液滴破碎现象及其对液液传质影响的实验研究

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1、天津大学硕士学位论文液滴破碎现象及其对液液传质影响的实验研究姓名：侯贵军申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘春江20080501摘要液滴破碎过程对液液萃取过程的传质效率有重要影响，针对液滴破碎强化进行深入的研究对于开发新型液液萃取设备具有重要意义，为此本文对振动和气体扰动两种强化液滴破碎的过程进行了研究。在本课题组以往研究的基础上，本文提出了一种液液萃取振动规整填料塔，并在①50的填料萃取塔中对其萃取性能进行了测试。实验体系为30％磷酸三丁酯(简称TBP)(煤油)一醋酸一水。测定了不同操作条下的表观传质单元高度、分散相存留分数和液泛

2、负荷等传质性能和流体力学性能数据，结果表明：液液萃取振动规整填料塔的表观传质单元高度平均比振动筛板塔低l8％左右，分散相存留分数平均比振动筛板塔高30％左右，液泛负荷平均比振动筛板塔高20％。针对气体扰动可以强化液滴破碎的现象，本文在以往工作的基础上提出了一种气液液萃取设备。通过拍照观察了气泡在规整填料塔内的破碎情况，发现由于填料的作用，破碎后的气泡直径约为2～3mm，且分布均匀，远低于普通筛板塔内的气泡直径(6～7mm)。利用该设备首先考察了中等界面张力体系的传质效率，结果表明采用气体扰动强化时设备的传质单元高度较没有气体扰动时低15％；

3、另外，以葸醌工作液反应萃取过程为具体研究对象，测试了该设备的传质效率，结果表明：在相同的操作条件下，气体扰动下的规整填料萃取塔的表观传质单元高度比筛板萃取塔低65％左右，分散相存留分数比筛板萃取塔高25％。关键词：液液萃取；振动填料塔；规整填料；传质单元高度；分散相存留分数；气体扰动；气泡破裂ABSTRACTDropletsbreakagehas锄imponantimpact0nmasstr锄sfere币ciencyforliquid—liquideXtractionpmcess．Fundamentalresearchondmpletsbr

4、eakagephenomenaisofgreatimportanceforthedeVelopmentofnewliquid—liquidextractionequipment．Forthisreason，vibrationandgaSdisturbance，whichcanstrengthenthedropletsbrol(enprocess，wereinVestigatedinthispaper．Basedonourpreviouswork，anovelextraction’coIumn，Liquid—LiquidextraCtionr

5、eciprocatingstructuredpackingcolumn，wasdeVeloped．Masstransf-erper】F0nnanceofthisequipmentwastestedina①50mmpackingextractioncolumn．30％TBP(kerosene)．aceticacid．waterwasselectedasthetestsystem．Theapparentheightofmasstmnsf．erunit(HTU)，holdupofdispersedphaseandfloodingholdupwer

6、emeasuredwithdi仟．erentoperationconditions．ResultsshowthattheHTUofLiquid-LiquidextractionreciprocatingstmcturedpackingcolumnislowerthanReciprocatingsieveplatecolumnby18％aVeragely，theholdupsofdispersedphaseandnoodingholduparehigherthanRecipI?ocatingsieVeplatecolumn，by30％and2

7、0％，respectiVely．Forthephenomenonthatgasdisturbancecanstren舒hendropletsbrokenprocess，anew够peofGas-Liquid-Liquidextractionequipment、VasdeVelopedinthispaper．BubblesbreakageinstructuredpackingcolumnwasobserVedbytakingphotos．Thebubblediameteris2～3mmdistributinguniformly．1tismuc

8、hsmallerthanthatinplatecolumn，whichis6～7mm．Themasstransfere衔ciencyofmediuminte—’acialtens