萃取塔国内外研究现状发展情况
时间:2017-01-16 10:08 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 萃取塔的发展情况（1） 国内的现状脉冲筛板塔传质效率较高、处理能力较大、结构简单、塔内无运动部件，在处理腐蚀性和放射性溶液时具有明显的优点，因此在核化工等领域中得到广泛的应用。我国核工业的发展急需掌握这种有战略意义的塔设备的数学模型和设计方法。因此，汪家鼎等从20世纪60年代开始对脉冲筛板萃取塔的性能和数学模型进行了系统的研究。5305 十年动乱后，汪家鼎等继续指导研究生，对脉冲筛板塔进行深入、系统的研究。如朱慎林等 在41 mm 直径的实验塔中，用4种实验体系对脉冲萃取塔的流体力学性能进行了更细致的实验，验证了汪家鼎等提出的表征特性速度的修正公式[，还测定了液滴平均直径并总结了计算公式。杨基础等在41 mm 直径的实验塔中，用脉冲示踪法研究了脉冲萃取塔连续相的轴向返混，提出了用时间域最小二乘拟合法从示踪曲线拟合轴向混合系数的方法，总结了连续相的轴向混合系数的规律。戴猷元等 。 进一步研究了脉冲筛板萃取柱内两相流动的特性，对液滴群的相互影响，液滴的聚并，特性速度、液泛速度与单液滴终端速度的关系等进行了深入讨论，建立了相应的关联式，为脉冲筛板萃取柱的放大设计提供了基础数据。雷夏等_3 发展了一种按扩散模型拟合稳态浓度剖面最优化计算方法，可以在萃取塔进行传质实验研究时，由实验测定的两相浓度剖面比较准确地同时计算出萃取柱中轴向混合系数和“真实”传质单元高度的方法，取得大量可靠的数据。邰德荣等Ⅲ3 在内径5 cm的梯形波空气脉冲柱内，测定了30 TBP(煤油)一Th(NO)4-HNO。（H2O）体系在两种板段结构条件下钍的浓度剖面，用扩散模型描述萃取过程，用单纯形法直接由浓度剖面同时确定轴向混合系数、传质系数与真实传质单元高度。由此获得的计算的浓度剖面与实验测定的浓度剖面比较符合。钱宇等 在新建的声l50 mm、有效传质高2 rn的脉冲萃取塔内进行了系统的研究，改进了液滴测量统计技术，研究了液滴分布特性，并总结了液滴平均直径的计算公式。在此基础上系统地研究了脉冲筛板萃取柱中传质特性。骆广生等提出了在96150 mm、有效传质高2 m 的脉冲萃取塔内采用新开发的动态响应曲线法同时推算脉冲筛板萃取塔纵向扩散系数和真实传质系数的新方法。这种技术可以达到静态浓度剖面法的实验拟合精度，而且大大节省试剂和实验时间，特别适合于大型工业设备的实验研究。 在汪家鼎的指导下，研究组开发了一种“分散一聚并型” 脉冲筛板塔。Li等口。 在96150 mm 的脉冲萃取塔内进行了大量比较实验，证实这种“分散一聚并型”脉冲筛板塔可以大幅度地提高传统脉冲筛板塔的处理能力和传质效率。目前，这种新塔型已在大型工业装置中得到成功的应用，经济效益显著。秦炜等口 在外柱内径为96100 mm 的实验塔中对动力堆核燃料后处理具有重要意义的环形筛板脉冲萃取塔的性能进行了系统研究。测定了4种不同隙径比的环形柱的稳态浓度剖面，以扩散模型为基础拟合求取了传质模型参数。分析了影响环形柱轴向混合的因素，总结了相应的关联式。 （2) 国外的现状 萃取塔具有密闭性好、设备紧凑、体积效率高、可选择的类型多等优点，在石化、核工业、医药和环保等领域应用广泛，而且随着技术进步和环保要求的提高，萃取塔设备的应用领域有进一步扩大的趋势。 萃取塔虽有诸多优点，但溶剂萃取过程中二相密度差小、体系物性变化大、返混严重，二相流动和相际传质极为复杂， 因此其设计放大难度较大。著名的萃取专家Treybal_1 在为《Perry’S化学工程师手册》撰写的萃取塔(连续液一液接触设备)一章中指出：关于此类设备的知识极其缺乏。给定设备的萃取速率不仅与两相和溶质的性质以及两相流速有关，而且与搅拌强度及是否存在微量的不纯物有关。实验数据多是在直径几英寸和高度几英尺的实验塔中测定的。因此，本章给出的关联式只能用于粗略的估算，需留有足够的安全系数。在进行大型设备设计前应进行中间实验。在放大设计时必须非常谨慎。在谈到填料萃取塔液泛速度计算时Treybal又指出，即使采用通用的可靠方法计算，对于高界面张力体系的操作速度也需留有50 的为了实现萃取塔的可靠设计，人们对萃取塔的性能、数学模型和设计放大进行了大量的研究工作。例如针对核工业对萃取塔设计可靠性和精确性要求极高的特点。20世纪50年代初发表了一系列的论文。其中突出的贡献是为了解决传统的准数方程计算萃取塔液泛速度的难题，提出了特性速度的概念和由特性速度计算两相液泛速度的方法。为了加深对萃取塔内两相流体力学和传质规律的认识，改进设计方法，英国哈文尔原子能中心资助Bradford大学Hanson的研究室建立了4座150mm直径、有效传质高度2 m 的中试规模的萃取塔，对萃取塔的数学模型、参数估值方法以及填料塔、RDC、Kuhni塔和脉冲筛板塔的性能进行了系统的研究口 (责任编辑：qin) |