稀土萃取槽挡板澄清室的澄清性能研究

发布时间：2020-07-11 22:04

【摘要】：混合澄清器是稀土萃取工业中最被广泛使用的设备,具有一系列适合工业大规模生产应用的优点。对其进行的流体动力学研究已有几十年的历史,尤其是对混合室的研究已经得到了不少重要的理论成果,但对澄清室澄清过程的研究一直相对较少,对澄清过程的认识还停留在一个比较低级的阶段。本文提出以安装竖直型挡板来提升澄清室的澄清效率,运用Fluent软件对其澄清效果进行了数值模拟,得出了相关参数下的澄清效果与挡板的最佳安装高度。首先,本文利用分散带厚度、速度矢量图、水相出口的含油量三项评判指标,研究了澄清室安装挡板与不安装挡板的澄清效果对比,结果表明澄清室安装挡板后各项指标都较不安装挡板的澄清室提高了许多。在研究的过程中分析了澄清过程的不同阶段,指出了澄清速率会降低的本质原因并提出了相应的解决办法。随后,在确定了挡板澄清室的澄清效率更佳之后,研究了14组不同挡板安装高度的澄清室,利用分散带厚度对比的原则确定了最佳的挡板安装高度,以50L萃取槽为对象研究的最佳挡板安装高度为310mm。并选择了三组较有代表性的挡板澄清室来进行速度矢量图比对,分析了不同挡板安装高度对液滴流的影响,研究发现挡板安装太高容易在澄清室底部形成残存,太低则容易加大相的夹带损失,进一步证明了最佳挡板安装高度的合理性。最后,研究了相比与入口速度这两个萃取参数对澄清过程与挡板最佳安装高度的影响关系,发现不同相比对澄清过程影响不大但对挡板的最佳安装高度影响很大,而不同入口速度则对澄清过程影响很大但对挡板的最佳安装高度没有影响。具体的影响关系是:由于不同相比决定了不同的两相理论分界线,而最佳挡板安装高度值应该等于由相比所确定的两相理论分界线的高度;已经澄清分相完成的两相特别容易受到大的入口速度的冲击影响,因此入口速度的选择不宜太大。本文的研究结果是结合生产实际得来的,对澄清设备的研究与开发应用有一定的参考意义。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF351
【图文】：

示意图,混合澄清器,全逆流,示意图

A— 水相；O—有机相；M—混合相图 1.1 全逆流混合澄清器的 2 级展开示意图（2）EC-D 型混合澄清器沈祖钧等[25]于 1987 年提出的一种新型 EC-D 型混合澄清器，其流量示意图如图1.2。A—水相；O—有机相；M—混合相图 1.2 EC-D 型混合澄清器流量示意图从图中我们可以看出，有机相和水相分别来自于下一级和上一级但都通过底部前室

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8A—水相；O—有机相；M—混合相图 1.2 EC-D 型混合澄清器流量示意图以看出，有机相和水相分别来自于下一级和上一级加了两相在混合室的行程，级效率较高。由于机械相被不断吸入，间接推动了混合相进入澄清室，致混合室。但是这种搅拌形式下，其搅拌强度较大，需大，且容易由于过度搅拌导致相的粒径太小而不便措施，两相完全由重力作用自然澄清需要较多时间层槽对比剖析了 EC-D 型混合澄清器的性能后设计一种的混合澄清器，图 1.3 是其单级示意图。

示意图,单级,浅层,示意图

②—混合室； ③—澄清室A—水相；O—有机相；M—混合相图 1.3 双混浅层槽单级示意图可以看出该设备每级都串联有两个混合室，这不但大是改善了混合相在混合室停留的时间分布，提高了混合室底部并不在同一个平面，澄清区深度较浅，液流的稳定性，这很好的解决了槽体内残存量大的量的溶液时，所需占地面积大，且由于使用双搅拌拌混合澄清器的研究[27-30]从澄清性能的角度在澄清室也安装搅拌的研究表明，澄清室安装搅拌能够有效提高澄清分作为澄清室的搅拌桨，澄清效率平均提高 30%以上清室水相的速度矢量图，验证了用数值模拟方法得步说明澄清室增加搅拌能够有效抑制回流，提高油水

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