[实用新型]一种强制流动式准液膜萃取分离富集装置

说明书

本实用新型涉及一种强制流动式准液膜萃取分离富集装置，所述装置包括萃取器、反萃取器、萃取相储罐和萃取相强制流动系统。其中，萃取相在萃取器、反萃取器、萃取相储罐三者之间通过泵强制循环流动，并将原料相的溶质组分不断地转移富集至反萃取相中。该分离富集装置继承了传统液膜萃取过程的三相传质优点，且稳定性更容易控制，可实现高富集比、高选择性的分离要求。该分离富集装置适用于从原料相中高效分离富集较低浓度或较高浓度、无机或有机溶质组分（例如ppb级的Cd²⁺、ppm级的苯酚）。本实用新型提供了一种具有操作简便、稳定性好、传质速率快和富集比高等特点的三相传质分离富集技术。

技术领域

本发明涉及一种高富集比的准液膜萃取分离富集装置。

背景技术

传统的从原料液中分离富集目标溶质组分的方法主要有萃取、吸附、膜分离等方法。其中，液液萃取包括萃取和反萃取过程，溶质组分在两相间分配系数的大小决定了其分离富集能力。增大萃取（或反萃取）过程的分配系数，一般需要提高萃取剂（或反萃取剂）的用量。一般而言，萃取剂较为昂贵，而反萃取剂（如酸、碱）较为廉价。液膜萃取技术综合了萃取与膜分离两者的特性，并集萃取和反萃取于一体。液膜分离过程中，原料相（又称外相）中的目标溶质组分依次转移至萃取相（又称膜相）、反萃取相（又称内相），在三相之间进行传质，打破了液液萃取过程中两相之间的平衡限制。利用反萃取相较大的分配系数，通过一个步骤即可将原料相中大部分的目标溶质组分富集进入反萃取相。换句话说，只要反萃取相中的反萃取剂浓度足够高，目标溶质组分可最大限度地被反萃取相富集，达到一般技术很难达到的高富集比的要求（如，富集比大于1000倍）。并且，液膜中萃取剂（又称为载体）用量较少，它主要影响的是液膜的传质速率。因此，液膜解决了液液萃取过程的单级萃取效率低（萃取率低、富集比小）、萃取剂昂贵等问题。

液膜主要包括乳化液膜、支撑液膜、大块液膜、包容液膜、准液膜等形式。其中，乳化液膜、支撑液膜、大块液膜已为本领域技术人员所熟知。上述不同操作形式的液膜技术在具体实施过程中，均还存在一些问题：液膜的稳定性较差或萃取速率较慢。大块液膜在低搅拌强度下虽可保持较为稳定，但因液膜较厚、传质面积小，溶质组分在膜内传质主要靠分子扩散，其萃取速率一般很慢。乳化液膜、支撑液膜等其他形式，虽具有较薄的液膜厚度，但液膜往往难以稳定地将原料相和反萃取相阻隔开，原料相和反萃取相之间容易相互泄露。由于原料相和反萃取相是互溶的，一旦反萃取剂泄露进入原料相，则溶质组分难以被萃取进入萃取相。因此，改进操作形式或装置设计、强化液膜的稳定性和传质速率十分重要。