探析滴膜交替流动新型萃取工艺的研究

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1、天津大学硕士学位论文滴膜交替流动新型萃取工艺的研究姓名：黄哲庆申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘春江201006摘要在液液萃取过程中，分散相液滴在连续相中的流动形态对传质效率有着重要的影响。研究表明，在30％磷酸三丁酯(TBP)+煤油+醋酸+水实验物系⋯中，新型组合规整填料实现分散相液滴一液膜—液滴一液膜⋯⋯的滴膜交替流动12J可以大大提高两相间的传质效率，因此本文对不同物系在组合型规整填料中的传质性能进行深入的研究。本文首先采用实验的方法对高界面张力物系甲苯／丙酮／水和中等界面张力物

2、系乙酸丁酯／丙酮／水在新型组合规整填料中的传质性能进行测试。实验在50mm×50mm×700mm的方型有机玻璃萃取塔中进行，实验测试了不同物系下不同填料的表观传质单元高度，结果表明：在中等界面张力体系中，新型组合规整填料的传质性能比非组合型填料的传质性能高6％22％；而在高界面张力体系中，组合规整填料的传质性能低于非组合型填料的。本文还通过计算流体力学(CFD)方法对液滴在组合填料和空塔内的流动过程与传质性能进行了模拟。采用了甲苯／丙酮／水和乙酸丁酯／丙酮／水两物系，流动过程模拟的液滴呈现出了液

3、滴一液膜一液滴一液膜⋯⋯的滴膜交替流动结果与实验观察的相一致；在相同组合填料下，比较不同物系下的传质效率，其模拟的结果表明物系的界面张力越高，其传质效率越低，这与实验结果是相一致的。关键词：滴膜交替流动，液液萃取，计算流体力学，传质效率ABSTRACTFortheliquid．1iquidextractionprocess，theflowingphaseincontinuousphasehasimportantinfluenceonPrimaryexperimentrevealedthatthe

4、masspatternofthedispersedmasstransferefficiency．transferprocessof30％TBP(kerosene)．aceticacid．waterWasimproveddramaticallywhendlsPersedphaserealizeddroplet．filmalternateflowingpatternusinganewstyIehybndstructuredpacking．Inthispapenfurtherstudyofmasstr

5、ansferperforrnancesbYdifferentsystemsinahybridstructuredpackinghasbeendone·FirstlV'themasstransferperformanceofthehighinterracialtensiontoluene．acetone．waterandthemiddlinginterfacialtensionbutylacetate。acetone-wa缸inanewhybridstructuredpackingwasmeasu

6、redbyexperiment·Experimentwascarriedoutinasquareglassextractiontower．Theapparentheightofmasstransterunit(HTU)ofdifferentsystemsindifferentpackingwastested·Resultshowed‘hatthemass仃ansferpe雨m锄ceofanovelhybridstructuredpackingwas6‰22％higherthanthatofnon

7、．hybridpackinginmiddlinginterracialtension；buttheresultofthehighinterfacialtensionwasopposite·Secondlv’masst啪sferandflowpatternofdroplet-filmalternateflowwemsimulatcdusingthecomputationalfluiddynamicmethod．Thetoluene／acetone／waterandbutylacetate／acet

8、one／waterwereselectedasthesystems．ThesimulationoftheflowproceSSagreeswellwiththeexperimentalphenomena；andinthesamehYbndstructurcdpacking，themasstransferefficiencyofdifferentsystemsdemonstrate也ehighertheinterfacialsystem，thelowerthemasstransferefficie