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    新型萃取组合填料的研究及开发
    添加时间:2016-3-19
    在液液萃取过程中,分散相液滴的分散和聚并对两相间的传质过程有着重要的影响。研究发现,当分散相呈现出破碎-聚并-破碎-聚并循环流动的形态时,传质效率可以得到很大地提高。据此,本课题组在之前的研究中提出了滴膜交替流动强化传质的概念,并开发出一种适用于萃取过程的组合填料(本文称作PY-1型组合填料)。在此基础上,本次研究继续开发了一系列组合填料,并通过实验测试了这些组合填料的传质性能和流体力学性能。本次研究首先对分散相在填料塔内的破碎聚并情况进行了实验观察,利用高速摄像记录了分散相经过填料后的流动形态,实验所用物系为30%磷酸三丁酯(简称TBP)煤油-醋酸-水。实验结果表明,700Y网架填料对分散相液滴具有良好的切割破碎作用,聚丙烯板波纹填料对分散相具有良好的聚并作用,QH-2型扁环填料对分散相既有破碎作用又有聚并作用,350Y金属板波纹填料和聚丙烯鲍尔环填料对分散相具有一定的聚并作用,但不如聚丙烯板波纹填料明显。据此,本次研究将网架填料和聚丙烯板波纹填料或聚丙烯鲍尔环填料交替放置,开发出PY-2~PY-7型组合填料,以实现分散相的滴膜交替流动。此外,本次研究以QH-2型扁环填料为对比,利用直径为150mm的萃取塔对PY-2~PY-7型组合填料的萃取传质性能进行了考察,实验所用物系与观察实验相同。结果表明:700Y网架填料、QH-2型扁环填料和PY-1型组合填料萃取传质性能相近,PY-2型、PY-3型组合填料的萃取传质效率差别不大,但与QH-2型扁环填料相比有很大差距,不宜用于液液萃取过程。PY-4型,PY-5型,PY-6型组合填料的萃取传质性能相近,但比QH-2型扁环填料传质效率略低。PY-7型组合填料的萃取传质效率优于QH-2型扁环填料,在相同实验条件下,PY-7型组合填料的表观传质单元高度较QH-2型扁环填料大约降低了20%。通过传质实验筛选出萃取传质效率较高的PY-7型组合填料,以QH-2型扁环填料为对比,对PY-7型组合填料的流体力学性能进行了考察,结果表明:无传质情况下,相同两相流速下的QH-2型扁环填料的滞存率比PY-7型组合填料小;相同连续相流速下,QH-2型扁环填料的分散相液泛速度比PY-7型扁环填料平均大13.47%。无传质情况下的分散相滞存率大于传质方向为分散相到连续相时的滞存率。此外,本次研究对以上两种填料进行了流动特性关联,得到相关参数。

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