新型锥式泡罩穿流萃取塔水力学特性的研究
发布时间：2022-02-15 12:39
液液萃取作为一项重要的化工分离技术,目前已被广泛用于核能、石油、医药、生物、新材料及环保等领域。作为萃取分离领域的研究重点,液液萃取设备的改进与强化也得到了越来越广泛地关注。基于此,本文提出了“锥式泡罩穿流萃取”的新方法,开发了一种无降液管设计的新型锥式泡罩穿流萃取塔,并通过操作特性、轴向混合特性以及计算流体力学（CFD）数值模拟三个方面对这种新型萃取塔设备的流体力学性能进行了深入研究,力求为化工分离领域提供了一种操作弹性大、稳定性高的萃取设备。操作特性研究包括分散相液滴直径测定、分散相存留分数测定、特性速度计算以及液泛通量测定四个部分,主要实验结果和结论如下:（1）萃取塔内分散相液滴粒径满足正态分布,液滴直径不仅与体系物性参数有关,还与分散相流速有着一定的关系。（2）分散相存留分数与分散相流速以及连续相流速均呈正相关关系,且分散相流速的影响大于连续相流速。（3）萃取塔对于中、高等界面张力的萃取体系均有一定的操作弹性范围,尤其适用于中等界面张力的萃取体系。针对锥式泡罩四面开孔的特殊结构,本文还引入了“有效开孔面积比”的概念对分散相液滴的形成情况进行了观察研究,并将这一概念作为重要参数运...
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]舌形板波纹规整填料萃取塔的操作性能[J]. 蔡卫滨,钱建兵,王玉军,范召运,杨蕴辉,朱慎林. 高校化学工程学报. 2017(02)
[2]萃取设备的研究应用进展及其发展趋势[J]. 唐湘. 广东化工. 2015(04)
[3]稀土萃取混合澄清槽的放大设计研究[J]. 吴富姬,周雄军. 湿法冶金. 2014(03)
[4]萃取塔设备研究和应用的若干新进展[J]. 费维扬. 化工学报. 2013(01)
[5]后处理工艺Purex流程计算机模拟研究现状及展望[J]. 陈延鑫,何辉,唐洪彬,张春龙,于婷. 核化学与放射化学. 2012(04)
[6]废C4板式萃取塔的流程模拟及优化改造[J]. 乔涛. 石化技术与应用. 2010(05)
[7]改进的Scheibel萃取塔的性能研究[J]. 陈真生,袁慎峰,尹红,陈志荣. 浙江化工. 2010(04)
[8]脉冲筛板萃取塔在湿法磷酸工艺中的试验研究[J]. 柳丹,丁一刚,陈虎,乐武阳,黄海涛. 化工矿物与加工. 2009(03)
[9]新型转盘萃取塔在己内酰胺生产中的应用[J]. 李先华. 合成纤维工业. 2008(03)
[10]新型转盘萃取塔研究开发与工业应用[J]. 王运东,费维扬,刘小秦,朱泽华,程立泉. 化学工程. 2008(04)
博士论文
[1]分散—聚并脉冲筛板萃取塔传质强化与模型化的研究[D]. 唐晓津.清华大学 2004
硕士论文
[1]基于低雷诺数湍流模型的筛板萃取塔液液流场CFD模拟[D]. 周元.福州大学 2017
[2]稀土萃取混合澄清槽内搅拌过程强化[D]. 郑雄攀.重庆大学 2015
[3]改进Scheibel萃取塔停留时间分布研究[D]. 金双凤.浙江大学 2015
[4]脉冲筛板萃取柱中连续相轴向混合及流体力学性能的研究[D]. 李正浩.哈尔滨工程大学 2014
[5]脉冲筛板柱液液两相流分散相液滴行为研究[D]. 李杰.哈尔滨工程大学 2012
[6]新型萃取组合填料的研究及开发[D]. 鲍银龙.天津大学 2012
[7]筛板萃取塔内流型优化的CFD模拟和PIV实验研究[D]. 段长春.天津大学 2012
[8]脉冲筛板萃取柱存留分数研究[D]. 马海燕.哈尔滨工程大学 2012
[9]脉冲筛板萃取柱内流场及轴向扩散系数的数值模拟[D]. 刘虎平.哈尔滨工程大学 2011
[10]滴膜交替流动新型萃取工艺的研究[D]. 黄哲庆.天津大学 2010
本文编号：3626651
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１轴向混合示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ａｘｉａｌ?ｍｉｘｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ??
浙江大学硕士学位论文?第一章文献综述??ｚ?＝?０??—?—Ｅｔ??ｄｃ?，?ｄｚ??＃?，?Ｊ￣￣Ｔ：—．．．．．ｔ??＋制Ｈ?Ｔ－＃制??ｚ?＝?ｌ??图１．２无传质轴扩散模型示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｎｏ?ｍａｓｓ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ａｘｉｓ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ??用轴向有效扩散系数厂表征组分／的一维返混，根据物料衡算有：??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?＾??由于示踪剂在萃取过程中并不存在传质，该模型筒化为：??ｄｃ?ｄ２ｃ?ｄｃ??ｆｎ?（ｉ－２６）??将式１－２６化为无因次方程，可为下式１－２７所示：??￥?＝丄?（１－２７）??３０?Ｐｅ?ｄＺ２?８Ｚ??式中无因次纲量分别为：０＝￣＾?＝二＾?—；?Ｚ＝—；?８＝１＝＾＾－；?Ｐｅ＝—??Ｃ〇?又?ｃｄＧ?／?／?／?Ｅｔ??ＪＯ??在理想脉冲、及时取样和准确测量的前提下，可利用示踪剂浓度换算得到的停留时间??分布（ＲＴＤ）曲线来计算轴向扩散系数，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）油相流量标定：体系２?（ｄ）油相流量标定：体系３??１６０＊１???１４Ｑ：?■油相：体系４?＿??１２０－?．??＾?１００－?■??％?８０－??琴?■??硅６０－??４０－?．??２０－?■??２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０??（ｅ）油相流量标定：体系４??图２．３转子流量计流量标定??Ｆｉｕｇｕｒｅ?２．３?Ｆｌｏｗｒａｔｅ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｏｔａｍｅｔｅｒｓ??３４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]舌形板波纹规整填料萃取塔的操作性能[J]. 蔡卫滨,钱建兵,王玉军,范召运,杨蕴辉,朱慎林. 高校化学工程学报. 2017(02)
[2]萃取设备的研究应用进展及其发展趋势[J]. 唐湘. 广东化工. 2015(04)
[3]稀土萃取混合澄清槽的放大设计研究[J]. 吴富姬,周雄军. 湿法冶金. 2014(03)
[4]萃取塔设备研究和应用的若干新进展[J]. 费维扬. 化工学报. 2013(01)
[5]后处理工艺Purex流程计算机模拟研究现状及展望[J]. 陈延鑫,何辉,唐洪彬,张春龙,于婷. 核化学与放射化学. 2012(04)
[6]废C4板式萃取塔的流程模拟及优化改造[J]. 乔涛. 石化技术与应用. 2010(05)
[7]改进的Scheibel萃取塔的性能研究[J]. 陈真生,袁慎峰,尹红,陈志荣. 浙江化工. 2010(04)
[8]脉冲筛板萃取塔在湿法磷酸工艺中的试验研究[J]. 柳丹,丁一刚,陈虎,乐武阳,黄海涛. 化工矿物与加工. 2009(03)
[9]新型转盘萃取塔在己内酰胺生产中的应用[J]. 李先华. 合成纤维工业. 2008(03)
[10]新型转盘萃取塔研究开发与工业应用[J]. 王运东,费维扬,刘小秦,朱泽华,程立泉. 化学工程. 2008(04)
博士论文
[1]分散—聚并脉冲筛板萃取塔传质强化与模型化的研究[D]. 唐晓津.清华大学 2004
硕士论文
[1]基于低雷诺数湍流模型的筛板萃取塔液液流场CFD模拟[D]. 周元.福州大学 2017
[2]稀土萃取混合澄清槽内搅拌过程强化[D]. 郑雄攀.重庆大学 2015
[3]改进Scheibel萃取塔停留时间分布研究[D]. 金双凤.浙江大学 2015
[4]脉冲筛板萃取柱中连续相轴向混合及流体力学性能的研究[D]. 李正浩.哈尔滨工程大学 2014
[5]脉冲筛板柱液液两相流分散相液滴行为研究[D]. 李杰.哈尔滨工程大学 2012
[6]新型萃取组合填料的研究及开发[D]. 鲍银龙.天津大学 2012
[7]筛板萃取塔内流型优化的CFD模拟和PIV实验研究[D]. 段长春.天津大学 2012
[8]脉冲筛板萃取柱存留分数研究[D]. 马海燕.哈尔滨工程大学 2012
[9]脉冲筛板萃取柱内流场及轴向扩散系数的数值模拟[D]. 刘虎平.哈尔滨工程大学 2011
[10]滴膜交替流动新型萃取工艺的研究[D]. 黄哲庆.天津大学 2010
本文编号：3626651
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