斜板沉降器的设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com10化工设计2003，13(6)斜板沉降器的设计吴剑华唐洪涛于驰沈阳化工学院沈阳110042摘要简要叙述了流离倾斜斜板的层膜上的单个液滴的基本聚结原理。着重介绍重力沉降器的设计方法，并指出在设计过程中可能出现的错误。关键词液滴聚结界面扩散体系层膜非均相液一液物系的分离是石油、化工、环计过程，但是否能在众多的设计中能保持他的理保等生产中的重要单元操作。随着现代工业的发论初衷的正确性还有待于实践的检验。笔者在进展，人们对非均相液一液物系的分离的要求越来行沉降器的设计

2、过程中做了大量的实验，并综合越高，某些传统的分离方式已经不能满足要求，了API和J．M．柯尔森观点的长处设计制作出因此，人们在不断地探索新的分离模式。早在上重力沉降器，并将其应用到生产实际中，这一突世纪六七十年代国外一些学者就提出采用斜板沉破对我们今后的设计应用具有极大的指导作用。降器的理论并做了大量的实验，因为斜板沉降器1聚结机理结构简单，投入低，效率高，因此引起人们的关注。在此基础上，Morrison、Hopper对斜板沉降平板装置现正在成功地应用于固一液和液一器进行了实验研究，指出斜板沉降器与传统的沉液

3、系统的工业沉降器的液滴聚结辅助装置，其目降器相比具有以下优点：的是提高扩散液体的分离速度，如图1所示。A广BrA一^(1)斜板的加入缩短了液滴的沉降距离，增加了聚结面积，提高了处理量和分离效率。(2)增加了板和液滴的相互作用，减少了液体对液滴的扰动，有利于液滴的聚结。(3)由于斜板上层膜的不断流动，使得层膜与扩散体系之间的相界面表面不断更新，减少了表面活性物质的聚集机会。因此，降低了表面活性物质对液滴聚结的影响8。图1用于液一液分离的重力沉降罾1．稳定室2．分层器3．重相液位控制出IZl4．轻相液在此基础上，

4、Blass和Meon建立了曳力模位控制出IZl5．重相出IZl6．轻相出IZl型【5J，并建立了有利于聚结的标准。1992年，这些装置由平行斜板组成，这些板被安装在Rommel、Blass和Meon合作推导了双膜模型等。分层器内。被分离的液体流经进料管进入分层器他们的实际数学推导和实验结果基本符合。但后，扩散的液体被导向通过一个短的稳定室，然是，由于模型建立和推导过程中使用了很多的假后，进入一个分布器(即左立板)，进入实际分设，因此与实际应用有一定的差距。另外，也由离装置(分层室)，该分层室内容纳有45。斜板

5、于在实际应用过程中缺乏数据和利用该模型计算(见图1剖视图A—A)。在液一液扩散分离过程太繁琐使得板式分离器的设计应用缓慢。针对这中，轻的液滴由于浮力的作用开始上升，在开始种情况，美国石油协会(API)通过大量实验建阶段湿润板，形成大液滴，并与斜板相互作用，立一套经验公式。同时，J．M．柯尔森也在大最后形成基元流束，在板上形成细流薄膜(如图量实验基础上建立了力学模型，简化了复杂的设2)。·吴剑华：教授。1987年毕业于天津大学化学工程专业。曾多次获奖，发表论文10余篇。联系电话：(024)89388221。维普

6、资讯http://www.cqvip.com吴剑华等斜板沉降器的设计11a3P=p(~2(2)pdRe=(3)We：＆(4)扩散相OQ2式中，P为计算参数；Re为雷诺数；We为韦伯。．数；d为界面张力，N／m；为连续相的粘度，图2液一液扩散平板装置的液滴分离Pa·s；g为重力加速度，m。注：扩散体系实际上是垂直于该图的页面流动(3)利用Hu—Kintner关系图计算，计算曳在板的下面，层膜以流束或在主液面界面被力系数的过程是循环求解的过程，由于不断要查分离出的大液滴的形式流离板。连续的液滴停留图，给计算带来很

7、多麻烦，因此笔者利用matlab在流动薄膜上，浸入薄膜内，并撞击层膜，与板将Hu—Kintner关系图模拟成多项式的形式如产生相互作用，在随层膜运动过程中，液滴破下：Y=0．496x6—2．1917x3+33435x4—15428x3—裂，与层膜溶为一体而流离板，这样就形成聚结．．过程，分散相的液滴就会脱离主界面最终进入它0．3963x2+1．34(5)的澄清的母液中。这样就阻止了表面活性剂在流这里Y是Hu—Kintner关系图中的纵坐标，X是动薄膜上(或层膜)的聚集，因此，同一物质的横坐标，即：y=∈WeF

8、D‘。聚结过程能极大地得到推进而不被液体涌动影x：Re／Fo·15响，使聚结过程得到加快。在分层器出口处就可(4)核算的计算值和假定值之差是否在要以得到两种清液相。求的精度范围内。笔者利用如上所示的多项式用2设计原理matlab编程求得值非常精确，而且程序短小简练，可用计算机求解，减少了繁琐的计算过程，2．1API设计方法极大地增加了该方法的实用性。该方法是根据最低限度分离伽．0015mm液对粘度大