ในการผลิตอุตสาหกรรมสมัยใหม่การแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของสารเป็นลิงค์ที่สำคัญ เป็นอุปกรณ์ถ่ายโอนมวลของเหลวเหลวที่มีประสิทธิภาพ หอการสกัดตัวทำละลาย มีบทบาทสำคัญในหลายสาขา มันใช้ความแตกต่างในความสามารถในการละลายหรือค่าสัมประสิทธิ์การกระจายของสารต่าง ๆ ในตัวทำละลายสองตัวที่ไม่สามารถทำได้เพื่อให้ได้การสกัดการแยกการเพิ่มประสิทธิภาพและการทำให้บริสุทธิ์ของส่วนประกอบเป้าหมายในส่วนผสม ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรมเคมี, การกลั่นปิโตรเลียม, hydrometallurgy, การป้องกันสิ่งแวดล้อมและอุตสาหกรรมอื่น ๆ , หอการสกัดตัวทำละลายครอบครองตำแหน่งที่ขาดไม่ได้

1. การวิเคราะห์หลักการทำงาน

(1) หลักการพื้นฐาน - กฎหมายการกระจาย

พื้นฐานทางทฤษฎีหลักของการสกัดตัวทำละลายคือกฎหมายการกระจาย เมื่อมีการเพิ่มสารที่ละลายน้ำได้ลงในตัวทำละลายสองตัว (หรือละลายได้เล็กน้อย) สารสามารถละลายในตัวทำละลายทั้งสองตามลำดับ ที่อุณหภูมิที่แน่นอนหากสารประกอบไม่ได้รับการสลายตัวอิเล็กโทรไลซิสการเชื่อมโยงและการละลายกับตัวทำละลายทั้งสองแล้วอัตราส่วนของความเข้มข้นในชั้นของเหลวทั้งสองเป็นค่าคงที่ซึ่งสามารถแสดงออกได้โดยสูตร:

K = C _อัน /C _ข โดยที่ c _อัน และ C _ข ความเข้มข้นของสารประกอบในตัวทำละลายสองตัว A และ B ตามลำดับและ K คือค่าสัมประสิทธิ์การกระจายที่อุณหภูมิที่แน่นอน ตัวอย่างเช่นเมื่อสกัดสารฟีนอลิกจากน้ำเสียที่มีฟีนอลหากเลือกสารสกัดที่เหมาะสมความเข้มข้นของฟีนอลในสารสกัดและเฟสน้ำจะเป็นไปตามกฎหมายนี้เพื่อการแจกจ่าย

(2) กระบวนการสกัด

การสร้างระบบสองเฟส: กระบวนการสกัดเกี่ยวข้องกับสองเฟสของเหลวที่ไม่สามารถเข้าใจได้ส่วนใหญ่เป็นน้ำและอินทรีย์ส่วนใหญ่ เฟสหนึ่งคือเฟสต่อเนื่อง (โดยปกติเฟสที่มีจำนวนมากขึ้น) และเฟสอื่นคือเฟสกระจายตัว ตัวอย่างเช่นเมื่อสกัดกรดอินทรีย์จากน้ำซุปหมักน้ำซุปการหมักน้ำอาจเป็นเฟสต่อเนื่องในขณะที่สารสกัดอินทรีย์เป็นเฟสที่กระจายตัว

การแนะนำฟีดและตัวทำละลาย: วัสดุที่จะแยกจะถูกป้อนเข้าไปในหอการสกัดและมีการเพิ่มตัวทำละลายสกัดที่มีการเลือกที่สูงสำหรับส่วนประกอบเป้าหมายและไม่เข้ากันหรือมีความสามารถในการละลายต่ำมากกับส่วนประกอบอื่น ๆ ในวัตถุดิบ ตัวอย่างเช่นเมื่อสกัดอะโรเมติกส์จากเศษส่วนปิโตรเลียมจะเลือกตัวทำละลายอะโรมาติกที่เฉพาะเจาะจง

การติดต่อและการกระจายเกิดขึ้น: เฟสที่กระจายตัวเข้าสู่เฟสต่อเนื่องผ่านหัวฉีดหรือวิธีการอื่น ๆ เพื่อสร้างหยดเล็ก ๆ หยดเหล่านี้สัมผัสกับเฟสต่อเนื่องอย่างเต็มที่และส่วนประกอบเป้าหมายจะถูกถ่ายโอนจากวัสดุดั้งเดิมไปยังตัวทำละลายสกัดตามกฎหมายการกระจาย การสกัดลิเธียมจากน้ำเกลือ Salt Lake เป็นตัวอย่างหลังจากน้ำเกลือที่มีลิเธียมสัมผัสกับสารสกัดองค์ประกอบลิเธียมจะถูกถ่ายโอนจากน้ำเกลือไปยังสารสกัด

โปรโมชั่นผสมและแยก: โครงสร้างพิเศษภายในหอการสกัดจะส่งเสริมการผสมเต็มรูปแบบของทั้งสองเฟสและจากนั้นทั้งสองเฟสจะค่อยๆคั่นด้วยแรงโน้มถ่วงหรืออุปกรณ์เชิงกล เฟสที่หนักกว่าจะตกลงไปด้านล่างของหอคอยและเฟสที่เบากว่าจะขึ้นไปด้านบนของหอคอย ตัวอย่างเช่นเมื่อสกัดสิ่งสกปรกในน้ำมันที่กินได้เฟสที่หนักกว่าซึ่งสิ่งสกปรกจะอยู่ในอ่างล้างมือและเฟสน้ำมันบริสุทธิ์จะเพิ่มขึ้น

การรวบรวมและการหมุนเวียนการรับรู้: เฟสการสกัดที่อุดมไปด้วยส่วนประกอบเป้าหมายและเฟสวัตถุดิบหมดลงในส่วนประกอบเป้าหมายจะถูกรวบรวมที่ตำแหน่งที่แตกต่างกันในหอคอย ในบางกรณีตัวทำละลายสกัดสามารถรีไซเคิลได้ ตัวอย่างเช่นในอุตสาหกรรมยาหลังจากการสกัดตัวกลางยาบางตัวตัวทำละลายสกัดสามารถนำกลับมาใช้ใหม่หลังการรักษา

2. ประเภทโครงสร้างที่หลากหลาย

(1) หอการสกัดที่บรรจุ

คุณสมบัติโครงสร้าง: หอคอยเต็มไปด้วยบรรจุภัณฑ์หลายประเภทเช่นแหวน raschig, แหวนพัล, แหวนอาน, ฯลฯ บรรจุภัณฑ์เหล่านี้ให้พื้นที่สัมผัสของเหลวแก๊สขนาดใหญ่ทำให้ทั้งสองเฟสผสมและถ่ายโอนมวลได้อย่างเต็มที่ ตัวอย่างเช่นเมื่อทำการบำบัดน้ำเสียที่มีฟีนอลการบรรจุแหวน Raschig สามารถเพิ่มการสัมผัสระหว่างสารสกัดและน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กระบวนการทำงาน: เฟสต่อเนื่องจะไหลจากบนลงล่างผ่านชั้นบรรจุภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงในขณะที่เฟสที่กระจายตัวจะเข้ามาจากด้านล่างของหอคอยผ่านผู้จัดจำหน่าย ภายใต้การอุดตันและการกระจายตัวของการบรรจุมันไหลขึ้นไปผ่านเฟสต่อเนื่องในรูปแบบของหยดชั้นดี ในกระบวนการนี้ส่วนประกอบเป้าหมายจะถูกถ่ายโอนระหว่างสองเฟส ตัวอย่างการสกัดไอออนโลหะหนักจากน้ำเสียเป็นตัวอย่างตัวอย่างหยดหยดระหว่างบรรจุและแลกเปลี่ยนกับไอออนโลหะหนักในน้ำเสีย

ข้อดี: โครงสร้างที่เรียบง่ายต้นทุนต่ำเหมาะสำหรับการรักษาวัสดุกัดกร่อนและประสิทธิภาพการถ่ายโอนมวลค่อนข้างสูง ตัวอย่างเช่นในการผลิตสารเคมีที่ดีสำหรับการแยกผลิตภัณฑ์บางอย่างที่มีเอาต์พุตขนาดเล็ก แต่มีความต้องการสูงสำหรับความต้านทานการกัดกร่อนของอุปกรณ์หอการสกัดที่อัดแน่นจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

ข้อ จำกัด : ฟลักซ์มีขนาดค่อนข้างเล็กปริมาณการประมวลผลมี จำกัด และเมื่อโหลดของเหลวอยู่ในระดับต่ำช่องทางและปรากฏการณ์อื่น ๆ จะเกิดขึ้นส่งผลกระทบต่อผลการถ่ายโอนมวล ในการผลิตอุตสาหกรรมขนาดใหญ่หากความต้องการปริมาณการประมวลผลมีขนาดใหญ่อาจไม่สามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดการผลิตได้

(2) หอการสกัดแผ่นตะแกรง

คุณสมบัติโครงสร้าง: มีแผ่นตะแกรงหลายชั้นในหอคอยและมีการกระจายรูเล็ก ๆ จำนวนมากบนแผ่นตะแกรง ตัวอย่างเช่นเส้นผ่านศูนย์กลางของรูตะแกรงโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 3 ถึง 8 มม. และขนาดเฉพาะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุที่ประมวลผลและข้อกำหนดของกระบวนการ

กระบวนการทำงาน: เฟสต่อเนื่องจะกระจายไปสู่หยดน้ำดีผ่านรูเล็ก ๆ บนแผ่นตะแกรงและเข้าสู่ชั้นถัดไปและสัมผัสกับเฟสกระจายตัวของชั้นถัดไปในการตอบโต้สำหรับการถ่ายโอนมวล เฟสที่แยกย้ายกันไปจะไหลเป็นเฟสต่อเนื่องในหอคอยโดยรวมและไหลไปยังชั้นถัดไปผ่านทางลงบนแผ่นหอคอย ตัวอย่างเช่นเมื่อแยกส่วนประกอบเฉพาะจากผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมจะผ่านรูตะแกรงเป็นเฟสต่อเนื่องและสกัดไหลในหอคอยในทิศทางย้อนกลับ

ข้อดี: โครงสร้างที่เรียบง่ายต้นทุนต่ำกำลังการผลิตขนาดใหญ่และการปรับตัวที่แข็งแกร่งกับการเปลี่ยนแปลงของการไหลของของเหลว ในการผลิตอุตสาหกรรมบางอย่างที่มีการควบคุมต้นทุนอย่างเข้มงวดและปริมาณการประมวลผลขนาดใหญ่เช่นการแยกวัตถุดิบสารเคมีพื้นฐานบางอย่างหอการสกัดแผ่นตะแกรงจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

ข้อ จำกัด : ประสิทธิภาพการถ่ายโอนมวลค่อนข้างต่ำและปัญหาเช่นน้ำท่วมมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นบนแผ่นหอคอยซึ่งมีผลต่อความเสถียรของการดำเนินการสกัด เมื่อการประมวลผลวัสดุที่มีข้อกำหนดความแม่นยำในการแยกสูงมากอาจไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการ

(3) หอการสกัดดิสก์หมุน

คุณสมบัติโครงสร้าง: มีแผ่นดิสก์หลายแผ่น (ดิสก์หมุน) ที่มีขนาดเท่ากันและระยะห่างที่เชื่อมต่อด้วยเพลาหมุนตรงกลางซึ่งหมุนด้วยความเร็วคงที่เมื่อเพลาหมุน แผ่นดิสก์หมุนจะถูกคั่นด้วยแผ่นดิสก์วงแหวน (แผ่นดิสก์คงที่) ที่มีขนาดเท่ากันและระยะห่างที่แก้ไขบนผนังหอคอย ตัวอย่างเช่นระยะห่างระหว่างแผ่นดิสก์หมุนและแผ่นดิสก์คงที่มักจะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 50 ซม. ซึ่งปรับตามเส้นผ่านศูนย์กลางของหอและลักษณะของวัสดุที่ประมวลผล

กระบวนการทำงาน: การแก้ปัญหาที่มีความหนาแน่นต่ำเข้ามาอย่างต่อเนื่องจากส่วนล่างของหอคอยไหลขึ้นไปภายใต้การกระทำของการลอยตัวและถูกทำลายและกระจายไปสู่หยดโดยการกระทำของดิสก์หมุน ตัวทำละลายที่มีความหนาแน่นสูงขึ้นจะเข้ามาอย่างต่อเนื่องจากส่วนบนของหอคอยไหลลงภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงและเติมเต็มหอคอยทั้งหมด หยดหยดที่กระจายมวลมวลผ่านการติดต่อในตัวทำละลายอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างการสกัดกรดไขมันอิสระจากน้ำมันพืชเป็นตัวอย่างน้ำมันพืชเฟสแสงจะกระจายตัวภายใต้การกระทำของแผ่นดิสก์หมุนและหน้าสัมผัสและทำปฏิกิริยากับสารสกัดจากเฟสหนัก

ข้อดี: ประสิทธิภาพการถ่ายโอนมวลสูงกำลังการผลิตขนาดใหญ่การปรับตัวที่ดีกับการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลสองเฟสและสามารถลดการติดตั้งตามแนวแกนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในอุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรมสำหรับวัสดุบางอย่างที่ต้องใช้การแยกอย่างมีประสิทธิภาพและปริมาณการประมวลผลขนาดใหญ่หอการสกัดดิสก์แบบโรตารี่จะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

ข้อ จำกัด : โครงสร้างค่อนข้างซับซ้อนการใช้พลังงานสูงและต้นทุนการบำรุงรักษาอุปกรณ์ค่อนข้างสูง ในบางกระบวนการผลิตที่มีข้อกำหนดการใช้พลังงานที่เข้มงวดอย่างมากการบังคับใช้อาจต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบ

(4) หอคอยแผ่นตะแกรงสั่นสะเทือน

คุณสมบัติโครงสร้าง: มีชุดแผ่นตะแกรงที่จับจ้องอยู่ที่แกนกลางในหอคอยและแกนกลางจะสั่นสะเทือนขึ้นและลงโดยอุปกรณ์ไดรฟ์ ความถี่การสั่นสะเทือนและแอมพลิจูดของแผ่นตะแกรงสามารถปรับได้ตามข้อกำหนดของกระบวนการ ความถี่การสั่นสะเทือนทั่วไปอยู่ระหว่าง 1-10Hz และแอมพลิจูดอยู่ในช่วง 3-50 มม.

กระบวนการทำงาน: เฟสต่อเนื่องและเฟสที่กระจายผ่านแผ่นตะแกรงในการตอบโต้ การสั่นสะเทือนของแผ่นตะแกรงทำให้ของเหลวกระจายและรวมอย่างต่อเนื่องเพิ่มการถ่ายโอนมวลระหว่างสองเฟสอย่างมาก ตัวอย่างเช่นเมื่อสกัดองค์ประกอบของโลกหายากจากน้ำชะขยะแร่ธาตุหายากการสั่นสะเทือนของแผ่นตะแกรงจะส่งเสริมการผสมเต็มรูปแบบและการถ่ายโอนมวลของสารสกัดและน้ำชะ

ข้อดี: ประสิทธิภาพการถ่ายโอนมวลสูงความสามารถในการประมวลผลขนาดใหญ่ผลกระทบที่ดีต่อความเข้มข้นต่ำและระบบแยกความยากลำบากสูงและสามารถลดการผสมหลังตามแนวแกนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในทุ่งนาของการสกัดดินหายากสารเคมีชั้นดี ฯลฯ สำหรับการสกัดสารที่แยกยากบางส่วนหอตะแกรงที่สั่นสะเทือนมีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์

ข้อ จำกัด : โครงสร้างอุปกรณ์ค่อนข้างซับซ้อนและความแม่นยำในการผลิตอุปกรณ์และข้อกำหนดการติดตั้งนั้นสูง ชิ้นส่วนที่สั่นสะเทือนนั้นง่ายต่อการเสียหายและยากต่อการบำรุงรักษา ในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ชิ้นส่วนที่สั่นสะเทือนจะต้องได้รับการตรวจสอบและบำรุงรักษาเป็นประจำซึ่งจะเพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

(5) หอการสกัดแบบแรงเหวี่ยงหลายขั้นตอน

คุณสมบัติโครงสร้าง: ประกอบด้วยหน่วยสกัดแบบแรงเหวี่ยงหลายหน่วยที่เชื่อมต่อกันในซีรีส์แต่ละหน่วยมีโรเตอร์หมุนความเร็วสูง ความเร็วของโรเตอร์มักจะอยู่ระหว่าง 1,000-5000R/นาทีและสามารถปรับได้ตามคุณสมบัติของวัสดุและข้อกำหนดการแยก

กระบวนการทำงาน: ของเหลวสองเฟสผสมอย่างรวดเร็วและแยกออกจากกันภายใต้แรงเหวี่ยงที่เกิดจากการหมุนความเร็วสูงของโรเตอร์ เฟสที่หนักกว่าจะถูกโยนลงไปที่ขอบด้านนอกของโรเตอร์และเฟสที่เบากว่าจะรวบรวมไปยังศูนย์กลางและจากนั้นจะถูกปล่อยออกมาผ่านช่องทางที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นเมื่อสกัดยาปฏิชีวนะจากน้ำซุปการหมักทางชีวภาพ

ข้อดี: ประสิทธิภาพการสกัดสูงมากและสามารถแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพในเวลาอันสั้น อุปกรณ์มีพื้นที่เล็ก ๆ และเหมาะสำหรับระบบการประมวลผลที่มีความแตกต่างความหนาแน่นเล็ก ๆ ระหว่างสองเฟสและอิมัลซิไฟเออร์ง่าย ในอุตสาหกรรมเช่นชีวเวชภัณฑ์และการป้องกันสิ่งแวดล้อมที่มีความต้องการพื้นที่สูงและคุณสมบัติวัสดุพิเศษหอการสกัดแบบแรงเหวี่ยงหลายขั้นตอนมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวาง

ข้อ จำกัด : การลงทุนอุปกรณ์มีขนาดใหญ่การใช้พลังงานสูงและข้อกำหนดการดำเนินงานและการบำรุงรักษาของอุปกรณ์นั้นเข้มงวดทำให้ช่างเทคนิคมืออาชีพต้องใช้งาน เนื่องจากต้นทุนอุปกรณ์ที่สูงและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานจึงไม่เหมาะสำหรับองค์กรขนาดเล็กที่มีกองทุน จำกัด

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหอการสกัดประเภทต่าง ๆ :

3. พื้นที่แอปพลิเคชันกว้าง

(1) อุตสาหกรรมเคมี

การสังเคราะห์อินทรีย์: ในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์มักจำเป็นต้องแยกและชำระล้างผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่นในกระบวนการสังเคราะห์ตัวกลางยาตัวกลางผลิตภัณฑ์เป้าหมายสามารถสกัดได้จากส่วนผสมของปฏิกิริยาโดยใช้หอการสกัดตัวทำละลายสิ่งสกปรกสามารถลบออกได้และความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สามารถปรับปรุงได้ ตัวอย่างเช่นเมื่อเตรียม acetaminophen intermediates ผลิตภัณฑ์เป้าหมายสามารถคั่นด้วยหอการสกัดเพื่อให้วัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับขั้นตอนการสังเคราะห์ที่ตามมา

การผลิตพอลิเมอร์: ในการผลิตพอลิเมอร์หอการสกัดตัวทำละลายจะใช้ในการกำจัดสิ่งสกปรกเช่นโมโนเมอร์ที่เหลือและตัวเร่งปฏิกิริยาในสารละลายพอลิเมอร์ ตัวอย่างการผลิตโพลีโพรพีลีนเป็นตัวอย่างโพรพิลีนโมโนเมอร์ที่ไม่ทำปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ตกค้างสามารถกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยหอการสกัดเพื่อปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์โพลีโพรพีลีน

(2) การกลั่นปิโตรเลียม

การกลั่นน้ำมัน: ในกระบวนการกลั่นปิโตรเลียมเพื่อปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์น้ำมันจำเป็นต้องกำจัดสิ่งสกปรกเช่นซัลเฟอร์และไนโตรเจนและส่วนประกอบที่ไม่พึงประสงค์เช่นอะโรเมติกส์ในผลิตภัณฑ์น้ำมัน หอการสกัดตัวทำละลายสามารถใช้สารสกัดเฉพาะเพื่อสกัดสิ่งสกปรกเหล่านี้ออกจากผลิตภัณฑ์น้ำมัน ตัวอย่างเช่นในการกลั่นดีเซลเทคโนโลยีการสกัดของเหลวของเหลวถูกใช้เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกเช่น mercaptans ในดีเซลผ่านหอการสกัดซึ่งจะช่วยลดปริมาณกำมะถันของดีเซลและปรับปรุงคุณภาพดีเซล

การสกัดแบบมีกลิ่นหอม: การแยกและทำให้บริสุทธิ์อะโรเมติกส์จากเศษส่วนปิโตรเลียมเป็นส่วนสำคัญของปิโตรเคมี หอการสกัดตัวทำละลายมีบทบาทสำคัญในกระบวนการสกัดแบบอะโรมาติกและสามารถแยกอะโรเมติกส์ออกจากไม่ใช่อโรเมติกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งเป็นวัตถุดิบสำหรับการประมวลผลอะโรมาติกที่ตามมา ตัวอย่างเช่นเมื่อสกัดอะโรเมติกส์เช่นเบนซีนโทลูอีนและไซลีนจากน้ำมันเบนซินปฏิรูปผลิตภัณฑ์อะโรมาติกที่มีความบริสุทธิ์สูงสามารถทำได้โดยการเลือกสกัดที่เหมาะสมและหอการสกัดที่เหมาะสม

(3) Hydrometallurgy

การสกัดโลหะ: ในเขตข้อมูลของ hydrometallurgy หอการสกัดตัวทำละลายจะใช้ในการสกัดโลหะจากน้ำชะขยะแร่ ตัวอย่างเช่นในการสกัดทองแดงจากการชะล้างแร่ทองแดงสารสกัดที่มีการเลือกสูงสำหรับไอออนทองแดงจะถูกเลือกและจะได้รับการติดต่อกับการชะล้างในหอสกัดเพื่อถ่ายโอนไอออนทองแดงจากน้ำชะล้างไปยังสารสกัด จากนั้นผ่านการดำเนินการที่ตามมาเช่นการสกัดด้านหลังการเพิ่มคุณค่าทองแดงและการทำให้บริสุทธิ์

การแยกโลหะหายาก: สำหรับการแยกโลหะหายากเช่นการแยกองค์ประกอบของโลกหายากที่แตกต่างกันออกจากน้ำชะขยะแร่โลกหายากหอการสกัดตัวทำละลายใช้ความแตกต่างในค่าสัมประสิทธิ์การกระจายขององค์ประกอบโลกหายากที่แตกต่างกัน

(4) การป้องกันสิ่งแวดล้อม

การบำบัดน้ำเสีย: ในการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมหอการสกัดตัวทำละลายสามารถใช้ในการกำจัดสารอันตรายในน้ำเสียเช่นไอออนโลหะหนักฟีนอลกรดอินทรีย์ ฯลฯ ตัวอย่างเช่นเมื่อบำบัดน้ำเสียที่มีฟีนอลสารฟีนอลิก ในเวลาเดียวกันสารฟีนอลิกสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อให้ได้การรีไซเคิลทรัพยากร

การบำบัดก๊าซเสีย: ในบางกรณีหอการสกัดตัวทำละลายยังสามารถใช้ในการรักษามลพิษบางอย่างในก๊าซเสีย โดยการส่งก๊าซของเสียไปยังหอการสกัดที่มีสารสกัดเฉพาะสารมลพิษในก๊าซของเสียจะถูกละลายในสารสกัดเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการชำระล้างก๊าซของเสีย ตัวอย่างเช่นเมื่อรักษาก๊าซของเสียอินทรีย์ตัวทำละลายอินทรีย์ที่เหมาะสมจะถูกเลือกให้เป็นสารสกัดเพื่อชำระก๊าซของเสียอินทรีย์ในหอการสกัด

(5) อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

การสกัดผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ: ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มหอการสกัดตัวทำละลายถูกนำมาใช้เพื่อสกัดส่วนผสมที่ใช้งานออกจากวัตถุดิบธรรมชาติ ตัวอย่างเช่นโพลีฟีนอลชาสามารถสกัดได้จากใบชาโดยใช้สารสกัดที่เหมาะสมในหอสกัดเพื่อสกัดสารสกัดจากชา โพลีฟีนอลชาที่มีความสุขสูงสามารถรับและใช้ในสารเติมแต่งอาหารผลิตภัณฑ์สุขภาพและสาขาอื่น ๆ

การแยกรส: ในการผลิตเครื่องดื่มเพื่อให้ได้รสชาติที่เป็นเอกลักษณ์จำเป็นต้องแยกและสกัดสารรสชาติออกจากเครื่องเทศธรรมชาติหรือน้ำซุปหมัก หอการสกัดตัวทำละลายสามารถใช้ลักษณะการกระจายของสารรสในตัวทำละลายที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้การแยกและเพิ่มคุณค่าของสารรสชาติเพิ่มรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ให้กับผลิตภัณฑ์เครื่องดื่ม

4. ข้อดีที่สำคัญแสดงให้เห็นอย่างเต็มที่

(1) การแยกที่มีประสิทธิภาพ

ผ่านการออกแบบที่ดีที่สุดและการเลือกสภาพการทำงานที่เหมาะสมหอการสกัดตัวทำละลายสามารถใช้ความแตกต่างในค่าสัมประสิทธิ์การกระจายระหว่างสองเฟสเพื่อให้ได้การแยกส่วนประกอบเป้าหมายอย่างมีประสิทธิภาพในส่วนผสม สำหรับระบบผสมบางอย่างที่ยากที่จะแยกออกจากวิธีอื่น ๆ เช่นสารที่มีจุดเดือดและสารที่ไวต่อความร้อนที่คล้ายกันหอการสกัดตัวทำละลายมีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ ตัวอย่างเช่นเมื่อแยกส่วนผสมที่ใช้งานออกจากสารสกัดจากยาสมุนไพรจีนวิธีการแบบดั้งเดิมเช่นการกลั่นอาจทำให้ส่วนผสมที่ใช้งานสลายตัวเนื่องจากอุณหภูมิสูงในขณะที่หอการสกัดตัวทำละลายสามารถแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง

(2) การปรับตัวที่แข็งแกร่ง

หอการสกัดตัวทำละลายเหมาะสำหรับระบบเคมีที่หลากหลายและสภาพการทำงาน ไม่ว่าจะเป็นการจัดการกับตัวทำละลายของคุณสมบัติที่แตกต่างกัน (เช่นตัวทำละลายขั้วโลกและตัวทำละลายที่ไม่ใช่ขั้ว) หรือในช่วงอุณหภูมิที่แตกต่างกันและสภาพแวดล้อมความดันเอฟเฟกต์การสกัดที่ดีสามารถทำได้โดยการปรับโครงสร้างอุปกรณ์และพารามิเตอร์การทำงาน ในการผลิตสารเคมีสำหรับบางระบบที่มีเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาที่รุนแรงหอการสกัดตัวทำละลายสามารถปรับตัวได้อย่างยืดหยุ่นเพื่อตอบสนองความต้องการในการผลิต

(3) การดำเนินการอย่างต่อเนื่อง

หอการสกัดตัวทำละลายหลายประเภทสนับสนุนการให้อาหารและการปลดปล่อยอย่างต่อเนื่องซึ่งเหมาะสำหรับกระบวนการผลิตอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ การดำเนินงานอย่างต่อเนื่องไม่เพียง แต่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต แต่ยังลดการใช้พลังงานและต้นทุนการผลิตต่อผลิตภัณฑ์ เมื่อเทียบกับการทำงานเป็นระยะ ๆ การดำเนินการอย่างต่อเนื่องจะช่วยลดจำนวนอุปกรณ์เริ่มต้นและหยุดเพิ่มอายุการใช้งานของอุปกรณ์และในเวลาเดียวกันทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์มีเสถียรภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่นในการผลิตอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เช่นการกลั่นปิโตรเลียมและการผลิตวัตถุดิบสารเคมีหอการสกัดที่ดำเนินการอย่างต่อเนื่องจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

(4) ความยืดหยุ่นสูง

การออกแบบหอการสกัดตัวทำละลายช่วยให้สามารถปรับพารามิเตอร์การทำงานที่หลากหลายเช่นอัตราการไหล, อัตราส่วนตัวทำละลาย, อุณหภูมิ, ความดัน ฯลฯ เพื่อให้เหมาะกับงานแยกที่แตกต่างกัน โดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์เหล่านี้กระบวนการสกัดสามารถปรับให้เหมาะสมและอัตราการสกัดและความบริสุทธิ์ของส่วนประกอบเป้าหมายสามารถปรับปรุงได้ นอกจากนี้การกำหนดค่าการสกัดหลายขั้นตอนสามารถปรับปรุงเอฟเฟกต์การแยกเพิ่มเติมและตอบสนองความต้องการของความแม่นยำในการแยกสำหรับกระบวนการที่แตกต่างกัน ในการผลิตจริงพารามิเตอร์การดำเนินงานและจำนวนขั้นตอนของหอการสกัดสามารถปรับได้อย่างยืดหยุ่นตามองค์ประกอบวัตถุดิบและความต้องการคุณภาพของผลิตภัณฑ์

(5) การบำรุงรักษาง่าย

การออกแบบหอการสกัดตัวทำละลายที่ทันสมัยจะพิจารณาความสะดวกในการทำความสะอาดและบำรุงรักษาอุปกรณ์อย่างเต็มที่ ตัวอย่างเช่นการใช้โครงสร้างการบรรจุแบบถอดได้หรือโครงสร้างแผ่นหอคอยทำให้ง่ายต่อการทำความสะอาดและเปลี่ยนอุปกรณ์หลังจากทำงานเป็นระยะเวลาหนึ่งลดเวลาการหยุดทำงานและค่าบำรุงรักษาของอุปกรณ์ ในขณะเดียวกันอุปกรณ์ก็มีเครื่องมือตรวจสอบที่หลากหลายและระบบควบคุมอัตโนมัติซึ่งสามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของอุปกรณ์ในเวลาจริงตรวจจับและแก้ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในเวลาที่เหมาะสมและตรวจสอบให้แน่ใจว่าการทำงานที่มั่นคงของอุปกรณ์

5. ข้อควรพิจารณาในการออกแบบและการดำเนินงาน

(1) จุดสำคัญของการออกแบบ

การกำหนดขนาดหอคอย: ความสูงและเส้นผ่านศูนย์กลางของหอคอยจะต้องคำนวณอย่างแม่นยำตามปริมาณการประมวลผลสภาพการทำงานและประสิทธิภาพการแยกที่จำเป็น เมื่อปริมาณการประมวลผลมีขนาดใหญ่จะต้องใช้ร่างกายหอคอยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดใหญ่เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของฟลักซ์ ในขณะที่สำหรับสถานการณ์ที่การแยกเป็นเรื่องยากและจำเป็นต้องมีจำนวนแผ่นทฤษฎีที่สูงขึ้นความสูงของร่างกายทาวเวอร์จะต้องเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่นในโครงการกลั่นน้ำมันขนาดใหญ่ขนาดของหอสกัดได้รับการออกแบบอย่างแม่นยำตามปริมาณการแปรรูปน้ำมันดิบและข้อกำหนดการแยกผลิตภัณฑ์น้ำมัน

การเลือกโครงสร้างภายใน: ตามคุณสมบัติของวัสดุและข้อกำหนดของกระบวนการโครงสร้างภายในได้รับการคัดเลือกอย่างสมเหตุสมผลเช่นประเภทการบรรจุรูรับแสงแผ่นตะแกรงขนาดและระยะห่างของแผ่นเสียง ฯลฯ สำหรับวัสดุที่ง่ายต่อการอิมัลชันการบรรจุที่มีโครงสร้างง่าย ๆ ที่ไม่ง่ายต่อการอุดตัน สำหรับระบบที่มีปริมาณการประมวลผลขนาดใหญ่และข้อกำหนดประสิทธิภาพการถ่ายโอนมวลสูงอาจใช้โครงสร้างหอคอยสกัดแผ่นเสียง ในการผลิตสารเคมีที่ดีโครงสร้างภายในของหอการสกัดได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังตามลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน

การเลือกวัสดุ: พิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่นการกัดกร่อนอุณหภูมิและความดันของวัสดุเลือกร่างกายหอคอยที่เหมาะสมและวัสดุส่วนประกอบภายใน เมื่อต้องรับมือกับวัสดุที่มีการกัดกร่อนสูงเช่นสารละลายชะล้างที่มีกรดใน hydrometallurgy, สแตนเลสสตีลที่ทนต่อการกัดกร่อนหรือวัสดุโลหะผสมพิเศษมักจะใช้ในการผลิตหอการสกัดเพื่อให้แน่ใจว่าอายุการใช้งานและการทำงานที่ปลอดภัยของอุปกรณ์

(2) การเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์การทำงาน

การควบคุมอัตราการไหล: การควบคุมอัตราการไหลของเฟสต่อเนื่องอย่างแม่นยำและเฟสที่แยกย้ายกันไปเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความมั่นใจในการติดต่ออย่างเต็มที่ระหว่างสองเฟสและหลีกเลี่ยงสภาวะที่ผิดปกติเช่นน้ำท่วม เร็วเกินไปอัตราการไหลจะบีบอัดเวลาสัมผัสระหว่างสองเฟสส่งผลให้ประสิทธิภาพการถ่ายโอนมวลลดลงอย่างมีนัยสำคัญ อัตราการไหลช้าเกินไปจะลดประสิทธิภาพการผลิตและเพิ่มต้นทุนการใช้พลังงาน ในการดำเนินงานอุตสาหกรรมจริงมีความจำเป็นที่จะต้องเพิ่มประสิทธิภาพอัตราการไหลสองเฟสแบบไดนามิกตามแบบเรียลไทม์และเอฟเฟกต์การแยกของหอการสกัดผ่านระบบควบคุมอัตโนมัติที่ประกอบด้วยเครื่องวัดการไหลและวาล์วควบคุม ตัวอย่างเช่นในสายการผลิตสารเคมีที่ดีอัตราการไหลจะถูกตรวจสอบและปรับตามเวลาจริงผ่าน PLC (ตัวควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้) เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการถ่ายโอนมวลที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพ

การควบคุมอุณหภูมิและความดัน: พารามิเตอร์อุณหภูมิและความดันของระบบสกัดส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการละลายและค่าสัมประสิทธิ์การกระจายของสารและเป็นตัวแปรหลักที่กำหนดประสิทธิภาพการสกัด การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะไม่เพียง แต่เปลี่ยนความสมดุลของการกระจายตัวของตัวละลายในสองเฟส แต่ยังอาจส่งผลกระทบต่อความเสถียรของผลิตภัณฑ์เป้าหมาย การควบคุมความดันมีบทบาทเด็ดขาดในกระบวนการสกัดของสารระเหย ในกระบวนการสกัดของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ thermosensitive มักจะใช้การทำงานของอุณหภูมิต่ำและความดันต่ำและอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงและระบบชดเชยแรงดันจะติดตั้งเพื่อควบคุมความผันผวนของอุณหภูมิภายในช่วง± 0.5 ℃เพื่อให้แน่ใจว่ากิจกรรมและผลผลิตของส่วนประกอบเป้าหมาย

การเพิ่มประสิทธิภาพอัตราส่วนตัวทำละลาย: ตามลักษณะองค์ประกอบของวัตถุดิบและข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์เป้าหมายการปรับอัตราส่วนของตัวทำละลายสกัดต่อวัตถุดิบทางวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งสำคัญในการบรรลุการผลิตที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพ หากอัตราส่วนตัวทำละลายมีขนาดใหญ่เกินไปมันจะทำให้เกิดของเสียของตัวทำละลายและเพิ่มต้นทุนการกู้คืนที่ตามมา หากอัตราส่วนตัวทำละลายมีขนาดเล็กเกินไปอาจนำไปสู่การสกัดที่ไม่สมบูรณ์และส่งผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ในการผลิตอุตสาหกรรมที่ทันสมัยซอฟต์แวร์การจำลองกระบวนการเช่น Aspen มักจะใช้รวมกับข้อมูลการทดสอบในห้องปฏิบัติการแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบไดนามิกถูกสร้างขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอัตราส่วนตัวทำละลายสำหรับวัตถุดิบที่แตกต่างกัน การใช้อุตสาหกรรมยาเป็นตัวอย่างผ่านเทคโนโลยีการวิเคราะห์ออนไลน์แบบอินฟราเรดใกล้อินฟราเรดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบวัตถุดิบสามารถตรวจสอบได้ในเวลาจริงและอัตราส่วนตัวทำละลายสามารถปรับได้แบบไดนามิกเพื่อเพิ่มความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ 10%-15%ในขณะที่ลดการใช้ตัวทำละลายมากกว่า 20%