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篩板萃取塔中液滴行為的影響因素,篩板對界面張力體系液滴有何作用
來源: 《浙江大學》 瀏覽 1123 次 發布時間:2024-09-12
液液萃取是化工生產中重要的分離手段,萃取塔內的分散相液滴行為對萃取效率提升具有決定性作用。論文采用實驗與模擬相結合的方法,對篩板萃取塔內分散相液滴行為進行研究,考察篩板浸潤性、篩板孔徑、體系物性、操作條件等對篩板萃取塔分散相液滴行為的影響,為篩板萃取塔分散相液滴調控提供依據。
首先,論文對無攪拌條件下篩板萃取塔中液滴行為的影響因素進行了研究。結果表明,體系界面張力較低時,篩板對液滴主要起破碎作用;體系界面張力較高時,篩板對液滴主要起聚并作用;篩板對分散相浸潤性較好時,液滴更容易在篩板表面發生聚并,篩板對液滴主要起聚并作用;篩板對分散相浸潤性較差時,液滴更傾向于離開篩板,篩板對低界面張力體系液滴主要起破碎作用,對高界面張力體系液滴仍然起到一定的聚并作用。
為定量評價篩板對分散相液滴的聚并-破碎特性,論文定義了篩板聚并-破碎指數,基于實驗數據提出了估算篩板聚并-破碎指數的關聯式,關聯式計算結果與實驗值的平均偏差為0.1144,最大偏差為0.1524,偏差較小,可滿足使用的需要。
其次,論文開展了無攪拌條件下篩板萃取塔中液滴行為的CFD二維模擬。研究發現,模擬結果與實驗結果一致,表明該模擬方法可用于無攪拌條件下篩板萃取塔中液滴行為的研究。篩板聚并-破碎指數與接觸角和兩相密度差呈正相關,與黏度比呈負相關;體系界面張力較低時,篩板聚并-破碎指數與分散相流速呈正相關,與孔徑成負相關;體系界面張力較高時則反之,篩板聚并-破碎指數與分散相流速呈負相關,與孔徑成正相關。
最后,論文對攪拌篩板萃取塔中的液滴行為及其影響因素進行了研究。結果表明,攪拌段破碎指數與攪拌槳轉速、孔徑、接觸角均呈正相關;反彈破碎比例與攪拌槳轉速和孔徑呈正相關,與篩板浸潤性呈負相關;隨著攪拌轉速增大,懸浮比例先增大后減少,對于低界面張力體系,浸潤性越差,懸浮比例越小,對高界面張力體系則相反。論文基于實驗數據提出了估算攪拌段破碎指數的關聯式,關聯式計算結果與實驗值的平均偏差為6.88,具有一定參考價值。





