超临界流体萃取过程.pptx
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1、第1页/共25页 B、卢威式离心萃取器 卢威式离心萃取器是一种立式逐级接触式离心萃取设备。如图所示为三级离心萃取器,其主体是固定在外壳上的环行盘,此盘随壳体作高速旋转。在壳体中央有固定不动的垂直空心轴,轴上装有圆形圆盘且开有若干个喷出口。萃取操作时,原料液和萃取剂均由空心轴的顶部加入,重液沿空心轴的通道下流至萃取器的底部而进入第3级的外壳内,轻液由空心轴的通道流人第1级,在空心轴内,轻液与来自下一级的重液混合,进行相际传质,然后混合物经空心轴上的喷嘴沿转盘与上方 固定盘之间的通道被甩到外壳的四周。靠离心力的作用使轻、重相分开,重液由外部沿着转盘与下方固定盘之间的通道而进入轴的中心(如图中实线所
2、示),并由顶部排出,其流向为由第3级经第2级再到第1级,然后进入空心轴的排出通道。轻液则沿图中虚线所示的方 向,由第1级经第2级再到第3级,然后由第3级进入空心轴的排出通道。两相均由萃取器的顶部排出。第2页/共25页 卢威式离心萃取器的优点:可以靠离心力的作用处理密度差小或易产生乳化现象的物系;设备结构紧凑,占地面积小;效率较高。缺点是:动能消耗大,设备费用也较高。第3页/共25页 C、波德式离心萃取器 波德式离心萃取器又称为离心薄膜萃取器,简称POD离心萃取器,是一种微分接触式萃取设备。主要由一水平空心轴和一随轴高速旋转的圆柱形转鼓以及固定外壳组成。转鼓由一多孔的长带卷绕而成,其转速一般为
3、20005000r/min,产生的离心力为重力的几百至几千倍。操作时,在带有机械密封装置的套管式空心转轴的两端分别引人重液和轻液,重液引人转鼓的中心,轻液引到转鼓的外缘,在离心力的作用下,轻液由外向内,重液由内向外,两相沿径向逆流通过螺旋带上的各层筛孔,分散并进行相际传质。传质后的混合物在离心力作用下又分为轻相和重相,并分别引到套管式空心轴的两端流出。第4页/共25页 波德式离心萃取器的优点:结构紧凑,物料停留时间短。缺点:结构复杂,制造困难,造价高,维修费和能耗均比较大。适用于两相密度差小,易乳化,难分相及要求接触时间短、处理量小的场合。第5页/共25页(2)、萃取设备的选择 萃取设备的类型
4、很多,特点各异,必须根据具体对象、分离要求和客观实际条件来选用。选择原则是:在满足工艺条件和要求的前提下,从经济角度衡量,使成本趋于最低。以下列出几方面的因素可供选择时参考。、工艺条件 对中、小生产能力,可用填料塔、脉冲塔;处理量较大时,可选用转盘塔、筛板塔、振动筛板塔;混合澄清器既适用于大处理量,也适用于小型生产。当分离要求的理论级数不超过3级时,各种萃取设备均可选用;当需要的理论级数较多时,可选用筛板塔;更多时(如1020级),可选用有外加能量的设备,如混合澄清器、脉冲塔、往复筛板塔、转盘塔等。第6页/共25页、物系的性质 A、对密度差较大、界面张力较小的物系,可选用无外加能量的设备;对界
5、面张力较大或粘度较大的物系,可选用有外加能量的设备;对密度差很小,界面张力小,易于乳化的物系,可选用离心萃取设备。B、对有较强腐蚀性的物系,可选用结构简单的填料塔、脉冲填料塔;对于放射性元素的提取,可选用混合澄清器、脉冲塔。C、对含有固体悬浮物或易生成沉淀的物系,容易堵塞,需要定期清洗,可选用混合澄清器、转盘塔,也可考虑选用往复筛板塔、脉冲塔,因为这些设备具有一定的自洗能力。对稳定性差、要求在设备内停留时间短的物系,可选用离心萃取器;对要求停留时间较长的物系,可选用混合澄清器。第7页/共25页、其他因素 在选用萃取设备时,还要考虑其他一些因素,如能源供应情况,在能源紧张地区应优先考虑节电,故尽
6、量选用依靠重力流动的设备;当厂房面积受限制时,可选用塔式设备;当厂房高度受限制时,可选用混合澄清器等。选择萃取设备时应考虑各种因素列于下表。第8页/共25页第9页/共25页二、超临界流体萃取 超 临 界 流 体 萃 取(Supercritical fluid extraction,简称SFE是近20年来迅速发展起来的一种新 型 的 萃 取 分 离 技 术。是 利 用 超 临 界 流 体(Supercritical fluid,简称SCF)作为萃取剂,该流体具有气体和液体之间的性质,且对许多物质均具有很强的溶解能力,分离速率远比液体萃取剂萃取快,可以实现高效的分离过程。目前,超临界流体萃取已形成
7、了一门新的化工分离技术,并开始在炼油、食品、香料等工业中的一些特定组分的分离 上展示了它的应用前景。第10页/共25页1、流体的临界特征 稳定的纯物质及由其组成的定组成混合物具有固有的临界状态点,临界状态点是气液不分的状态,混合物既有气体的性质,又有液体的性质。此状态点的温度Tc、压力pc、密度称为临界参数。在纯物质中,当操作温度超过它的临界温度,无论施加多大的压力,也不可能使其液化。所以Tc温度是气体可以液化的最高温度,临界温度下气体液化所需的最小 压力pc就是临界压力。第11页/共25页2、超临界流体特征 当物质温度较其临界值高出10100,压力为530MPa时物质进入超临界状态,此时,压
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