探索气体搅拌下微分萃取过程传质及混合特性的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文气体搅拌下微分萃取过程传质及混合特性的研究姓名：梁克民申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘天庆2000.6.1摘要摘要本文主要对带有静态混合器的萃取塔中没有气体搅拌时的液～液两相体系和通入气体搅拌时的气一液一液三相体系的流体力学和传质／特性进行研究，通过不同气速、液速的改变来确定比较适宜的操作条件。另外，为了比较通入气体搅拌和不通入气体搅拌的不同萃取效果，实验分别测定了空气一水一煤油体系中的滞液率、传质系数和水～煤油体系中的滞液率、传质系数，同时，研究了空气一水一煤油系统中的轴向混合特性。实验以水为连续相，煤油为分散相，以空气为搅拌动力源。

2、采用脉冲应答技术，分别测定了连续相和分散相的轴向扩散系数，并讨论了连续相流速、分散相流速、气相流速在塔内装入静态混合器的条件下对塔内轴向混合特性产生的影响，为气体搅拌塔在多、／相流动操作中的研究和应用提供了基础数据0／关键词：气体搅拌；气一液一液体系；液一液体系；相含率；静态混合器：传质系数；轴向混合；返混特征；轴向返混苎兰竺三查兰竺主兰堡丝查————————————————————!塑墨二AbstraclThefluidflowandmasstransfercharacteristicsofaliquid-liquidsystemwithoutgasagitatedan

3、dgas——liquid——liquidsystemingasmixingextractorwithstaticmixerwereexperimentallystudied．Operationconditionsweredeterminedaftertheexperimentswithvariousofgasratesandliquidrates．Inaddition，inordertOcomparetheextracteffectinsparginggasagitatedandnonesparginggasmixing，theexperimentalmeasuremen

4、tofdispersedphasepercentageandmasstransfercoefficientinair-water-kerosenesystemandinwater--kerosenesystemwerecarriedoutandtheresnltswerecomparedMeanwhile．theaxialmixercharacteristicsinair-—_water．—_kerosenesystemwerestudied．Intheexperiment，waterwastakenascontinuousphase，keroseneasdisperse

5、phase，airasresourceofpowermixing．Theaxialspreadcoefficientsofthecontinuousandthedispersephaseswereseparatelymeasuredbymeansofpulsetechnology．Andtheeffectofflowvelocitiesofthecontinuous，disperse，andairphasesonaxialmixerpropertieswithstaticmixerwasdiscussedKeywordssystem：Gasmixing；Gas—liqui

6、d—liquidsystem；Liquid--liquidStaticmixer；Masstransfercoefficient；Axialmixer垄兰墨三查兰堡主茎竺笙查——一——墨』!!—!!!L第1章绪论液液萃取是分离和提纯物质的重要单元操作之一，它被广泛地应用于化工、轻工、食品、医药等工业部门。近年来，一些研究学者又开发了用气体搅拌的萃取过程，与机械搅拌相比，采用气体搅拌具有塔内无运动部件、操作稳定、结构简单、能耗低等优点，无疑给操作带来方便。如果在塔内装入静态混合器，更使轻重两组分得到更好的混合，增加液液之间的接触面积，促进液相内的湍动，使分散相的液滴破碎成更

7、小的液滴，增加溶剂的通量，气体的动能得到了充分的利用。因此，这种结构简单的萃取塔在以研究为目的和实际应用两方面都是很有价值的。无论采用机械搅拌，还是气体搅拌，目的都在于增加气液两相的接触面积，促进传质。但与此同时，搅拌也将导致两相流动的非理想性，即轴向混合，轴向混合的存在减少了传质推动力，降低了传质效率。近二十年来，人们对于萃取柱内的轴向混合现象进行了大量的研究工作[5-9]，发展了各种考虑轴向混合的数学模型。一些学者对单相及气液两相流动系统的轴向返混作了一些研究，得出了一些经验关系式。但对于气液液三相体系的轴向扩散与传质特性