实验七 转盘萃取塔实验讲义VIP免费

f实验七液-液萃取塔的操作及其传质单元高度的测定转盘塔是一种外输入能量的液一液萃取设备，具有结构简单、生产能力大、功率小等优点，广泛应用于食物油纯化，核燃料处理、原油净化、维生素净化、废水处理等方面。一、实验目的1.掌握萃取塔传质单元高度的测定方法，学会分析外加能量对液-液萃取塔传质单元的影响；2.了解引起萃取塔液泛不正常现象出现的原因以及处理方法；3.了解液-液萃取设备的结构和特点。二、实验原理萃取是分离混合液体的一种方法，它是一种弥补精馏操作无法实现分离的方法之一,特别适用于稀有分散昂贵金属的冶炼和高沸点多组分分离，它是依据液体混合物各组分在溶剂中溶解度的差异而实现分离的。但是，萃取单元操作得不到高纯物质，它只是将难以分离的混合液转化为容易分离的混合液，增加了分离设备和途径，导致成本提高。所以，经济效益是评价萃取单元操作成功于否的标准。1•萃取和吸收的区别⑴相同之处：两者均是利用混合物中的各组分在某溶剂中溶解度的不同而达到分离的。吸收是气液接触传质，萃取是液-液接触传质，两者同属相际传质，因此两者的速率表达式和传质推动力的表达式是相同的图1.萃取和吸收的区别⑵不同之处：由于液-液萃取体系的特点，两相的密度比较接近，界面张力较小，所以，能用E于强化过程的推动力不大，加上分散的一相，凝聚分层能力不高；而气液吸收两相密度相差很大，界面张力较大，气液两相分离能力很大，由此，对于气液接触效率较高的设备，用于液-液接触效率不一定高。为了提高液-液相际传质设备的效率，常常需外加能量，如搅拌、脉动、振动等。另外，为了让分散的液滴凝聚，实现两相的分离,需要有足够的停留时间也即凝聚空间，简称分层分离空间。2.萃取塔结构特征由于液-液萃取体系的特点，从而使萃取塔的结构发生了根本性变化：3.萃取塔的操作特点⑴分散相的选择a.容易分散的一相为分散相：在现实操作过程中，很易转相，为了避免此类情况发生，宜选择容易分散的一相为分散相。b.不易润湿材质的一相作为分散相：对某些没有外加能量的萃取设备，像填料塔和筛板塔等，使连续相优先润湿塔器内壁，对萃取效率的提高相当重要。c.根据界面张力理论：由于界面张力变化对传质面积影响很大，对正系统竺>0,dx传质方向如图2所示，此时的液滴稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液滴不易合并，所形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大。麦朗格效应图2.表面张力理论图d.粘度大的、含放射性的、成本高的、易燃易爆的物料选为分散相。本次实验所选用的物系是清水萃取煤油中的苯甲酸，它正好符合上面a、b、c、d四项依据，因此选油相为分散相。⑵外加能量的大小外加能量的目的是使一相形成适宜尺寸的液滴，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。所以外加能量有它有利的一面和不利的一面。有利：a.增加液-液传质面积；b.增加液-液传质系数。do/dY<0较早这到平衡不利：a.返混增加，传质推动力下降；b.液滴太小，内循环消失，传质系数下降；c.容易发生液泛，通量下降。基于以上两方面考虑，外加能量要适度。⑶液泛a.定义：当连续相速度增加、分散相速度下降或外加能量增加，此时分散相上升或下降速度为零，对应的连续相速度即为液泛速度。b.影响液泛的因素：①外加能量的太大有关，外加能量指振幅和振动频率。②与通量和系统的物性有关，通量指相比，系统的物性主要指p,。图3.分散相分层分离空间位子图4.萃取塔的操作与控制⑴开车若选择重相为连续相，分层分离空间在塔顶，先灌满重相；若选择轻相为连续相,分层分离空间在塔底，先灌满轻相。换句话说，先灌满连续相，再开分散相。⑵物料衡算-0)⑷维持分相界面恒定，可以达到总物料的平衡；操作中利用n管来控制总物料平衡。⑶达到稳定操作的时间稳定时间=3X替代时间（一般需20min）5.萃取设备内的传质效果⑴影响传质效果的因素影响萃取传质效果的因素不外乎和吸收一样，有操作因素和设备因素。①操作因素：S,Xs,T,溶剂比（相比），与吸收相比对传质的影响力度略差些。②设备因素：分散相的选择对传质相当重要，应综合评价再作选择。外加能量中的振幅和振动...