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振動篩板萃取的實驗原理
1、液—液萃取設備的特點
液—液相傳質過程和氣-液相傳質均屬于相間傳質過程，因此這兩類傳質過程有相似之處，但也有差別。在液—液系統(tǒng)中，兩相間的密度差較小，界面張力也不大，所以從過程進行的流體力學條件看，在液—液相的接觸過程中，能用于強化過程的慣性力不大，同時已分散的兩相，分層能力也不高。因此氣液接觸效率較高的設備，用于液—液接觸就顯得效率不高。為了提高液相傳質設備的效率，常常補給能量，如攪拌、脈沖振動等，為使得兩相逆流和兩相分離，需要分層段，以保證足夠的停留時間，讓分散的液相凝聚，實現(xiàn)兩相的分離。
2、液—液萃取塔的操作
2.1分散相的選擇
在萃取塔中，為了使兩相密切接觸，其中一相充滿設備中的主要空間，連續(xù)流動，稱為連續(xù)相；另一相以液滴的形式，分散在連續(xù)相中，稱為分散相。哪一相作為分散相對設備的操作性能、傳質效果有顯著影響。分散相的選擇可通過小試或中試確定，也可根據(jù)以下幾個方面考慮。
為了增加相際接觸面積，一般將流量大的一相作為分散相；但如果兩相的流量相差很大，并且所選的萃取設備具有較大的軸向混合現(xiàn)象，此時應將流量小的一相作為分散相，以減少軸向混合。
應充分考慮界面張力變化對傳質面積的影響，對于
的系統(tǒng)，即系統(tǒng)的界面張力隨溶質濃度增加而增加的系統(tǒng)，當溶質從液滴向連續(xù)相傳遞時，液滴的穩(wěn)定性較差，容易破碎，而液膜的穩(wěn)定性較好，液液不易合并，所以形成的液滴平均直徑較小，相際接觸面積較大；當溶質從連續(xù)相向液滴傳遞時，情況剛好相反。在設計液液傳質設備時，根據(jù)系統(tǒng)性質正確選擇作為分散相的液體，可在同樣條件下獲得較大的相際傳質表面積，強化傳質過程。
對于某些萃取設備，如填料塔和篩板塔等，連續(xù)相優(yōu)先潤濕填料或篩板是相當重要的。此時，宜將不易潤濕填料或篩板的一相作為分散相。
分散相液滴在連續(xù)相中的沉降速度，與連續(xù)相的粘度有很大關系。為了減小塔徑，提高兩相分離效果，應將粘度大的一相作為分散相。
此外從成本、安全考慮，應將成本高的、易爆物料作為分散相。
2.2液滴分散
為了使一相作為分散相，必須將其分散為液滴形式。一相液體的分散，亦即液滴的形式，必須使液滴有一個適當?shù)拇笮?。因為液滴的尺寸不僅關系到相際接觸面積，而且影響傳質系數(shù)和塔的流通量。
較小的液滴，固然相際接觸面積較大，有利于傳質；但是過小的液滴，其內(nèi)循環(huán)消失，液滴的行為趨于固體球，傳質系數(shù)下降，對傳質不利。所以，液滴尺寸對傳質的影響必須同時考慮這兩方面的因素。
此外，萃取塔內(nèi)連續(xù)相所允許的極限速度（泛點速度）與液滴的運動速度有關。而液滴的運動速度與液滴的尺寸有關。一般較大的液滴，其泛點的速度較高，萃取塔允許有較大的流通量；相反，較小的液滴，其泛點氣速較低，萃取塔允許的流通量也較小。
液滴的分散可以通過振動機構來實現(xiàn)。液滴尺寸除與物性有關外，主要決定于外加能量的大小。
2.3萃取塔的操作
萃取塔在開車時，應首先將連續(xù)相注滿塔中，然后開啟分散相，分散相必須經(jīng)凝聚后才能自塔內(nèi)排出。因此輕相作為分散相時，應使分散相不斷在塔頂分層凝聚，當兩相界面維持適當高度后，再開啟分散相出口閥門，并依靠重相出口的U形管自動調(diào)節(jié)界面高度。當重相作為分散相不斷在塔底分層凝聚，兩相界面應維持在塔底分層段的某一位置上。
3、液—液相傳質設備內(nèi)的傳質。
與精餾、吸收過程類似，由于過程的復雜性，萃取過程也被分解為理論級和級效率，或傳質單元數(shù)和傳質單元高度，對于轉盤塔、振動塔這類微分接觸的萃取塔，一般采用傳質單元數(shù)和傳質單元高度來處理。
3.1萃取單元數(shù)表示過程分離難易的程度。對于稀溶液，傳質單元數(shù)可近似用下式表示：
式中：
，萃取相為基準的總傳質單元數(shù)
、
，分別表示進塔原料液和出塔的萃余相濃度，以wt%表示
傳質單元高度表示設備傳質性能的好壞，可由下式表示
式中：
，以萃取相為基準的傳質單元高度，m
H ，萃取塔的有效接觸高度，m
已知塔高H和傳質單元數(shù)，可由上式得的數(shù)值。反映萃取設備傳質性能的好壞，越大，設備效果越低。影響萃取設備傳質性能的因素很多，主要有設備結構、兩相物性、操作條件以及外加能量的形式和大小等因素。
3.2萃取效率的計算
定義萃取效率
由于
隨著操作條件（如振動頻率h等）而改變，故可求出η-h的關系，并由此測得本實驗中萃取最佳效率點η0pt,及相應工況下的最大能量或液泛速度。
4、外加能量的問題
液液傳質設備引入外界能量促進液體分散，改善兩相流動條件，這些均有利于傳質，從而提高萃取效率，降低萃取過程的傳質單元高度，但應該注意，過度的外加能量將大大增加設備內(nèi)的軸向混合，減小過程的推動力。此外過度分散的液滴，將削弱滴內(nèi)循環(huán)。這些均是外加能量帶來的不利因素。權衡利弊，外加能量應適度，對于某一具體萃取過程，一般應通過實驗尋找合適的能量輸入量。
5、液泛
在連續(xù)逆流萃取操作中，萃取塔的能量（又稱負荷）取決于連續(xù)相容許的線速度，其上限為最小的分散相液滴處于相對靜止狀態(tài)時的連續(xù)相流率。這時塔剛處于液泛點（即為液泛速度）。在實驗操作中，連續(xù)相的流速應在液泛速度下。為此需要有可靠的液泛數(shù)據(jù)，一般這是在中試設備中用實際物料實驗測得的。