萃取设备萃取塔的工作原理和应用特点

萃取设备萃取塔的工作原理和应用特点通常将高径比较大的萃取装置统称为塔式萃取设备，简称萃取塔。萃取塔在工业上有着广泛的应用。为了确保良好的萃取效果，萃取塔应具有以下特点：（1）分散装置，以提供两相间良好的接触条件。（2）塔顶、塔底均应有足够的分离空间，以便两相的分层。根据两相混合和分散的措施不同，萃取塔的结构形式也多种多样。工业上常用的萃取塔有喷洒萃取塔、填料萃取塔、转盘萃取塔、筛板萃取塔等。1、喷洒萃取塔喷洒萃取塔又称喷淋塔，是最简单的萃取塔，轻、重两相分别从塔底和塔顶进入，如图所示。若以重相为分散相，则重相经塔顶的分布装置分散为液滴后进入轻相，与其逆流接触传质，重相液滴降至塔底分离段处聚合形成重相液层排出；而轻相上升至塔顶并与重相分离后排出。若以轻相为分散相，则轻相经塔底的分布装置分散为液滴后进入连续的重相，与重相进行逆流接触传质，轻相升至塔顶分离段处聚合形成轻液层排出，重相流至塔底与轻相分离后排出。喷洒萃取塔的特点：结构简单，塔体内除轻重相物料的进出接管和分散装置外，无其他内部构件；轴向返混严重，传质效率较低。喷洒塔适用于仅需一、二个理论级的场合，如水洗、中和或处理含有固体的物系。2、填料萃取塔填料萃取塔是液液两相连续接触、溶质组成发生连续变化的传质设备，如图所示。在萃取过程中，轻、重两相分别由塔底和塔顶进入，由塔顶和塔底排出。萃取时，连续相充满整个填料塔，分散相由分布器分散成液滴，在与连续相逆流接触中进行传质。为了使分散相更好地分散成液滴，有利于两相接触传质分离，萃取塔宜选用不易被分散相润湿的填料，通常，陶瓷材料易为水溶液润湿，塑料填料易被大部分有机液体润湿，而金属材料无论对水或者是对有机溶剂均易润湿，常用的填料有拉西环、鲍尔环以及鞍型等。填料萃取塔的特点：结构简单，造价低廉，操作方便；生产强度小，传质效率较低。填料萃取塔适合腐蚀性料液，适用于处理量较小、工艺要求低的理论级数小于3的场合。3、转盘萃取塔1951年，Reman研究开发了转盘萃取塔，其基本结构如图所示。近年来又开发了不对称转盘塔（偏心转盘萃取塔），其基本结构如图所示。带有搅拌叶片的转轴安装在塔体的偏心位置，塔内不对称地设置垂直挡板，将其分成混合区3和澄清区4。混合区由横向水平挡板分割成许多小室，每个小室内的转盘起混合搅拌器的作用。澄清区又由环形水平挡板分割成许多小室。偏心转盘萃取塔既保持原有转盘萃取塔用转盘进行分散的特点，同时分开的澄清区又可使分散相液滴反复进行凝聚分散，减小了轴向混合，从而提高了萃取效率。偏心转盘萃取塔的尺寸大，对物系的性质适应性很强，能适用于含有悬浮固体或易乳化的料液。4、筛板萃取塔筛板萃取塔是逐级接触式设备，依靠两相密度差，在重力作用下两相进行分散、逆向流动，其基本结构如图所示。若干层筛板按一定间距固定在中心轴上，由塔顶的传动机构驱动而做上下往复运动。往复振幅一般为3~50mm，频率可达100min-1。往复筛板的孔径要比脉动筛板的大些，一般为7~16mm。当筛板向上运动时，迫使筛板上侧的液体经筛孔向下喷射；反之，又迫使筛板下侧的液体向上喷射。每一块筛板连同筛板上方的空间，其功能相当于一级混合澄清器。为防止液体沿筛板与塔壁间的缝隙走短路，每隔若干块筛板，在塔内