(对应图片:萃取塔宏观原理:逆流接触)
首先看全景。这是一个两种液体“擦肩而过”的大楼。
蓝色的雨(重相): 比如含有人质(溶质)的污水。因为它重,所以从上面像雨一样洒下来。
黄色的风(轻相): 比如特种部队(萃取剂,如苯或煤油)。因为它轻,所以从下面像烟一样飘上去。
逆流接触: 它们一个往下冲,一个往上挤。这种对着干的流动方式,能保证它们在每一层都有机会碰面,绝不放过任何一个死角。
Note: 就像在繁忙的楼梯上,下楼的人群(蓝)和上楼的人群(黄)互相穿插,这就是最好的“交流”机会。
(对应图片:萃取微观机理:分散与凝聚)
为什么塔里要装那么多带孔的板子(筛板)?第二张图揭示了原因。
分散(变碎): 当蓝色的液体积攒多了,就被迫穿过小孔,变成了千千万万个小液滴。
为什么要这样? 就像把一块整冰糖砸碎了融化得快。液滴越小,表面积越大,和黄色液体接触的面积就越大。
凝聚(重聚): 液滴落到下一层,又重新汇聚在一起。
为什么要这样? 为了重新分配,准备下一次“粉身碎骨”。
Note: 这就是一场“分分合合”的游戏。每一次经过筛板,都是为了把大部队化整为零,让每一个小兵都能和敌人面对面。
(对应图片:萃取分子机理:传质界面)
我们要做的所有这一切(逆流、分散),最终都是为了促成第三张图。
红色的点(溶质/人质): 它是我们想要提取的东西(或者是想去除的脏东西)。起初,它躲在蓝色的液滴(重相)肚子里。
致命诱惑(传质): 当蓝球被黄水包围时,红点发现:“咦,外面那个黄色的环境更适合我生存!”(溶解度更大)。
跨越边界: 于是,红点毫不犹豫地穿过蓝球的边界,跳槽到了黄色的液体里。这就是传质(Mass Transfer)。
Note: 萃取的本质不是物理过滤,而是“诱拐”。用一种更讨人喜欢的液体(黄),把目标(红)从原来的液体(蓝)里勾引出来。
宏观: 蓝黄两军对冲(逆流)。
中观: 蓝军化整为零,变成无数小分队(分散)。
微观: 红点人质趁乱跳槽,完成解救(传质)。
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作者:本刊编辑部
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