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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 1232 次 發(fā)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(jù)。
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(fā)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(shù)，基于實驗數(shù)據(jù)提出了估算篩板聚并-破碎指數(shù)的關聯(lián)式，關聯(lián)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(fā)現(xiàn)，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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)據(jù)提出了估算攪拌段破碎指數(shù)的關聯(lián)式，關聯(lián)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。