吹脫、氣提與萃取(宋銀強(qiáng)、朱世林)課件

吹脫、氣提與萃取制作：宋銀強(qiáng)朱世林吹脫、氣提與萃取制作：宋銀強(qiáng)朱世林吹脫、氣提概念基本原理影響因素設(shè)備吹脫、氣提概念基本原理影響因素設(shè)備

將載氣通入廢水中，改變有毒有害氣體溶解于水中所建立的氣液平衡關(guān)系，使這些揮發(fā)物質(zhì)由液相轉(zhuǎn)為氣相，然后予以收集或者擴(kuò)散到大氣中去。空氣為載氣稱吹脫，水蒸氣為載氣稱氣提。

上述過程屬于傳質(zhì)過程，其推動力為氣體（揮發(fā)性溶質(zhì)）在氣相和液相中的濃度差。概念將載氣通入廢水中，改變有毒有害氣體溶解于水中所建立的氣

廢水中常常含有大量有毒有害或?qū)罄m(xù)處理不利的溶解氣體，如CO2、H2S、HCN、CS2等，為了除去上述氣體，常使用吹脫（氣提）法。

吹脫（氣提）法既可以脫除原來就存在于水中的溶解氣體，也可以脫除化學(xué)轉(zhuǎn)化而形成的溶解氣體，如廢水中的硫化鈉和氰化鈉是固態(tài)鹽在水中的溶解物，在酸性條件下，它們會轉(zhuǎn)化為H2S和HCN，經(jīng)過曝氣吹脫，就可以將它們以氣體形式脫除。這種吹脫曝氣稱為轉(zhuǎn)化吹脫（氣提）法。

一定溫度下的稀溶液，當(dāng)氣液之間達(dá)到相平衡時，溶質(zhì)氣體在氣相中的分壓與該氣體在液相中的濃度成正比。亨利定律原理亨利定律原理

吹脫法一般采用吹脫池或吹脫塔實現(xiàn)。吹脫池占地面積較大，一般用來除去非有毒性氣體，適用于水溫比較高，有開闊地段，不會產(chǎn)生二次污染的場合。因其是開放式，吹脫出的廢氣易污染環(huán)境，故而所有有毒氣體的吹脫一律采用塔式設(shè)備。設(shè)備吹脫法一般采用吹脫池或吹脫塔實現(xiàn)。吹脫池占地面積分為曝氣（強(qiáng)化）式和非曝氣式（自然吹脫）。強(qiáng)化式吹脫池通常是在池內(nèi)鼓入壓縮空氣或在池面上安設(shè)噴水管，以強(qiáng)化吹脫過程。實際工藝一般采用強(qiáng)化式吹脫池。吹脫池分為曝氣（強(qiáng)化）式和非曝氣式（自然吹脫）。強(qiáng)化吹

1、接觸機(jī)會良好。2、接觸之后及時分開，分離完全，互不夾帶；

3、結(jié)果簡單，緊湊，操作便利穩(wěn)定，運轉(zhuǎn)可靠，周期長，能耗小?？傊?，安全經(jīng)濟(jì)合理。要求吹脫要求相界面是由兩相接觸元件和流體力學(xué)條件確定的，接觸元件的面積是固定了的，只能充分利用原有的相界面。這就要求建立適宜的接觸方式和流體力學(xué)狀況。塔式設(shè)備要求吹脫要求相界面是由兩相接觸元件和流體

填料塔塔內(nèi)裝設(shè)一定高度的填料層，液體從塔頂噴下，在填料表面呈膜狀向下流動；氣體由塔底送入，從下而上同液膜逆流接觸，完成傳質(zhì)過程。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，空氣阻力小。缺點是傳質(zhì)效率不夠高，設(shè)備比較龐大，填料容易堵塞。填料塔填料塔塔內(nèi)裝設(shè)一定高度的填料層，液體從塔頂噴下，填料塔的結(jié)構(gòu)與作用1、填料層：提供氣液傳質(zhì)面；強(qiáng)化氣體紊動，降低氣相傳質(zhì)阻力；更新液膜表面，降低液相傳質(zhì)阻力。2、液體分布器：均勻分布液體，以避免發(fā)生溝流現(xiàn)象。3、液體再分布器：避免壁流現(xiàn)象發(fā)生。4、支撐板：支撐填料層，使氣體均勻分布。5、除沫器：防止塔頂氣體出口處夾帶液體。填料塔填料塔的結(jié)構(gòu)與作用填料塔

環(huán)環(huán)形（拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)）形狀鞍形（矩鞍形、弧鞍形）波紋形（板波紋、網(wǎng)狀波紋）材料：陶瓷、金屬、塑料堆放：整砌、亂堆常用填料填料塔環(huán)環(huán)形（拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)）常用填料填料塔填料圖填料圖填料圖填料圖填料填料名稱評估值語言值排序絲網(wǎng)波紋填料86很好1孔板波紋填料61相當(dāng)好2金屬Intalox59相當(dāng)好3金屬鞍形環(huán)57相當(dāng)好4金屬階梯環(huán)53一般好5金屬鮑爾環(huán)51一般好6瓷Intalox41較好7瓷鞍形環(huán)38略好8瓷拉西環(huán)36略好9填料填料名稱評估值填料塔填料支撐裝置填料塔填料支撐裝置填料塔填料壓緊裝置填料塔填料壓緊裝置填料塔液體分布裝置填料塔液體分布裝置填料塔液體收集再分布裝置填料塔液體收集再分布裝置板式塔降液管平頂型溢流堰受液區(qū)開孔區(qū)板式塔降液管平頂型溢流堰受液區(qū)開孔區(qū)板式塔是在塔內(nèi)設(shè)一定數(shù)量的帶有孔眼的踏板，水從上往下噴淋，穿過篩孔往下，空氣則從下往上流動，氣體以鼓泡方式穿過篩板上液層時，互相接觸而進(jìn)行傳質(zhì)。通常篩孔孔徑為6~8mm，篩板間距為200~300mm。其優(yōu)點是構(gòu)造簡單，制造方便，傳質(zhì)效率高，塔體比填料塔小，不易堵塞。缺點是操作管理要求高，篩孔容易堵塞。板式塔板式塔是在塔內(nèi)設(shè)一定數(shù)量的帶有孔眼的踏板，水從板式塔彈性大、操作穩(wěn)定可靠。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，壓降大，液泛氣速低，故生產(chǎn)能力較小。

結(jié)構(gòu)簡單、造價低、壓降小、生產(chǎn)能力大、操作彈性好。

結(jié)構(gòu)上較泡罩簡單，比篩板復(fù)雜，操作彈性大、生產(chǎn)能力大。

板式塔彈性大、操作穩(wěn)定可靠。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，壓降大，板式塔泡罩式篩孔式板式塔泡罩式篩孔式板式塔浮閥式板式塔浮閥式板式塔其他型板式塔其他型對比1、塔徑較大；2、所需傳質(zhì)單元數(shù)或理論板數(shù)較多；3、熱量需從塔內(nèi)移除；4、適于較小液量；5、適于處理有懸浮物的液體；6、板式塔便于側(cè)線采出。1、處理有腐蝕性的物料；2、填料塔壓力降較小，適用于真空蒸餾；3、適用于間歇蒸餾或熱敏性物料的蒸餾；4、適用于處理易發(fā)泡的液體。填料塔板式塔對比1、塔徑較大；1、處理有腐蝕性的物料；填料塔板式塔可以在不提高水溫或水溫提高較少的情況下去除水中的各種氣體，可以用于同時去除O2、CO2及多種溶解氣體的場合。通過真空除氣器后的殘余CO2可低于3mg/L，殘余O2可低于0.05mg/L。脫氣效果好、效率高，適用范圍廣。但是真空除氣器對設(shè)備外殼（足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性）和密封有較高的要求。真空除氣器可以在不提高水溫或水溫提高較少的情況下去除水中的各種氣

1、溫度：一定壓力下，氣體在水中的溶解度隨溫度升高而降低，因此升溫對吹脫有利。2、氣液比：空氣量過小，氣液接觸不夠；空氣量過大，不經(jīng)濟(jì)，而且會發(fā)生液泛，破壞吹脫過程。因此，應(yīng)使氣液比接近液泛極限。3、pH：pH直接影響氣體的存在狀態(tài)，因而影響吹脫效果。4、油類物質(zhì)：阻礙揮發(fā)性物質(zhì)的擴(kuò)散過程，堵塞填料，在預(yù)處理中應(yīng)該將其除去。影響因素1、溫度：一定壓力下，氣體在水中的溶解度隨溫度升高而降萃取法基本原理萃取劑萃取工藝過程萃取設(shè)備萃取法基本原理萃取劑萃取工藝過程萃取設(shè)備

向廢水中投加一種與水不互溶，但能良好溶解污染物的萃取劑，使其與廢水充分混合接觸后，利用污染物在水和溶劑中的溶解度或分配比的不同，來達(dá)到分離，濃縮污染物和凈化廢水的目的。1、液-液萃取概念萃取過程采用的溶劑。被萃取的污染物。萃取后的萃取劑。萃取過程采用的溶液。萃取劑溶質(zhì)萃取液萃余液一、基本原理向廢水中投加一種與水不互溶，但能良好溶解污染物的（1）物理萃?。哼M(jìn)行萃取的體系是多相多組分體系，在萃取過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2、液-液萃取分類一、基本原理在一個多組分兩相體系中，溶質(zhì)自動地從化學(xué)位大的一相轉(zhuǎn)移到化學(xué)位小的一相，其過程是自發(fā)進(jìn)行的。（2）化學(xué)萃?。涸谳腿∵^程中常伴隨有化學(xué)反應(yīng)，包括相內(nèi)反應(yīng)與相界面上的反應(yīng)。根據(jù)溶質(zhì)與萃取劑之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，大致可分為五類，即絡(luò)合反應(yīng)、陽離子交換反應(yīng)、離子締合反應(yīng)、加合反應(yīng)和帶同萃取反應(yīng)等。（1）物理萃?。哼M(jìn)行萃取的體系是多相多組分體系，在

分配系數(shù)(或稱分配比)D就是溶質(zhì)在有機(jī)相中的總濃度y與在水相中總濃度x的比值，即2、分配系數(shù)由此可見，D值越大，即表示被萃取組分在有機(jī)相中的濃度越大，也就是它越容易被萃取。D=y/x

實際廢水處理中，上述分配定律具有如下曲線形式：D=y/xn一、基本原理分配系數(shù)(或稱分配比)D就是溶質(zhì)在有機(jī)相中的總濃

萃取的傳質(zhì)速度式與上式類似，過程的推動力是實際濃度和平衡濃度之差。由此可見，要提高萃取速度和設(shè)備生產(chǎn)能力，途徑如下：3、優(yōu)化途徑增大兩相接觸面積增大傳遞系數(shù)增大傳質(zhì)推動力一、基本原理萃取的傳質(zhì)速度式與上式類似，過程的推動力是實際濃能形成共沸點的恒沸混合物，而不能用蒸餾、蒸發(fā)的方法分離的廢水。4、萃取法處理廢水適用的情況對熱敏感的物質(zhì)，在蒸發(fā)和蒸餾的高溫條件下，易發(fā)生化學(xué)變化或易燃易爆的物質(zhì)。對沸點非常接近的，難以用蒸餾方法分離的廢水。對揮發(fā)度差的物質(zhì)，用蒸發(fā)法需消耗大量熱能或需用高真空蒸餾的廢水，例如含醋酸、苯甲酸和多元酚的廢水。對某些成本高，處理復(fù)雜的化學(xué)方法。例如，對含鈾和釩的洗礦水和含銅冶煉廢水，可采用有機(jī)溶劑萃取、分離和回收。一、基本原理能形成共沸點的恒沸混合物，而不能用蒸餾、蒸發(fā)的方法分離的廢水

選擇萃取劑主要考慮以下五個方面。1、萃取劑的選擇萃取能力要大，即分配系數(shù)越大越好。常用來萃取脫酚的萃取劑及其分配系數(shù)。二、萃取劑分離效果要好，萃取過程中不乳化、不隨水流失?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好，難燃不爆，毒性小，腐蝕性小沸點低，凝固點低，蒸汽壓小，便于溫室下貯存和使用，安全可靠。選擇萃取劑主要考慮以下五個方面。1、萃取劑的選擇

選擇萃取劑主要考慮以下五個方面。1、萃取劑的選擇容易制備，來源較廣，價格便宜。二、萃取劑容易再生和回收溶質(zhì)。常用：乙酸乙酯、乙酸戊酯、丁醇選擇萃取劑主要考慮以下五個方面。1、萃取劑的選擇物理法（蒸餾或蒸發(fā)）。利用萃取劑與萃取物的沸點差，控制適當(dāng)?shù)臏囟?，采用蒸餾法分離。蒸餾設(shè)備以采用浮閥塔效果較好。2、萃取劑的再生化學(xué)法。投加某種化學(xué)藥劑使它與萃取物形成不溶于萃取劑的鹽類，從而達(dá)到二者分離的目的?；瘜W(xué)再生法使用的設(shè)備有板式塔和離心萃取機(jī)等。二、萃取劑物理法（蒸餾或蒸發(fā)）。利用萃取劑與萃取物的沸點差，控制適當(dāng)?shù)娜?、萃取設(shè)備液-液萃取設(shè)備混合設(shè)備分離設(shè)備溶劑回收設(shè)備使料液與萃取劑充分混合形成乳濁液，欲分離的生物產(chǎn)品自料液轉(zhuǎn)入萃取劑中。將萃取后形成的萃取相和萃余相進(jìn)行分離。把萃取液中的生物產(chǎn)品與萃取溶劑分離并加以回收。液-液萃取設(shè)備應(yīng)包括3個部分：混合設(shè)備、分離設(shè)備和溶劑回收設(shè)備。三、萃取設(shè)備液-液萃取設(shè)備混合設(shè)備分離設(shè)備溶劑回收設(shè)備使料液（1）混合管1、混合設(shè)備工作原理萃取劑及料液在一定流速下進(jìn)入管道一端，混合后從另一端導(dǎo)出，依靠管內(nèi)特殊設(shè)計的內(nèi)部單元和流體流動實現(xiàn)液體混合。強(qiáng)迫湍流狀態(tài)；料液在管內(nèi)平均停留時間10~20s。三、萃取設(shè)備特點混合管的萃取效果高于混合罐，且為連續(xù)操作。流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、能耗小、萃取效率高。適于各種黏度的流體。（1）混合管1、混合設(shè)備工作原理三、萃取設(shè)備（2）噴射式混合器1、混合設(shè)備三、萃取設(shè)備彎頭交錯噴嘴混合器同向射流混合器孔板射流混合器（2）噴射式混合器1、混合設(shè)備三、萃取設(shè)備彎頭交錯噴嘴混合器1、混合設(shè)備三、萃取設(shè)備特點：噴射式混合器是一種體積小效率高的混合裝置，特別適用于低黏度、易分散的料液。這種設(shè)備投資小，但需要料液在較高的壓力下進(jìn)入混合器。1、混合設(shè)備三、萃取設(shè)備特點：2、分離設(shè)備三、萃取設(shè)備（1）離心分離設(shè)備高速離心機(jī)：碟片式，4000~6000rpm超速離心機(jī)：管式，＞10000rpm三相傾析式：固體、重液、輕液（2）離心萃取設(shè)備（萃取分離同設(shè)備）用于重液、輕液兩相快速充分混合并快速分離優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)強(qiáng)度高，物料停留時間短、分離效果好缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，造價高，能耗大2、分離設(shè)備三、萃取設(shè)備（1）離心分離設(shè)備高速離心2、分離設(shè)備二、萃取設(shè)備2、分離設(shè)備二、萃取設(shè)備1、萃取操作過程四、萃取工藝過程混合把萃取劑與水充分接觸，使溶質(zhì)從水中轉(zhuǎn)移出去分離使萃取物的溶劑與經(jīng)過萃取的水分層分離回收萃取后的萃取相需再生，分離出萃取物，才能繼續(xù)使用；同時取回萃取物1、萃取操作過程四、萃取工藝過程混合把萃取劑與水充分接觸，使1、萃取操作過程四、萃取工藝過程1、萃取操作過程四、萃取工藝過程按萃取劑和水相接觸方式不同，萃取操作可分為間歇式和連續(xù)式。按照有機(jī)相和水相兩者接觸次數(shù)不同，萃取過程可分為單級萃取和多級萃取，后者又分為“錯流”和“逆流”兩種方式。2、萃取操作方式四、萃取工藝過程（1）單級萃取按萃取劑和水相接觸方式不同，萃取操作可分為間歇式和2、萃取操作方式四、萃取工藝過程料液F與萃取劑S一起加入混合器內(nèi)攪拌混合萃取達(dá)到平衡后的溶液送到分離器內(nèi)分離得到萃取相L和萃余相R在回收器內(nèi)產(chǎn)物與溶劑分離（蒸餾、反萃?。┤軇﹦t可循環(huán)使用萃取相送到回收器，萃余相R為廢液2、萃取操作方式四、萃取工藝過程料液F與萃取劑S一起加入混合萃取因素E為：2、萃取操作方式四、萃取工藝過程式中：VF—料液體積；Vs—萃取劑的體積；

C1—溶質(zhì)在萃取液的濃度；

C2—溶質(zhì)在萃余相的濃度；

K—表觀分配系數(shù)；m—濃縮倍數(shù)萃取因素E為：2、萃取操作方式四、萃取工藝過程式中：VF—萃余率：2、萃取操作方式四、萃取工藝過程理論收率：萃余率：2、萃取操作方式四、萃取工藝過程理論收率：例如：林可霉素在20℃和pH10.0時分配系數(shù)（丁醇/水）為18。用等量的丁醇萃取料液中的林可霉素，計算可得理論收率四、萃取工藝過程若改用1/3體積丁醇萃取理論收率：可見：當(dāng)分配系數(shù)相同而萃取劑用量減少時，其萃取率下降。例如：四、萃取工藝過程若改用1/3體積丁醇萃取理論收率：可

(2)多級錯流萃取四、萃取工藝過程多級錯流萃取：料液經(jīng)萃取后的萃余液再用新鮮萃取劑進(jìn)行萃取的方法。(2)多級錯流萃取四、萃取工藝過程多級錯流萃?。毫纤?、萃取工藝過程料液經(jīng)萃取后，萃余液再與新鮮萃取劑接觸，再進(jìn)行萃取。第一級的萃余液進(jìn)入第二級作為料液，并加入新鮮萃取劑進(jìn)行萃?。坏诙壍妮陀嘁涸僮鳛榈谌壍牧弦?，以此類推此法特點在于每級中都加溶劑，故溶劑消耗量大，而得到的萃取液平均濃度較稀，但萃取較完全。

(2)多級錯流萃取四、萃取工藝過程料液經(jīng)萃取后，萃余液再與新鮮萃取劑接觸，再進(jìn)四、萃取工藝過程若為同一種溶劑，各級萃取因素E值都相等，則萃取率：理論收率萃余率：四、萃取工藝過程若為同一種溶劑，各級萃取因素E值都相等，則萃三、萃取工藝過程理論收率若用1/2體積的醋酸丁酯進(jìn)行二級錯流萃取，則例：紅霉素在pH9.8時的分配系數(shù)（醋酸丁酯/水）為44.5，若用1/2體積的醋酸丁酯進(jìn)行單級萃取，則：理論收率三、萃取工藝過程理論收率若用1/2體積的醋酸丁酯進(jìn)行二級錯四、萃取工藝過程多級錯流萃取流程的特點：每級均加新鮮溶劑，故溶劑消耗量大，得到的萃取液產(chǎn)物平均濃度較稀，但萃取較完全。由此可見，當(dāng)萃取劑用量相同時，二級萃取收率比單級萃取收率要高。也就是說，在萃取劑用量一定的情況下，萃取次數(shù)越多，則萃取越完全。四、萃取工藝過程多級錯流萃取流程的特點：每級均加新鮮溶劑，故

(2)多級逆流萃取四、萃取工藝過程多級逆流萃取：在第一級中加入料液（F），萃余液順序作為后一級的料液，而在最后一級加入萃取劑（S），萃取液順序作為前一級的萃取劑。由于料液移動的方向和萃取劑移動的方向相反。(2)多級逆流萃取四、萃取工藝過程多級逆流萃取：在流程圖如下四、萃取工藝過程特點：料液走向和萃取劑走向相反，只在最后一級中加入萃取劑，萃取劑消耗少，萃取液產(chǎn)物平均濃度高，產(chǎn)物收率較高。工業(yè)上多采用多級逆流萃取流程。

萃余率：

理論收率：流程圖如下四、萃取工藝過程特點：料液走向和例：青霉素在0℃和pH2.5時的分配系數(shù)（醋酸丁酯/水）為35，若用1/4體積的醋酸丁酯進(jìn)行二級逆流萃取，則：四、萃取工藝過程

n=2，理論收率若改為二級錯流萃取，第一級用1/4體積的醋酸丁酯，第二級用1/10體積的醋酸丁酯，則例：青霉素在0℃和pH2.5時的分配系數(shù)（醋酸丁酯/水）為3

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吹脫、氣提與萃取制作：宋銀強(qiáng)朱世林吹脫、氣提與萃取制作：宋銀強(qiáng)朱世林吹脫、氣提概念基本原理影響因素設(shè)備吹脫、氣提概念基本原理影響因素設(shè)備

將載氣通入廢水中，改變有毒有害氣體溶解于水中所建立的氣液平衡關(guān)系，使這些揮發(fā)物質(zhì)由液相轉(zhuǎn)為氣相，然后予以收集或者擴(kuò)散到大氣中去?？諝鉃檩d氣稱吹脫，水蒸氣為載氣稱氣提。

上述過程屬于傳質(zhì)過程，其推動力為氣體（揮發(fā)性溶質(zhì)）在氣相和液相中的濃度差。概念將載氣通入廢水中，改變有毒有害氣體溶解于水中所建立的氣

廢水中常常含有大量有毒有害或?qū)罄m(xù)處理不利的溶解氣體，如CO2、H2S、HCN、CS2等，為了除去上述氣體，常使用吹脫（氣提）法。

吹脫（氣提）法既可以脫除原來就存在于水中的溶解氣體，也可以脫除化學(xué)轉(zhuǎn)化而形成的溶解氣體，如廢水中的硫化鈉和氰化鈉是固態(tài)鹽在水中的溶解物，在酸性條件下，它們會轉(zhuǎn)化為H2S和HCN，經(jīng)過曝氣吹脫，就可以將它們以氣體形式脫除。這種吹脫曝氣稱為轉(zhuǎn)化吹脫（氣提）法。

一定溫度下的稀溶液，當(dāng)氣液之間達(dá)到相平衡時，溶質(zhì)氣體在氣相中的分壓與該氣體在液相中的濃度成正比。亨利定律原理亨利定律原理

吹脫法一般采用吹脫池或吹脫塔實現(xiàn)。吹脫池占地面積較大，一般用來除去非有毒性氣體，適用于水溫比較高，有開闊地段，不會產(chǎn)生二次污染的場合。因其是開放式，吹脫出的廢氣易污染環(huán)境，故而所有有毒氣體的吹脫一律采用塔式設(shè)備。設(shè)備吹脫法一般采用吹脫池或吹脫塔實現(xiàn)。吹脫池占地面積分為曝氣（強(qiáng)化）式和非曝氣式（自然吹脫）。強(qiáng)化式吹脫池通常是在池內(nèi)鼓入壓縮空氣或在池面上安設(shè)噴水管，以強(qiáng)化吹脫過程。實際工藝一般采用強(qiáng)化式吹脫池。吹脫池分為曝氣（強(qiáng)化）式和非曝氣式（自然吹脫）。強(qiáng)化吹

1、接觸機(jī)會良好。2、接觸之后及時分開，分離完全，互不夾帶；

3、結(jié)果簡單，緊湊，操作便利穩(wěn)定，運轉(zhuǎn)可靠，周期長，能耗小。總之，安全經(jīng)濟(jì)合理。要求吹脫要求相界面是由兩相接觸元件和流體力學(xué)條件確定的，接觸元件的面積是固定了的，只能充分利用原有的相界面。這就要求建立適宜的接觸方式和流體力學(xué)狀況。塔式設(shè)備要求吹脫要求相界面是由兩相接觸元件和流體

填料塔塔內(nèi)裝設(shè)一定高度的填料層，液體從塔頂噴下，在填料表面呈膜狀向下流動；氣體由塔底送入，從下而上同液膜逆流接觸，完成傳質(zhì)過程。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，空氣阻力小。缺點是傳質(zhì)效率不夠高，設(shè)備比較龐大，填料容易堵塞。填料塔填料塔塔內(nèi)裝設(shè)一定高度的填料層，液體從塔頂噴下，填料塔的結(jié)構(gòu)與作用1、填料層：提供氣液傳質(zhì)面；強(qiáng)化氣體紊動，降低氣相傳質(zhì)阻力；更新液膜表面，降低液相傳質(zhì)阻力。2、液體分布器：均勻分布液體，以避免發(fā)生溝流現(xiàn)象。3、液體再分布器：避免壁流現(xiàn)象發(fā)生。4、支撐板：支撐填料層，使氣體均勻分布。5、除沫器：防止塔頂氣體出口處夾帶液體。填料塔填料塔的結(jié)構(gòu)與作用填料塔

環(huán)環(huán)形（拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)）形狀鞍形（矩鞍形、弧鞍形）波紋形（板波紋、網(wǎng)狀波紋）材料：陶瓷、金屬、塑料堆放：整砌、亂堆常用填料填料塔環(huán)環(huán)形（拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)）常用填料填料塔填料圖填料圖填料圖填料圖填料填料名稱評估值語言值排序絲網(wǎng)波紋填料86很好1孔板波紋填料61相當(dāng)好2金屬Intalox59相當(dāng)好3金屬鞍形環(huán)57相當(dāng)好4金屬階梯環(huán)53一般好5金屬鮑爾環(huán)51一般好6瓷Intalox41較好7瓷鞍形環(huán)38略好8瓷拉西環(huán)36略好9填料填料名稱評估值填料塔填料支撐裝置填料塔填料支撐裝置填料塔填料壓緊裝置填料塔填料壓緊裝置填料塔液體分布裝置填料塔液體分布裝置填料塔液體收集再分布裝置填料塔液體收集再分布裝置板式塔降液管平頂型溢流堰受液區(qū)開孔區(qū)板式塔降液管平頂型溢流堰受液區(qū)開孔區(qū)板式塔是在塔內(nèi)設(shè)一定數(shù)量的帶有孔眼的踏板，水從上往下噴淋，穿過篩孔往下，空氣則從下往上流動，氣體以鼓泡方式穿過篩板上液層時，互相接觸而進(jìn)行傳質(zhì)。通常篩孔孔徑為6~8mm，篩板間距為200~300mm。其優(yōu)點是構(gòu)造簡單，制造方便，傳質(zhì)效率高，塔體比填料塔小，不易堵塞。缺點是操作管理要求高，篩孔容易堵塞。板式塔板式塔是在塔內(nèi)設(shè)一定數(shù)量的帶有孔眼的踏板，水從板式塔彈性大、操作穩(wěn)定可靠。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，壓降大，液泛氣速低，故生產(chǎn)能力較小。

結(jié)構(gòu)簡單、造價低、壓降小、生產(chǎn)能力大、操作彈性好。

結(jié)構(gòu)上較泡罩簡單，比篩板復(fù)雜，操作彈性大、生產(chǎn)能力大。

板式塔彈性大、操作穩(wěn)定可靠。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，壓降大，板式塔泡罩式篩孔式板式塔泡罩式篩孔式板式塔浮閥式板式塔浮閥式板式塔其他型板式塔其他型對比1、塔徑較大；2、所需傳質(zhì)單元數(shù)或理論板數(shù)較多；3、熱量需從塔內(nèi)移除；4、適于較小液量；5、適于處理有懸浮物的液體；6、板式塔便于側(cè)線采出。1、處理有腐蝕性的物料；2、填料塔壓力降較小，適用于真空蒸餾；3、適用于間歇蒸餾或熱敏性物料的蒸餾；4、適用于處理易發(fā)泡的液體。填料塔板式塔對比1、塔徑較大；1、處理有腐蝕性的物料；填料塔板式塔可以在不提高水溫或水溫提高較少的情況下去除水中的各種氣體，可以用于同時去除O2、CO2及多種溶解氣體的場合。通過真空除氣器后的殘余CO2可低于3mg/L，殘余O2可低于0.05mg/L。脫氣效果好、效率高，適用范圍廣。但是真空除氣器對設(shè)備外殼（足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性）和密封有較高的要求。真空除氣器可以在不提高水溫或水溫提高較少的情況下去除水中的各種氣

1、溫度：一定壓力下，氣體在水中的溶解度隨溫度升高而降低，因此升溫對吹脫有利。2、氣液比：空氣量過小，氣液接觸不夠；空氣量過大，不經(jīng)濟(jì)，而且會發(fā)生液泛，破壞吹脫過程。因此，應(yīng)使氣液比接近液泛極限。3、pH：pH直接影響氣體的存在狀態(tài)，因而影響吹脫效果。4、油類物質(zhì)：阻礙揮發(fā)性物質(zhì)的擴(kuò)散過程，堵塞填料，在預(yù)處理中應(yīng)該將其除去。影響因素1、溫度：一定壓力下，氣體在水中的溶解度隨溫度升高而降萃取法基本原理萃取劑萃取工藝過程萃取設(shè)備萃取法基本原理萃取劑萃取工藝過程萃取設(shè)備

向廢水中投加一種與水不互溶，但能良好溶解污染物的萃取劑，使其與廢水充分混合接觸后，利用污染物在水和溶劑中的溶解度或分配比的不同，來達(dá)到分離，濃縮污染物和凈化廢水的目的。1、液-液萃取概念萃取過程采用的溶劑。被萃取的污染物。萃取后的萃取劑。萃取過程采用的溶液。萃取劑溶質(zhì)萃取液萃余液一、基本原理向廢水中投加一種與水不互溶，但能良好溶解污染物的（1）物理萃?。哼M(jìn)行萃取的體系是多相多組分體系，在萃取過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2、液-液萃取分類一、基本原理在一個多組分兩相體系中，溶質(zhì)自動地從化學(xué)位大的一相轉(zhuǎn)移到化學(xué)位小的一相，其過程是自發(fā)進(jìn)行的。（2）化學(xué)萃?。涸谳腿∵^程中常伴隨有化學(xué)反應(yīng)，包括相內(nèi)反應(yīng)與相界面上的反應(yīng)。根據(jù)溶質(zhì)與萃取劑之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，大致可分為五類，即絡(luò)合反應(yīng)、陽離子交換反應(yīng)、離子締合反應(yīng)、加合反應(yīng)和帶同萃取反應(yīng)等。（1）物理萃?。哼M(jìn)行萃取的體系是多相多組分體系，在

分配系數(shù)(或稱分配比)D就是溶質(zhì)在有機(jī)相中的總濃度y與在水相中總濃度x的比值，即2、分配系數(shù)由此可見，D值越大，即表示被萃取組分在有機(jī)相中的濃度越大，也就是它越容易被萃取。D=y/x

實際廢水處理中，上述分配定律具有如下曲線形式：D=y/xn一、基本原理分配系數(shù)(或稱分配比)D就是溶質(zhì)在有機(jī)相中的總濃

萃取的傳質(zhì)速度式與上式類似，過程的推動力是實際濃度和平衡濃度之差。由此可見，要提高萃取速度和設(shè)備生產(chǎn)能力，途徑如下：3、優(yōu)化途徑增大兩相接觸面積增大傳遞系數(shù)增大傳質(zhì)推動力一、基本原理萃取的傳質(zhì)速度式與上式類似，過程的推動力是實際濃能形成共沸點的恒沸混合物，而不能用蒸餾、蒸發(fā)的方法分離的廢水。4、萃取法處理廢水適用的情況對熱敏感的物質(zhì)，在蒸發(fā)和蒸餾的高溫條件下，易發(fā)生化學(xué)變化或易燃易爆的物質(zhì)。對沸點非常接近的，難以用蒸餾方法分離的廢水。對揮發(fā)度差的物質(zhì)，用蒸發(fā)法需消耗大量熱能或需用高真空蒸餾的廢水，例如含醋酸、苯甲酸和多元酚的廢水。對某些成本高，處理復(fù)雜的化學(xué)方法。例如，對含鈾和釩的洗礦水和含銅冶煉廢水，可采用有機(jī)溶劑萃取、分離和回收。一、基本原理能形成共沸點的恒沸混合物，而不能用蒸餾、蒸發(fā)的方法分離的廢水

選擇萃取劑主要考慮以下五個方面。1、萃取劑的選擇萃取能力要大，即分配系數(shù)越大越好。常用來萃取脫酚的萃取劑及其分配系數(shù)。二、萃取劑分離效果要好，萃取過程中不乳化、不隨水流失?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好，難燃不爆，毒性小，腐蝕性小沸點低，凝固點低，蒸汽壓小，便于溫室下貯存和使用，安全可靠。選擇萃取劑主要考慮以下五個方面。1、萃取劑的選擇

選擇萃取劑主要考慮以下五個方面。1、萃取劑的選擇容易制備，來源較廣，價格便宜。二、萃取劑容易再生和回收溶質(zhì)。常用：乙酸乙酯、乙酸戊酯、丁醇選擇萃取劑主要考慮以下五個方面。1、萃取劑的選擇物理法（蒸餾或蒸發(fā)）。利用萃取劑與萃取物的沸點差，控制適當(dāng)?shù)臏囟?，采用蒸餾法分離。蒸餾設(shè)備以采用浮閥塔效果較好。2、萃取劑的再生化學(xué)法。投加某種化學(xué)藥劑使它與萃取物形成不溶于萃取劑的鹽類，從而達(dá)到二者分離的目的?；瘜W(xué)再生法使用的設(shè)備有板式塔和離心萃取機(jī)等。二、萃取劑物理法（蒸餾或蒸發(fā)）。利用萃取劑與萃取物的沸點差，控制適當(dāng)?shù)娜?、萃取設(shè)備液-液萃取設(shè)備混合設(shè)備分離設(shè)備溶劑回收設(shè)備使料液與萃取劑充分混合形成乳濁液，欲分離的生物產(chǎn)品自料液轉(zhuǎn)入萃取劑中。將萃取后形成的萃取相和萃余相進(jìn)行分離。把萃取液中的生物產(chǎn)品與萃取溶劑分離并加以回收。液-液萃取設(shè)備應(yīng)包括3個部分：混合設(shè)備、分離設(shè)備和溶劑回收設(shè)備。三、萃取設(shè)備液-液萃取設(shè)備混合設(shè)備分離設(shè)備溶劑回收設(shè)備使料液（1）混合管1、混合設(shè)備工作原理萃取劑及料液在一定流速下進(jìn)入管道一端，混合后從另一端導(dǎo)出，依靠管內(nèi)特殊設(shè)計的內(nèi)部單元和流體流動實現(xiàn)液體混合。強(qiáng)迫湍流狀態(tài)；料液在管內(nèi)平均停留時間10~20s。三、萃取設(shè)備特點混合管的萃取效果高于混合罐，且為連續(xù)操作。流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、能耗小、萃取效率高。適于各種黏度的流體。（1）混合管1、混合設(shè)備工作原理三、萃取設(shè)備（2）噴射式混合器1、混合設(shè)備三、萃取設(shè)備彎頭交錯噴嘴混合器同向射流混合器孔板射流混合器（2）噴射式混合器1、混合設(shè)備三、萃取設(shè)備彎頭交錯噴嘴混合器1、混合設(shè)備三、萃取設(shè)備特點：噴射式混合器是一種體積小效率高的混合裝置，特別適用于低黏度、易分散的料液。這種設(shè)備投資小，但需要料液在較高的壓力下進(jìn)入混合器。1、混合設(shè)備三、萃取設(shè)備特點：2、分離設(shè)備三、萃取設(shè)備（1）離心分離設(shè)備高速離心機(jī)：碟片式，4000~6000rpm超速離心機(jī)：管式，＞10000rpm三相傾析式：固體、重液、輕液（2）離心萃取設(shè)備（萃取分離同設(shè)備）用于重液、輕液兩相快速充分混合并快速分離優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)強(qiáng)度高，物料停留時間短、分離效果好缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，造價高，能耗大2、分離設(shè)備三、萃取設(shè)備（1）離心分離設(shè)備高速離心2、分離設(shè)備二、萃取設(shè)備2、分離設(shè)備二、萃取設(shè)備1、萃取操作過程四、萃取工藝過程混合把萃取劑與水充分接觸，使溶質(zhì)從水中轉(zhuǎn)移出去分離使萃取物的溶劑與經(jīng)過萃取的水分層分離回收萃取后的萃取相需再生，分離出萃取物，才能繼續(xù)使用；同時取回萃取物1、萃取操作過程四、萃取工藝過程混合把萃取劑與水充分接觸，使1、萃取操作過程四、萃取工藝過程1、萃取操作過程四、萃取工藝過程按萃取劑和水相接觸方式不同，萃取操作可分為間歇式和連續(xù)式。按照有機(jī)相和水相兩者接觸次數(shù)不同，萃取過程可分為單級萃取和多級萃取，后者又分為“錯流”和“逆流”兩種方式。2、萃取操作方式四、萃取工藝過程（1）單級萃取按萃取劑和水相接觸方式不同，萃取操作可分為間歇式和2、萃取操作方式四、萃取工藝過程料液F與萃取劑S一起加入混合器內(nèi)攪拌混合萃取達(dá)到平衡后的溶液送到分離器內(nèi)分離得到萃取相L和萃余相R在回收器內(nèi)產(chǎn)物與溶劑分離（蒸餾、反萃?。┤軇﹦t可循環(huán)使用萃取相送到回收器，萃余相R為廢液2、萃取操作方式四、萃取工藝過程料液F與萃取劑S一起加入混合萃取因素E為：2、萃取操作方式四、萃取工藝過程式中：VF—料液體積；Vs—萃