最全的萃取设备结构及工作原理图解

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　　一、离心萃取机

　　萃取专用的离心机，由于可以利用离心力加速液滴的沉降分层，所以允许加剧搅拌使液滴细碎，从而强化萃取操作。离心萃取机有分级接触和微分接触两类。前者在离心分离机内加上搅拌装置，形成单级或多级的离心萃取机，有路维斯塔式和圆筒式离心萃取机。后者的转鼓内装有多层同心圆筒，筒壁开孔，使液体兼有膜状与滴状分散，如波德比尔涅克式离心萃取机。离心萃取机特别适用于两相密度差很小或易乳化的物系，由于物料在机内的停留时间很短，因而也适用于化学和物理性质不稳定的物质的萃取。


　　性能特点：

　　1、两相物料在离心力作用下分离效果明显，处理量大。

　　2、两相物料接触时间短，节约萃取剂的投入成本。

　　3、传质效率高，级效率高，开停车方便，停车后不破坏平衡。

　　4、设备占地面积小，综合投资成本低。

　　5、适应性强，灵活性高，可间歇运行，可单台运行，可连续逆流操

　　作，且中间不需要另设级间泵。

　　二、混合澄清槽

　　萃取槽（又称混合澄清槽）是靠重力实现两相分离的一种逐级接触萃取设备，就水相和有机相的流向而言，可分逆流式和并流式；就能量输入方式而言，可分为空气脉动搅拌、机械搅拌和超声波搅拌；就箱提结构而言，除简单箱式混合器之外，还有多隔室的、组合式等各种其他混合器。

　　萃取槽是工业应用最早且仍广泛使用的技术成熟的萃取设备。它是靠重力实现两相分离的一种逐级接触式萃取设备，主要由混合室和澄清室两部分组成。原料液和萃取剂首先经过各自的进料口进入混合室中，通过搅拌器的搅拌使之混合传质，然后通过溢流挡板进入澄清室内，通过重力作用实现自然分离。最后分别进入不同的出口，完成萃取过程。实际生产中，萃取槽一般为多级串联，并设有反萃段、洗涤段、再生段等多个工段。


　　性能特点：

　　1、操作简单灵活，设备制造简单；

　　2、设备放大容易，可靠；

　　3、适应性强，适用大的流比变化；

　　4、级效率高，操作弹性大。

　　5、投资和运转费用较大。

　　6、广泛应用于制药、生物工程、精细化工、湿法冶金、农药、环保、食品、核工业等领域。

　　三、填料萃取塔

　　轻相由塔底引入，重相由塔顶加入，两相在填料表面接触传质。


　　性能特点：

　　萃取设备种类很多，填料萃取塔是应用最广泛的萃取设备之一。它不仅具有结构简单，便于制造和安装等优点，而且由于新刮填料的开发，使填料萃取塔的处理能力大幅度提高，传质效率有所改善;因此近年来填料萃取塔的研究和应用得到了迅速的发展。但是由子液液萃取过程两相密度差小，连续相粘度较大、两相轴向返混严重、界面现象复杂。

　　影响萃取过程的因素非常多，而其中很多因素尚末被充分理解。大多数可用的数据是在小吧实验设备中测量的，通常实验设备只有几英寸直径和几英尺高。因而，所得关系式只能用干粗略的估算，设计时也应留有充分的余地”。与梢馏和吸收等气液传质过程相比，填料萃取塔的设计具有一些不同的特点。

　　四、筛板萃取塔

　　塔底引入轻相（分散相）经筛孔分散后，在重相（连续相）中上升，到上一层筛板下部聚成一层轻液，再分散，再聚集。分散的过程即萃取传质过程。塔顶和塔底分别得到萃取相和萃余相。



　　性能特点：

　　筛板萃取塔由于其处理量大、结构简单、造价低廉而被广泛应用于化工生产过程中。塔内液液两相的流动结构对传质效率有着重要影响，同时连续相的流动结构又与塔内件结构密切相关。

　　五、往复筛板萃取塔

　　利用曲轴，使中心轴上的筛板做上下往复运动，促进液体在筛孔喷射引起分散混合，进行接触传质。


　　性能特点：

　　以麻黄碱水溶液为分散相,甲苯为萃取剂,选用往复筛板萃取塔作为萃取设备,进行麻黄碱水溶液的萃取试验研究及工业化应用研究。往复筛板萃取塔萃取周期短,溶剂使用量少,处理量大,萃取效率和萃取质量较高。

　　六、转盘筛板萃取塔

　　转盘萃取塔属于机械搅拌的塔式萃取设备，它由三部分组成：上澄清段、混合段，下澄清段。其中混合段为一圆筒形状，内部被静环挡板分割成一系列萃取室，两个静环挡板中间为固定转盘，且随着搅拌轴一起旋转。工作时，重相（水相）和轻相（有机相）分别从塔顶和塔底进入，在塔内呈逆流接触。在固定转盘的搅动下，分散相形成小液滴，使传质面积增加，完成萃取过程后，轻相和重相分别从塔顶和塔底的出口流出。


　　性能特点：

　　1. 占地面积小，维修费用低；

　　2. 处理能力大，适合连续生产；

　　3. 级效率高，溶剂滞留量小。

　　七、脉动塔

　　在工作段中装置成组筛板(无溢流管的)或填料。由脉动装置产生的脉动液流，通过管道引入塔底，使全塔液体作往复脉动。


　　性能特点：

　　脉动液流在筛板或填料间作高速相对运动产生涡流，促使液滴细碎和均布。脉动塔能达到更高的分离效能，但处理量较小，常用于核燃料及稀有元素工厂。

　　八、脉冲塔

　　主要有脉冲填料塔和脉冲筛板塔两种。塔结构本身与一般的填料塔或筛板塔基本相同。


　　性能特点：

　　由于塔内无机械转动或往复运动部件，脉冲发生器可离开塔身，这样就易于解决防腐蚀和防放射性问题。因此在原子能工业中得到了广泛的应用。其缺点是整塔液体脉动，能耗较大。

　　九、振动板塔

　　将筛板连成串，由装于塔顶上方的机械装置带动，在垂直方向作往复运动，借此搅动液流，起着类似于脉动塔中的搅拌作用。萃取塔设计主要是确定塔的直径和工作段高度。先从液体流量除以操作速度，得出塔截面，算出塔径。然后根据塔的特性以及物系性质和分离要求，确定传质单元高度和传质单元数，最后两者相乘即得塔的工作段高度。也有按当量高度与理论级数计算工作段高度的。


　　振动筛板萃取实验装置流程示意图

　　1—π型管；2—玻璃塔体；3—筛板；4—水相入口管；5—直流变速单机；6—调压器；7—流量调节阀；8—煤油流量计；9—煤油入口管；10、15—回流阀；11—煤油储槽；12、18—磁力泵；13—水流量调节阀；14—水流量计；16—水储槽；17—出口煤油储槽