稀土萃取分離箱式萃取槽設(shè)計

箱式萃取槽設(shè)計1、水相封板高度與水相調(diào)節(jié)管長度h—有相口高度Ho一水相口高度h1、h2一水相、有相高度h/2P[—水相比重P2一有相比重*理想狀態(tài)：水相0.4h，有相0.6h按壓力平衡得：Ph=-p+-p1。 21 22h（ 、求解得：h=2（P1+P2）op1一些基本參數(shù)：（1）幾種有機(jī)物及物料比重物料名稱P507HAN235ROH比重（kg/L）物料名稱煤油純水鹽酸（10N）液堿（10N）比重（kg/L）1（2）幾種有機(jī)相配比有機(jī)相名稱配比負(fù)載REmol/LP507有機(jī)相—煤油（即50%P507—50%煤油）HA有機(jī)相—18%ROH—煤油（即25%HA）N235有機(jī)相20%N235—20%ROH一煤油/（3）幾種溶液比重計算（不考慮溶質(zhì)體積變化）①空白P507有機(jī)相

XX(kg/L)空白HA有機(jī)相XXX0(kg/L)空白N235有機(jī)相XXX(kg/L)④Xkg/L)料液(水相稀土濃度CRE1.5mol/L，平均分子量158)Xkg/L)料液(水相稀土濃度CRE1.5mol/L，平均分子量158,料液酸度[H+]=1N)1000+1.5X158+1Xkg/L)P507負(fù)載有機(jī)相(負(fù)載CRE0.18mol/L,平均分子量158)XXkg/L)HA負(fù)載有機(jī)相(負(fù)載CRE0.2mol/L,平均分子量158)XXkg/L)(4)水相封板高度按最低極限位置計算。水相封板高度的最低位置：水相為含酸稀土料液與有機(jī)相為空白有機(jī)相時。hhh最低P12(P1+P2)2(P水相+Ph最低P1P水相(4)水相調(diào)節(jié)管長度按水相封板高度的最高和最低極限位置之差計算。水相封板高度的最高位置：水相為純水與有機(jī)相為滿負(fù)載有機(jī)相時。h(P+P)h(P+P)職h=JL=2純水竺些=h(1+p )崢 p1 % 2頂軟有機(jī)水相調(diào)節(jié)管長度：H=h一-h最高最低2、混合室高寬比混合室高度與混合室寬度的比例參考下表:規(guī)格（升）9005003002008050比值1.171采用矮胖型優(yōu)點：①攪拌槳抽力（功率）稍小時亦能抽過;攪拌混合好，混合室上面不出現(xiàn)澄清現(xiàn)象;澄清室路徑長，有利于混合相澄清。3、攪拌槳攪拌槳均采用渦輪槳，槳葉直徑為混合室寬度的比例、槳葉高度（包括上下板）為槳葉直徑的比例按下表選取。規(guī)格（升）900500300200805030直徑比值高度比值44、導(dǎo)流孔導(dǎo)流孔直徑按下表選取。規(guī)格（升）900500300200805030直徑61601501401208075655、潛室高度潛室高度與混合室高度的比例參考下表選取。規(guī)格（升）900500300200805030比例6、其它①混合室堰板高度比有相口高度高出10mm，以防止停機(jī)時澄清室有機(jī)相倒流（灌）進(jìn)混合室，造成槽體有水比例混亂；有機(jī)相口至槽頂高度：300L以上萃取槽取18cm，小于300L萃取槽取15cm；地面至萃取槽頂蓋高度宜選取在1250mm。攪拌槳轉(zhuǎn)速為245?260rpm之間，過快功率消耗大、噪聲大、軸承壽命短；過慢抽力小、流通堵塞、混合效果差。水相調(diào)節(jié)管：為了統(tǒng)一規(guī)格，水相調(diào)節(jié)管按萃取槽大小規(guī)格采用如下尺寸：槽別900L500L-800L100L-500L100L下直徑M-6hM110X2M90X2M75X2M50X2長度b(mm)120120100100水相封板（mm）200X160150X130150X120110X90水相口與有相口為了統(tǒng)一規(guī)格，水相口與有相口截面長寬按萃取槽大小規(guī)格采用如下尺寸:槽別900L500L-800L100L-500L100L下水相口mm200X70150X60150X50110X40有相口mm200X90150X80150X60110X50⑥傳動裝置:考慮原則：B型三角皮帶長度不超過2500mm，A型三角皮帶長度不超過2000mm，否則容易變長失效。450L以上萃取槽采用單級傳動，200L以下萃取槽采用一拖十傳動，兩者之間的萃取槽用一拖二傳動。單級傳動和一拖二傳動均采用2根A型三角皮帶，一拖十傳動采用1根B型三角皮帶（電機(jī)傳動仍采用2根A型三角皮帶）。軸承座：200L以上萃取槽采用CKS207,200L以下萃取槽采用采用CKS206。電動機(jī)采用Y系列6極電機(jī)，功率配置約為混合室體積（M3）的1.1倍，環(huán)烷酸體系較粘稠，功率按1.2倍配置，功率配置過大造成無功損耗大，需加大電容補(bǔ)償投入。傳動架：采用門架式，支腳距離宜3.5米至4米之間，350L以下萃取槽采用14#厚裝槽鋼與5#角鋼，350L以上萃取槽采用18#厚裝槽鋼與7#角鋼，角鋼宜放置總高1/3處即離地400?500mm處。傳動架槽鋼底離萃取槽頂蓋距離200mm。當(dāng)Vs與Vw或V反的流比太懸殊（＞10：1）時，在洗滌段或反萃段應(yīng)采用水相帶內(nèi)循環(huán)裝置的半逆流萃取槽，以加大有水混合接觸效果。重稀土分離部分的萃取槽應(yīng)采用雙攪拌裝置的萃取槽，以增加攪拌反應(yīng)平衡時間，提高分離效果?；旌铣吻迤鞯倪x擇與設(shè)計圖3-3 混合---澄清萃取槽結(jié)構(gòu)示意圖全年生產(chǎn)時間為300天；24小時連續(xù)作業(yè)；設(shè)備利用系數(shù)為0.8。通常，混合澄清室是根據(jù)特定的工藝要求而設(shè)計，在特定的工藝中應(yīng)用成功后，再推廣應(yīng)用其他相應(yīng)的領(lǐng)域。對所有溶劑萃取過程都適用，且技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上都最為理想的萃取器，實際上是不存在的。因此，混合澄清器的選擇與設(shè)計必須因?qū)ο笾菩?，主要是根?jù)萃取體系的特性，同時要考慮一下因素：所選的混合澄清器的適用范圍和操作性能如萃取效率，處理能力，適應(yīng)性和運行穩(wěn)定性等。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如動力消耗，溶劑夾帶損失，溶液積存量，加工與維修難易等。使用這種混合澄清器的經(jīng)驗。進(jìn)行混合澄清器工藝設(shè)計的基本參數(shù)有：兩相流量，兩相在混合室的接觸相比，兩相在混合式的表觀接觸時間和混合相在澄清室的相分離時間，兩相的密度與粘度等?；旌铣吻迤鞯脑O(shè)計大致包括三個方面：混合室有效體積和結(jié)構(gòu)尺寸的確定；澄清室有效體積和結(jié)構(gòu)尺寸的確定；各相口及各板位置和結(jié)構(gòu)尺寸的確定。計算的主要項目如下：混合室的大小是根據(jù)所要求的生產(chǎn)能力和為達(dá)到一定的級效率所需要的兩相接觸時間來確定的。具體計算公式如下：（1） 混合室有效體積：匕=叫+匕+V? （3-60）上式中t——兩相在混合室的表觀停留時間，h（min）m t——兩相混合時間，一般取m=4（2） 混合室邊長當(dāng)混合室有效體積確定之后，方形混合室的邊長：B=3段 （3-61）式中 B——方該混合室的邊長，m（cm）Vm 混合室的有效體積，m3（cm3）K——L=2.5B （3-62）混合室高度有效高度：H=L1B潛室高度=0.1H澄清室有效高度=混合室有效高度H+潛室高度混合澄清器空高=澄清室高度*3.相口計算前述的五種混合澄清器的結(jié)構(gòu)及攪拌器各不相同，專用的計算公式未公開報道。下面介紹箱式澄清器的主要相口計算公式及其經(jīng)驗公式。（1）混合相出口（兼作有機(jī)相回流口）假定混合相出口為簡單的銳孔，便可應(yīng)用伯努利方程式求出相口的截面積：f=-Q=火2gH （3-63）式中f 相口截面積，m2（cm2）；Q——料液體積、有機(jī)相體積和洗滌劑體積m——流量系數(shù)，一般取0.6；重力加速度，m/s2(cm/s2)H——(2)重相入口假定重相入口為簡單的銳孔，便可應(yīng)用伯努利方程式求出相口的截面積:(3-64)式中