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离心式萃取设备
离心式萃取设备借高速旋转所产生的离心力(转速可达2000~5000r/min,所产生的离心力可为重力的几百倍乃至几千倍),使密度差很小的轻、重两相以很大的相对速度逆流接触,传质效率高。
1)转筒式离心萃取器
这是—-种单级接触式离心萃取器,其结构如图14.5-1所示。重相和轻相由底部的三通管并流进入混合室,在搅拌桨的剧烈搅拌下,两相充分混合进行传质,然后共同进入高速旋转的转筒。在转筒中,混合液在离心力的作用下,重相被甩向转鼓外缘,而轻相则被挤向转鼓中心。两相分别经轻、重相堰流至相应的收集室,并经各自的排出口排出。
图14.5-1单级转筒式离心萃取器结构示意图
转筒式离心萃取器的特点是:结构简单,效率高,易于控制,运行可靠。
2)离心薄膜萃取器
离心薄膜萃取器的结构如图14.5-2所示。在外壳内有一个由多孔的长带卷绕而成的螺旋形转子,重液由螺旋转子的中心引入,轻液则由螺旋的外圈进入。操作时由于离心力的作用,重液相由螺旋转子的中部向外圈流动,而轻液相由外圈向中部流动,两相在螺旋形通道中呈逆流密切接触传质,最后重液相从螺旋转子的最外圈经出口通道流出,轻液相从螺旋转子的中部经出口通道流出。
这种萃取器的特点是:结构复杂,制造困难,操作时能耗大,适用于两相密度差小、要求停留时间短、处理量不大的场合。
图14.5-2离心薄膜萃取器结构示意图
3)转盘萃取塔
转盘萃取塔是装有回旋搅拌圆盘的萃取设备,其结构如图14.5-3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,转盘装在其上,转轴由塔顶的电动机带动。
图14.5-3转盘萃取塔结构示意图
在固定环与转盘之间有一自由空间,这一自由空间不仅能提高萃取速率,增加流通量,而且能保证使转盘装入固定环开孔部分中央,在必要时还可将转轴从塔顶抽出。塔的顶部和底部是澄清区,它们同塔中段的萃取区有的用格栅相隔。互相接触的两种液体,可以间歇加入,也可以连续加入,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,不管间歇加料还是连续加料,都是重液从塔顶进入,轻液从塔底进入,这时轻液和重液都可作为连续相。
当变速电机启动后,圆盘高速旋转,并带动两相一起转动,因而在液体中产生剪应力。剪应力使连续相产生涡流,处于湍动状态,使分散相破裂,形成许多大小不变的液滴,从而增大了传质系数及接触界面。固定环的存在在一定程度上抑制了轴向混合,因此转盘萃取塔萃取效率较高。
转盘萃取塔特点是:结构简单,造价低廉,维修方便,操作弹性大,流通量大,不易发生堵塞,因此也适用于处理含有固体物料的场合。
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