固相之分離現象可使溶解成分被去除。 4-5-3 固相－液相分離及固相－氣相分離