7.3.4 Кинетика экстракции

Кинетические закономерности процесса определяются основными законами массопередачи. При экстракции происходит массообмен между жидкими фазами и распределяемое вещество переходит из одной жидкости в другую. Для развития поверхности фазового контакта одну из жидкостей диспергируют до капель. Процесс переноса вещества при экстракции представляет собой перенос вещества из сплошной фазы к поверхности капли; перенос вещества через поверхность капли; распределение вещества внутри капли. Диффузионное сопротивление может быть как в сплошной фазе, так и в самой капле. Интенсивность процесса переноса вещества определяется положениями:

– чем больше размер капель, тем больше интенсивность массопередачи в каплю, т.е. создаются более благоприятные условия для возникновения конвективных потоков;

– поверхностно-активные вещества снижают перенос вещества в каплю, т.е., адсорбируясь на поверхности, они уменьшают конвективные потоки;

– существенное влияние на интенсивность переноса в системе «жидкость – жидкость» оказывают процессы с изменением размера капель, т.е. обновление поверхности контакта фаз при слиянии и дроблении.

7.3.5 Принципиальные схемы экстракции

7

Рисунок 7.26 – Схема однократной экстракции

.3.5.1 Однократная (одноступенчатая) экстракция представляет собой наиболее простой процесс, схема которого представлена на рисунке 7.26.

Данный процесс может быть периодическим и непрерывным. Недостатком этого процесса является низкая степень извлечения, поэтому на практике часто используют многократную экстракцию.

7.3.5.2 Многократная (многоступенчатая) экстракция

Схема многократной экстракции с перекрестным током растворителя изображена на рисунке 7.27.

Рисунок 7.27 – Схема многоступенчатой экстракции при

перекрестном токе растворителей

Исходный раствор последовательно перемещается через несколько экстрактов, в каждом из которых он обрабатывается свежим растворителем. Это позволяет увеличить степень извлечения компонентов из обрабатываемого раствора.

Недостатки: увеличенный расход экстрагента.

С

Рисунок 7.28 – Схема многоступенчатой экстракции при

противоточном токе растворителя

хема многократной экстракции с противоточным током растворителя изображена на рисунке 7.28.

Достоинства: высокая производительность; получение противотоков заданного качества.

7.3.5.3 Другие виды экстракции

а) непрерывная противоточная (проводится в колонных аппаратах)

Достоинства: низкие капитальные затраты; высокая степень извлечения;

б) экстракция с двумя экстрагентами;

в) экстракция с флегмой, цель которой  увеличение смачиваемости насадки и увеличение извлекаемого компонента на последней тарелке.

7.3.6 Классификация экстракторов

Экстракционные аппараты классифицируют по разным признакам.

По принципу взаимодействия контактирующих фаз экстракционные аппараты можно разделить на два класса: работающие с непрерывным контактом фаз или со ступенчатым контактом фаз.

По расположению аппарата экстракторы подразделяются на вертикальные, горизонтальные и центробежные.

Важнейшим признаком классификации экстракторов является отсутствие или наличие подвода энергии извне. Экстракторы бывают без подвода внешней энергии (насадочные, тарельчатые, полые) и с подводом внешней энергии (роторно-дисковые, пульсационные, центробежные, вибрационные).