Principeschema
Principe- en installatiebeschrijving
Vloeistof-vloeistof extractie is een proces dat stoffen scheidt op basis van zijn chemische eigenschappen. Het principe bestaat erin om de voedingsstroom met vervuiling in contact te brengen met een tweede vloeistof, met name de extractievloeistof. De extractievloeistof wordt dusdanig gekozen dat hij niet mengt met de voedingsstroom en dat hij de vervuiling goed oplost. Tijdens het extractieproces zal de vervuiling van de voedingsstroom (gedeeltelijk) overgaan naar de extractievloeistof, totdat het evenwicht in concentratie bereikt is. Dit evenwicht hangt af van de affiniteit die de vervuiling heeft voor de extractievloeistof. Indien meerdere stoffen aanwezig zijn, zal het evenwicht stof-afhankelijk zijn. In een bijkomende stap wordt de vervuiling gescheiden van de extractievloeistof waardoor deze hergebruikt kan worden.
Extractie kan eveneens gebruikt worden om een waardevolle stof af te scheiden van de voedingsstroom.
Vloeistof-vloeistof extractie heeft verschillende mogelijke uitvoeringsvormen op industriële schaal. Daarbij onderscheidt men twee hoofdcategorieën:
- De eerste categorie bestaat uit mengers-ontmengers (mixers-settlers), waarbij het extractieproces uit twee aparte stappen bestaat. In de eerste stap worden de twee vloeistoffen gemengd om de stofoverdracht mogelijk te maken. In de tweede stap worden de twee vloeistoffen gescheiden. De twee stappen kunnen plaatsvinden in aparte reactoren.
- De tweede categorie maakt gebruik van kolommen waarbij de twee vloeistoffen continu in contact zijn met elkaar. Hierbij worden typisch speciale maatregelen genomen om het contactoppervlak tussen de voedings- en extractiestroom te vergroten (bv. dispergeren van één vloeistof, het gebruik van trays of pakkingsmateriaal, … ).
Specifieke voor- en nadelen
Extractie kan worden toegepast voor een breed scala aan organische verbindingen. Extractie is meestal zeer specifiek en het hergebruik van de geëxtraheerde stoffen kan interessant zijn. Met de techniek kunnen ook thermisch gevoelige stoffen behandeld worden.
Extractie is echter omslachtig en weinig flexibel. Het proces dient typisch volledig ontworpen te worden voor de stoffen die gescheiden en/of verwijderd dienen te worden. Dit vergt ondermeer de selectie van het oplosmiddel, en het ontwerp van de extractie-installatie en van de nazuivering.
Toepassing
Vloeistof-vloeistof extractie is een gekende scheidingstechniek in de chemische procesindustrie en in de non ferro-metallurgie, die ook in de afvalwaterzuivering beperkte toepassing vindt.
De techniek vindt ondermeer toegepast voor de verwijdering van hoogkokende organische stoffen uit waterige stromen, zoals ondermeer fenolen. Hij wordt ook toegepast voor het selectief terugwinnen van (zware) metaalionen en metaalcomplexen bij hoge concentratie en kan ook gebruikt worden voor de selectieve verwijdering van metalen uit spoelwater in de sector oppervlaktebehandeling.
Randvoorwaarden
/
Werkingsgraad
/
Hulpstoffen
Extractievloeistof.
Milieu-aspecten
Als reststof komt de extractievloeistof en de vervuiling vrij. Er kunnen milieu-aspecten verbonden zijn met de extractievloeistof, zoals bijvoorbeeld geuroverlast door luchtemissie.
Kosten
De kostprijs van een extractie zal in sterke mate afhangen van de actuele case.
Parameters die een belangrijke invloed kunnen hebben op de uiteindelijke kostprijs zijn ondermeer:
- de intrinsieke efficiëntie van het beoogde proces (zoals bv. evenwichtsverdeling van de vervuiling over de twee vloeistoffen);
- de beoogde verwijderingefficiëntie;
- de benodigde installatie voor de opzuivering van de extractievloeistof.
- het type installatie dat ingezet kan worden;
- schaalgrootte.
De kosten voor extractie liggen hoog in vergelijking tot meer klassieke zuiveringstechnieken. De techniek wordt dan ook in specifieke cases toegepast waarbij zowel de geëxtraheerde stoffen als de extractievloeistof zelf gerecupereerd worden.
Opmerkingen
Geen
Complexiteit
Geen gegevens beschikbaar.
Automatiseringsgraad
Dit proces heeft typisch een hoge graad van automatisatie.
Referenties
- Baeyens J., Hosten L., Vaerenbergh E., Afvalwaterzuivering, Kluwer Ed., 1995
- EIPPCB, Reference Documents on BAT for the Waste Treatment Industries, 2006
- EIPPCB, Reference Document on BAT in Common Waste Water and Waste Gas Treatment / Management Systems in the Chemical Sector, draft februari 2009 (herziening in uitvoering)
- Hermans J., Procestechnieken en -engineering, Vloeistof-vloeistof extractie, Kluwer Ed., 1994
- Perry R.H. and Green D.W., Mc Graw Hill Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7th Edition, 1997
- VITO-SCT, herwerking technische fiches WASS, 2009
- Woodard & Curran, Industrial Waste Treatment Handbook, 3rd Edition, Inc., Elsevier, 2006
Versie: februari 2010