(一)混合管(進(jìn)口水質(zhì)分析儀)
一般采用S形長管,溶劑和廢水經(jīng)泵在管的一端導(dǎo)入,,混合后的乳濁液在管的另一端導(dǎo)出,,見圖5-12。
(二)噴射器
它是一種體積小,、效率高的混合裝置,,特別適用于兩液相重度相差大、粘度和界面張力都很小的情況,,一相或兩相在器內(nèi)通過噴嘴或孔板后,,加強(qiáng)了湍流程度而提高萃取效率。見圖5-13,。
(三)混合澄清器(進(jìn)口水質(zhì)分析儀)
混合澄清器是早使用,,而且目前仍廣泛應(yīng)用的一種級(jí)式萃取設(shè)備,它由混合器與澄清器兩部分組成,。如圖5-9所示,。混合澄清器也可以多級(jí)聯(lián)合使用,。圖5-11所示為水平排列的混合澄清器的若干級(jí)逆流萃取裝置,。
混合澄清器有如下優(yōu)點(diǎn):①處理量大,傳質(zhì)效率高,;②流量范圍大,,可適合各種生產(chǎn)規(guī)模;③結(jié)構(gòu)簡單,,易于放大,,操作方便,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,,適應(yīng)性強(qiáng),;④易于實(shí)現(xiàn)多級(jí)操作,便于調(diào)節(jié)級(jí)數(shù),。缺點(diǎn)有:①水平排列時(shí)設(shè)備占地面積大,;②萃取劑存留量大;③每級(jí)都有攪拌裝置,,液體在級(jí)間流動(dòng)需要泵輸送,,設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)較高。
(四)萃取塔(進(jìn)口水質(zhì)PH檢測(cè)儀)
(1)噴灑塔 噴灑塔又稱噴淋塔,,是簡單的萃取塔,,如圖5—14所示,輕,、重兩相分
別從塔的底部和頂部進(jìn)入,。圖5-14(a)是以重相為分散相,則重相經(jīng)塔頂?shù)姆植佳b置分散為液滴進(jìn)入連續(xù)相,,在下流過程中與輕相接觸進(jìn)行傳質(zhì),,降至塔底分離段處凝聚形成重液層排出裝置。連續(xù)相即輕相,,而重相連續(xù)相由下部進(jìn)入,,上升到塔頂,與重相分離后由塔頂排出,。圖5—142(b)是以輕相為分散相,,而重相為連續(xù)相。
噴灑塔結(jié)構(gòu)簡單,,塔體內(nèi)除液體分散裝置外,,別無其他內(nèi)部構(gòu)件。缺點(diǎn)是袖向返混嚴(yán)重,,傳質(zhì)效率極低,,因而適用于僅需一、兩個(gè)理論級(jí),,容易萃取的物系和分離要求不高的
場(chǎng)合,。
(2)填料萃取塔 填料萃取塔的結(jié)構(gòu)與氣液傳質(zhì)所用的填料塔基本相同,如圖5—15所示,。塔內(nèi)裝有適宜的填料,,輕相由底部進(jìn)入,頂部排出,,重相由頂部進(jìn)入,,底部排出。萃取操作時(shí),,連續(xù)相充滿整個(gè)塔中,,分散相由分布器分散成液滴進(jìn)入填料層,在與連續(xù)相逆流接觸中進(jìn)行傳質(zhì),。(進(jìn)口溶解氧變送器)進(jìn)口溶解氧變送器
填料層的作用除可以使液滴不斷發(fā)生凝聚與再分散,,以促進(jìn)液滴的表面更新外,還可以減少軸向返退,。常用的填料有拉西環(huán)和弧鞍填料,。
填料萃取塔結(jié)構(gòu)簡單,,操作方便,適合于處理腐蝕性料液,,缺點(diǎn)是傳質(zhì)效率低,,不適合處理有固體懸浮物的料液。一般用于所需理論級(jí)數(shù)較少(如3個(gè)萃取理論級(jí))的場(chǎng)合,。
(3)篩板萃取塔 如圖5—16所示,,其結(jié)構(gòu)類似氣液傳質(zhì)設(shè)備中的篩扳塔。塔內(nèi)有若干層篩板,,篩板的孔徑一般為3—9mm,。
篩板萃取塔是逐級(jí)接觸式萃取設(shè)備,兩相依靠密度差,,在重力的作用下,,進(jìn)行分散和逆向流動(dòng),若以輕相為分散相,,則其通過塔板上的篩孔而被分散成細(xì)小的液滴,,與塔板上的連續(xù)相充分接觸進(jìn)行傳質(zhì)。穿過連續(xù)相的輕相液滴逐漸凝聚,,并聚集于上層篩板的下側(cè),,待兩相分層后,輕相借助壓力差的推動(dòng),,再經(jīng)篩孔分散,,液滴表面得到更新,直至塔頂分層后排出,。而連續(xù)相則橫向流過塔板,,在篩板上與分散相液滴接觸傳質(zhì)后,由降液管流至下一層塔板,,如圖5—16(a),。若以重相為分散相,則重相穿過板上的篩孔,,分散成液滴落人連續(xù)的輕相中進(jìn)行傳質(zhì).穿過輕液層的重相液滴逐漸凝聚,,并聚集于下層篩板的上側(cè),輕相則連續(xù)地從篩板下側(cè)橫向流過,,從升液管進(jìn)入上層塔板,,如圖5—16(b)所示??梢?,每一塊篩板及板上空間的作用相當(dāng)于一級(jí)混合澄清器。
篩板萃取塔由于塔板的存在,,減小了軸向返混,,同時(shí)由于分散相的多次分散和聚集,,使液滴表面不斷更新,傳質(zhì)效率比填料塔有所提高,,而且篩板塔結(jié)構(gòu)簡單,,造價(jià)低,生產(chǎn)能力大.因而應(yīng)用較廣,。 進(jìn)口電導(dǎo)率變送器
(4)脈沖篩板塔 脈沖篩板塔亦稱液體脈動(dòng)篩板塔,是指由于外力作用使液體在塔內(nèi)產(chǎn)生脈沖運(yùn)動(dòng)的篩板塔,,其結(jié)構(gòu)與氣—液傳質(zhì)過程中無降液管的篩板塔類似,,如圖5-17所示。塔兩端直徑較大部分分別為上澄清段和下澄清段,,中間為兩相傳質(zhì)段,,裝有若干層具有小孔的篩板,板間距較小,,一般為50mm,。在塔的下澄清段裝有脈沖管,萃取操作時(shí),,由脈沖發(fā)生器提供的脈沖使塔內(nèi)液體作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),,迫使液體經(jīng)過篩板上的小孔,使分散相破碎成較小的液滴分散在連續(xù)相中,,并形成強(qiáng)烈的湍動(dòng),,使兩相充分接觸、混合,,有利于傳質(zhì)過程的進(jìn)行,。輸入脈沖的方式合活塞型、膜片型,、風(fēng)箱型,、空氣脈沖波型等。
圖5-17 脈沖篩板塔
實(shí)踐表明,,萃取效率受脈沖頻率影響較大,,受振幅影響較小。一般認(rèn)為頻率較高,、振幅較小的萃取效果較好,。如脈沖過于激烈,將導(dǎo)致嚴(yán)重的軸向返混,,傳質(zhì)效率反而下降,。在脈沖萃取塔內(nèi),一般脈沖振幅的范圍為9—50mm,,頻率為30一200min-1,。
脈沖篩板塔的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,,而且由于液體的脈動(dòng),提高傳質(zhì)效率,。缺點(diǎn)是塔的生產(chǎn)能力一般有所下降,。因?yàn)樵谟幸后w脈動(dòng)的
塔中,液體的流速要比無脈動(dòng)塔降低些.否則一相可能被另一相夾
帶出去,。進(jìn)口電導(dǎo)率變送器
(5)往復(fù)篩板塔 其結(jié)構(gòu)如圖5—18所示.將多層篩板按一定間距固定在中心軸上,,篩板上不設(shè)溢流管,不與塔體相連,。中心軸由塔頂?shù)膫鲃?dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而作往復(fù)運(yùn)動(dòng),,產(chǎn)生機(jī)械攪拌作用。篩板的孔徑比篩板萃取塔的孔徑大些,,一般為7一16mm,。當(dāng)篩板向上運(yùn)動(dòng)時(shí),篩板上側(cè)的液體經(jīng)篩孔向下噴射,;反之,,當(dāng)篩板向下運(yùn)
動(dòng)時(shí),篩板下側(cè)的液體向上噴射,。為防止液體沿篩板與塔壁間的縫隙走短路,,應(yīng)每隔若干塊篩板,在塔內(nèi)壁設(shè)置一塊環(huán)形擋板,?! ?/span>
往復(fù)篩板塔可較大幅度地增加相際接觸面積和提高液體的湍動(dòng)程度,傳質(zhì)效率高,,流體
阻力小,,操作方便,生產(chǎn)能力大,,是一種性能較好的萃取設(shè)備,。在生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛。由
于機(jī)械方面的原因,,這種塔的直徑受到一定限制,,目前還不適應(yīng)大型化生產(chǎn)的需要。
(6)轉(zhuǎn)盤萃取塔 轉(zhuǎn)盤萃取塔的基本結(jié)構(gòu)如圖5-19所示,,在塔體內(nèi)壁上按一定間距裝有若干個(gè)環(huán)形擋板,,稱為固定環(huán),固定環(huán)將塔內(nèi)分割成若干個(gè)小空間,。兩固定環(huán)之間均裝一轉(zhuǎn)盤,。轉(zhuǎn)盤固定在中心軸上,轉(zhuǎn)軸由塔頂?shù)碾姍C(jī)驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤的直徑小于固定環(huán)的內(nèi)徑,,便于裝卸,。
萃取操作時(shí),轉(zhuǎn)盤隨中心軸高速旋轉(zhuǎn),,其在液體中產(chǎn)生的剪應(yīng)力將分散相破碎成許多細(xì)小的液滴,,在液相中產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦旋運(yùn)動(dòng),從而增大了相際接觸面積和傳質(zhì)系數(shù),,同時(shí)固定環(huán)的存在在一定程度上抑制了軸向返溫,,因而轉(zhuǎn)盤萃取塔的傳質(zhì)效率較穩(wěn)。轉(zhuǎn)盤萃取塔結(jié)構(gòu)簡單,,傳質(zhì)效率高,,生產(chǎn)能力大,因而在廢水治理中應(yīng)用較為廣泛,。
(五)離心萃取設(shè)備(進(jìn)口水質(zhì)分析儀)
離心萃取器是利用離心力的作用使兩相快速混合、快速分離的萃取裝置,。離心萃取器的類型較多,,按兩相接觸方式可分為分級(jí)接觸式和連續(xù)接觸式兩類。
分級(jí)接觸式的離心萃取器相當(dāng)于在離心分離器內(nèi)加上攪拌裝置,,形成單級(jí)或多級(jí)的離心萃取系統(tǒng),,兩相的作用過程和混合澄清器類似。而在連續(xù)接觸式離心萃取器中,,兩相接觸方式則與連續(xù)逆流萃取塔類似,。如波德式離心萃取器
圖5-20 波德式離心萃取器
是一種連續(xù)接觸式的萃取設(shè)備,簡稱POD離心萃取器,,其結(jié)構(gòu)如圖5-20所示,。它由一水平轉(zhuǎn)軸和隨其高速旋轉(zhuǎn)的圓柱形轉(zhuǎn)鼓以及固定的外殼組成。轉(zhuǎn)鼓由一多孔的長帶卷繞而成,,其轉(zhuǎn)速很高,,一般為2000—5000r/min,操作時(shí)輕,、重相體分別由轉(zhuǎn)鼓外緣和轉(zhuǎn)鼓中心引入,。由于轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用,重相從中心向外流動(dòng),,輕相則從外緣向中心流動(dòng),,通過螺旋帶上的各層篩孔被分散,兩相逆流流動(dòng)密切接觸進(jìn)行傳質(zhì),。后重相和輕相分別由位于轉(zhuǎn)鼓外緣和轉(zhuǎn)鼓中心的出口通道流出,。它適合于處理兩相密度差很小或易乳化的物系。波德式離心萃取器的傳質(zhì)效率很高.其理論級(jí)數(shù)可達(dá)3—12。
單臺(tái)單級(jí)離心萃取器的串聯(lián)萃取過程屬于多級(jí)萃取過程,,使用單臺(tái)單級(jí)離心萃取器時(shí),,可根據(jù)工藝要求把多臺(tái)設(shè)備串聯(lián)形成多級(jí)萃取。經(jīng)常使用的串聯(lián)方式是級(jí)間連接管式,,如圖5—21
所示,。除首未兩級(jí)外,中間每一級(jí)的輕重兩相出口分別通過各級(jí)的級(jí)間連接管流進(jìn)與其相鄰的離心萃取器的輕重相入口,。首末兩級(jí)各有一相液體離開串聯(lián)系統(tǒng),,同時(shí),也各有另一相液體進(jìn)入系統(tǒng),,這種串聯(lián)方式的優(yōu)點(diǎn)是外殼的制造簡單,。
圖5-21 離心萃取器的串聯(lián)方式――級(jí)間連接管式
離心萃取器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,,生產(chǎn)強(qiáng)度高,,物料停留時(shí)間短,分離效果好,,
特別適用于兩相密度差小,、易乳化、難分離及要求接觸時(shí)間短,,處理量小的場(chǎng)合,。缺點(diǎn)是結(jié)
構(gòu)復(fù)雜、制造困難,、操作費(fèi)高,。(進(jìn)口水質(zhì)PH檢測(cè)儀)
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