In der modernen industriellen Produktion sind die Trennung und Reinigung von Substanzen entscheidende Verbindungen. Als effiziente Flüssigkeits-Flüssigkeits-Massenübertragungsvorrichtung die Lösungsmittelextraktionsturm spielt in vielen Bereichen eine Schlüsselrolle. Es verwendet den Unterschied in der Löslichkeit oder des Verteilungskoeffizienten verschiedener Substanzen in zwei nicht mischbaren Lösungsmitteln, um die Extraktion, Trennung, Anreicherung und Reinigung der Zielkomponenten in der Mischung zu erreichen. Egal, ob es sich um eine chemische Industrie, die Raffination von Erdöl, die Hydrometallurgie, den Umweltschutz und andere Branchen, Lösungsmittelextraktionstürme befassen eine unverzichtbare Position. ​

1. Analyse des Arbeitsprinzips

(1) Grundprinzip - Verteilungsgesetz

Die theoretische Kernbasis der Lösungsmittelextraktion ist das Verteilungsgesetz. Wenn zwei nicht mischbare (oder leicht lösliche) Lösungsmittel eine lösliche Substanz hinzugefügt werden, kann die Substanz in den beiden Lösungsmitteln gelöst werden. Bei einer bestimmten Temperatur ist das Verhältnis ihrer Konzentration in den beiden Flüssigkeitsschichten eine Konstante, die durch die Formel ausgedrückt werden kann:

K = c _A /C _B , wo c _A und c _B sind die Konzentrationen der Verbindung in zwei nicht mischbaren Lösungsmitteln A und B, und K ist der Verteilungskoeffizient bei einer bestimmten Temperatur. Wenn beispielsweise phenolische Substanzen aus phenolhaltigem Abwasser extrahiert werden, folgt die Konzentration von Phenolen im Extraktant und die wässrige Phase diesem Gesetz zur Verteilung.

(2) Extraktionsprozess

Konstruktion von zweiphasigen Systemen: Der Extraktionsprozess umfasst zwei nicht mischbare flüssige Phasen, am häufigsten wässrige und organische Phasen. Eine Phase ist die kontinuierliche Phase (normalerweise die Phase mit einer größeren Menge), und die andere Phase ist die dispergierte Phase. Wenn Sie beispielsweise organische Säuren aus der Fermentationsbrühe extrahieren, kann die wässrige Fermentationsbrühe die kontinuierliche Phase sein, während das organische Extraktionsmittel die dispergierte Phase ist. ​

Einführung von Feed und Lösungsmittel: Das zu getrennte Material wird in den Extraktionsturm eingespeist, und es wird ein Extraktionslösungsmittel hinzugefügt, das eine hohe Selektivität für die Zielkomponente aufweist und inkompatibel ist oder mit anderen Komponenten im Rohstoff eine sehr geringe Löslichkeit aufweist. Wenn beispielsweise Aromaten aus Erdölfraktionen extrahiert werden, wird ein spezifisches aromatisches Extraktionslösungsmittel ausgewählt. ​

Kontakt und Verteilung treten auf: Die dispergierte Phase tritt durch eine Düse oder andere Mittel zur Bildung winziger Tröpfchen in die kontinuierliche Phase ein. Diese Tröpfchen sind vollständig mit der kontinuierlichen Phase in Kontakt, und die Zielkomponente wird vom Originalmaterial nach dem Verteilungsgesetz auf das Extraktionslösungsmittel übertragen. Nehmen Sie die Extraktion von Lithium von Salt Lake Sole als Beispiel, nachdem die Lithium-haltige Salzlösung das Extraktionsmittel kontaktiert, und das Lithiumelement wird von der Salzlösung auf das Extraktionsmittel übertragen.

Misch- und Trennungsförderung: Die spezielle Struktur innerhalb des Extraktionsturms fördert die volle Mischung der beiden Phasen, und dann werden die beiden Phasen durch Schwerkraft oder mechanische Geräte allmählich getrennt. Die schwerere Phase setzt sich am Boden des Turms ab und die hellere Phase steigt bis zur Oberseite des Turms. Wenn beispielsweise Verunreinigungen im Speiseöl extrahiert werden, steigt die schwerere Phase, in der sich die Verunreinigungen befinden, und steigt die reine Ölphase. ​

Erkenntnis von Sammlung und Kreislauf: Die in der Zielkomponente reichhaltige Extraktionsphase und die in der Zielkomponente abgereicherte Rohstoffphase werden an verschiedenen Positionen im Turm gesammelt. In einigen Fällen kann das Extraktionslösungsmittel recycelt werden. In der pharmazeutischen Industrie kann beispielsweise nach der Extraktion bestimmter Arzneimittel -Zwischenprodukte das Extraktionslösungsmittel nach der Behandlung recycelt werden.

2. Verschiedene Strukturarten

(1) gepackter Extraktionsturm

Strukturelle Merkmale: Der Turm ist mit verschiedenen Arten von Verpackungen gefüllt, wie Raschigringe, Pallringe, Sattelringe usw. Diese Packungen bieten einen riesigen Kontaktbereich mit Gasflüssigkeit, sodass die beiden Phasen vollständig gemischt und massenübertragbar sind. Bei der Behandlung von Phenol-haltigem Abwasser kann die Ringringverpackung beispielsweise den Kontakt zwischen dem Extraktionsmittel und dem Abwasser effektiv erhöhen.

Arbeitsprozess: Die kontinuierliche Phase fließt unter der Schwerkraft von oben nach unten durch die Packungsschicht, während die dispergierte Phase über den Händler vom Boden des Turms eingeht. Unter der Obstruktion und Dispersion der Packung fließt es in Form von feinen Tröpfchen durch die kontinuierliche Phase nach oben. In diesem Prozess wird die Zielkomponente zwischen den beiden Phasen übertragen. Nehmen Sie die Extraktion von Schwermetallionen aus dem Abwasser als Beispiel, und das Extraktionstropfen tröpfelt zwischen der Verpackung und dem Austausch mit den Schwermetallionen im Abwasser.

Vorteile: Einfache Struktur, niedrige Kosten, geeignet für die Behandlung von korrosiven Materialien und relativ hoher Massenübergangseffizienz. Zum Beispiel werden bei der feinchemischen Produktion für die Trennung einiger Produkte mit geringer Leistung, aber hohen Anforderungen für die Korrosionsbeständigkeit von Geräten weit verbreitet.

Einschränkungen: Der Fluss ist relativ gering, das Verarbeitungsvolumen ist begrenzt, und wenn die Flüssigkeitsbelastung niedrig ist, sind Kanalisierung und andere Phänomene auftreten, was den Massenübertragungseffekt beeinflusst. Bei groß angelegter industrieller Produktion kann der Verarbeitungsvolumenbedarf möglicherweise nicht die Produktionsanforderungen erfüllen.

(2) Siebplattenextraktionsturm

Strukturelle Merkmale: Es gibt mehrere Schichten Siebplatten im Turm, und viele kleine Löcher sind gleichmäßig auf den Siebplatten verteilt. Beispielsweise liegt der Durchmesser des Sieblochs im Allgemeinen zwischen 3 und 8 mm und die spezifische Größe hängt von den Eigenschaften der verarbeiteten Materialien und den Prozessanforderungen ab. ​

Arbeitsprozess: Die kontinuierliche Phase wird durch die kleinen Löcher auf der Siebplatte in feine Tröpfchen verteilt und tritt in die nächste Schicht ein. Die dispergierte Phase fließt als kontinuierliche Phase im gesamten Turm und durch den Downcomer auf der Turmplatte zur nächsten Schicht. Wenn beispielsweise spezifische Komponenten aus Erdölprodukten extrahiert werden, gehen die Erdölprodukte die Sieblöcher als kontinuierliche Phase durch, und der Extraktion fließt in umgekehrter Richtung im Turm. ​

Vorteile: Einfache Struktur, niedrige Kosten, große Produktionskapazität und starke Anpassungsfähigkeit an Veränderungen des flüssigen Flusses. In einigen industriellen Produktionen mit strikter Kostenkontrolle und großem Verarbeitungsvolumen, wie der Trennung bestimmter grundlegender chemischer Rohstoffe, werden weit verbreitete Siebplattenextraktionstürme verwendet. ​

Einschränkungen: Die Effizienz der Massenübertragung ist relativ niedrig, und Probleme wie Überschwemmungen sind anfällig für die Turmplatte, was die Stabilität des Extraktionsvorgangs beeinflusst. Bei der Verarbeitung von Materialien mit extrem hohen Anforderungen an die Trennungsgenauigkeit kann dies nicht den Prozessanforderungen entsprechen.

(3) rotierende Scheibenextraktionsturm

Strukturelle Merkmale: Es gibt mehrere Scheiben (rotierende Scheiben) mit derselben Größe und demselben Abstand, die durch eine rotierende Schacht in der Mitte verbunden sind, die sich beim Drehen der Welle mit konstanter Geschwindigkeit drehen. Die rotierenden Scheiben werden durch ringförmige Scheiben (feste Scheiben) derselben Größe und desselben Abstands an der Turmwand getrennt. Beispielsweise liegt der Abstand zwischen der rotierenden Scheibe und der festen Scheibe im Allgemeinen zwischen 10 und 50 cm, was nach dem Turmdurchmesser und den Eigenschaften des verarbeiteten Materials eingestellt wird. ​

Arbeitsprozess: Die Lösung mit niedrigerer Dichte tritt kontinuierlich aus dem unteren Teil des Turms ein, fließt unter der Wirkung des Auftriebs nach oben und wird durch die Zentrifugalwirkung der rotierenden Scheibe aufgeteilt und in Tröpfchen verteilt. Das Lösungsmittel mit höherer Dichte tritt kontinuierlich aus dem oberen Teil des Turms ein, fließt unter der Schwerkraft nach unten und füllt den gesamten Turm. Die dispergierten Tröpfchen übertragen die Masse durch Kontakt im kontinuierlichen Lösungsmittel. Wenn Sie die Extraktion von freien Fettsäuren aus Pflanzenöl als Beispiel nutzen, wird das pflanzliche Öl von leichter Phase unter der Wirkung der rotierenden Scheibe und des Kontakts und reagiert mit dem schweren Phase -Extraktant. ​

Vorteile: Hohe Massenübertragungseffizienz, große Produktionskapazität, gute Anpassungsfähigkeit gegenüber Änderungen der Zweiphasen-Durchflussraten und können die axiale Rückmixe effektiv reduzieren. In der chemischen und pharmazeutischen Industrie wird für einige Materialien, die eine effiziente Trennung und ein großes Verarbeitungsvolumen erfordern, der Drehscheibenextraktionsturm weit verbreitet.

Einschränkungen: Die Struktur ist relativ komplex, der Energieverbrauch ist hoch und die Wartungskosten der Ausrüstung sind relativ hoch. In einigen Produktionsprozessen mit äußerst strengen Anforderungen an den Energieverbrauch muss ihre Anwendbarkeit möglicherweise sorgfältig berücksichtigt werden.

(4) vibrierende Siebplattenturm

Strukturelle Merkmale: Auf der zentralen Achse im Turm befinden sich eine Reihe von Siebplatten, und die zentrale Achse wird vom Antriebsgerät nach oben und unten vibriert. Die Schwingungsfrequenz und Amplitude der Siebplatte kann entsprechend den Prozessanforderungen eingestellt werden. Die allgemeine Schwingungsfrequenz liegt zwischen 1-10 Hz und die Amplitude liegt im Bereich von 3-50 mm.

Arbeitsprozess: Die kontinuierliche Phase und die dispergierte Phase gehen durch die Siebplatte in der Gegenstrom. Durch die Schwingung der Siebplatte wird die Flüssigkeit kontinuierlich verteilt und aggregiert, wodurch der Massenübergang zwischen den beiden Phasen erheblich verbessert wird. Wenn Sie beispielsweise Seltenerdelemente aus Seltenerderz -Sickerwasser extrahieren, fördert die Vibration der Siebplatte das vollständige Mischen und den Massenübergang des Extraktans und des Sickerchens.

Vorteile: Hohe Massenübertragungseffizienz, große Verarbeitungskapazität, gute Auswirkung auf niedrige Konzentration und hohe Schwierigkeitsregelungssystem und können die axiale Rückenmischung effektiv reduzieren. In den Feldern der Seltenen Erdextraktion, feinen Chemikalien usw. für die Extraktion einiger schwer zu trennender Substanzen hat der vibrierende Siebplatten-Turm einzigartige Vorteile. ​

Einschränkungen: Die Gerätestruktur ist relativ komplex und die Geräte -Herstellungspräzisions- und Installationsanforderungen sind hoch. Die vibrierenden Teile sind leicht zu beschädigen und schwer zu pflegen. Während des Betriebs der Geräte müssen die vibrierenden Teile regelmäßig geprüft und gewartet werden, was die Betriebskosten erhöht. ​

(5) Multi-Stufe-Zentrifugal-Extraktionsturm

Strukturelle Merkmale: Es besteht aus mehreren zentrifugalen Extraktionseinheiten, die in Reihe angeschlossen sind. Jede Einheit verfügt über einen Hochgeschwindigkeitsrotor. Die Rotorgeschwindigkeit liegt normalerweise zwischen 1000-5000R/min und kann gemäß den Materialeigenschaften und Trennanforderungen eingestellt werden. ​

Arbeitsprozess: Die zweiphasige Flüssigkeit wird schnell gemischt und unter der Zentrifugalkraft getrennt, die durch die Hochgeschwindigkeitsrotation des Rotors erzeugt wird. Die schwerere Phase wird an die Außenkante des Rotors geworfen, und die hellere Phase setzt sich in die Mitte und wird dann durch verschiedene Auslässe entlassen. Wenn beispielsweise Antibiotika aus biologischer Fermentationsbrühe extrahiert werden, wird die Zentrifugalkraft verwendet, um eine schnelle und effiziente Trennung zu erreichen.

Vorteile: Die Extraktionseffizienz ist extrem hoch und eine effiziente Trennung kann in kurzer Zeit erreicht werden. Die Ausrüstung nimmt einen kleinen Bereich ein und eignet sich für Verarbeitungssysteme mit geringer Dichtedifferenz zwischen den beiden Phasen und einer einfachen Emulgierung. In Branchen wie Biopharmazeutikern und Umweltschutz, die hohe Platzanforderungen und spezielle Materialeigenschaften aufweisen, haben die mehrstufige Zentrifugal-Extraktionstürme umfassende Anwendungsaussichten. ​

Einschränkungen: Die Ausrüstungsinvestition ist groß, der Energieverbrauch ist hoch und die Betriebs- und Wartungsanforderungen der Ausrüstung sind streng, wodurch professionelle Techniker betrieben werden müssen. Aufgrund der hohen Gerätekosten und der Betriebskosten ist es möglicherweise nicht für einige Kleinunternehmen mit begrenzten Mitteln geeignet.

Vergleich der Leistung verschiedener Arten von Extraktionstürmen:

3.. Breite Anwendungsbereiche

(1) Chemische Industrie

Organische Synthese: Im Prozess der organischen Synthese ist es häufig erforderlich, die Reaktionsprodukte zu trennen und zu reinigen. Zum Beispiel kann im Prozess der Synthese von Arzneimittelintermediaten das Zielprodukt aus dem Reaktionsgemisch unter Verwendung eines Lösungsmittelextraktionsturms extrahiert werden, Verunreinigungen können entfernt und die Produktreinheit verbessert werden. Bei der Herstellung von Acetamol-Zwischenprodukten kann das Zielprodukt beispielsweise durch einen Extraktionsturm getrennt werden, um hohe Purity-Rohstoffe für nachfolgende Syntheseschritte bereitzustellen. ​

Polymerproduktion: In der Polymerproduktion werden Lösungsmittelextraktionstürme verwendet, um Verunreinigungen wie Restmonomere und Katalysatoren in Polymerlösungen zu entfernen. Wenn Sie als Beispiel die Produktion von Polypropylen einnehmen, können nicht umgesetzte Propylenmonomere und Katalysatorreste von Extraktionstürmen effektiv entfernt werden, um die Qualität von Polypropylenprodukten zu verbessern. ​

(2) Petroleum Raffining

Ölraffinierung: Bei der Raffination von Erdölverfeinern ist es erforderlich, Verunreinigungen wie Schwefel und Stickstoff und unerwünschte Komponenten wie Aromaten in den Ölprodukten zu entfernen, um die Qualität der Ölprodukte zu verbessern. Lösungsmittelextraktionstürme können spezifische Extraktanten verwenden, um diese Verunreinigungen aus Ölprodukten zu extrahieren. Beispielsweise wird bei der Dieselraffinierung die Flüssig-Flüssig-Extraktionstechnologie verwendet, um Verunreinigungen wie Mercaptans in Diesel durch einen Extraktionsturm zu entfernen, wodurch der Schwefelgehalt von Diesel verringert und die Qualitätsgrenze von Diesel verbessert wird. ​

Aromatische Extraktion: Die Trennung und Reinigung von Aromaten von Erdölfraktionen ist ein wichtiger Bestandteil von Petrochemikalien. Die Lösungsmittelextraktionstürme spielen eine Schlüsselrolle im aromatischen Extraktionsprozess und können die Aromatik der Nichtaromatik effizient trennen und Rohstoffe für die anschließende aromatische Verarbeitung bereitstellen. Zum Beispiel können bei der Extraktion von Aromaten wie Benzol, Toluol und Xylol aus reformiertem Benzin hohe purity aromatische Produkte erhalten werden, indem geeignete Extraktanten und Extraktionstürme ausgewählt werden. ​

(3) Hydrometallurgie

Metallextraktion: Im Feld der Hydrometallurgie werden Lösungsmittelextraktionstürme verwendet, um Metalle aus Erz -Sickerwasser zu extrahieren. Um beispielsweise Kupfer aus Kupfererz -Sickerwasser zu extrahieren, wird ein Extraktionsmittel mit hoher Selektivität für Kupferionen ausgewählt, und es wird mit dem Sickerwasser im Extraktionsturm kontrolliert, um Kupferionen vom Sickerwasser auf das Extraktant zu übertragen. Dann werden durch nachfolgende Operationen wie Rückenextraktion, Kupferanreicherung und Reinigung erreicht.

Seltene Metalltrennung: Für die Trennung seltener Metalle wie die Trennung verschiedener Seltenerdelemente von Seltener erderz -Sickerwasser verwendet der Lösungsmittelextraktionsturm den Unterschied in den Verteilungskoeffizienten verschiedener Elemente von Seltenen erd im Extraktant, um die Trennung mehrerer Seltenerdelemente nacheinander zu erreichen, wodurch die wichtigste technische Unterstützung für die umfassende Nutzung seltener Erdressourcen liefert. ​

(4) Umweltschutz

Abwasserbehandlung: In der industriellen Abwasserbehandlung können Lösungsmittelextraktionstürme verwendet werden, um schädliche Substanzen in Abwasser wie Schwermetallionen, Phenole, organische Säuren usw. zu entfernen. Wenn Sie beispielsweise bei der Behandlung von Phenol-haltigem Abwasser die Phenol-Abwasser-Abwasser behandeln, werden phenolische Substanzen aus dem Abwasser aus dem Abwasser extrahiert. Gleichzeitig können Phenolsubstanzen auch recycelt werden, um das Recycling von Ressourcen zu erreichen. ​

Abfallgasbehandlung: In einigen Fällen können Lösungsmittelextraktionstürme auch zur Behandlung bestimmter Schadstoffe in Abfallgas verwendet werden. Durch die Übergabe des Abfallgases in einen Extraktionsturm, der ein spezifisches Extraktionsmittel enthält, werden die Schadstoffe im Abfallgas im Extraktionsmittel gelöst, wodurch der Zweck der Reinigung des Abfallgases erreicht wird. Bei der Behandlung von organischen Abfällen wird beispielsweise ein geeignetes organisches Lösungsmittel als Extraktionsmittel ausgewählt, um das organische Abfallgas im Extraktionsturm zu reinigen.

(5) Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Naturproduktextraktion: In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie werden Lösungsmittelextraktionstürme verwendet, um Wirkstoffe aus natürlichen Rohstoffen zu extrahieren. Zum Beispiel können Tee -Polyphenole aus Teeblättern extrahiert werden, indem ein geeignetes Extraktionsmittel in einem Extraktionsturm verwendet wird, um Teeextrakte zu extrahieren. Hohe Purity-Tee-Polyphenole können in Lebensmittelzusatzstoffen, Gesundheitsprodukten und anderen Feldern erhalten und verwendet werden.

Geschmackstrennung: In der Getränkeproduktion ist es erforderlich, um einen einzigartigen Geschmack zu erzielen, um Geschmacksubstanzen von natürlichen Gewürzen oder Fermentationsbrühe zu trennen und zu extrahieren. Lösungsmittelextraktionstürme können die Verteilungsmerkmale von Aroma -Substanzen in verschiedenen Lösungsmitteln verwenden, um die Trennung und Anreicherung von Aroma -Substanzen zu erreichen, wodurch Getränkeprodukte ein einzigartiges Geschmack verleihen.

4.. Es werden erhebliche Vorteile vollständig nachgewiesen

(1) Effiziente Trennung

Durch optimiertes Design und Auswahl geeigneter Betriebsbedingungen können Lösungsmittelextraktionstürme die Differenz der Verteilungskoeffizienten zwischen den beiden Phasen nutzen, um eine effiziente Trennung von Zielkomponenten in einer Mischung zu erreichen. Für einige Mischsysteme, die durch andere Methoden schwer zu trennen sind, wie beispielsweise Substanzen mit ähnlichen Siedepunkten und hitzempfindlichen Substanzen, haben Lösungsmittelextraktionstürme einzigartige Vorteile. Wenn beispielsweise die Trennung von Wirkstoffen von chinesischen Kräutermedizin -Extrakten getrennt werden, können traditionelle Methoden wie Destillation dazu führen, dass die Wirkstoffe aufgrund von hohen Temperaturen zersetzt werden, während Lösungsmittelextraktionstürme unter milden Bedingungen eine effiziente Trennung erreichen können. ​

(2) Starke Anpassungsfähigkeit

Lösungsmittelextraktionstürme sind für eine Vielzahl verschiedener chemischer Systeme und Betriebsbedingungen geeignet. Unabhängig davon, ob es sich um Lösungsmittel unterschiedlicher Eigenschaften (z. B. polare Lösungsmittel und nicht-polare Lösungsmittel) oder in verschiedenen Temperaturbereichen und Druckumgebungen handelt, können gute Extraktionseffekte erzielt werden, indem die Gerätestruktur und die Betriebsparameter angepasst werden. In der chemischen Produktion können sich für einige Systeme mit harten Reaktionsbedingungen die Lösungsmittelextraktionstürme flexibel an die Produktionsanforderungen anpassen. ​

(3) kontinuierlicher Betrieb

Viele Arten von Lösungsmittelextraktionstürmen unterstützen die kontinuierliche Fütterung und Entlassung, was für großflächige industrielle Produktionsprozesse sehr geeignet ist. Der kontinuierliche Betrieb kann nicht nur die Produktionseffizienz verbessern, sondern auch den Energieverbrauch und die Produktionskosten pro Produkteinheit reduzieren. Im Vergleich zum intermittierenden Betrieb verringert der kontinuierliche Betrieb die Anzahl der Gerätestarts und stoppt, erhöht die Lebensdauer der Geräte und macht gleichzeitig die Produktqualität stabiler. Beispielsweise werden in der groß angelegten industriellen Produktion wie Petroleum-Raffinerie und chemischer Rohstoffproduktion kontinuierlich betriebene Extraktionstürme weit verbreitet.

(4) hohe Flexibilität

Das Design des Lösungsmittelextraktionsturms ermöglicht die Einstellung einer Vielzahl von Betriebsparametern wie Durchflussrate, Lösungsmittelverhältnis, Temperatur, Druck usw., um unterschiedliche Trennaufgaben zu erfüllen. Durch Ändern dieser Parameter kann der Extraktionsprozess optimiert und die Extraktionsrate und Reinheit der Zielkomponente verbessert werden. Darüber hinaus kann die mehrstufige Extraktionskonfiguration den Trenneffekt weiter verbessern und die Anforderungen der Trenngenauigkeit für verschiedene Prozesse erfüllen. In der tatsächlichen Produktion können die Betriebsparameter und die Anzahl der Stufen des Extraktionsturms entsprechend den Anforderungen an die Rohstoff -Material und die Produktqualität flexibel eingestellt werden.

(5) Einfache Wartung

Das Design moderner Lösungsmittelextraktionstürme berücksichtigt vollständig die einfache Reinigung und Wartung der Geräte. Beispielsweise erleichtert die Verwendung abnehmbarer Verpackungs- oder Turmplattenstruktur, die Geräte nach einem bestimmten Zeitraum zu reinigen und zu ersetzen, wodurch die Ausfallzeit- und Wartungskosten der Geräte gesenkt werden. Gleichzeitig ist das Gerät mit verschiedenen Überwachungsinstrumenten und automatischen Steuerungssystemen ausgestattet, die den Betriebsstatus der Geräte in Echtzeit überwachen, potenzielle Probleme rechtzeitig erkennen und lösen und den stabilen Betrieb der Geräte sicherstellen können.

5. Überlegungen zum Entwurf und Betrieb

(1) Schlüsselpunkte des Designs

Bestimmung der Turmgröße: Die Höhe und der Durchmesser der Turmkörper müssen basierend auf dem Verarbeitungsvolumen, den Betriebsbedingungen und der erforderlichen Trennungseffizienz genau berechnet werden. Wenn das Verarbeitungsvolumen groß ist, ist normalerweise ein Turmkörper mit größerem Durchmesser erforderlich, um die Flussanforderungen zu erfüllen. Während für Situationen, in denen die Trennung schwierig ist und eine höhere theoretische Plattenzahl erforderlich ist, muss die Höhe des Turmkörpers erhöht werden. Beispielsweise ist die Größe des Extraktionsturms bei groß angelegten Ölraffinierungsprojekten auf der Grundlage des Rohölverarbeitungsvolumens und des Ölprodukttrennungsanforderungens genau gestaltet. ​

Interne Strukturauswahl: Gemäß den Materialeigenschaften und -prozessanforderungen ist die interne Struktur vernünftigerweise ausgewählt, z. B. der Packungstyp, die Siebplattenöffnung, die Plattentellergröße und den Abstand usw. Für Materialien, die leicht zu emulgieren sind, kann eine Packung mit einer einfachen Struktur, die nicht einfach zu verursachen ist, ausgewählt werden. Bei Systemen mit großen Verarbeitungsvolumina und hohen Anforderungen an die Übertragung der Übertragung von Übertragungen kann eine Turn -Extraktionsturmstruktur verwendet werden. In der feinchemischen Produktion ist die interne Struktur des Extraktionsturms sorgfältig gemäß den Eigenschaften verschiedener Produkte ausgelegt. ​

Materialauswahl: Unter Berücksichtigung von Faktoren wie Korrosivität, Temperatur und Druck des Materials wählen Sie den geeigneten Turmkörper und die inneren Komponentenmaterialien aus. Im Umgang mit hochkarresiven Materialien wie säurehaltigen Auslaugungslösungen in Hydrometallurgie werden korrosionsresistente Edelstahl oder spezielle Legierungsmaterialien normalerweise zur Herstellung des Extraktionsturms verwendet, um die Lebensdauer und den sicheren Betrieb der Geräte zu gewährleisten. ​

(2) Optimierung der Betriebsparameter

Durchflussrate -Kontrolle: Die genaue Kontrolle der Durchflussraten der kontinuierlichen Phase und der dispergierten Phase ist der Schlüssel, um den vollen Kontakt zwischen den beiden Phasen zu gewährleisten und abnormale Bedingungen wie Überschwemmungen zu vermeiden. Eine zu schnelle Durchflussrate komprimiert die Kontaktzeit zwischen den beiden Phasen, was zu einer signifikanten Verringerung der Massenübergangseffizienz führt. Eine zu langsame Durchflussrate verringert die Produktionseffizienz und erhöht den Energieverbrauchskosten. In den tatsächlichen industriellen Operationen ist es erforderlich, die Zwei-Phasen-Durchflussrate dynamisch auf der Grundlage der Echtzeitlast und Trennungseffekt des Extraktionsturms über ein automatisiertes Steuerungssystem zu optimieren, das aus einem Durchflussmesser und einem Regulierungsventil besteht. In einer feinchemischen Produktionslinie wird beispielsweise die Durchflussrate in Echtzeit über einen SPS (programmierbarer Logik -Controller) überwacht und eingestellt, um einen effizienten und stabilen Massenübergang zu gewährleisten. ​

Temperatur- und Druckregulierung: Die Temperatur- und Druckparameter des Extraktionssystems beeinflussen direkt den Löslichkeits- und Verteilungskoeffizienten des Substanz und sind die Kernvariablen, die die Extraktionseffizienz bestimmen. Temperaturänderungen ändern nicht nur das Verteilungsgleichgewicht von gelösten Stoffen in den beiden Phasen, sondern können auch die Stabilität des Zielprodukts beeinflussen. Die Druckregulierung spielt eine entscheidende Rolle im Extraktionsprozess von flüchtigen Substanzen. Im Extraktionsprozess von thermosensitiven bioaktiven Substanzen werden normalerweise niedrige Temperaturen und Niederdruckbetrieb angewendet, und die Steuerung von hoher Präzisionstemperatur und Druckkompensationssystem sind so ausgestattet, dass die Temperaturschwankungen im Bereich von ± 0,5 ° C kontrollieren, um die Aktivität und Ausbeute der Zielkomponenten sicherzustellen.
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Optimierung des Lösungsmittelverhältnisses: Gemäß den Zusammensetzungseigenschaften der Rohstoffe und der Reinheitsanforderungen der Zielprodukte ist die wissenschaftliche Anpassung des Verhältnisses des Extraktionslösungsmittels zu Rohstoffen eine wichtige Verbindung bei der Erzielung der wirtschaftlichen und effizienten Produktion. Wenn das Lösungsmittelverhältnis zu groß ist, verursacht es Lösungsmittelabfälle und erhöht die nachfolgenden Erholungskosten. Wenn das Lösungsmittelverhältnis zu klein ist, kann dies zu einer unvollständigen Extraktion führen und die Produktqualität beeinflussen. In der modernen Industrieproduktion wird häufig eine Prozesssimulationssoftware wie Aspen verwendet, kombiniert mit Labortestdaten, ein dynamisches mathematisches Modell, um das Lösungsmittelverhältnis für verschiedene Rohstapelstapel zu optimieren. In der pharmazeutischen Industrie als Beispiel können die Änderungen der Rohstoffzusammensetzung in Echtzeit überwacht werden, um die Online-Analysetechnologie von nahezu Infrarot-Spektroskopie zu bewerten, und das Lösungsmittelverhältnis kann dynamisch angepasst werden, um die Produktreinheit um 10%-15%zu erhöhen und gleichzeitig den Lösungsmittelkonsum um mehr als 20%zu verringern.