新型萃取組合填料的研究及開發(fā).pdf

1、在液液萃取過程中，分散相液滴的分散和聚并對兩相間的傳質(zhì)過程有著重要的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當分散相呈現(xiàn)出破碎-聚并-破碎-聚并循環(huán)流動的形態(tài)時，傳質(zhì)效率可以得到很大地提高。據(jù)此，本課題組在之前的研究中提出了滴膜交替流動強化傳質(zhì)的概念，并開發(fā)出一種適用于萃取過程的組合填料（本文稱作PY-1型組合填料）。在此基礎(chǔ)上，本次研究繼續(xù)開發(fā)了一系列組合填料，并通過實驗測試了這些組合填料的傳質(zhì)性能和流體力學(xué)性能。
　　本次研究首先對分散相在填料塔內(nèi)的

2、破碎聚并情況進行了實驗觀察，利用高速攝像記錄了分散相經(jīng)過填料后的流動形態(tài)，實驗所用物系為30％磷酸三丁酯（簡稱TBP）煤油-醋酸-水。實驗結(jié)果表明，700Y網(wǎng)架填料對分散相液滴具有良好的切割破碎作用，聚丙烯板波紋填料對分散相具有良好的聚并作用，QH-2型扁環(huán)填料對分散相既有破碎作用又有聚并作用，350Y金屬板波紋填料和聚丙烯鮑爾環(huán)填料對分散相具有一定的聚并作用，但不如聚丙烯板波紋填料明顯。據(jù)此，本次研究將網(wǎng)架填料和聚丙烯板波紋填料或聚丙

3、烯鮑爾環(huán)填料交替放置，開發(fā)出PY-2~PY-7型組合填料，以實現(xiàn)分散相的滴膜交替流動。
　　此外，本次研究以QH-2型扁環(huán)填料為對比，利用直徑為150mm的萃取塔對PY-2~PY-7型組合填料的萃取傳質(zhì)性能進行了考察，實驗所用物系與觀察實驗相同。結(jié)果表明：700Y網(wǎng)架填料、QH-2型扁環(huán)填料和PY-1型組合填料萃取傳質(zhì)性能相近，PY-2型、PY-3型組合填料的萃取傳質(zhì)效率差別不大，但與QH-2型扁環(huán)填料相比有很大差距，不宜用于液液

4、萃取過程。PY-4型，PY-5型，PY-6型組合填料的萃取傳質(zhì)性能相近，但比QH-2型扁環(huán)填料傳質(zhì)效率略低。PY-7型組合填料的萃取傳質(zhì)效率優(yōu)于QH-2型扁環(huán)填料，在相同實驗條件下，PY-7型組合填料的表觀傳質(zhì)單元高度較QH-2型扁環(huán)填料大約降低了20%。
　　通過傳質(zhì)實驗篩選出萃取傳質(zhì)效率較高的PY-7型組合填料，以QH-2型扁環(huán)填料為對比，對PY-7型組合填料的流體力學(xué)性能進行了考察，結(jié)果表明：無傳質(zhì)情況下，相同兩相流速下的Q