文档介绍：、试验目标 3二、试验原理 3三、试验装置 5四、试验方法 6五、注意事项 7六、汇报内容 7七、思索题 7八、附录 8转盘萃取塔试验一、试验目标⒈了解液--液萃取塔结构及特点。⒉掌握液--液萃取塔操作。⒊掌握传质单元高度测定方法,并分析外加能量对液--液萃取塔传质单元高度和量影响。二、试验原理1、液—液萃取设备特点液--液相传质和气液相传质均属于相同传质过程。所以这两类传质过程含有相同之处,但也有相当差异。在液液系统中,两相间重度差较小,界面张力也不大:所以从过程进行流体力学条件看,在液液相接触过程中,能用于强化过程惯性力不大,同时已分行流体力学条件看,在液液相接触过程中,能用于强化过程惯性力不大,同时已分散两相,分层分离能力也不高。所以,对于气液接触效率较高设备,用于液液接触就显得效率不高。为了提升液液相传质设备效率。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,以确保有足够停留时间,让分散液相凝聚,实现两相分离。液—液萃取塔操作(1)分散相选择在萃取设备中,为了使两相亲密接触,其中一相充满设备中关键空间,并呈连续流动,称为连续相kl一相以液滴形式,分散在连续相中,称为分散相,哪一相作为相对设备操作性能、传质效果有显著影响。分散相选择可经过小试或中试确定,也可依据以下几方面考虑。1)为了增加相际接触面积,通常将流量大一相作为分散相;但假如两相流量相差很大,而且所选择萃取设备含有较大轴向混合现象,此时应将流量小一相作为分散相,以减小轴向混合。2)应充足考虑界面张力改变对传质面积影响,对于>0系统,即系统界面张力随溶质浓度增加而增加系统;当溶质从液滴向连续相传输时,液滴稳定性较差,轻易破碎,而液膜稳定性很好,液滴不易合并,所以形成液滴平均直径较小,相际接触表面较大;当溶质从连续相向液滴传输时,情况刚好相反。在设计液液传质设备时,依据系统性质正确选择作为分散相液体,可在一样条件下取得较大相际传质表面积,强化传质进程。3)对于一些萃取设备,如填料塔和筛板塔等,连续相优先润湿填料或筛板是相当关键。此时,宜将不易润湿填料或筛板一相作为分散相。4)分散相液滴连续相中沉降速度,和连续相粘度有很大关系。为了减小塔径,提升二相分离效果,应将粘度大一相作为分散相。5)另外,从成本、安全考虑,应将成本高、易燃、易爆物料作为分散相。(2)液滴分散为了使其中一相作为分散相,必需将其分散为液滴形式,一相液体分散,亦即液滴形成,必需使液滴有一个合适大小。因为液滴尺寸不仅关系到相际接触面积,而且影响传质系数和塔流通量。较小液滴,当然相际接触面积较大,有利于传质;不过过小液滴,其内循环消失,液滴行为趋于固体球,传质系数下降,对传质不利。所以,液滴尺寸对传质影响必需同时考虑这两方面原因。另外,萃取塔内连续相所许可极限速度(泛点速度)和液滴运动速度相关,而液滴运动速度和液滴尺寸相关。通常较大液滴,其泛点速度较高,萃取塔许可有较大流通量;相反,较小液滴,其泛点速度较低,萃取塔许可流通量也较低。液滴分散能够经过以下多个路径实现。A借助喷嘴或孔板,如喷塔和筛孔塔。B借助塔内填料,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。液滴尺寸除和物性相关外,关键决定于外加能量大小。(3)萃取塔操作。萃取塔在开车时,应首先将连续相注满塔中,然后开启分散相,分散相必需经凝聚后才能自塔内排出。所以当轻相作为分散相时,应使分散相不停在塔顶分层凝聚,当两相界面维持合适高度后再开启分散相出口阀门,并停靠重相出口口形管自动调整界面高度。当重相作为分散相时,则分散相不停在塔分层段凝聚,两相界面应维持在塔底分层段某一位置上。3、液一液传质设备内传质和精馏、吸收过程类似,因为过程复杂性,萃取过程也被分解为理论级和级效率;或传质单元数和传质单元高度,对于转盘塔,振动塔这类微分接触萃取塔,通常采取传质单元数和传质单元高度来处理。传质单元数表示过程分离难易程度。对于稀溶液,传质单元数可近似用下式来表示:式中NOR——萃余相为基准总传质单元数;x——萃余相中溶质浓度;——和对应萃取浓度成平衡萃余相中溶质浓度;、——分别表示两相进塔和出塔萃余相浓度。传质单元高度表示设备传质性能好坏,可由下式表示:式中,HOR——以萃余相为基准传质单元高度;H——萃取塔有效接触高度。已知塔高H和传质单元数NOR,可由上式来得HOR数值,HOR反应萃取设备传质性能好坏,HOR越大,设备效率越低。影响萃取设备传质性能HOR原因很多,关键有设备结构原因、两相物性原因、操作原因和外加能量形式和大小原因等等。按萃取相计算体积总传质系数K式中,为萃取相水流量,A为塔截面积。4、外加能量问题。液液传质设备引入外界能量促进液