萃取設(shè)備簡介

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　　萃取設(shè)備又稱萃取器，一類用于萃取操作的傳質(zhì)設(shè)備，能夠使萃取劑與料液良好接觸，實(shí)現(xiàn)料液所含組分的完善分離，有分級(jí)接觸和微分接觸兩類。在萃取設(shè)備中，通常是一相呈液滴狀態(tài)分散于另一相中，很少用液膜狀態(tài)分散的。

萃取設(shè)備類型

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　　萃取設(shè)備類型很多，按設(shè)備結(jié)構(gòu)分為三類：
　　混合澄清器 　由混合室和澄清室兩部分組成(圖1),屬于分級(jí)接觸傳質(zhì)設(shè)備。混合室中裝有攪拌器，用以促進(jìn)液滴破碎和均勻混合。有些攪拌器能從其下方抽汲重相，借此保證重相在級(jí)間流轉(zhuǎn)。澄清室是水平截面積較大的空室，有時(shí)裝有導(dǎo)板和絲網(wǎng)，用以加速液滴的凝聚分層。根據(jù)分離要求，混合澄清器可以單級(jí)使用,也可以組成級(jí)聯(lián)。當(dāng)級(jí)聯(lián)逆流操作時(shí),料液和萃取劑分別加到級(jí)聯(lián)兩端的級(jí)中，萃余液和萃取液則在相反位置的級(jí)中導(dǎo)出。混合室的工作容積可從料液和萃取劑的總流量乘以萃取過程所需時(shí)間算出。澄清室的水平截面積，可從分散相液體的流量除以液滴的凝聚分層速度算出。這些操作參數(shù)須經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定。一般認(rèn)為單位體積混合室消耗相同的攪拌功率時(shí)，級(jí)效大致相等。因此，在放大設(shè)計(jì)時(shí)，可按實(shí)測的萃取時(shí)間與分層速度設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)備。混合澄清器結(jié)構(gòu)簡單，級(jí)效率高，放大效應(yīng)小，能夠適應(yīng)各種生產(chǎn)規(guī)模，但投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較大。
　　萃取設(shè)備
　　萃取塔 　用于萃取的塔設(shè)備，有填充塔、篩板塔、轉(zhuǎn)盤塔、脈動(dòng)塔和振動(dòng)板塔等。塔體都是直立圓筒。輕相自塔底進(jìn)入，由塔頂溢出；重相自塔頂加入，由塔底導(dǎo)出；兩者在塔內(nèi)作逆向流動(dòng)。除篩板塔外，各種萃取塔大都屬于微分接觸傳質(zhì)設(shè)備。塔的中部是工作段，兩端是分離段，分別用于分散相液滴的凝聚分層，以及連續(xù)相夾帶的微細(xì)液滴的沉降分離。在萃取用的填充塔和篩板塔中，液體依靠自身的能量進(jìn)行分散和混合，因而設(shè)備效能較低，只用于容易萃取或要求不高的場合。

常用的萃取塔型

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　　常用的萃取塔型有：

①轉(zhuǎn)盤塔

　　在工作段中,等距離安裝一組環(huán)板,把工作段分隔成一系列小室，每室中心有一旋轉(zhuǎn)的圓盤作為攪拌器。這些圓盤安裝在位于塔中心的主軸上，由塔外的機(jī)械裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤塔結(jié)構(gòu)（圖2）簡單，處理能力大，有相當(dāng)高的分離效能，廣泛應(yīng)用于石油煉制工業(yè)和石油化工中。（見彩圖）

②脈動(dòng)塔

　　在工作段中裝置成組篩板(無溢流管的)或填料（圖3）。由脈動(dòng)裝置產(chǎn)生的脈動(dòng)液流，通過管道引入塔底，使全塔液體作往復(fù)脈動(dòng)。脈動(dòng)液流在篩板或填料間作高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生渦流，促使液滴細(xì)碎和均布。脈動(dòng)塔能達(dá)到更高的分離效能，但處理量較小，常用于核燃料及稀有元素工廠。

③振動(dòng)板塔

　　將篩板連成串，由裝于塔頂上方的機(jī)械裝置帶動(dòng)，在垂直方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，借此攪動(dòng)液流，起著類似于脈動(dòng)塔中的攪拌作用。
　　萃取塔設(shè)計(jì)主要是確定塔的直徑和工作段高度。先從液體流量除以操作速度，得出塔截面，算出塔徑。然后根據(jù)塔的特性以及物系性質(zhì)和分離要求，確定傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù)，最后兩者相乘即得塔的工作段高度。也有按當(dāng)量高度與理論級(jí)數(shù)計(jì)算工作段高度的。

離心萃取機(jī)

　　萃取專用的離心機(jī)，由于可以利用離心力加速液滴的沉降分層，所以允許加劇攪拌使液滴細(xì)碎，從而強(qiáng)化萃取操作。離心萃取機(jī)有分級(jí)接觸和微分接觸兩類。前者在離心分離機(jī)內(nèi)加上攪拌裝置，形成單級(jí)或多級(jí)的離心萃取機(jī)，有路維斯塔式和圓筒式離心萃取機(jī)。后者的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有多層同心圓筒，筒壁開孔，使液體兼有膜狀與滴狀分散，如波德比爾涅克式離心萃取機(jī)（圖4 ）。離心萃取機(jī)特別適用于兩相密度差很小或易乳化的物系，由于物料在機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間很短，因而也適用于化學(xué)和物理性質(zhì)不穩(wěn)定的物質(zhì)的萃取。