G/O/W微分散体系实现甲酸/三辛胺-正辛醇体系萃取分离

发布时间：2021-12-10 08:36

　　以络合萃取法实现了稀溶液中甲酸的富集。确定了高分配系数的萃取体系。根据传质基本方程建立了传质模型,计算并分析了油/水体系中的传质过程,确定传质控制步骤为甲酸自水相至水/油界面的传质。计算了分散尺寸对体系传质性能的影响,结果表明,由于水/油相比高,体系的传质系数低,界面积小,以油/水微分散乳液实现萃取过程,传质效率仍不高。引入惰性气体,并构建气/油/水体系,计算并分析了气/油/水体系中的传质过程并优化了气相加入量,结果表明,气相的加入可以有效促进传质过程。设计了双重膜分散设备,制备了微米尺度的气/油/水双重乳液,并以此实现了稀溶液中甲酸的高效富集。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

O/W体系的传质微单元示意图

图2给出了油滴尺寸为1 mm，水/油体积比分别为25∶1、50∶1、75∶1和100∶1，假设保证油/水界面处TOA和甲酸的浓度均为0时，油滴内TOA和水相液膜内甲酸的累计传质量nTOA和nHCOOH的对比。从图中可以看出，随着相比增大，液膜逐渐增厚，油滴中TOA的传质速率显著大于水相液膜中甲酸的传质速率。根据Wilke-Chang模型[35]可计算得络合产物在油相中的传质系数为7.2×10-11m2/s。因络合物的待传质量由到达油/水界面处甲酸的量决定，小于TOA在油滴中的传质量，且TOA和络合物传质系数相差不显著，可认为传质过程不由络合物的传质过程控制，且可认为TOA和络合物在油滴内的传质为独立的传质过程。因此，在水/油相比大于25∶1时，萃取过程由甲酸自水膜内向油/水相界面的扩散传质过程控制，以下可单独针对液膜内的传质过程进行计算。图3给出了水/油体积比为75∶1，油滴平均直径dO分别为1 cm、5 mm、1 mm、500μm和100μm时，水相中甲酸浓度随传质时间的降低过程。从图中可以看出，随着分散尺寸的减小，油/水体系被分成更小的传质单元，传质单元中的液膜厚度逐渐减小，溶质在水相中的扩散距离减小，导致水相中传质速率增快。

水相液膜中溶质的浓度变化曲线

【参考文献】：
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本文编号：3532261