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筛板萃取塔中液滴行为的影响因素，筛板对界面张力体系液滴有何作用
来源： 《浙江大学》 浏览 1068 次 发布时间:2024-09-12
液液萃取是化工生产中重要的分离手段，萃取塔内的分散相液滴行为对萃取效率提升具有决定性作用。论文采用实验与模拟相结合的方法，对筛板萃取塔内分散相液滴行为进行研究，考察筛板浸润性、筛板孔径、体系物性、操作条件等对筛板萃取塔分散相液滴行为的影响，为筛板萃取塔分散相液滴调控提供依据。
首先，论文对无搅拌条件下筛板萃取塔中液滴行为的影响因素进行了研究。结果表明，体系界面张力较低时，筛板对液滴主要起破碎作用;体系界面张力较高时，筛板对液滴主要起聚并作用;筛板对分散相浸润性较好时，液滴更容易在筛板表面发生聚并，筛板对液滴主要起聚并作用;筛板对分散相浸润性较差时，液滴更倾向于离开筛板，筛板对低界面张力体系液滴主要起破碎作用，对高界面张力体系液滴仍然起到一定的聚并作用。
为定量评价筛板对分散相液滴的聚并-破碎特性，论文定义了筛板聚并-破碎指数，基于实验数据提出了估算筛板聚并-破碎指数的关联式，关联式计算结果与实验值的平均偏差为0.1144，最大偏差为0.1524，偏差较小，可满足使用的需要。
其次，论文开展了无搅拌条件下筛板萃取塔中液滴行为的颁贵顿二维模拟。研究发现，模拟结果与实验结果一致，表明该模拟方法可用于无搅拌条件下筛板萃取塔中液滴行为的研究。筛板聚并-破碎指数与接触角和两相密度差呈正相关，与黏度比呈负相关;体系界面张力较低时，筛板聚并-破碎指数与分散相流速呈正相关，与孔径成负相关;体系界面张力较高时则反之，筛板聚并-破碎指数与分散相流速呈负相关，与孔径成正相关。
最后，论文对搅拌筛板萃取塔中的液滴行为及其影响因素进行了研究。结果表明，搅拌段破碎指数与搅拌桨转速、孔径、接触角均呈正相关;反弹破碎比例与搅拌桨转速和孔径呈正相关，与筛板浸润性呈负相关;随着搅拌转速增大，悬浮比例先增大后减少，对于低界面张力体系，浸润性越差，悬浮比例越小，对高界面张力体系则相反。论文基于实验数据提出了估算搅拌段破碎指数的关联式，关联式计算结果与实验值的平均偏差为6.88，具有一定参考价值。