輕重相交替進(jìn)料萃取塔傳質(zhì)性能的研究
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【摘要】:近年來,對液液萃取設(shè)備的研究已經(jīng)越來越成熟。本文針對傳統(tǒng)間歇操作萃取工藝生產(chǎn)能力低,而逆流連續(xù)操作萃取工藝返混嚴(yán)重等問題,提出了輕重相交替進(jìn)料操作的萃取工藝,并對輕重相交替進(jìn)料篩板萃取塔中的傳質(zhì)性能進(jìn)行了研究。首先,本文以煤油-苯甲酸-水體系為研究對象,探索了輕重相交替進(jìn)料方式結(jié)合篩板萃取塔的傳質(zhì)性能。選取孔徑為0.5mm的篩板。實驗測定了不同操作條件下篩板萃取塔內(nèi)的連續(xù)相濃度剖形,并采用單個液滴的傳質(zhì)模型來計算分散相總傳質(zhì)系數(shù),實驗得到其分散相總傳質(zhì)系數(shù)Kod的數(shù)值在3.49·10-5-5.47·10-5 m.s-1之間,板間距為5cm時傳質(zhì)效率較好。結(jié)果表明:輕重相交替進(jìn)料萃取工藝能有效抑制返混效應(yīng),其傳質(zhì)效率比脈沖填料萃取塔要高。其次,以乙酸乙酯-乙醇-水體系為研究對象,本文還采用孔徑為2.0mm的篩板萃取塔,研究了輕重相交替進(jìn)料操作方式的傳質(zhì)性能。實驗得到其萃取率的數(shù)值在59-70%之間,板間距為10cm時傳質(zhì)效率較好。結(jié)果表明,增大孔徑能有效提高輕重相交替進(jìn)料萃取塔的生產(chǎn)能力,并且在大孔徑下輕重相交替進(jìn)料萃取塔也能有效抑制返混效應(yīng),其萃取率比轉(zhuǎn)盤萃取塔高。本文也研究了分別以乙酸乙酯-乙醇-水體系、煤油-苯甲酸-水體系為研究對象時輕重相交替進(jìn)料萃取塔的分散相存留情況,其總分散相存留分?jǐn)?shù)都在6%以下,說明輕重相交替進(jìn)料工藝不易液泛,操作彈性比較大。最后,本文在實驗研究和理論研究的基礎(chǔ)上,通過對不同體系下輕重相交替進(jìn)料萃取塔內(nèi)連續(xù)相濃度剖形的分析,并結(jié)合實驗結(jié)果,提出了輕重相交替進(jìn)料篩板萃取塔抑制返混效應(yīng)的機(jī)理。
【關(guān)鍵詞】:輕重相交替進(jìn)料 篩板萃取塔 返混 分散相存留 傳質(zhì)系數(shù)
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TQ053.5
【目錄】:
- 致謝5-6
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 符號說明11-12
- 1 文獻(xiàn)綜述12-29
- 1.1 間歇萃取工藝和設(shè)備12-13
- 1.1.1 離心萃取器12-13
- 1.1.2 混合澄清槽13
- 1.1.3 釜式萃取設(shè)備13
- 1.2 連續(xù)萃取工藝和設(shè)備13-23
- 1.2.1 脈沖篩板塔14-15
- 1.2.2 脈沖填料塔15
- 1.2.3 攪拌篩板萃取塔15-17
- 1.2.4 混合澄清塔17-19
- 1.2.5 轉(zhuǎn)盤萃取塔19-20
- 1.2.6 卡爾振動塔20-21
- 1.2.7 攪拌填料塔21-23
- 1.3 萃取過程傳質(zhì)規(guī)律研究23-28
- 1.3.1 傳質(zhì)速率研究23-26
- 1.3.2 軸向返混研究26
- 1.3.3 液滴運(yùn)動規(guī)律26-28
- 1.4 本文的研究目的、方法和內(nèi)容28-29
- 2 實驗裝置與研究方法29-38
- 2.1 實驗裝置及流程29-30
- 2.2 實驗體系30-31
- 2.3 實驗及結(jié)果處理31-38
- 2.3.1 實驗操作過程31-33
- 2.3.2 實驗數(shù)據(jù)處理方法33-38
- 3 輕重相交替進(jìn)料塔總傳質(zhì)系數(shù)研究38-49
- 3.1 分散相總傳質(zhì)系數(shù)的計算38
- 3.2 實驗研究與結(jié)果討論38-47
- 3.2.1 篩板孔徑與孔間距的篩選39-40
- 3.2.2 分散相流量和液滴上升速度對K_(od)的影響40-41
- 3.2.3 連續(xù)相流量對K_(od)的影響41-42
- 3.2.4 板間距對K_(od)的影響42-43
- 3.2.5 傳質(zhì)性能43-44
- 3.2.6 輕重相交替進(jìn)料萃取塔的萃取效率44-45
- 3.2.7 分散相存留分?jǐn)?shù)45-47
- 3.3 本章小結(jié)47-49
- 4 輕重相交替進(jìn)料塔萃取效率研究49-58
- 4.1 實驗研究與結(jié)果討論49-57
- 4.1.1 篩板孔徑的篩選49-50
- 4.1.2 輕重相交替進(jìn)料間歇時間的研究50-51
- 4.1.3 分散相流量和液滴上升速度對萃取率的影響51-53
- 4.1.4 板間距對萃取率的影響53-54
- 4.1.5 連續(xù)相流量對萃取率的影響54-55
- 4.1.6 原料液濃度對萃取率的影響55-56
- 4.1.7 兩體系總分散相存留分?jǐn)?shù)的比較56-57
- 4.2 本章小結(jié)57-58
- 5 輕重相交替進(jìn)料萃取塔抑制返混效應(yīng)的機(jī)理探索58-61
- 6 總結(jié)與展望61-63
- 6.1 總結(jié)61-62
- 6.2 展望62-63
- 參考文獻(xiàn)63-69
- 作者簡介69
- 科研成果69
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1 王U
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