萃取實驗塔是一種用于液-液萃取實驗的關鍵設備,其關鍵功能是通過兩相液體的充分接觸與傳質(zhì),實現(xiàn)混合物中特定組分的分離或富集。以下從結(jié)構(gòu)、工作原理、應用場景及操作要點四個方面展開分析:萃取實驗塔通常由塔體、分散裝置、填料(或塔板)、進料口、萃取劑入口、分離段等部分組成。塔體:一般采用玻璃或不銹鋼材質(zhì),便于觀察內(nèi)部兩相流動狀態(tài)。分散裝置:如噴嘴、篩板或轉(zhuǎn)盤,用于將一相液體破碎成液滴,增加兩相接觸面積。填料或塔板:提供液-液接觸界面,增強傳質(zhì)效率。分離段:位于塔頂和塔底,用于實現(xiàn)兩相的分層與分離。若遇乳化現(xiàn)象,可加入飽和氯化鈉水溶液或硅藻土過濾破乳。天津液體萃取實驗塔選型
利用兩種互不相溶的液體在塔內(nèi)的逆流接觸,使溶質(zhì)從一種液體轉(zhuǎn)移到另一種液體中,從而實現(xiàn)分離和提純的目的。在萃取過程中,待萃取的物料(通常為含有溶質(zhì)的溶液)從塔的上部進入,萃取劑從塔的下部進入,兩相在塔內(nèi)逆流流動,在填料或塔板的作用下,充分接觸和混合,溶質(zhì)從物料相轉(zhuǎn)移到萃取劑相中。經(jīng)過多次接觸和傳質(zhì)后,萃取后的物料相和萃取劑相分別從塔的底部和頂部排出。耐腐蝕性強:不銹鋼材質(zhì)具有良好的耐腐蝕性,能夠抵抗各種化學物質(zhì)的侵蝕,適用于處理各種腐蝕性較強的物料。結(jié)構(gòu)緊湊:不銹鋼萃取實驗塔的結(jié)構(gòu)相對緊湊,占地面積小,便于安裝和操作。傳質(zhì)效率高:通過合理設計塔內(nèi)的填料或塔板結(jié)構(gòu),以及優(yōu)化操作參數(shù),可以使兩相之間的傳質(zhì)效率得到顯著提高,從而實現(xiàn)高效的萃取過程。操作靈活:可以根據(jù)實驗的需要,靈活調(diào)整操作參數(shù),如溫度、壓力、流量、液位等,以滿足不同的實驗要求。易于清洗和維護:不銹鋼材質(zhì)表面光滑,不易結(jié)垢,易于清洗和維護,能夠保證實驗塔的長期穩(wěn)定運行。合肥304不銹鋼萃取實驗塔選型鈦材萃取實驗塔的維護相對簡便。
利用化合物在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同,使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。通過重力或機械作用使一種液體破碎成液滴,分散在另一連續(xù)液體中,以提高質(zhì)量傳遞效率,實現(xiàn)混合物中目標物質(zhì)的分離、富集與提純。結(jié)構(gòu)類型填料萃取塔:塔內(nèi)裝有填料,如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)等,其作用是使分散相液滴不斷破碎與聚合,讓液滴表面不斷更新,同時減少連續(xù)相的軸向混合,增加兩相間的傳質(zhì)面積。填料萃取塔結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝和制造。篩板萃取塔:由若干層篩板構(gòu)成,液體通過篩板上的小孔進行流動和接觸。分散相液體在篩板上形成液滴,與連續(xù)相液體充分接觸傳質(zhì),具有結(jié)構(gòu)簡單、通量大等特點。轉(zhuǎn)盤萃取塔:由帶水平靜環(huán)擋板的垂直圓筒構(gòu)成,靜環(huán)擋板將圓筒分成一系列萃取室,萃取室中心有轉(zhuǎn)盤,一系列轉(zhuǎn)盤平行地安裝在轉(zhuǎn)軸上,轉(zhuǎn)盤和靜環(huán)的上部和下部分別是兩個澄清室。在轉(zhuǎn)盤的作用下,分散相形成小液滴,增加兩相間的傳質(zhì)面積
了解萃取原理與過程:通過實驗直觀地理解液 - 液萃取過程中,目標物質(zhì)如何基于在不同溶劑中的溶解度差異實現(xiàn)分離,掌握萃取操作的基本原理和影響因素。學習操作實驗儀器:熟悉萃取塔、調(diào)節(jié)閥、加熱器、流量計等實驗儀器的使用方法,掌握如何正確控制和調(diào)節(jié)實驗參數(shù),如流量、溫度、轉(zhuǎn)速等,提高實驗操作技能。實踐科學方法:培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實驗方法,學生需要嚴格遵循實驗手冊的操作規(guī)范,合理調(diào)節(jié)實驗條件,準確記錄和分析實驗數(shù)據(jù),以獲得可靠的實驗結(jié)果,從而了解科學研究的基本過程和方法。測定相關參數(shù):如固定兩相流量,測定有無脈沖、不同進氣量、不同攪拌轉(zhuǎn)速或不同往復頻率時萃取塔的傳質(zhì)單元數(shù)、傳質(zhì)單元高度及總傳質(zhì)系數(shù)等,以評估萃取塔的性能和傳質(zhì)效果,為工業(yè)應用提供數(shù)據(jù)支持。萃取搖瓶實驗中,應震蕩30秒,停止30秒,如此重復3次。
關鍵參數(shù):決定分離效率的關鍵變量物性參數(shù)分配系數(shù)(K):直接決定單級分離效率,需通過實驗測定。界面張力與黏度:影響液滴分散與聚并速率(如低界面張力易乳化,高黏度降低傳質(zhì)速率)。密度差:決定澄清段分離速度(如水-C4密度差達0.6g/cm3,分層迅速)。操作參數(shù)流比(S/F):萃取劑流量與原料液流量之比,需平衡萃取率與溶劑消耗。停留時間:在填料層的停留時間需確保傳質(zhì)充分(通常10-30分鐘)。溫度與壓力:溫度升高可降低黏度,但可能改變K值;壓力對液-液體系影響較小。設備參數(shù)塔高與理論級數(shù):通過McCabe-Thiele圖計算所需級數(shù),確保分離精度(如工業(yè)塔常設10-30級)。填料類型:散裝填料(如拉西環(huán))適用于低黏度體系,規(guī)整填料(如絲網(wǎng))傳質(zhì)效率更高。萃取劑與混合物要充分接觸,通過攪拌或震蕩提高傳質(zhì)效率。合肥304不銹鋼萃取實驗塔選型
通過萃取實驗,可以驗證萃取劑的性能,以及萃取劑的使用壽命。天津液體萃取實驗塔選型
板式萃取實驗塔支持靈活的操作參數(shù)調(diào)節(jié),以適應不同的實驗需求。實驗人員可以根據(jù)待處理體系的性質(zhì),調(diào)節(jié)塔內(nèi)的溫度、壓力、兩相液體的流量比例等參數(shù)。溫度的改變會影響溶質(zhì)在兩相中的溶解度,從而影響萃取效果;壓力的調(diào)節(jié)可確保液體處于合適的相態(tài),避免出現(xiàn)氣化或冷凝異常;而流量比例的調(diào)整,則能優(yōu)化兩相的接觸時間和傳質(zhì)推動力。此外,還可通過改變塔板的類型、層數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù),調(diào)整塔內(nèi)的傳質(zhì)性能。這種靈活的參數(shù)調(diào)節(jié)能力,讓研究人員能夠針對不同的萃取體系和目標,設計出個性化的實驗方案,深入探究萃取過程的影響因素。天津液體萃取實驗塔選型