萃取塔(轉(zhuǎn)盤(pán)塔)操作及體積傳質(zhì)系數(shù)測(cè)定2

文檔專業(yè)：姓名：實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)：日期：_____地點(diǎn)：課程名稱：過(guò)程工程原理實(shí)驗(yàn)（甲）指導(dǎo)老師：葉向群成績(jī)：_______________實(shí)驗(yàn)名稱:萃取塔（轉(zhuǎn)盤(pán)塔）操作及體積傳質(zhì)系數(shù)測(cè)定同組學(xué)生：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得萃取塔（轉(zhuǎn)盤(pán)塔）操作及體積傳質(zhì)系數(shù)測(cè)定1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私廪D(zhuǎn)盤(pán)萃取塔和脈沖萃取塔的基本結(jié)構(gòu)、操作方法及萃取的工藝流程。觀察轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速變化時(shí)或脈沖萃取塔的脈沖強(qiáng)度（脈沖幅度及脈沖頻率）變化時(shí)，萃取塔輕、重兩相流動(dòng)狀況，了解萃取操作的主要影響因素，研究萃取操作條件對(duì)萃取過(guò)程的影響。3) 測(cè)量每米萃取高度的傳質(zhì)單元數(shù)、 傳質(zhì)單元高度和體積傳質(zhì)系數(shù) KYV，關(guān)聯(lián)傳質(zhì)單位高度與脈沖萃取過(guò)程操作變量的關(guān)系。計(jì)算萃取率2、實(shí)驗(yàn)裝置流程：2.1 轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔主要設(shè)備是轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔，塔體是徑為 50mm玻璃管，塔頂電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定有圓盤(pán)，塔壁固定有圓環(huán)，圓環(huán)與圓盤(pán)交錯(cuò)布置，轉(zhuǎn)盤(pán)萃取流程圖見(jiàn)下圖 1文檔1.原料貯槽（苯甲酸 -煤油）2.收集槽（萃余液） 3.電機(jī)4.控制柜 5.轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔 6.9.轉(zhuǎn)子流量計(jì)7.萃取劑貯罐（水） 8.10.輸送泵 11.排出液（萃取液）管 12.轉(zhuǎn)速測(cè)定儀 取樣口圖1 轉(zhuǎn)盤(pán)萃取實(shí)驗(yàn)流程圖2.2 脈沖萃取塔主要設(shè)備是脈沖萃取塔，塔體是徑為 50mm玻璃管，裝不銹鋼絲網(wǎng)填料，脈沖萃取流程圖見(jiàn)下圖1.原料貯槽（苯甲酸 -煤油） 2.收集槽（萃余液） 3.脈沖系統(tǒng) 4.控制柜 5.填料（脈沖）萃取塔6.9.轉(zhuǎn)子流量計(jì) 7.萃取劑貯罐（水） 8.10輸送泵 11.排出液（萃取液）管 取樣口圖2 脈沖萃取實(shí)驗(yàn)流程圖3、實(shí)驗(yàn)容和原理：萃取是分離和提純物質(zhì)的重要單元操作之一， 是利用混合物中各個(gè)組分在外加溶劑中的溶解度的差異而實(shí)現(xiàn)組分分離的單元操作。進(jìn)行液 -液萃取操作時(shí)，兩種液體在塔作逆流流動(dòng)，其中一液體作為分散相，以液滴的形式通過(guò)另一作為連續(xù)相的液體，兩種液相濃度在設(shè)備作微分式的連續(xù)變化，并依靠密度差在塔的兩端實(shí)現(xiàn)兩液相的間的分離。當(dāng)輕相作為分散相時(shí)，相界面出現(xiàn)在塔的上部；反之相界面出現(xiàn)在塔的下端。本實(shí)驗(yàn)以輕相為分散相，相界面出現(xiàn)在塔的上部。計(jì)算微分逆流萃取塔的塔高時(shí)，主要是采取傳質(zhì)單元法。即以傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度來(lái)表征，傳質(zhì)單元數(shù)表示過(guò)程分離程度的難易，傳質(zhì)單元高度表示設(shè)備傳質(zhì)性能的好壞。3.1萃取的基本符號(hào)名稱符號(hào)流量單位組成符號(hào)原料液Fkg/sXF或xF萃余相Rkg/sXR或xR萃取劑Skg/sYS或yS萃取相Ekg/sYEE或y文檔3.2萃取的物料衡算圖3 物料衡算示意圖 圖4 平均推動(dòng)力計(jì)算示意圖如上圖所示，萃取計(jì)算中各項(xiàng)組成可用操作線方程相關(guān)聯(lián)，操作線方程的 P（XR，YS）和點(diǎn)Q（XF，YE）與裝置的上下部相對(duì)應(yīng)。在第一溶劑 B與萃取劑 S完全不互溶時(shí)，萃取過(guò)程的操作線在 X~Y坐標(biāo)上時(shí)直線，其方程式如下形式：YEYSYYS（1）XFXRXXR由上式得：YYSmXXS,其中：YEYSmXRXF單位時(shí)間從第一溶劑中萃取出的純物質(zhì)A的量M，可由物料衡算確定：MBXFXRSYEYS（2）3.3萃取過(guò)程的質(zhì)量傳遞不平衡的萃取相與萃余相在塔的任一截面上接觸，兩相之間發(fā)生質(zhì)量傳遞。物質(zhì) A以擴(kuò)散的方式由萃余相進(jìn)入萃取相，該過(guò)程的界限是達(dá)到相間平衡，相平衡的相間關(guān)系為：Y* kX （3）k為分配系數(shù)，只有在較簡(jiǎn)單體系中， k才是常數(shù)，一般情況下均為變數(shù)。本實(shí)驗(yàn)給出如下表 1所示文檔的系統(tǒng)平衡數(shù)據(jù)，用來(lái)求取 X與Y之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。表1 煤油—苯甲酸—水系統(tǒng)在室溫下的平衡數(shù)據(jù)表y%x%y%x%0.009720.01280.11440.17860.01950.01990.13010.23480.03540.02700.17820.42300.06830.08170.21950.65500.07250.0.22200.63300.10100.1494其中：x——油相中苯甲酸重量百分?jǐn)?shù)；——水相中苯甲酸重量百分?jǐn)?shù)。與平衡組成的偏差程度是傳質(zhì)過(guò)程的推動(dòng)力，在裝置的頂部，推動(dòng)力是線段 PP’：YRYR*YS（4）在塔的下部推動(dòng)力是線段QQ’：YFYF*YE（5）傳質(zhì)過(guò)程的平均推動(dòng)力，在操作線和平衡線為直線的條件下為：YmYFYR（6）YFlnYR物質(zhì)A由萃余相進(jìn)入萃取相的過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)方程式為：MKYAYm（7）式中：KY——單位相接觸面積的傳質(zhì)系數(shù)，kg/m2skg/kg；A——相接觸表面積，m2。該方程式中的萃取塔相接觸表面積 A不能確定，因此通常采用另一種方式。