新型转盘萃取塔研究开发与工业应用

采用激光多普勒测速仪(LDV)和计算流体力学(CFD)软件,对转盘萃取塔(RDC)内的单相流流场进行了测量和模拟。发现塔内存在沟流和级间的旋涡流动,级间返混严重,为此发明了一种装有级间转动挡板的新型转盘萃取塔(NRDC)。NRDC与传统的RDC的区别在于安装了设计独特的转动挡板。这些转动挡板安装在2个转盘之间,固定在转动轴上,并与固定环处于同一水平面。LDV测量和CFD模拟结果发现,NRDC可有效抑制沟流和级间旋涡流动。传质实验和流体力学表明,NRDC的传质效率比RDC高20%—40%,而液泛速度大致相当。成功地将NRDC用于引进RDC的扩能改造和新塔的设计中。     

新型转盘萃取塔在己内酰胺生产中的应用

探讨了转盘萃取塔在己内酰胺精制中萃取效率的影响因素,影响转盘萃取塔传质性能的主要因素是级间的轴向返混和沟流。介绍了新型转盘萃取塔的设计及其在70 kt/a己内酰胺精制装置中的工业应用效果。与原装置转盘萃取塔的运行情况比较,新型转盘萃取塔内的固定环平面增加了筛孔挡板,能有效抑制转盘萃取塔内的轴向返混,提高转盘萃取塔的传质效率。     

激光测速仪在萃取装置研究中的应用

本文探讨了激光测速仪(LDV)在化工萃取研究中的应用,论证了LDV对Kühni萃取塔和转盘萃取塔(RDC)流场进行测量的可能性,并对Kühni塔和RDC切向速度场进行了测量和分析。     

开孔转盘塔分散相滞存率及液滴直径分布的研究

本文在无传质条件下研究了开孔转盘塔(RPDc)内乳液—水体系(W/O/W)的流体力学性能。测定了塔内分散相滞存率x,考察了塔几何条件及操作条件对分散相滞存率x及特性速度U_o的影响。采用因次分析法,建立了x及U_o与塔几何条件及操作条件间的经验关联式。并采用摄影法,对分散相液滴直径及其分布进行了初步研究。实验结果表明,分散相液滴直径的分布可用上限对数正态分布来描述。     

油-水、乳-水体系开孔转盘塔流体力学性能的研究

本文通过油-水、乳-水体系对开孔转盘塔进行试验,研究了塔型、体系改变对分散相滞存率X、特性速度(?)及泛点操作转速n_(?)的影响.实验结果表明:(1)对给定的体系、塔型,操作转速不变时,两相流率、滞存率及特性速度可以用Logsdail提出的半经验式:进行关联;(2)低转速下操作RPDC可获得良好的液液分散效果;(3)最低切割转速n_(?)(在此转速下小孔能切割分散相液滴)可以用下式估算:     

转盘萃取塔中连续相轴向混合的研究

根据塔内流体运动规律,分别研究了转盘萃取塔单相流和两相逆流时连续相轴向混合的机理.采用光导纤维测定脉冲示踪的浓度响应,从而得到单相流轴向混合Peclet数和两相逆流时分散相对连续相轴向混合的影响(f_w-△~W)的数学表达式.这些表达式对轴向混合的计算,能从高转盘转速扩展到低转速,并能适用于较广的流速范围.为了分析连续相的轴向混合,对分散相滞留量及分散相液滴直径也作了初步研究,并得出了关联式.     

转盘萃取塔的改进

引　言转盘塔 (ＲＤＣ)具有结构简单、通量大、造价低、操作维修方便等优点 ,得到广泛应用 .但ＲＤＣ靠平滑转盘在全塔上、下一致地对连续相(ｃ)和分散相 (ｄ)整体输入能量造成以下问题 .( 1 )转速ＮＲ 较高 ,导致ｃ相轴向混合严重、能耗大、转轴晃动厉害 ,塔内界面张力σ大的物系更是如此 ;( 2 )液滴平均直径ｄｐ、持液率轴向分布过宽 .即进口端液滴不能被最初几块转盘充分分散 ,ｄｐ 大上升快 ,小 ,较长一塔段 (约 0 .5ｍ左右 )不能发挥有效作用 .而液滴上升过程中会被转盘不断分散 ,以至出口端分散过度 ,ｄｐ 过小、偏大 ,易过早出…     

液膜法处理焦化厂含酚废水的中试工艺与设备

本文扼要介绍乳状液膜处理太原焦化厂含酚废水所用的中试工艺与设备(处理废水能力为1.7t/d)。当废水中酚浓度为500—1000ppm时,经二级处理可下降到排放标准0.5ppm以下。作者提出采用锥孔转盘塔,它是在RDC基础上发展起来的另一种改型RDC,特别适用于低界面张力体系。实验结果表明:锥孔转盘塔能提高传质效率,可使传质单元高度降低25％。     

开式涡轮转盘塔的液-液-固实验研究

<正> 一、前言 转盘塔(RDC)是工业上广泛应用的萃取塔设备之一。自从大约40年前RDC被用于石油工业以来,人们对它的性能进行了深入的实验研究,设计方法已日趋成熟、完善。据报道该塔可用于处理某些含固悬浮体系,因而有可能将其应用于浸取、浆式萃取、液—液—固复分解反应及LEACHEX过程(一种     

轻重相交替进料筛板萃取塔中的传质性能研究

针对间歇操作萃取工艺生产能力低,而逆流连续操作萃取工艺返混严重等问题,研究提出了轻重相交替进料操作的萃取工艺,并对轻重相交替进料筛板萃取塔中的传质性能进行了研究。以煤油-苯甲酸-水为萃取体系,采用单个液滴的传质模型来计算萃取塔的分散相总传质系数,并研究了分散相流速、连续相流速、液滴上升速度以及塔板间距对分散相总传质系数的影响。实验得到分散相总传质系数Kod的数值在3.49?10?5~5.47?10?5 m?s?1,总分散相存留分数在1.63%~4.37%。结果表明轻重相交替进料筛板萃取塔的分散相总传质数高于Kühni搅拌萃取塔、脉冲萃取塔和振动挡板塔,并且流量变化对Kod的影响小,返混效应弱,总分散相存留分数小,不易液泛。     

脉冲筛板萃取塔CFD-PBM模型研究

脉冲筛板萃取塔是核工业等领域中最常用的萃取设备之一，为深入了解脉冲筛板萃取塔中两相流行为规律，使用CFD-PBM模型对脉冲筛板萃取塔中由有机相(30%TBP-正十二烷)、水相(HNO₃水溶液)组成的体系进行两相流过程模拟分析，模拟结果与实验数据吻合较好，分散相存留分数和Sauter平均液滴直径的相对偏差仅为8.28%和5.54%；随脉冲速度增加，Sauter平均液滴直径减小，液滴直径分布更均匀，分散相存留分数增加，特性速度减小；两相表观速度对液滴直径影响较小，分散相表观流速增加有利于提高分散相存留分数，而连续相表观流速影响不大；发生液泛时分散相液泛表观速度随连续相液泛表观速度增大而减小，随脉冲速度增加液泛通量先增后减，存在极值。     

由转盘塔内连续相溶质浓度轴向分布 估算传质系数和轴向混合系数的研究

根据转盘萃取塔内连续相溶质浓度的轴向分布进行了参数估算.在估算中应用液滴尺寸分布,将带轴向混合的柱塞流模型应用于塔内连续相,将前混模型应用于分散相.参数估算结果表明:应用d_(32)所获得的连续相轴向混合系数E_c和传质系数k_c的估算值比应用液滴尺寸分布所得的E_c、k_c的估算值偏高;如果忽略液滴生成过程传质的影响,k_c的估算值略有增加,而E_c的估算值则明显偏高.     

由转盘塔内连续相溶质浓度轴向分布 估算传质系数和轴向混合系数的研究

根据转盘萃取塔内连续相溶质浓度的轴向分布进行了参数估算.在估算中应用液滴尺寸分布,将带轴向混合的柱塞流模型应用于塔内连续相,将前混模型应用于分散相.参数估算结果表明:应用d_(32)所获得的连续相轴向混合系数E_c和传质系数k_c的估算值比应用液滴尺寸分布所得的E_c、k_c的估算值偏高;如果忽略液滴生成过程传质的影响,k_c的估算值略有增加,而E_c的估算值则明显偏高.     

转盘塔与改进型转盘塔

<正> 一、前言 转盘塔(RDC)为液液萃取中的重要设备,广泛应用于石油化工、湿法冶金、废液处理、制药、食品以及原子能等工业。在糠醛润滑油精制、汽油馏分中硫醇萃取、丙烷脱沥青、废水脱酚等生产实践中都取得了显     

十字聚焦型微通道内弹状液滴在黏弹性流体中的生成与尺寸预测

利用高速摄像仪对十字聚焦微通道内液滴在黏弹性流体中的生成过程进行了实验研究。微通道截面为600μm×600 μm 的正方形结构,采用硅油作为分散相,含0.3%表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的聚环氧乙烷(PEO)水溶液(质量分数分别为0.1%,0.3%,0.6%)为连续相。实验观察到了弹状流、滴状流和喷射流3 种流型。对弹状流型下液滴生成过程的颈部动力学进行了研究,考察了两相流率、连续相毛细数及弹性数对液滴尺寸的影响。结果表明:弹状液滴尺寸随连续相流率、毛细数及弹性数的增加而减小,随分散相流率的增加而增加,连续相弹性对液滴尺寸的影响相对较小。以油水两相流率比和连续相的毛细数及Reynolds 数为变量建立了弹状液滴尺寸的预测关联式,预测值与实验值吻合良好。     

高效、经济、实用的萃取器—转盘塔

前言转盘塔(Rotating Disc Contactor,以下简称RDC)是石油化工等工业分离操作液—液萃取过程的重要设备。最初由美国壳牌石油公司开发。二次世界大战后,日本在引进此项技术的基础上,又经过长期的研制,才发展到直径3米、高20米的工业化装置。工业上使用RDC的分离过程,有润滑油的糠醛萃取,汽油分馏部分中的硫醇萃取,催化重整及裂解汽油加氢产物中的芳烃萃取、合成洗涤剂溶液净化,丙烷脱沥青、废水中苯酚回收、从合成油中分离羟基化合物、混杂化合物分离萃取等,在食品工业、     

Y聚焦型微通道内磁流体液滴的生成与调控

利用高速摄像仪研究了截面为400 μm×400 μm Y聚焦型微通道内磁流体液滴在矿物油中的生成过程。以水基磁流体EMG 807为分散相,含4%表面活性剂Span-20的矿物油为连续相。实验观察到了3种流型：弹状流、滴状流和喷射流。分别考察了两相流量、连续相毛细数及磁感应强度对液滴尺寸及生成过程的影响。结果表明：可通过改变两相流量及磁场调控液滴尺寸。当分散相流量不变时,液滴尺寸随着两相流量比的增加而减小。液滴尺寸随着连续相毛细数及磁感应强度的增加而减小,随着分散相流量的增加而增加。以两相流量比、连续相毛细数和磁Bond数为参数提出了一个液滴尺寸的关联式,预测值与实验值吻合良好。     

我院中型硫酸装置设计中的技术进展

本文介绍湖南化工设计院近年来在中型硫酸装置设计中所采用的一些新设备和新工艺。诸如:硫精矿烘干尾气采用水洗;增加硫精矿烘干后返库流程;半封闭水洗净化工艺;全塑电除雾器;干吸塔采用新型塔拱和填料;采用金属丝网除沫器;转化用远红外电炉升温等新设备和新技术。     

往复板式萃取塔的分散相滞液量

通过测定往复筛板液—液萃取塔中分散相在连续相中的总滞液量x,对两个不同的物系,即煤油—水,煤油—35％(质量百分率)甘油水溶液的实验进行了研究。通过改变分散相流率V_d、连续相流率V_c、往复筛板的振幅a和开孔率φ等不同条件,观察筛板(?)复运动的振动频率f与分散相滞液量X之间的关系而得知。筛板往复运动的振动频率与分散相滞液量之间的关系存在一个过渡区,即在一定的振动频率下出现一分散相滞液量的最低值,只是在不同的条件下最低值的数值不同而已。混合澄清区和乳化区分别位于最低值的前后,这个现象很类似脉冲筛板萃取塔和转盘萃取塔的研究报道。     

微液滴制备及其在静止流体中的浮升过程

采用自制微流控共轴流装置制备出粒径dp=100~600 mm且球形度良好的单一粒径微液滴,对大豆油及甲苯两种微液滴在静止流体中的浮升过程和速度进行了研究. 结果表明,生成液滴的粒径dp主要由微通道锥口直径Dt (40~450 mm)确定;既定锥口直径下,液滴粒径随连续相流量Qc增大稳定减小,而增加分散相流量只改变液滴产生频率(生成颗粒群),对粒径影响微弱,建立了dp与Qc的关联式,关联度大于0.99. 由于表面张力作用导致微液滴具有弹性球行为,微液滴的液滴阻力系数CD与雷诺数Re的关系与刚性颗粒一致;因尾流效应颗粒群中各颗粒在交替追赶中前行,导致颗粒群浮升速度高于单颗粒,颗粒群比单颗粒浮升速度高约30%.