以絡合萃取法實現(xiàn)了稀溶液中甲酸的富集。確定了高分配系數(shù)的萃取體系。根據(jù)傳質基本方程建立了傳質模型,計算并分析了油/水體系中的傳質過程,確定傳質控制步驟為甲酸自水相至水/油界面的傳質。計算了分散尺寸對體系傳質性能的影響,結果表明,由于水/油相比高,體系的傳質系數(shù)低,界面積小,以油/水微分散乳液實現(xiàn)萃取過程,傳質效率仍不高。引入惰性氣體,并構建氣/油/水體系,計算并分析了氣/油/水體系中的傳質過程并優(yōu)化了氣相加入量,結果表明,氣相的加入可以有效促進傳質過程。設計了雙重膜分散設備,制備了微米尺度的氣/油/水雙重乳液,并以此實現(xiàn)了稀溶液中甲酸的高效富集。 

【文章來源】：化工學報. 2020,71(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

O/W體系的傳質微單元示意圖

圖2給出了油滴尺寸為1 mm，水/油體積比分別為25∶1、50∶1、75∶1和100∶1，假設保證油/水界面處TOA和甲酸的濃度均為0時，油滴內TOA和水相液膜內甲酸的累計傳質量nTOA和nHCOOH的對比。從圖中可以看出，隨著相比增大，液膜逐漸增厚，油滴中TOA的傳質速率顯著大于水相液膜中甲酸的傳質速率。根據(jù)Wilke-Chang模型[35]可計算得絡合產(chǎn)物在油相中的傳質系數(shù)為7.2×10-11m2/s。因絡合物的待傳質量由到達油/水界面處甲酸的量決定，小于TOA在油滴中的傳質量，且TOA和絡合物傳質系數(shù)相差不顯著，可認為傳質過程不由絡合物的傳質過程控制，且可認為TOA和絡合物在油滴內的傳質為獨立的傳質過程。因此，在水/油相比大于25∶1時，萃取過程由甲酸自水膜內向油/水相界面的擴散傳質過程控制，以下可單獨針對液膜內的傳質過程進行計算。圖3給出了水/油體積比為75∶1，油滴平均直徑dO分別為1 cm、5 mm、1 mm、500μm和100μm時，水相中甲酸濃度隨傳質時間的降低過程。從圖中可以看出，隨著分散尺寸的減小，油/水體系被分成更小的傳質單元，傳質單元中的液膜厚度逐漸減小，溶質在水相中的擴散距離減小，導致水相中傳質速率增快。

水相液膜中溶質的濃度變化曲線

【參考文獻】：
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本文編號：3532261