Головна

Екстракція

Екстракція як метод очищення стічної води полягає в тім, що у воду додається нерозчинна в ній рідина (екстрагент) і ретельно змішується з нею. При цьому забруднююче речовина, розчинена у воді, перерозподіляється між водою і екстрагентом відповідно до його розчинності в цих рідинах.

Відношення концентрацій,яки взаємне врівноважуються, у двох взаємно нерозчинних рідинах при досягненні рівноваги є постійним і називається коефіцієнтом розподілу.

, де

СЭ , СВ - відповідно концентрація забруднюючого речовини в екстрагенте й у воді при сталому рівновазі.

Коефіцієнт розподілу kР залежить від температури, при якій виробляється екстракція, а також від наявності різних домішок у воді і екстрагенті. За рахунок переходу речовини в екстрагент, його концентрація у воді падає і при досягненні рівноваги вона стає значно менше, ніж у екстрагенте.

Надалі екстрагент відокремлюється від води за рахунок різниці щільностей, а сконцентро-ваная в екстрагенті речовина виділяється з нього і може бути утилізована чи використана у виробництві. Регенерований екстрагент потім знову направляється на екстракцію.

У якості екстрагентів можуть використовуватися різні органічні розчинники: толуол, бути-ацетат, бензол, хлороформ, аміловый спирт і інші.

При виборі екстрагента необхідно враховувати наступні вимоги:

* гарну экстракційную здатність стосовно речовини, яка екстрагується, тобто високий коефіцієнт розподілу;

* селективність екстрагенту, що забезпечує витяг з води, що містить у розчиненому стані суміш різних речовин, одна чи речовина визначену групу речовин;

* дуже малу розчинність у воді;

* щільність, що відрізняється від щільності води;

* температуру кипіння, що значно відрізняється від температури кипіння речовини. яка екстрагується;

* невелику питому теплоту випару і малу теплоємність;

* вогні- і вибухобезпечність, низьку вартість.

Крім того. екстрагент не повинний піддаватися гідролізу і не вступати в хімічну взаємодію з речовиною що екстрагується.

Очищення стічних вод методом екстракції може бути здійснена трьома способами: одне- чи багаторазовою обробкою того самого обсягу води свіжими порціями екстрагента, перемішуванням води і екстрагента в одному апараті за принципом протитока, перемішуванням води і екстрагента в декількох апаратах, що працюють за принципом протитока.

Перший спосіб здійснюється в реакторі з мішалкою з наступним поділом суміші у відстійнику. Кінцева концентрація речовини у воді визначається по формулі

, де

З - початкова концентрація речовини, що витягається;

- коефіцієнт розподілу;

у - відносну витрату екстрагента.

;

Q - витрата стічних вод;

- витрата екстрагента.

При багаторазовій обробці кінцева концентрація буде дорівнює:

, де

- кількість обробок (ступіней).

Другий спосіб здійснюється в апараті, зображеному на мал.25. Екстрактор представляет собою колону з насадкою, у яку подається екстрагент і вода. Як насадки використовуються керамічні кільця. У тих випадках коли щільність екстрагента менше щільності води, екстрагент подають знизу, як показано на малюнку.

Рис.25. Екстракційна колона.

1. Подача стічної води; 2. Подача свіжого екстрагента; 3. Відвід очищеної води; 4. Відвід відпрацьованого екстрагента.

При зворотному співвідношенні щільностей екстрагент подається зверху. Щоб підтримати постійний рівень рідини в колоні, воду з колони відводять через сифон. Висоту колонного екстрактора, достатню для досягнення необхідного ступеня очищення стічних вод, визначають експериментально для кожного виду речовини,що екстрагується, і екстрагента.

Третій спосіб екстракції здійснюється в ряді таких апаратів.

Крім того, екстракцію можна робити на установці багаторазової екстракції, що працюють у протиточному режимі (мал.26). Аналіз показує, що багаторазова екстракція ефективніше однократної, що приводить до більш ощадливої витрати екстрагента.

Рис.26. Схема установки багаторазової екстракції.

1. Подача стічної води; 2. Подача свіжого екстрагента; 3. Збірник очищеної води; 4. Збірник відпрацьованого екстрагента; 5. Реактор з мішалкою; 6. Відстійник.

Кінцева концентрація речовини, що екстрагуется в очищеній воді для установки, показаної на мал.26 може бути визначена з наступного вираження:

.

 



  5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   Наступна

Макіївка 2009 р | Усереднення. | Проціджування. | Нафтовловлювачі. | Смоломаслоуловлювачі. | Жироуловлювачі. | Осадження зважених речовин у гідроциклонах. | Фільтрування. | Мікрофільтрування. | Адсорбція. |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати