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    合肥通用環境控制技術有限責任公司 過濾與分離機械事業部

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    萃取機/分離機

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    大流量離心萃取機

     

        

       上行中間:↑鋼基襯氟;下行:↑應用現場  
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    國家標準“JB/T11095 離心萃取機 技術條件”“JB/T7243離心萃取機 型號編制方法制定單位;
    公司常年備有實驗型萃取系統和萃取模擬流程軟件,為用戶免費進行萃取選型試驗;

    新型懸掛式離心萃取機典型優點如下
    1.撓性懸掛式結構——自主創新,性能大大優于其它公司剛性上懸式結構,可自動對中,高速運轉更穩定;
    2.高技術參數——撓性懸掛式結構可獲得更高技術參數,轉速高,長徑比大(L/D≥2),萃取效率高,分離效果好;
    3.低功率消耗——在保證高技術參數前提下,優化混合模式,設備運行功率節省50%以上;
    4.操作維護方便——取消了下部支撐和密封等附件,大大提高了可靠性,使用維護更方便;
    5.新材料——與物料接觸部分材質可選多種耐蝕材料:如鋼基襯塑(氟),耐磨耐腐蝕耐溶劑,大大降低成本。可避免高分子材料轉鼓強度低、易變形老化、轉速低、分離因數不高、轉鼓短、分離效果差等缺點。


    一.萃取原理:
    用溶劑從液體混合物中提取其中某種組分的操作稱為液/液萃取。萃取是利用溶液中各組分在所選用的溶劑中溶解度的差異,使溶質進行液液傳質,以達到分離均相液體混合物的操作。萃取操作全過程可包括:1.原料液與萃取劑充分混合接觸,完成溶質傳質過程;2.萃取相和萃余相的分離過程;3.從萃取相和萃余相中回收萃取劑的過程。通常用蒸餾方法回收。
    現以提取含有A、B兩組分的混合液中的A組分為例說明萃取操作過程。選用一種適宜的溶劑S,這種溶劑對欲提取的組分A應有顯著的溶解能力,而對其它組分B應是完全不溶或部分互溶(互溶度越小越好)。所選用的溶劑S稱為萃取劑。待分離的混合液(含A+B)稱為原料液,其中被提取的組分A稱為溶質,另一組分B(原溶劑)稱為稀釋劑。
    萃取過程的三個步驟:(1)首先將原料液(A+B)與適量的萃取劑S在混合器中充分混合。由于B與S不互溶,混合器中存在S與(A+B)兩個液相。進行攪拌,造成很大的相界面,使兩相充分接觸,溶質A由原料液(稀釋劑B)中經過相界面向萃取劑S中擴散。這樣A的濃度在原料液相中逐漸降低,在液相S中逐漸增高。經過一定時間后,兩相中A的濃度不再隨時間的增長而改變,稱為萃取平衡。(2)在充分傳質后,由于兩液相有密度差,靜置或通過離心作用會產生分層,以此達到分離的目的。以萃取劑S為主,并溶有較多溶質A的一相稱為萃取相,以E表示;以稀釋劑B為主并含有少量未擴散的溶質A的一相稱為萃余相,以R表示。(3)通常用蒸餾的方法回收S。脫除S后的萃取相稱為萃取液;脫除S后的萃余相稱為萃余液。

     

    二.工作原理:

    該機集混合與分離于一體,結構緊湊。借助離心力加速具有比重差的液-液兩相的分離。不融合的兩個液相分別自兩個進料管口進入轉子的外腔,借助轉子的旋

    轉而快速混合?;旌虾蟮囊后w通過轉子底部的通道進入轉子內部。具有自吸泵功能的轉子內部分為四個豎直的腔體,進入的液體相互平衡。液體在轉子內從下而上流動過程中逐漸分離。
    分離區從擋流盤直到輕相堰,保證有足夠的時間形成液-液分界面。分離開的液-液相分別通過輕、重相堰匯集到各自的收集腔,并分別由各自出口排出。重相堰板可以拆下更換以改變堰板直徑。

    三.性能特點:
    1. 占用空間小 —— 電機直接驅動、無傳動附件,結構緊湊、節省占地面積和操作空間;
    2. 適應性能強 —— 與傳統的廂式和塔式萃取設備相比,級存留時間短、分相迅速、適應的流比范圍寬;通過調換堰板和變頻調速可滿足不同密度、不同粘度的液體物料;
    3. 萃取效率高 —— 相平衡建立快,易于實現單級或多級串聯逆流或錯流洗滌和萃??;
    4. 操作性能好 —— 全自動操作,可連續無間斷運行,也可小批量多品種使用;
    5. 投資費用低 —— 機器內容積小,萃取劑、溶劑或洗滌劑耗用最??;
    6. 密閉性能好 —— 滿足防爆以及有毒、有害和易揮發性介質的應用環境和GMP規范;
    7. 可選配置多 —— 根據不同需要機器可配置防乳化裝置、在位清洗機構(CIP)、變頻器等。
     

    四.技術參數:

    型 號
    轉鼓直徑 mm
    處理量L/h
    電機電壓V/AC
    運行功率(kW)
    進/出口(mm)
    底座面積 mm
    高度mm
    質量(kg)
     CTL50-N
    50
    2~120
    380
    0.08~0.1
    15
    340×280
    760
    50
    CTL150-N
    150
    100~1000
    380
    0.5~1
    25
    500×500
    1150
    250
    CTL250-N
    250
    1000~3000
    380
    1~2
    50
    725×725
    1730
    600
    CTL350-N
    350
    3000~10000
    380
    2~4
    80
    910×910
    2120
    900
    CTL450-N
    450
    8000~15000
    380
    4~7.5
    80
    1100×1100
    2250
    1400
    CTL550-N
    550
    12000~30000 
    380
    7~11
    100
    1300×1300
    2750
    2000
    CTL650-N
    650
    25000~40000 
    380
    11~15
    125
    1500×1500
    2960
    2500
    CTL800-N80040000~7000038015~221501800×180031003000
    CTL1000-N100060000~10000038018~251502100×210038003500
    在濕法冶金采用萃取工藝時,特別是當需要級數很多或可以采用非平衡萃取時,離心萃取機的應用也有良好前景。采用離心萃取機對減少萃取設備所占廠房面積、減少萃取流程中的萃取劑存留量、縮短萃取系統從起動到穩定的時間和利于自動控制等方面有顯著效果。
    在其他傳統行業替代傳統萃取設備的應用也是非常廣泛的,應用前景非常好。

    五.典型應用
    1.油水分離、原油的除水;2.溶劑分離;3.食品/飲料/藥品2相分離;4.化妝品生產;5.各種溶劑萃??;6.濕法冶金,金屬元素的溶劑萃??;7.工業廢液的處理:江、河、湖、海水油污染處理,地下水污染的處理。
    應用范例:
    A、用于液—液兩相分離;B、原子能(核燃料廢棄物處理);C、濕法冶金(稀貴金屬、有色金屬萃?。?;D、生物化工、生物制藥;E、化學工業、制藥、農藥化工;F、生物提?。ㄖ兴?、茶葉、植物等有效成分提?。?;G、精細化工(香料、色素提?。?;H、石油化工(原油脫水、脫鹽);I、環保行業(含酚污水處理、油水分離)。
     植物提?。?br data-filtered="filtered"/>

     化工、制藥:

     環保(含酚廢水處理):

     濕法冶金:

    萃取機研發史

    → 50年代,為解決核能領域乏燃料處理,國內第一臺圓筒式、輪式攪拌離心萃取機誕生在合肥通用機械研究所;并掌握了離心萃取核心理論計算方法和結構設計。


    一代輪式攪拌型

    → 80年代,該型萃取機逐漸推廣應用在民用各行業。主要用在化工行業硝化廢水、硝基酚鈉廢水、焦化廠污水中含酚處理等,取得了良好的應用效果。


    國內首次應用在民用行業

    (1978年,LC500多流萃取離心機在抗菌素生產重大技術改造中成功應用,并獲“全國科學大會獎”

    → 我司在推廣離心萃取機應用中,緊隨發達國家離心萃取機技術發展新趨勢,先后開發出新一代環隙式離心萃取機,并實現了系列化,引進了新材料和新工藝。目前,我司擁有最大流量(最大直徑)、最全系列、最新材料的離心萃取機系列,據分離機械行業協會統計,其國內市場占有率70%。


    第二代環隙混合型

    → 離心萃取機國家標準制定單位

    → 專業級有機溶劑離心萃取實驗室----免費提供各類離心萃取機選型、工藝參數試驗(相比、萃取率、萃取劑類型、配比、夾帶量等),或攜帶實驗型萃取機上門服務,全程免費。

    萃取機研發史

    → 50年代,為解決核能領域乏燃料處理,國內第一臺圓筒式、輪式攪拌離心萃取機誕生在合肥通用機械研究所;并掌握了離心萃取核心理論計算方法和結構設計。


    一代輪式攪拌型

    → 80年代,該型萃取機逐漸推廣應用在民用各行業。主要用在化工行業硝化廢水、硝基酚鈉廢水、焦化廠污水中含酚處理等,取得了良好的應用效果。


    國內首次應用在民用行業

    (1978年,LC500多流萃取離心機在抗菌素生產重大技術改造中成功應用,并獲“全國科學大會獎”

    → 我司在推廣離心萃取機應用中,緊隨發達國家離心萃取機技術發展新趨勢,先后開發出新一代環隙式離心萃取機,并實現了系列化,引進了新材料和新工藝。目前,我司擁有最大流量(最大直徑)、最全系列、最新材料的離心萃取機系列,據分離機械行業協會統計,其國內市場占有率70%。


    第二代環隙混合型

    → 離心萃取機國家標準制定單位

    → 專業級有機溶劑離心萃取實驗室----免費提供各類離心萃取機選型、工藝參數試驗(相比、萃取率、萃取劑類型、配比、夾帶量等),或攜帶實驗型萃取機上門服務,全程免費。

    萃取機選型原則

    一.確定型號、結構:
    1.最大混合通量(物料水相A和有機萃取劑O加一起的總量)可達80~100m3/h;參見具體型號;
    2.眾多結構可選:
    (1)適應難分離、難萃取體系的上下支撐、大長徑比、高技術參數結構:

    ←型號有:CTL100、CTL150、CTL250、CTL350、CTL450、CTL550、CTL650、CTL800、CTL1000;
    ←高技術參數:長徑比>2;轉鼓長度長;
    ←優勢:可獲得較高的萃取效率和分離效率;
        大功電機配置,可實現帶料直接啟動;
        可實現在線清除生成的固體(CIP);
        多重安全聯鎖;
        塔型支撐結構,剛性好,可直接放置任意支撐平臺,對基礎要求低。

    (2)適應易分離、易萃取體系(密度差大)的上懸式支撐結構:

    ←型號有:CTL100-NA、CTL150-NA、CTL250-NA、CTL350-NA、CTL450-NA、CTL550-NA、CTL650-NA、CTL800-NA;
    ←技術參數:轉鼓長度較短,長徑比小于2;
    ←優勢:球形支撐主軸結構,對中性較好;
        轉子為上懸式支撐,主軸底部無密封和軸承,維護相對方便;
        轉鼓相對較短,電機功率相對較小。

    (3)極易分離體系、萃取效率要求不高場合的全塑型結構:

    因塑料強度一般為鋼的1/10,全塑型萃取機轉鼓直徑一般在400mm以下;且轉子較短,分離效率和萃取效率低;
    因塑料強度低,該型萃取機轉速一般低于600r/min,分離因數低,適合易分離體系;
    ←優勢:轉子質量輕,電機消耗功率低;
        價格相對較低;

    (4)一臺萃取機內部實現4級逆流萃取的單臺多級型:

    ←型號有:CTL364-N;
    ←技術參數:轉鼓直徑360mm,4級逆流;1.5m3/h的理論混合通量,7.5kW;
    ←優勢:單臺多級,結構緊湊;
        工藝流程簡化;
        節省萃取劑。

    二.確定材質:
     (1)常用與物料接觸部分材質:不銹鋼304、316L、904L、雙相不銹鋼2205、工業純鈦TA2、哈氏合金C276等,也可根據用戶工藝需要選用其它特種材質;
    密封材質一般為氟橡膠、三元乙丙橡膠、硅膠外包聚四氟乙烯等。

    (2)在保證設備強度和高技術參數前提下,為保證設備的耐腐蝕性并降低設備成本,本公司獨創鋼基襯塑(Halar、PTFE等)技術。既保證了設備在高轉速、高分離因數條件的強度需要,又使設備具備耐腐蝕、耐極性溶劑特性,使用壽命長(正常使用條件下,不低于10年)。

    三.選配要求的確定:
    (1)大相比場合:離心萃取機適應的相比范圍一般為1:30~30:1,超過這個范圍或臨近該范圍,會造成相夾帶和萃取效率低下。我司專利技術“本級回流型離心萃取機”可有效解決該難題:

    外置式本級回流內置式本級回流

    (2)固體夾帶或析出場合:離心萃取機是萃取分離液液體系的設備,對固體夾帶和萃取過程中固體析出的難題,我公司研發出專利機構——CIP在線清洗機構,可在不拆卸設備的前提下,對固體進行有效清除。


    在位清洗型離心萃取機

    (3)水相夾帶油的后續處理:在萃取中,水相難免會夾帶少量油相,我公司專利技術“逐級除油系統”,能有效清除夾帶的油相,可降低至5ppm級以下。

    (4)多級串聯逆流萃取成套系統自動化軟件:我公司有50級以上的串聯逆流萃取系統的成套自動化軟件開發及應用經驗。

    應用業績

    1.鹽湖鹵水提鋰及鋰同位素(Li6、Li7)分離成套裝備:利用絡合萃取體系對鹽湖鹵水進行提硼、提鋰(獲得電池級碳酸鋰、高純氯化鋰)并實現鋰同位素的分離;

    2017年度安徽省科學技術一等獎

    2.濕法冶金/稀土/稀貴金屬提取:提供濕法冶金(鎳、鈷、銅、金、銀、鈧、鈁、鈾、釷、錸、鋅等)萃取工藝及成套設備,從物料預處理、萃取劑選型及配比、流比確定、萃取級數、萃取工藝、除油、蒸發濃縮、干燥包裝、自動化控制、安裝施工等一攬子解決方案。提供溶劑萃取選型試驗、萃取工藝方案、樣機試驗等。

    鎳、鈷提?。ㄝ腿?、反萃、洗滌)污酸提錸(萃取、反萃)

    3.醫藥/中藥/農藥/生物/食品:青霉素6APA、香蘭素、茶妥酚、黃精、大蒜油、人參提取物、農藥咪酰胺、甜味劑、維生素、食品添加劑、三氯蔗糖等。


    茶葉提取物萃取

    4.環保/廢水處理:廢水有機物提取、降低COD、焦化廢水、化工廢水、蘭炭廢水等提酚、酚氨廢水脫酚、精酚車間廢水處理及洗鹽、癸二酸生產含酚廢水處理等。


    含酚廢水處理,有效降低COD

    5.化工/石油/精細化工/無機鹽工業/核能:油水分離、原油純化、蒽油處理、催化劑、核能乏燃料處理等。