08-6 高压技术.ppt

高压技术 超临界流体萃取与高压技术 学习目的与要求： 1. 了解高压技术的发展、现状和基础知识； 2. 了解高压技术在冶金中的应用，掌握高压浸出的原理和超临界流体萃取技术； 3. 注意高压釜的操作、高压动密封、高压控制和高压安全措施。 1 概述 2 超临界萃取 3.1 高压的压力源(1) 高压泵——流体介质在高压容器之外获得压力的机械设备 高压泵的分类： 活塞泵 隔膜泵 单动和双动 单缸和双缸 3.2 高压浸出工艺 (1) 浸出过程的技术问题 (2) 典型的高压浸出：碱性高压浸出；酸性高压浸出；弱碱性高压浸出 (3) 高压浸出工艺 单个高压釜间歇浸出 多个高压釜连续并流浸出 反应热效应与浸出工艺 精矿分解 苏打分解法 苛性碱溶解法 苏打压煮法 盐酸分解法 钨酸钠和钼酸钠溶液的净化 沉淀人造白钨法 铵钠复盐结晶法 溶剂萃取法 离子交换法 氧化钨、氧化钼的制取 仲钨酸铵和仲钼酸铵煅烧法 纯钨酸和钼酸煅烧法 钼酸钙型矿的加压溶出 苏打压煮 CaMoO4+Na2CO3=CaCO3+Na2MoO4 碳氨压煮 CaMoO4+(NH4)2CO3=CaCO3+(NH4)2MoO4 3.7 高压控制技术 为了实现高压釜内的某种反应，达到预期指标，就要对高压釜及其内部各种参数进行控制。 温度控制 压力控制 料位控制 停留时间控制 流动状态控制 参数的显示与自控 砷黄铁矿、黄铁矿的加压预处理 步骤： 磨制好的矿浆加木质素磺酸盐预处理； 打入高压釜中，将温度升至150~175℃，停留2小时； 自蒸发降温至100℃，继而放料； 将料浆液固分离，洗涤，送入氰化工序。 特点：环保，时间短，1-2小时；成本低，指标稳定。 (2)弱碱性高压浸出 1-高压釜；2-进料管；3-卸料 管；4-孔板；5-自蒸发器；6- 挡板；7-汽液分离器；8-料浆 入口；；9-卸料管；10-储槽; 料浆制备槽；12-压力计 1-总硫； 2-以SO4=形式存在； 3-镍； 4-以SO3NH2-形式存在； 5-铜； 6-以S2O6=形式存在； 7-以S2O3=形式存在。 3.4 浸出工艺流程 (1) 单个高压釜间歇浸出 矿浆在单个高压釜内进行加热、反应、冷却之后排除高压釜，完成一个循环。 单个高压釜浸出的能量利用率很低，有的过程在冷却时发生二次反应，达不到应有的效果。 Time,min C反应物 C产物 (2) 多个高压釜连续并流浸出 矿浆在多个高压釜内进行加热、反应、冷却之后排除高压釜,完成一个循环。矿浆流动的动能由泵提供。 多个高压釜浸出的能量利用率高，冷却过程在自蒸发器内进行，无二次反应发生，反应效果好。 自蒸发器具有回收能量和降低流体压力的功能。 τ- 平均停留时间； θ- 停留时间； N- 浸出级数； E- 分布函数，E=θτ τ N=6 N=4 N=2 3.5 高压釜的形式 冶金用的高压釜为圆筒形，按放置方式分为立式高压釜和卧式高压釜两种。 立式高压釜：圆筒形高压釜竖立放置，靠机械动力进行搅拌； 卧式高压釜：圆筒形高压釜横卧放置，中间用隔板分离为多室，每个室由机械进行搅拌(搅拌功率小)。 3.6 搅拌的方式 搅拌器分类举例 机械搅拌：靠机械动力进行的搅拌，有桨式、涡轮式和推进式； 电磁搅拌：靠电磁感应施加力于搅拌介质； 超声波搅拌：靠超声波振动而施加力于搅拌介质， 为非接触式搅拌； 气力搅拌：靠气体带动周围的液体运动形成搅拌。 * * 称作压力容器的条件： 最高工作压力0.1MPa 容器内径0.15M，Ｖ0.025M3 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体 高压技术就是研究如何安全实现压力容器内反应的科学。 1.1 超临界流体萃取技术的发展 超临界现象发现距今已有一个多世纪，早在20世纪50年代中期美、苏等国即进行以超临界丙烷去除重油中的柏油精及金属，如镍、钒等，以降低后段炼解过程中催化剂中毒的失活程度。但因成本过高，未能实用化。1973年及1978年第一次和第二次能源危机后，利用超临界流体进行分离又重新受到工业界的重视。 我国在超临界流体萃取技术方面的研究起步比较晚，这项技术在20世纪80年代初才被引进我国，在医药、食品和化工领域有较快的发展。尤其在生物资源活性有效成分的提取研究方面比较广泛，但在设备的研究等方面却相对落后。在历经引进和仿制设备、工艺技术等阶段后，我国的超临界流体萃取技术已逐步走向工业化。 1.2 压力容器的基本要求 不仅要满足安全生产的要求，还要具有一定的几何形状，能够承受一定的压力荷载，具有一定的寿命等。 (1) 最佳的结构形式 压力容器承担的任务不