试析新型萃取填料的性能测试及研究

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1、天津大学硕士学位论文新型萃取填料的性能测试及研究姓名：李健申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘春江20070601摘要首先对溶剂萃取的特点、分类、技术及萃取塔所用填料的现状与发展进行了综述，特别总结了萃取填料区别于其他填料的特点。介绍了标准萃取体系和络合萃取原理。对萃取塔内部的流动和传质性能测试技术进行阐述，其中包括用于理论分析的单液滴实验及用于填料性能测试的方法。通过单液滴实验对液滴的破碎及聚并过程进行了观测分析。利用网架填料、鲍尔环填料和清华扁环填料进行单液滴实验。实验测定液滴大小与针头直径的关系、液滴在空塔和填料中的终端速度以及液滴在填料层中的破碎情况和停留时间。观察了液滴

2、在不同填料中流动时的破碎和聚并现象，提出一种新的萃取填料设计思路，遵循该思路，设计了一种称为组合式规整填料的萃取专用填料。利用直径50mm的萃取塔对网架填料进行了萃取性能的测试。对比实验采用直径10ram鲍尔环填料在并联塔内进行，实验体系为30％磷酸三丁酯(简称TBP)(煤油)一醋酸一水。结合体系的平衡曲线和填料层的空隙率等测定了不同两相流速条件下的表观传质单元高度、分散相存留分数和液泛负荷等传质性能和流体力学性能数据。实验结果表明网架填料的表观传质单元高度平均比鲍尔环低20"-"30％左右，分散相存留分数平均比鲍尔环高30％，液泛负荷平均比鲍尔环高14％。对网架填料进行了工业放大实验。

3、实验用萃取填料塔按相似准则对工业水洗塔进行适当缩小，采用98．8％环己烯(二甲基乙酰胺(DMAC))一脱盐水，并与工业上直径12ram的鲍尔环进行对比。实验结果表明网架填料表观传质单元高度平均比鲍尔环低26％。对新开发的萃取专用复合式规整填料进行了传质实验。与网架填料和直径10ram鲍尔环填料进行的对比实验表明，复合式规整填料的表观传质单元高度平均比网架填料低1l％，比鲍尔环填料低49％。通过观察发现复合式规整填料确实能强化液滴“破碎一聚并一再破碎”过程。最后对复合式规整填料的相关尺寸和操作条件进行实验比较和分析。关键词：网架填料复合式规整填料鲍尔环填料表观传质单元高度单液滴实验萃取填料

4、塔ABSTRACTInthef'n-stpart，thecharacteristics，classificationandtechnologiesofliquid-liquidextractionwereintroducedbrieflyAmongthem,thedevelopmentofpackedtowerusedinextractionprocess，especiallyitsspecificpackingswerediscussed．Standardextractionsystemsandcomplexextractiontheorywereconsulted．Technique

5、swhichdevelopedformeasuringtheflowandmasstransf色rcharacteristicsofextractiontowerinternalswereintroduted．Someofthemweredevelopedforacadernicanalysis，forexample，thesingledropletexperiment；someweredevelopedformeasuringthepackingperformance．Inthesecondpart，discussionismainlylaidonaspecificstructured

6、packingdevelopedforliquid-liquidextractionprocesswhichwascalledRhombusMeshFramePacking(RMFP)．Theobservationanddiscussionaboutdropletbreakage·coalescenceprocessweregiveninsingle--dropletexperiments．RMFP,lOmm—IDPallringand25mm—IDQH——1miniringascolumninternalswereperformed．Intheexperiment，therelatio

7、nshipbetweendropletdiameterandsizeofpinhead,theterminalvelocityofdropletinvoidcolumntogetherwithpackinganditseffectsonthebreakageratioandstation-timeofthedroplet,erewereinvestigated．Theflowandbreakphenomenaofthedroplet