文档介绍：***蚁蚇***芀蒄羅膆莂液液萃取塔的操作
一、实验目的
(1)了解液液萃取设备的结构和特点;
(2)掌握液液萃取塔的操作;
(3)掌握传质单元高度的测定方法,并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
二、基本原理

液液相传质和气液相传质均属于相间传质过程。因此这两类传质过程具有相似之处,但也有相当差别。在液液系统中,两相间的重度差较小,界面张力也不大,所以从过程进行的流体力学条件看,在液液相的接触过程中,能用于强化过程的惯性力不大,同时已分散的两相,分层分离能力也不高。因此,对于气液接触效率较高的设备,用于液液接触就显得效率不高。为了提高液液相传质设备的效率,常常补给能量,如搅拌、脉动、振动等。为使两相逆流和两相分离,需要分层段,以保证有足够的停留时间,让分散的液相凝聚,实现两相的分离。

(1)分散相的选择在萃取设备中,为了使两相密切接触,其中一相充满设备中的主要空间,并呈连续流动,称为连续相;另一相以液滴的形式,分散在连续相中,称为分散相。哪一相作为分散相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。分散相的选择可通过小试或中试确定,也可根据以下几方面综合考虑:
1)为了增加相际接触面积,一般将流量大的一相作为分散相;但如果两相的流量相差很大,并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象,此时应将流量小的一相作为分散相,以减小轴向混合。
2)应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响,对于>0的系统,即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统;当溶质从液滴向连续相传递时,液滴的稳定性较差,容易破碎,而液膜的稳定性较好,液滴不易合并,所以形成的液滴平均直径较小,相际接触表面较大,当溶质从连续相向液滴传递时,情况刚好相反。在设计液液传质设备时,根据系统性质正确选择作为分散相的液体,可在同样条件下获得较大的相际传质表面积,强化传质过程。
3)对于某些萃取设备,如填料塔和筛板塔等,连续相优先润湿填料或筛板是相当重要的。此时,宜将不易润湿填料或筛板的一相作为分散相。
4)分散相液滴在连续相中的沉降速度,与连续相的粘度有很大关系。为了减小塔径,提高二相分离的效果,应将粘度大的一相作为分散相。
5)此外,从成本、安全考虑,应将成本高的,易燃、易爆物料作为分散相.
(2)液滴的分散为了使其中一相作为分散相,必须将其分散为液滴的形式。一相液体的分散,亦即液滴的形成,必须使液滴有一个适当的大小。因为液滴的尺寸不仅关系到相际接触面积,而且影响传质系数和塔的流通量。较小的液滴,固然相际接触面积较大,有利于传质;但是过小的液滴,其内循环消失,液滴的行为趋于固体球,传质系数下降,对传质不利。所以,液滴尺寸对传质的影响必须同时考虑这两方面的因素。此外,萃取塔内连续相所允许的极限速度(泛点速度)与液滴的运动速度有关。而液滴的运动速度与液滴的尺寸有关。一般较大的液滴,其泛点速度较高,萃取塔允许有较大的流通量;相反,较小的液滴,其泛点速度较低,萃取塔允许的流通量也较低。
液滴的分散可以通过以下几个途径实现:
A 借助喷嘴或孔板,如喷洒塔和筛孔塔。
B 借助塔内的填料,如填料塔。
C 借助外加能量,如转盘塔,振动塔,脉动塔,离心萃取器等。
液滴的尺寸除与物性有关外,主要决定于外加能量的大小。
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