在化工、能源、礦山等工業(yè)生產(chǎn)中,常常涉及到分離液體混合物的操作,其中在欲分離的液體混合物(混合液)中加入一種與其不溶或部分相溶的液體溶劑(萃取劑),形成兩相系統(tǒng),利用混合液中各組分在兩相中分配差異的性質(zhì),易溶組分(溶質(zhì))較多地進(jìn)入溶劑相(萃取相)而實現(xiàn)分離的操作稱為液液萃取。
為提高目標(biāo)產(chǎn)品的回收效率,工業(yè)生產(chǎn)中的液液萃取大都采用逆流操作模式。逆流萃取模式可分為多級逆流萃取和連續(xù)逆流萃取。
1、什么是多級逆流萃取,多級逆流萃取主要包括哪些設(shè)備?
混合澄清槽和離心萃取器是典型的多級逆流萃取設(shè)備。其原理是每一級萃取設(shè)備中的輕重兩相通過并流模式盡可能地達(dá)到相平衡,而后分相后,沿相反方向分別進(jìn)入該級設(shè)備前后兩級萃取設(shè)備。因此,在多級萃取流程中,可通過增加級數(shù)提高萃取效率,達(dá)到目標(biāo)收率。
2、什么是連續(xù)逆流萃取?連續(xù)逆流萃取比較典型的是哪種萃取設(shè)備?
脈沖萃取柱等柱式設(shè)備是典型的連續(xù)逆流萃取設(shè)備。其原理輕重兩相從上下兩端分別進(jìn)入設(shè)備,在重力或者離心力等外加力場的作用下,輕重兩相相對逆流流動,此時通過脈沖或者攪拌等使得分散相分散成液滴并湍動,完成兩相間的傳質(zhì)操作。
3、如何選擇這兩種萃取設(shè)備?各有什么優(yōu)缺點?
①與多級逆流萃取相比,連續(xù)逆流萃取的優(yōu)勢在于通常可以在一個設(shè)備中就可達(dá)到多個理論級效果;但缺點也非常明顯:由于兩相逆流流動,相間相對剪切力等較大,這使得分散相液滴容易被連續(xù)相夾帶而導(dǎo)致返混。當(dāng)兩相通量較大時,液滴較小時,返混更為嚴(yán)重并最終導(dǎo)致液泛而無法正常操作。這限制了連續(xù)逆流萃取設(shè)備在工程中的應(yīng)用。
②多級逆流萃取就以離心萃取機(jī)為例進(jìn)行介紹,CWL-M系列離心萃取機(jī)首先,由于采用離心力原理分離速度非常快,處理量更大;其次,可選材質(zhì)有聚四氟乙烯、不銹鋼、PP材料等,滿足不同耐腐性的要求。這些都是與脈沖萃取柱等柱式設(shè)備完全不同。
在實際應(yīng)用中,選擇哪種萃取設(shè)備需要根據(jù)具體的萃取要求和條件來決定。多級離心逆流萃取適用于處理量大、分離要求高的情況,還需要考慮設(shè)備的占地面積、分離速度、材質(zhì)耐腐蝕性等因素。
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