萃取塔内经过萃取后的工作液中仍带有少量的水和微量的双氧水,在萃取塔头经过沉降分离后进入萃余液分离器,在萃余液分离器中再次进行工作液与水和双氧水的分离。水与工作液是不互溶的,而双氧水与工作液是互溶的。双氧水与水也是互溶的,且双氧水在水中的溶解度远大于双氧水在工作液中的溶解度,萃取就是用水作萃取剂把溶在工作液中的双氧水再溶到(萃取到)水中而得到双氧水。由于水与工作液完全不互溶,利用液-液分离填料将水和工作液分离是比较容易的,而双氧水和工作液是互溶的,在工作液的量非常大,水的量非常少的情况下,双氧水和工作液接触的机遇比双氧水和水接触的机遇大的多,极易在和工作液的接触中再次与工作液结合(重新溶入工作液中)导致不能将萃余液中的双氧水分离出来。若填料的材质是亲工作液的(亲油的)或填料片上布满了花纹,非常容易使工作液在填料板片上面成膜,萃余液中的双氧水因工作液的夹带而升入塔头的过程中与工作液紧密接触(碰撞)的条件增加(特别是在填料板片上的碰撞),则双氧水不但不能因碰撞而聚结,反而会与工作液结合使双氧水重新溶入工作液中不能分离,这是萃余液中的双氧水分离出来极为困难的主要根源。萃余液中的水滴在工作液的夹带下升入塔头中撞击一般的填料板片,并与其它水滴在板片上汇集,形成较大的水液滴,顺利地向下沉降,完成了水和工作液的分离。而双氧水的液滴同样在工作液的夹带下撞击填料板片时与板片上布满了工作液的液膜接触,撞击的结果不是汇聚成大的双氧水液滴被分离向下而是被溶入了填料板片上的液膜中,这就是所谓的反向传质。在这种情况下,填料不但没有起到双氧水和工作液的分离作用,还起了双氧水重新溶入工作液的作用,因此说有填料不如没有填料,装有填料塔头不如没有填料的空塔头。在萃余液分离器中也是没有填料的优于有填料的。
上述分析表明一般的聚结填料和孔板波纹填料、板波纹填料只能将萃余液中的部分水脱除掉,而不能将萃余液中的双氧水脱除,一般的聚结填料、孔板波纹填料、板波纹填料的区别只是脱水之间的差异,双氧水重新溶入工作液中量的大小的差异。如若采用填料分离萃余液中的双氧水,填料不能采用碰撞、聚结、浮升、沉降的原理和结构,必须采用自然沉降的原理设计内件、填料的结构。
为了利于萃余液中的工作液和双氧水的分离,萃取塔头和萃余液分离器中的液体分布装置、填料支承和压紧装置必须作如下设计:一、为减少工作液和双氧水的混合,尽量减少碰撞面,阻力要小,全部结构要设计无湍流或少生成湍流的结构,以穿流结构和导流结构为主。尽量使萃余液在流经这些构件时产生层流,萃余液在层流的状态下流动,并在层流的流动状态下使双氧水沉降,严格避免萃余液产生湍流,因湍流造成混合,因混合而和碰撞导致双氧水重新溶入工作液中,目前天津市春江振华塔器技术有限公司已完成了这一工作。
具体做法是:
一、填料材质必须亲双氧水,不能亲工作液。
二、填料板片上必须光滑,不能带毛、不能采用刺孔、格窝、小纹,更不能贴上丝网、或用丝网、板网制作填料。
三、填料不能做成倾斜的三角波纹,不能产生混合。填料的小纹也不能采用三角形水平波纹的或接近水平的三角波纹。
萃取塔头中的填料结构可按液固分离的结构进行设计,萃余液分离器中的填料可按层流沉降分离的结构进行设计,而且填料的材质必须亲双氧水,不能亲工作液,填料板片上必须光滑,不能带毛,不能采用刺孔、格窝、横向直线、虚线小纹,更不能在板片上贴上丝网或用丝网、板网、捕沫网制作填料。填料层内尽量减少或避免产生混合。因此,填料板片上的波纹不能做成带倾角的结构。
在常规聚结填料,孔板波纹填料、板波纹填料、丝网波纹填料、板网波纹填料、捕沫网填料都不大适用的情况下,天津市春江振华塔器技术有限公司研发了两种专门适用于萃余液和双氧水分离的CJ型组合式萃取塔头专用填料和CJ型组合式萃余液分离器专用填料。两种填料结构不同,不能互换、不能替代。使用效果非常好,可使萃余液中的双氧水含量降低到0.06g/L以下,通过能力可比原设计提高50~70%,综合经济效益十分显著。天津市春江振华塔器技术有限公司愿以自己的技术与用户真诚地合作,为社会为祖国的现代化建设做出贡献,