[科普中国]-逐级接触式萃取设备

逐级接触式萃取设备，也称阶段接触式设备，它由若干个级所组成，铸一级分为混合和澄清两区，典型的结构如多级混合澄清槽。在逐级接触式设备中，每一级均进行两相的混合与分离，故每级之间两液相的组成将发生阶跃式的变化。1

介绍液液系统两相的密切接触和快速分离要比气液系统困难得多。因此，液液传质设备的类型也很多，目前已有30余种不同型式的萃取设备在工业上获得应用。若根据两相接触方式，萃取设备可分为逐级接触式和微分接触式两类，而每一类又可分为有外加能量和无外加能量两种。下表列出常用的萃取设备。在习惯上，不管设备有无外加能量，也不管是逐级接触还是微分接触，只要设备的截面是圆形而且高径比很大，统称为塔式传质设备。

多级混合一澄清槽多级混合一澄清槽是一种典型的逐级接触式液液传质设备，其每一级包括混合器和澄清槽两部分（如图1）。在实际生产中，混合澄 料液清槽可以单级使用，也可以多级按逆流、错流方式组合使用。

混合澄清槽的主要优点是传质效率高，操作方便，能处理含有固体悬浮*物的物料。这种设备的主要缺点有：

（1）水平排列的多级混合一澄清槽，占地面积较大；

（2）每一级内均设有搅拌装置，流。体在级间的流动一般需用泵输送，因而设备费用和操作费用均较大。混合澄清槽轻液针对水平排列的多级混合一澄清槽所存在的缺点，有时采用箱式或立式混合一澄清槽。

筛板塔筛板塔用于液液传质过程的筛板塔的结构及两相流动情况与气液系统中的筛板塔颇为相似。就总体而言，轻、重两相在塔内作逆流流动，而在每块塔板上两相呈错流接触。如果轻液为分散相，塔的基本结构与两相流动情况如图2所示。2

作为分散相的轻液穿过各层塔板自下而上流动，而作为连续相的重液则沿每块塔板横，向流动，由降液管流至下层塔板。轻液通过板上筛孔被分散为液滴，与板上横向流动*的连续相接触和传质。液滴穿过连续相之后，在每层塔板的上层空间（即在上一层塔板之下）形成一清液层。该清液层在两相密度差的作用下，经上层筛板再次被分散成．液滴而浮升。可见，每一块筛板及板上空间的作用相当于一级混合一澄清槽。为产生，较小的液滴，液液筛板塔的孔径一般较小，通常为3～6 mm。

若重液作为分散相，则须将塔板上的降液管改为升液管。此时，轻液在塔板上。部空间横向流动，经升液管流至上层塔板，而重相穿过每块筛板白上而下流动。图2轻相为分散相的筛板塔，图3重相为分散相的筛板塔。

在筛板塔内分散相液体的分散和凝聚多次发生，而且筛板的存在又抑制了塔内的-轴向返混，其传质效率是比较高的。筛板塔在液液传质过程中已得到相当广泛的应用。

选择原则在选择萃取设备时必须要进行综合考虑。如对料液和溶剂的性质、物料的处理量、级数和场地等特定条件，都要加以认真地分析。在选择设备中，还要对各种萃取设备的性能进行比较。各种萃取设备的基本性能比较于表。

物料性质是选择设备的重要依据，因为不同的萃取体系，在同一类设备中会出现不同的效果，如果两相间传质速度快，而密度差小，又要求处理量大时，应考虑选择离心萃取器。

在保证萃取金属质量符合要求的条件下，处理量大小会成为衡量经济效益的主要条件，如果要求的处理量大，而要求级效率又高，并且需要级数不多时，可考虑选择混合澄清器。

萃取设备的操作费用和制造费用是选择萃取设备的重要因素，在萃取设备中非搅拌萃取塔操作费用和制造费用最低，而离心萃取器操作费用（含维修费用）及制造费用最高，还必须按分离金属的产品质量要求进行全面比较。

本词条内容贡献者为:

蒲富永 - 教授 - 西南大学