改进Scheibel萃取塔停留时间分布研究

发布时间：2018-03-07 00:33

  本文选题：改进Scheibel萃取塔　切入点：停留时间分布　出处：《浙江大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：在萃取设备中,流体的停留时间分布直接关系到两相的传质效果,从而影响萃取效率。通过对停留时间分布及萃取塔结构进行分析研究,可以了解萃取塔内两相流体流动状况以及短路、沟流、以及循环流等非理想流动引起的轴向返混程度的大小,为萃取塔结构改进提供依据。本文对三类改进Scheibel萃取塔不同操作条件下的停留时间分布特征进行了研究,建立了描述停留时间分布特征的返混模型,并测定了连续相返混较小的改进Scheibel萃取塔Ⅲ的萃取效率。研究结果表明,返混模型相对于多釜串联模型,能更好的反映塔内真实流动状况；双参数返混模型综合考虑了级间返混和级内非理想流动,其拟合值比单参数返混模型更接近实验值,基本与实验数据相符,可用于改进Scheibel萃取塔停留时间分布拟合。不同结构萃取塔的研究结果表明,改进Scheibel萃取塔Ⅰ结构设计存在一定缺陷,连续相轴向返混严重,分散相轴向返混明显较小。改进Scheibel萃取塔Ⅱ、Ⅲ内部结构的重新设计在很大程度上抑制了连续相返混,在塔结构设计上提供了正确的改进方向。庚烷-水体系在改进Scheibel萃取塔Ⅱ、Ⅲ中连续相返混系数α明显小于改进Scheibel萃取塔Ⅰ,改进Scheibel萃取塔Ⅲ连续相返混系数a大多数操作条件下小于改进Scheibel萃取塔Ⅱ；辛醇-水体系在改进Scheibel萃取塔Ⅲ中连续相返混系数α明显小于改进Scheibel萃取塔Ⅱ,在低转速下,连续相返混可达到较小值。不同体系的研究结果表明,体系物性对连续相轴向返混和级内非理想流动的影响较大。连续相轴向返混程度随界面张力、连续相粘度的增加而减小。改进Scheibel萃取塔Ⅱ中,界面张力较低的辛醇-水体系,其浓度修正系数p均小于1,级内易形成循环流等非理想流动；界面张力较高的庚烷-水体系,其浓度修正系数β偏离1的程度较小,级内接近理想混合；连续相粘度较高的庚烷-60%wt甘油水溶液体系,其浓度修正系数β大多数操作条件下大于1,级内易形成短路、沟流等非理想流动。改进Scheibel萃取塔Ⅲ中,大多数操作条件下辛醇-水体系和庚烷-水体系的浓度修正系数p小于1,级内较易形成循环流等非理想流动,但庚烷-水体系偏离理想混合程度较小,级内接近理想混合,辛醇-水体系偏离理想混合程度较大。改进Scheibel萃取塔Ⅲ中丙醇庚烷溶液的萃取结果表明,萃取率得到明显提高,证明本文对Scheibel萃取塔的改进确实减小了返混对萃取的不利影响,提高了萃取效率。
[Abstract]:In the extraction equipment, the residence time distribution of the fluid is directly related to the mass transfer effect of the two phases, thus affecting the extraction efficiency. It is possible to understand the flow situation of two-phase fluid in the extraction column and the degree of axial backmixing caused by the non-ideal flow, such as short circuit, trench flow, and circulation flow. In this paper, the residence time distribution characteristics of three improved Scheibel extraction columns under different operating conditions are studied, and a backmixing model is established to describe the residence time distribution characteristics. The extraction efficiency of the improved Scheibel extraction tower 鈪，

本文编号：1577207