新型錐式泡罩穿流萃取塔水力學特性的研究
發(fā)布時間:2022-02-15 12:39
液液萃取作為一項重要的化工分離技術(shù),目前已被廣泛用于核能、石油、醫(yī)藥、生物、新材料及環(huán)保等領域。作為萃取分離領域的研究重點,液液萃取設備的改進與強化也得到了越來越廣泛地關(guān)注;诖,本文提出了“錐式泡罩穿流萃取”的新方法,開發(fā)了一種無降液管設計的新型錐式泡罩穿流萃取塔,并通過操作特性、軸向混合特性以及計算流體力學(CFD)數(shù)值模擬三個方面對這種新型萃取塔設備的流體力學性能進行了深入研究,力求為化工分離領域提供了一種操作彈性大、穩(wěn)定性高的萃取設備。操作特性研究包括分散相液滴直徑測定、分散相存留分數(shù)測定、特性速度計算以及液泛通量測定四個部分,主要實驗結(jié)果和結(jié)論如下:(1)萃取塔內(nèi)分散相液滴粒徑滿足正態(tài)分布,液滴直徑不僅與體系物性參數(shù)有關(guān),還與分散相流速有著一定的關(guān)系。(2)分散相存留分數(shù)與分散相流速以及連續(xù)相流速均呈正相關(guān)關(guān)系,且分散相流速的影響大于連續(xù)相流速。(3)萃取塔對于中、高等界面張力的萃取體系均有一定的操作彈性范圍,尤其適用于中等界面張力的萃取體系。針對錐式泡罩四面開孔的特殊結(jié)構(gòu),本文還引入了“有效開孔面積比”的概念對分散相液滴的形成情況進行了觀察研究,并將這一概念作為重要參數(shù)運...
【文章來源】:浙江大學浙江省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:133 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1軸向混合示意圖??Figure?1.1?The?axial?mixing?diagram??
浙江大學碩士學位論文?第一章文獻綜述??z?=?0??—?—Et??dc?,?dz??#?,?J ̄ ̄T:—.....t??+制H?T-#制??z?=?l??圖1.2無傳質(zhì)軸擴散模型示意圖??Figure?1.2?The?diagram?of?no?mass?transfer?axis?diffusion?model??用軸向有效擴散系數(shù)廠表征組分/的一維返混,根據(jù)物料衡算有:??Qc?8?f?3c?、?(?dc?、?dc??^-Sdz=?uc^E.—?c,+^dz?S-?uc?Ci+^-dz?+Et^?S?(1-25)??dt?lc?'?1?dz{'?8z?JJ?[?'?5z?)?'?dz?^??由于示蹤劑在萃取過程中并不存在傳質(zhì),該模型筒化為:??dc?d2c?dc??fn?(i-26)??將式1-26化為無因次方程,可為下式1-27所示:??¥?=丄?(1-27)??30?Pe?dZ2?8Z??式中無因次綱量分別為:0= ̄^?=二^?—;?Z=—;?8=1=^^-;?Pe=—??C〇?又?cdG?/?/?/?Et??JO??在理想脈沖、及時取樣和準確測量的前提下,可利用示蹤劑濃度換算得到的停留時間??分布(RTD)曲線來計算軸向擴散系數(shù),方法原理如下:??tf'£(0?_2?x?_??a'2?=? ̄n?=?J〇?卜?(1-28)??X即,)??/=1??_?n??五(0?冶=^?=77-?(1-29?)??c??/=i??2?crt2??cr?=古?(1-30)??18??
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]舌形板波紋規(guī)整填料萃取塔的操作性能[J]. 蔡衛(wèi)濱,錢建兵,王玉軍,范召運,楊蘊輝,朱慎林. 高;瘜W工程學報. 2017(02)
[2]萃取設備的研究應用進展及其發(fā)展趨勢[J]. 唐湘. 廣東化工. 2015(04)
[3]稀土萃取混合澄清槽的放大設計研究[J]. 吳富姬,周雄軍. 濕法冶金. 2014(03)
[4]萃取塔設備研究和應用的若干新進展[J]. 費維揚. 化工學報. 2013(01)
[5]后處理工藝Purex流程計算機模擬研究現(xiàn)狀及展望[J]. 陳延鑫,何輝,唐洪彬,張春龍,于婷. 核化學與放射化學. 2012(04)
[6]廢C4板式萃取塔的流程模擬及優(yōu)化改造[J]. 喬濤. 石化技術(shù)與應用. 2010(05)
[7]改進的Scheibel萃取塔的性能研究[J]. 陳真生,袁慎峰,尹紅,陳志榮. 浙江化工. 2010(04)
[8]脈沖篩板萃取塔在濕法磷酸工藝中的試驗研究[J]. 柳丹,丁一剛,陳虎,樂武陽,黃海濤. 化工礦物與加工. 2009(03)
[9]新型轉(zhuǎn)盤萃取塔在己內(nèi)酰胺生產(chǎn)中的應用[J]. 李先華. 合成纖維工業(yè). 2008(03)
[10]新型轉(zhuǎn)盤萃取塔研究開發(fā)與工業(yè)應用[J]. 王運東,費維揚,劉小秦,朱澤華,程立泉. 化學工程. 2008(04)
博士論文
[1]分散—聚并脈沖篩板萃取塔傳質(zhì)強化與模型化的研究[D]. 唐曉津.清華大學 2004
碩士論文
[1]基于低雷諾數(shù)湍流模型的篩板萃取塔液液流場CFD模擬[D]. 周元.福州大學 2017
[2]稀土萃取混合澄清槽內(nèi)攪拌過程強化[D]. 鄭雄攀.重慶大學 2015
[3]改進Scheibel萃取塔停留時間分布研究[D]. 金雙鳳.浙江大學 2015
[4]脈沖篩板萃取柱中連續(xù)相軸向混合及流體力學性能的研究[D]. 李正浩.哈爾濱工程大學 2014
[5]脈沖篩板柱液液兩相流分散相液滴行為研究[D]. 李杰.哈爾濱工程大學 2012
[6]新型萃取組合填料的研究及開發(fā)[D]. 鮑銀龍.天津大學 2012
[7]篩板萃取塔內(nèi)流型優(yōu)化的CFD模擬和PIV實驗研究[D]. 段長春.天津大學 2012
[8]脈沖篩板萃取柱存留分數(shù)研究[D]. 馬海燕.哈爾濱工程大學 2012
[9]脈沖篩板萃取柱內(nèi)流場及軸向擴散系數(shù)的數(shù)值模擬[D]. 劉虎平.哈爾濱工程大學 2011
[10]滴膜交替流動新型萃取工藝的研究[D]. 黃哲慶.天津大學 2010
本文編號:3626651
【文章來源】:浙江大學浙江省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:133 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1軸向混合示意圖??Figure?1.1?The?axial?mixing?diagram??
浙江大學碩士學位論文?第一章文獻綜述??z?=?0??—?—Et??dc?,?dz??#?,?J ̄ ̄T:—.....t??+制H?T-#制??z?=?l??圖1.2無傳質(zhì)軸擴散模型示意圖??Figure?1.2?The?diagram?of?no?mass?transfer?axis?diffusion?model??用軸向有效擴散系數(shù)廠表征組分/的一維返混,根據(jù)物料衡算有:??Qc?8?f?3c?、?(?dc?、?dc??^-Sdz=?uc^E.—?c,+^dz?S-?uc?Ci+^-dz?+Et^?S?(1-25)??dt?lc?'?1?dz{'?8z?JJ?[?'?5z?)?'?dz?^??由于示蹤劑在萃取過程中并不存在傳質(zhì),該模型筒化為:??dc?d2c?dc??fn?(i-26)??將式1-26化為無因次方程,可為下式1-27所示:??¥?=丄?(1-27)??30?Pe?dZ2?8Z??式中無因次綱量分別為:0= ̄^?=二^?—;?Z=—;?8=1=^^-;?Pe=—??C〇?又?cdG?/?/?/?Et??JO??在理想脈沖、及時取樣和準確測量的前提下,可利用示蹤劑濃度換算得到的停留時間??分布(RTD)曲線來計算軸向擴散系數(shù),方法原理如下:??tf'£(0?_2?x?_??a'2?=? ̄n?=?J〇?卜?(1-28)??X即,)??/=1??_?n??五(0?冶=^?=77-?(1-29?)??c??/=i??2?crt2??cr?=古?(1-30)??18??
5?30?45?60?75?90?105?120?1?5?3?0?4?5?60?75?90?105?120??Udl-obs?(L/h)?Udi-obs??(C)油相流量標定:體系2?(d)油相流量標定:體系3??160*1???14Q:?■油相:體系4?_??120-?.??^?100-?■??%?80-??琴?■??硅60-??40-?.??20-?■??20?40?60?80?100?120?140??(e)油相流量標定:體系4??圖2.3轉(zhuǎn)子流量計流量標定??Fiugure?2.3?Flowrate?calibration?of?the?rotameters??34??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]舌形板波紋規(guī)整填料萃取塔的操作性能[J]. 蔡衛(wèi)濱,錢建兵,王玉軍,范召運,楊蘊輝,朱慎林. 高;瘜W工程學報. 2017(02)
[2]萃取設備的研究應用進展及其發(fā)展趨勢[J]. 唐湘. 廣東化工. 2015(04)
[3]稀土萃取混合澄清槽的放大設計研究[J]. 吳富姬,周雄軍. 濕法冶金. 2014(03)
[4]萃取塔設備研究和應用的若干新進展[J]. 費維揚. 化工學報. 2013(01)
[5]后處理工藝Purex流程計算機模擬研究現(xiàn)狀及展望[J]. 陳延鑫,何輝,唐洪彬,張春龍,于婷. 核化學與放射化學. 2012(04)
[6]廢C4板式萃取塔的流程模擬及優(yōu)化改造[J]. 喬濤. 石化技術(shù)與應用. 2010(05)
[7]改進的Scheibel萃取塔的性能研究[J]. 陳真生,袁慎峰,尹紅,陳志榮. 浙江化工. 2010(04)
[8]脈沖篩板萃取塔在濕法磷酸工藝中的試驗研究[J]. 柳丹,丁一剛,陳虎,樂武陽,黃海濤. 化工礦物與加工. 2009(03)
[9]新型轉(zhuǎn)盤萃取塔在己內(nèi)酰胺生產(chǎn)中的應用[J]. 李先華. 合成纖維工業(yè). 2008(03)
[10]新型轉(zhuǎn)盤萃取塔研究開發(fā)與工業(yè)應用[J]. 王運東,費維揚,劉小秦,朱澤華,程立泉. 化學工程. 2008(04)
博士論文
[1]分散—聚并脈沖篩板萃取塔傳質(zhì)強化與模型化的研究[D]. 唐曉津.清華大學 2004
碩士論文
[1]基于低雷諾數(shù)湍流模型的篩板萃取塔液液流場CFD模擬[D]. 周元.福州大學 2017
[2]稀土萃取混合澄清槽內(nèi)攪拌過程強化[D]. 鄭雄攀.重慶大學 2015
[3]改進Scheibel萃取塔停留時間分布研究[D]. 金雙鳳.浙江大學 2015
[4]脈沖篩板萃取柱中連續(xù)相軸向混合及流體力學性能的研究[D]. 李正浩.哈爾濱工程大學 2014
[5]脈沖篩板柱液液兩相流分散相液滴行為研究[D]. 李杰.哈爾濱工程大學 2012
[6]新型萃取組合填料的研究及開發(fā)[D]. 鮑銀龍.天津大學 2012
[7]篩板萃取塔內(nèi)流型優(yōu)化的CFD模擬和PIV實驗研究[D]. 段長春.天津大學 2012
[8]脈沖篩板萃取柱存留分數(shù)研究[D]. 馬海燕.哈爾濱工程大學 2012
[9]脈沖篩板萃取柱內(nèi)流場及軸向擴散系數(shù)的數(shù)值模擬[D]. 劉虎平.哈爾濱工程大學 2011
[10]滴膜交替流動新型萃取工藝的研究[D]. 黃哲慶.天津大學 2010
本文編號:3626651
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