萃取设备

此时采用孔口突起的分布板。 ②液滴内的环流
液滴运动方向
表面不断更新， 增大传质速率。
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第11章 液液萃取
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③界面骚动现象
液滴表面不同点的溶质浓度、界面张力不同，表面上液体质点 受力不平衡，液滴表面产生不规则的抖动。液滴外侧的连续相处于 湍动状态，当运动方向相反的连续相液体质点碰撞在液滴表面时， 会迸发出许多纤细的垂直于液滴表面的射流。
11.4 萃取设备 1、混合澄清槽
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2、筛板塔
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3、脉冲筛板塔 在塔内提供外加机械
能以造成脉动，使物料处 于周期性的变速运动之中， 两液相获得较大的相对速 度。传质速率很高。
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脉冲筛板塔
第11章 液液萃取
3
4、振动筛板塔
①设备的允许通过能力，即两相的极限通过能力；
②设备的传质速率。
前者决定设备的直径，后者决定设备的高度。
设备的特性速度：
以喷洒塔为例，设重相为分散相，轻相为连续相。
分散相空塔速度为 uD ,连续相空塔速度为 uc 体积分率在数值上等于截面上的占据面积分率。
D
VD VD Vc
以 1m2 塔总截面积为分析问题的基准：两相的相对速度 us
由（11-62）、（11-63）两式消去 uk
DF
LR 2 8LR
1
2 3LR
4 1 LR
11 64
LR
uD uC
此式表明，φDF 与系统物性、液滴尺寸、设备类型等无关，而只为
两相流量比所决定。
uC 60% ~ 70% uCF
uD 60% ~ 70% uDF
D 4VC 4VD
D
uD
1
D
uc
1 D 2
ut
Hale Waihona Puke Baidu
11 59
（11-59）式以隐函数的形式揭示了 uD uc φD 的内在联系。 对其他类型的传质设备 , us 不严格地等于 ut
D
uD
1
D
1
uc
D
2
uk
临界滞液率与两相极限速度：
11 60
uk 完全由设备特性所决定，称 特性速度。
在 uc 固定不变的情况下，uD 增大，φD 随之增大，但有一个临界值
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⑥分散相的选择 （1）为增大相际接触面积，将流量大者作为分散相；
（2）当两相流量比差很大时，为减小轴向返混，将流量小者作为 分散相；
（3）为减小液滴尺寸，对于dσ/dx＞0的系统，使溶质从分散相到 连续相；而对于dσ/dx＜0的系统,应使溶质从连续相到分散相；
（4）将粘度大的液体作为分散相；
（5）将对填料、筛板润湿性较差的液体作为分散相；
（6）将成本高、易燃易爆的液体作为分散相。
分散相液体总是先通过分布器分散之后在流入连续相内。
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uC
uD
VC ,VD m 3 / s
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11.4.3 液液传质设备的传质速率
①分散相液滴尺寸： a d p2 6
D
6
d
3 p
dp
a 6 D
dp
a-----设备内单位体积液体混合物所具有的相际传质表面，m2/m3
当 uC uD 给定时，φD 与 ut ( uk ) 有关，因而也与 dp 有关，dp 愈小， ut ( uk )愈小， φD愈大。
φDF 。 分析：发生液滴合并；或部分液滴被连续相带走。
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由（11-60）式，临界滞液量可由 uD 0 求得，即
D
ucF uk 1 2 DF 1 DF 2
11 62
反映了临界滞液量φDF 与连续相极限空速 ucF 的关系。
同理，由
uc 0
D
uDF 2uk DF 2 1 DF 11 63
分三装置的开孔尺寸对液滴大小起着决定性的影响。实验表明，除 孔径、表面张力σ 、密度ρ等外， dp还与以下两个因素有关：
①分散相液体与喷嘴或孔板材料之间的润湿性；
②分散相液体通过小孔的速度。
如果分散相液体对喷嘴或孔板材料的润湿性较连续性液体差， 而孔速又低(＜10 cm/s) ，则在开孔处可形成尺寸均匀的液滴，其大 小由孔径、表面张力及两相密度差所决定。
振动筛板塔的操作状况及液泛现象
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5、转盘塔
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第11章 液液萃取
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6、喷洒塔
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7、静态混合器
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8、翻斗式萃取器
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P241 11.4.2 液液传质设备的液泛与两相极限速度 液液传质设备的主要技术性能：
当孔速较高时，分散相呈射流自小孔喷出，然后在两相作用下
2破020碎/6/1成滴，此时生成的液滴一第1般1章不液会液萃均取 匀。
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孔速继续增加至某一极限，分散相射流消失，紧挨着开孔处生成 很小的液滴。
在实际操作中，通常出现的是孔速较高的情况。
反之，当分散相对喷嘴或孔板材料具有很好的润湿性时，在同样 的孔速下，将形成较大的液滴且尺寸不能控制。
液滴表面存在的这种不规则运动现象，是由传质过程本身引起 的，称为界面骚动现象。
界面骚动现象可从两个方面影响液液传质过程：
（1）液滴界面抖动及其迸发出的许多纤细射流，有利于传质；
（2）液滴表面不同点的界面张力不同，引起液滴的再分散或合并。 分散相 传质 连续相 液滴中x d 0
dx
d 0
dx
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us
uD
D
uc
1D
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us 必等于液滴群中单个颗粒的沉降速度。
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us
gd p 2 D
18 c
m
m D D c 1 D
us
gd p 2 D
18 c
c 1 D
ut 1 D
11 58
将 ut 代入（11-55）式