抽出装置（抽出塔）の設計および分類

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抽出装置（抽出塔）の設計および分類は、主に塔の直径と作業部の高さを決定することです。まず、液体流量を操作速度で割って塔の断面積を求め、塔径を算出する。次に、塔の特性および物質系の性質と分離要件に基づいて、伝質ユニットの高さと伝質ユニット数を決定し、最後にこれら二つを掛け合わせることで塔の作業段高さが得られる。等価高さと理論級数によって作業区間の高さを計算する方法もある。 遠心抽出機は抽出塔と比べて、遠心力を利用して液滴の沈降分離を促進できるため、撹拌を強化して液滴を微細化し、それによって抽出操作を効果的に行うことができる。遠心抽出機には、段階接触型と微分接触型の2種類がある。前者は遠心分離機に撹拌装置を付加し、単段または多段の遠心抽出機を形成する。遠心抽出機は、二相の密度差が非常に小さいか乳化しやすい物質系に特に適しており、装置内での物質の滞留時間が短いため、化学的・物理的性質が不安定な物質の抽出にも適しています。 一般的な抽出塔の形状や分類には、以下のものがある：①回転盤式抽出塔：作業部において、等間隔で一組の環状板が設置され、作業部を一連の小室に分けている。各小室の中央には、撹拌器として回転する円盤がある。これらの円盤はタワーの中心にある主軸に取り付けられ、タワーの外側にある機械装置によって回転させられる。回転盤タワーは構造がシンプルで処理能力が高く、非常に優れた分離性能を持っているため、石油精製業や石油化学工業で広く利用されています。 ②脈動抽出塔：作業部には、グループ化されたスクリーンプレート（オーバーフローチューブなし）または充填材が設置される。脈動装置によって生成された脈動する液流が配管を通じて塔底に導入され、塔内の液体全体が往復して脈動する。脈動する液流がスクリーン板や充填材の間で高速で相対運動し渦を発生させ、液滴を微細化し均一に分布させる。脈動塔はより高い分離効率を達成できるが、処理量は少なく、核燃料や希少元素の工場でよく使用される。 ③振動板抽出塔：スクリーン板を連ならせ、塔の上部に設置された機械装置によって駆動され、垂直方向に往復運動を行うことで液流をかき混ぜ、パルス塔における撹拌作用に似た効果を発揮する。