Проектирование и классификация оборудования для экстракции (экстракционных колонн)

Thread Content

Проектирование и классификация оборудования для экстракции (экстракционных колонн) заключается в основном в определении диаметра колонны и высоты рабочей зоны. Сначала делится расход жидкости на скорость работы, чтобы получить площадь поперечного сечения колонны, а затем вычисляется диаметр колонны. Затем, исходя из характеристик колонны, свойств системы и требований к разделению компонентов, определяются высота элемента массообмена и его количество; при умножении этих значений получается высота рабочей части колонны. Также существует способ расчета высоты рабочего участка на основе эквивалентной высоты и теоретической серии. По сравнению с экстракторами-башнями, центробежные экстракторы могут использовать центробежную силу для ускорения оседания и разделения капель, что позволяет усилить перемешивание и раздроблять капли, тем самым повышая эффективность процесса экстракции. Центрифугальные экстракторы делятся на два типа: с поэтапным контактом и с дифференциальным контактом. В первом случае в центрифугу добавляют устройство для перемешивания, в результате чего получается одноступенчатая или многоступенчатая центрифугальная экстракторная установка. Центрифугальные экстракторы особенно подходят для систем с небольшой разницей плотностей фаз или для веществ, склонных к эмульгированию. Поскольку время пребывания материала в устройстве очень короткое, они также подходят для экстракции веществ с нестабильными химическими и физическими свойствами. Распространенные типы конструкций и классификация экстракторов включают: ① Экстрактор с вращающимся диском: в рабочей зоне на равных расстояниях друг от друга установлена серия кольцевых пластин, которые делают рабочую зону на ряд маленьких камер; в центре каждой камеры находится вращающийся диск, выполняющий функцию миксера. Эти диски установлены на главном валу, расположенном в центре башни, и вращаются под действием механизмов, находящихся снаружи башни. Башня с вращающимся диском имеет простую конструкцию, высокую производительность и значительную эффективность разделения; она широко используется в нефтеперерабатывающей промышленности и нефтехимии. ②Колебательная экстракторная колонна: в рабочей зоне устанавливаются группы ситовых пластин (без труб для оттока) или наполнители. Пульсирующий поток жидкости, создаваемый устройством для генерации пульсаций, по трубопроводам подается в нижнюю часть колонны, заставляя жидкость во всей колонне колебаться вперед-назад. Пульсирующий поток жидкости с высокой скоростью движется относительно ситовой пластины или наполнителя, образуя вихри, что способствует раздроблению и равномерному распределению капель. Пульсирующая башня позволяет достичь более высокой эффективности разделения, но объем обрабатываемой сырья меньше; она часто используется на заводах по производству ядерного топлива и редких элементов. ③Экстракционная колонна с вибрирующими пластинами: решетчатые пластины соединены между собой в цепочку; механизм, расположенный над верхней частью колонны, приводит их в движение в вертикальном направлении. Это способствует перемешиванию жидкости, что аналогично функции перемешивателя в колоннах с пульсирующим движением.