孔滔[1]2000年在《萃取过程中气液液流体特性研究》文中进行了进一步梳理在萃取过程中使用气体搅拌可以增加液液之间的接触面积，促进液相内的湍动和循环。同时可以减少能量消耗，去掉设备的机械转动部分。本文在硬质硼酸盐玻璃管萃取塔内对气体搅拌的气液液三相流动与传递性进行了研究。 首先，本文总结了有关气液液三相传质研究与发展状况，指出了目前仍然存在的问题，提出了主要研究内容。 然后，采用气体(空气进行搅拌)，对煤油(苯甲酸)、水、空气系统的气液液三相流体力学性能及传质特性进行了研究。对气含率、分散相滞液率以及传质系数在塔内装入静态混合器的条件下进行了对比研究与测定。研究表明： (1)采用气体进行搅拌可以增加液液之间的接触面积，促进液相内的湍动和循环，有效的将分散相破碎成更小的液滴。 (2)在本文实验范围内，气含率、滞液率以及传质系数均随气体、连续相水的表观流速以及分散相煤油的表观流速的提高而增大。 (3)当分散相煤油的表观流速达到某一数值后，继续提高气速将导致塔内湍动剧烈，界面不稳定，严重时，塔内呈乳化状态，致使分层困难。 (4)静态混合器的装入为气液液三相流动提供了均匀的阻力，使气液液得到了充分的接触，起到了搅拌的作用，也促进了液滴的破碎与合并。 最后，根据对气含率、分散相滞液以及传质系数等影响因数的分北京化口二大学周改士学位论文析，建立了气含率、分散相滞液率以及传质系数的经验关联式。并以传质理论为基础，对影响气含率、滞液率以及传质系数的因素进行理论分析，以期对气体搅拌萃取塔的放大设计和实际应用提供理论依据。 关键词:萃取，气体搅拌，气含率，滞液率，传质系数‘.......画面...... 2
吕树祥[2]2004年在《气—液—液反应萃取制备过氧化氢基础研究》文中进行了进一步梳理过程强化是一种高效、节能、清洁、安全、可持续发展的化工新技术,代表化学工程与技术发展方向。反应与分离技术的集成是过程强化的重要途径,将化学反应与液-液萃取集成在一个设备里进行,是一种典型的反应与分离的集成,反应与萃取两个过程互相促进,可以提高反应的转化率和选择性、产物的分离效率和能量的利用率。气体既是反应物,又是搅拌介质的气-液-液三相反应萃取是一种新型的过程强化技术。本文以空气-水-蒽醌工作液为实验物系,对气-液-液三相反应萃取过程中流体力学、气-液传递、气-液反应和液-液传递规律进行了系统研究。在筛板塔内,研究了气-液-液三相流体力学性质。测定了气含率和分散相滞液率,讨论了气相、分散相和连续相流速对气含率和分散相滞液率的影响; 提出了用于预测气-液-液三相体系的气含率和分散相滞液率的关联式,分散相滞液率关联式的预测值与实验结果的平均相对偏差为7.3%,气含率关联式的预测值与实验结果的平均相对偏差为7.1%。研究了气-液-液三相系统轴向返混特性和传质规律,讨论了气体对分散相和连续相轴向返混的影响; 提出了适用于气-液-液三相体系中,分散相和连续相轴向扩散系数的关联式。在筛板萃取塔内,研究了气-液-液萃取过氧化氢过程。提出了气-液-液三相筛板萃取塔总板效率的关联式,关联式计算结果与实验值的最大偏差为5.6%; 建立了气-液-液三相萃取过程数学模型,模型计算结果与实验数据有较好的吻合,平均相对偏差小于10%; 并用模型对气-液-液三相萃取生产过氧化氢过程进行了预测,达到相同的分离效果,气-液-液三相萃取所需塔板数比普通液-液萃取降低30%~40%。研究了气-液-液三相反应萃取制备过氧化氢过程动力学。通过理论分析和实验验证,确定氢蒽醌氧化反应受氧气传质控制,过氧化氢的萃取速率受反应和过氧化氢传质共同控制。在此基础上,建立了反应萃取动力学模型,求取了模型参数,为气-液-液三相反应萃取过程的数学模拟和设计提供了依据。在筛板萃取塔内,研究了气-液-液三相反应萃取制备过氧化氢过程。考察了各相流速、塔板开孔率等对氢蒽醌氧化反应和过氧化氢萃取的影响; 建立了气-液-液三相反应萃取数学模型,模型计算结果与实验数据有较好的符合,平均相对偏差小于15%; 并在工业小试装置上进行了验证,验证和模型模拟结果均表明,在一个萃取塔内,采用反应萃取技术生产过氧化氢是可行的。
杨学锋[3]2006年在《高含硫气藏特殊流体相态及硫沉积对气藏储层伤害研究》文中提出随着世界能源需求的日益加大，高含硫气藏在整个天然气工业生产中的地位越来越突出。然而，与普通气藏不同，高含硫气藏具有特殊的高压流体PVT性质、元素硫沉积、气液固相互转化及非达西流动等复杂特征，这给该类气藏开发带来了极大的困难和挑战，同时由于高含硫气藏开发方案及其开发动态预测的不可靠性，将给工程项目管理、环境保护以及社会发展造成严重的危害。引起世界广泛关注的2003年12月23日重庆开县罗家寨飞仙关鲕滩气藏发生的悲剧性特大罕见井喷事故和2006年3月25日开县高含硫天然气泄漏事故给了油气田开发工程研究领域深刻的启示。为此，本文对高含硫气藏流体高压PVT物性参数计算、高含硫气藏特殊流体相变、元素硫溶解度的预测和关联，以及元素硫沉积对气藏储层伤害等内容进行深入研究。这些研究内容也是国家自然科学基金项目(“高含硫裂缝性气藏流体相变与气液固耦合综合模型研究”)的主要研究成果。 以前人的实验研究成果为基础，采用建立理论模型和模型应用相结合的研究方法开展了以下工作： (1)归纳高含硫气体高压PVT物性参数的计算方法，并以实验研究成果为基础，比较各计算方法的优缺点和准确性。 (2)研究高含硫气体混合物中的特殊相态变化，包括元素硫的溶解与沉积、元素硫凝固点变化、元素硫相态变化特征、元素硫和纯硫化氢混合物相态变化特征以及元素硫和高含硫混合物相态变化特征等内容。 (3)元素硫在高含硫气体中的溶解与沉积过程实质上是溶质在超临界流体中的溶解与萃取过程，利用超临界流体相平衡的相关理论，建立高含硫气体中气固相平衡热力学模型。 (4)利用热动力学相平衡原理，建立高含硫气体中硫溶解与沉积的气-液-固三相相平衡的热力学数学模型，并利用实验结果对模型进行分析验证。 (5)在达西和非达西流动条件下建立元素硫沉积预测模型，并运用该模型模拟计算元素硫沉积对高含硫气藏储层的伤害程度。 通过以上研究，本文取得了以下主要研究成果和结论： (1)LBC经验公式法预测酸性气体粘度准确性较高，而LG及其校正法仅能用于常规气体粘度的预测，若用于酸性气体粘度时偏差较大。 (2)通过引入超临界流体中的压缩气体模型，建立了高含硫气藏中硫溶解度的关联和预测模型，通过实例计算发现，该模型能准确的计算和预测高含硫酸性气体
郄思远[4]2014年在《多级环流装置的流体力学研究与其在分离过程中的应用》文中进行了进一步梳理气升式环流装置具有良好的传质及混合性能,但主要应用于生物发酵等气液反应过程。另外,由于其内部的多相流动结构非常复杂,目前仍存在许多基础性科学问题尚未解决。本文借助PIV实验手段和CFD数值模拟方法对气升式环流装置内的流体力学问题进行了深入的研究,并将其应用到浮选、萃取等传质分离过程的强化中,开发了应用多级环流结构的新型浮选和萃取设备,完成了系统的基础数据测试,并最终进行了工业中试实验。首先,设计了一套拟二维的气升式环流装置,通过PIV实验对速度场进行了测量,同时对气含率和液体循环速度进行了分析。实验发现,导流板几何结构对流动结构有重要影响,其中板间距的影响较导流板的长度与高度影响更为明显。其次,建立了对应拟二维实验装置的二维模型和对应实际气升式环流装置的轴对称模型,二维模型的模拟结果与实验结果对比验证发现二者吻合较好,验证了模型的可靠性,在此基础上,考察了在拟二维环流装置和三维圆形气升式环流装置中导流筒结构的影响,三维模拟结果发现影响环流流量的关键因素不是直径比而是上升区面积与下降区面积之比。本文第三部分将多级分离、填料技术和气升式环流装置集成应用到浮选柱中,开发了多级环流充填式浮选柱,对其进行了流体力学性能实验和煤泥浮选工业中试实验。流体力学性能的测试结果表明,气含率和气泡尺寸随着进气量的增大而增大,加入起泡剂可以使气泡减小且更加稳定,增大塔内气含率。浮选实验中发现,循环流动使塔内流体流动更加规整,多级结构减少了轴向返混,填料延长了停留时间;实验发现,在间歇进料操作下,可达到很好的分选效果,但当进料流量较大时,精煤产品精度较差。本文第四部分将气升式环流装置与组合萃取填料相结合,开发了新型多级环流萃取填料塔,对其流体力学性能及传质性能进行了研究。发现在分散相液滴在内套筒内破碎,在环隙中聚并,促进液滴的表面更新和强化传质;连续相在每级内规则地循环流动,可提供较大的处理能力。与超级扁环填料和组合萃取填料对比发现,环流萃取装置在保持较高的传质效率基础上提高了处理能力50%以上。本文第五部分提出了一种基于构型理论的新型优化放大策略,将气升式环流反应器的优化过程分为两步:首先对其最小单元进行优化,之后优化最小单元之间的组合顺序,通过组合固定的单元结构,达到最终的优化放大结果。
荀涛[5]2016年在《微通道中气—液—液三相流流型及传质研究》文中研究指明微反应器由于其在过程强化领域的巨大潜力,以及易于控制、安全性高与无“放大效应”等优点,近年来引起了研究者的极大关注。本文通过实验对双T型微通道内气-液-液三相流流型及传质行为进行研究。探讨气相的引入对液-液两相流流型及传质过程的影响;考察不同气含率、有机相与水相流量比及液相总流速条件下,双T型微通道内气-液-液三相流流型及传质行为。本文以30%磷酸三丁酯(TBP)的环己烷溶液为有机相,去离子水为水相,首先研究了T型微通道内液-液两相流流型。不同的流量比及总流量条件下,通过CCD高速摄像机拍摄的图片观察到微通道中弹状流、滴状流及平行流三种液-液两相流流型。随后,使用双T型微通道对气-液-液三相流流型进行了研究。气相的引入所带来的气相剪切作用可使流型由液-液平行流变为气-液-液三相弹状流,根据分散相液滴的形成机制不同及流型形成过程中是否发生气泡的破裂,将气-液-液三相弹状流具体划分为“气泡剪切流”、“自发破裂-气泡剪切流”及“气泡-液滴交替破裂流”三种流型,并给出了流型分布图。本文在双T型分散结构的微通道中,以30%TBP的环己烷溶液-乙酸-去离子水为萃取体系,对气-液-液三相流中液-液传质过程进行了研究。考察了气相的引入及不同气含率α、有机相与水相流量比q以及流速对总体积传质系数k_La的影响。实验发现,气相的引入可显著提高液-液传质系数k_La,随着气含率α的增大,传质过程得到进一步强化。引入传质强化因子E的概念,衡量不同的气含率下气相的引入对液-液传质过程的强化作用,研究发现,传质增强因子随气含率α的提高而增大。有机相与水相流量比q对传质系数k_La具有显著影响,传质实验所采用的三种流量比中,有k_La(q=1:1)>k_La(q=2:1)>k_La(q=1:2)。此外,流速对总体积传质系数k_La及传质强化因子E均具有重要影响,传质系数k_La与传质增强因子E均随流速的提高而显著增大。最后,对实验数据进行拟合,获得了传质系数k_La与气相雷诺数Re_g、液相平均雷诺数Re_M、气含率α以及流量比q几个影响因素的拟合式。通过传质系数计算值(k_La)cal与实验值(k_La)_(exp)的比较,证明该拟合式可较好的描述传质系数k_La与各因素之间的关系。
刘传强[6]2005年在《氧气—苯甲醛—NaOH水溶液三相氧化萃取过程传质的研究》文中研究说明本文以氧气-苯甲醛-NaOH水溶液为实验物系,对苯甲醛在无任何催化剂的情况下液相氧气氧化生产苯甲酸和用NaOH水溶液将苯甲酸萃取出去的这一气-液-液三相氧化反应萃取集成过程的传质做了研究,为氧气既作为反应物之一又作为扰动动力的新型气液液反应萃取过程的研究提供理论基础。首先,在半间歇反应釜内对氧气在NaOH水溶液和甲苯中的吸收情况进行了研究,通过氧气在水相和油相中的吸收情况的比较,发现油相吸收氧气的速率大于水相吸收氧气速率的40倍以上,油相吸收的氧气量远大于水相吸收的氧气量。因此当油水两相共存时,只要气-油界面积>气-水界面积时,氧气可认为只被油相吸收,水相直接吸收量可略。其次对苯甲醛在无任何催化剂下的液相氧气氧化的本征反应动力学做了研究。通过观察温度、搅拌转速、反应物浓度等因素对苯甲醛氧化的影响,发现温度为70℃为最佳反应温度,低于70℃则反应较慢,高于70℃反应速率增加幅度不大且增加了能耗;随着反应物浓度增加,反应速率增大,当苯甲醛浓度大于4 mol/L时反应速率增加变慢。对苯甲醛在无任何催化剂下的氧化反应机理进行了理论分析和实验验证,证明反应对苯甲醛浓度为1级反应,对溶解氧浓度为0.5级,反应速率方程为r=C_(RCHO)C_(O2)~(1/2)再次重点对气-液-液反应萃取集成过程的传质做了研究,发现随着搅拌转速的增加,氧气消耗量明显增加,搅拌速度越大增加幅度也越大。随着温度增加,水相苯甲酸浓度也大大增加。同一反应温度下,苯甲酸浓度随反应时间基本上呈线性增加。苯甲醛浓度越高,水相中苯甲酸浓度就越大。苯甲醛浓度较低时,随着苯甲醛浓度增加水相苯甲酸浓度增大的幅度不太大。为获得气-液-液三相反应萃取过程的有关传质参数,修正了双膜理论,提出了双膜理论与旋涡扩散相结合的理论模型,并用于反应萃取集成过程的传质描述,得到液侧体积传质系数为k 2a2=0.054 min-1和旋涡扩散系数k t=0.638 min-1。
孟昊[7]2007年在《微通道内气—液、液—液传质及液相传热特性的研究》文中研究表明微通道内传质和传热状况是微化工技术的研究热点,前人对微通道内传质状况的研究主要集中在气-液和液-液两相,对微通道传热状况的研究主要集中于单相流研究,而对于微通道中气-液-固和气-液-液传质以及液-固传热特性的研究尚未见文献报道。本文在直径为400μm的单微通道进行了气-液和液-液传质特性的研究,系统考察了表观气速、表观液速、液相表面张力和液相粘度对体积传质系数的影响,并进行了微通道内气-液-固和气-液-液传质行为的初步研究。气-液(气-液-固)传质实验过程中,液相为Na_2SO_3-CoSO_4水溶液及它们的CMC和CTAB溶液,气相为空气,固相为微米CaCO_3、BaSO_4和Fe_2O_3以及纳米TiO_2和SiO_2颗粒。液-液(气-液-液)传质实验过程中,液相为去离子水和煤油(溶质为苯甲酸),气相为氮气。实验结果表明,直径为400μm的单微通道内气-液及液-液体积传质系数均高出常规设备两个数量级以上;表面和界面特性(液相粘度和表面张力)对微通道内传质行为影响明显;固相的引入并未强化气-液传质,甚至大幅度降低了体积传质系数;气相的加入显著强化了液-液传质过程;实验过程中还通过高速摄像拍摄到了直径为400μm单微通道内的一些液-液相流型,包括分层流、环状流、扰动流和弹状流,以及三环状流和弹状-三环状流的气-液-液三相流型。另外,本文还在直径400μm的单微通道进行了液相及液-固对流传热行为的研究,系统考察了质量通量、液相表面张力、液相粘度及固体粒子对传热特性的影响。实验中液相为去离子水,固相为单分散性SiO2纳米颗粒。实验结果表明,直径400μm的单微通道内对流传热系数明显高于常规设备;表面和界面特性(液相粘度和表面张力)对微通道内传热行为影响明显;单分散性SiO2纳米颗粒的加入显著增大了总传热系数。
邵亚军[8]2005年在《静态混合器对萃取中流体力学及传质性能影响的研究》文中研究指明以空气作搅拌气体,水作连续相,煤油作分散相,苯甲酸作溶质,用水萃取煤油中的苯甲酸,研究该萃取过程的气-液-液流体力学行为和传质性能。在实验中,使用了两种型式的静态混合器,对静态混合器的型式进行了筛选,研究了静态混合器对萃取过程的气含率、滞液率以及传质系数的影响,对静态混合器的选择进行了分析,对静态混合器用于生产的研究与应用作了展望。 在气体搅拌萃取过程中,表观气速、表观水速、表观油速均对气含率、滞液率、传质系数有影响,但影响程度不同。在对气含率的影响因素中,表观水速的影响程度强于表观油速,表观油速的影响很小;在速度变化相同的条件下,表观油速变化引起传质系数的变化量几乎是表观水速的2倍。 静态混合器的型式对气含率、滞液率以及传质系数均有影响,在相同的操作条件下,Ⅰ型静态混合器的气含率、滞液率、传质系数均比Ⅱ型的大。对于气体搅拌的萃取过程,静态混合器的型式和规格对传质性能和流体力学性能的影响很大。 对于应用静态混合器的工业过程中,在实现其技术经济效益最佳的目标中,针对生产中实际物系和实际物性,研究、开发、选用合适的静态混合器,是实现这一目标的重要工作。对气体搅拌萃取过程的流体力学和传质性能研究,为气体搅拌在工业萃取中的应用提供必要的技术数据和设计依据。
赵会[9]2012年在《降膜式脱挥器中粘性流体脱挥特性的研究》文中研究表明本文立足于低能耗、低成本和高效率,设计了降膜式脱挥器的实验装置。首先,实验中以丙烯腈作为挥发性单体,聚丙烯腈的二甲基亚砜溶液作为高黏介质,对聚合物溶液中残余单体的检测方法进行了试验研究。采用顶空—气相色谱法,对聚合物含量、平衡时间、平衡温度及顶空体积对测定结果的影响进行了分析,通过改进优化顶空进样条件,解决了工业中传统测量方法误差大的缺点。其次,采用粘度范围2.150Pa.s~236Pa.s的聚丙烯腈和二甲基亚砜的溶液,利用可视化技术研究了孔式降膜元件中流体的流动、成膜及更新等性能。第三,考察聚合物溶液的粘度、单体初始含量、温度和真空度对脱挥效果的影响,为工业化降膜脱挥提供依据。第四,在渗透理论和质量守恒原理的基础上,建立降膜式脱挥器的传质模型,推导出聚丙烯腈-二甲基亚砜溶液脱除丙烯腈单体的效率的表达式,脱挥效率的实验值与计算值的相对标准偏差在±4%以内。
张国亮[10]2007年在《新型疏水性中空纤维膜结构填料及其精馏分离机理与特性的研究》文中提出针对精馏分离中的新型中空纤维膜结构填料，本文从材料化学、结构以及对不同有机物体系的操作运行参数等多种因素出发，探讨了适用于精馏分离膜结构填料制备的成膜聚合物材料、成膜方式和改性方法，制作了四种不同性能的中空纤维PES和PS膜，进行了溶剂和温度双重作用对膜接触器材料影响的分析。选择了两种微孔PES和PS膜进行实际精馏实验，并将所确定的最佳PES中空纤维膜结构填料用于甲醇、乙醇和异丙醇三种不同的有机物／水体系的分离纯化，考察了其操作弹性、工作性能和分离效率的变化规律。此外，为更好地提高新型中空纤维膜结构填料的分离效率，研究了膜接触器中流体的流动方式和填充密度对精馏分离性能的影响，确定了壳层挡板对现有平流运行方式的改善作用，并进行了有效的挡板设计和试运行。在以上实验的基础上，进一步从理论上分析了精馏分离中中空纤维膜结构填料的传递特点，探讨了气、液、膜三相阻力的分布和变化规律，并比较了总传质系数的实验值与理论计算值之间所存在的差异。首先进行了中空纤维膜材料化学因素的研究，分析比较了具体的成膜聚合物材料、成膜方式和改性方法。研究结果表明，用热稳定性优良的成膜聚合物PES和PS经溶液相转化法纺丝所制备的四种中空纤维膜中，两种孔径较大的微孔滤膜PES-2和PS-1与孔径较小的超滤膜PES-1和PS-2相比，膜亚层的指状大孔能充分发展，孔的贯通性和渗透性能更好，更适宜于制备用于本实验精馏分离中所需的膜结构填料。实验中选择了透气率高、但选择透过性低的PDMS对微孔PES-2和PS-1中空纤维膜进行了有效的表面改性涂敷，处理后不仅可以加大膜的疏水性，还可对PES和PS膜制备过程中可能存在的不对称膜的皮层小孔起填补堵孔作用。精馏分离实验中发现，溶剂和温度作用会导致上述四种中空纤维膜发生指状孔、膜面及亚层材料溶胀等结构方面的变化，对过程传递会有所影响，其中，大孔的微滤膜PS-1和PES-2较孔径较小的超滤膜PES-1和PS-2膜的亚层结构变化更均匀，纤维外壁所承受的溶剂效应更大，纤维外壁厚度和指状孔壁的肿胀变大现象更为明显。孔径较小的超滤膜PES-1和PS-2的孔隙率在实验以后趋于增加，而孔径较大、疏松的PES-2和PS-1微滤膜的孔隙率在实验以后趋于减小，两者的溶剂和温度效应存在一定的差异。其次，对不同PES和PS成膜材料以及同一PES膜结构填料在不同醇／水体系下的分离效果进行了实验研究。实验中发现，PES和PS膜接触器在塔顶均可获得摩尔分数不低于0.55的高浓度馏出液，且蒸汽流速升高时，塔顶馏出液中醇的浓度都趋于降低，但PES膜所降低的幅度要比PS膜大。在不同气相负荷因子F和气速下，PES膜接触器的NTU值始终高于PS中空纤维膜接触器，HTU值则始终低于PS中空纤维膜接触器，尤其是在低气体流速和高气体流速时，两者的差距比较明显，说明在强溶剂的异丙醇溶液体系中，疏水性更强的PES膜所制备的中空膜接触器得到的分离效率更高。因此，PES膜接触器更适用于实际精馏分离过程。实验继续选用了PES膜接触器对甲醇、乙醇、异丙醇三种醇／水体系进行精馏分离，结果表明，三种醇浓度随加热功率增加而减小的变化速度随醇分子量的增加而减小，其敏感程度按甲醇＞乙醇＞异丙醇顺序变化，即醇的分子量越大，该醇塔顶浓度随之变小的程度越轻。膜填料对三种醇／水体系的最大操作气速均可达常规液泛气速的数倍以上，随着分子量的逐渐加大，由于气体密度σ_G差异明显，其不发生液泛的趋势按异丙醇＞乙醇＞甲醇顺序排列。常压全回流条件下对三种醇／水体系分离的实验进一步表明，仅有25根中空纤维的直列式膜结构填料的分离效率要比25mm和38mm两种尺寸的工业化瓷矩鞍填料高得多，在一定的气体通量因子F范围内，其平均效率可达38mm瓷矩鞍的2-6倍。这意味着中空纤维结构和几何学上的优势使膜接触器作为精馏填料具有普通填料所不容易具备的良好操作弹性和较宽的使用范围。与材料化学一样，膜接触器运行方式和结构参数的选择对精馏分离效能的提高也非常重要。由于平流模式可提供比错流更大的平均浓度推动力，优先选择了平流中的逆流流动方式。实验中发现，在液相传质阻力为主的膜结构填料精馏这样一个气／液膜接触器的分离过程中，液体走管程、气体走壳程的操作方式较其它运行方式有优越性。在膜接触器壳程增设两块月牙形的档板，可以达到对平流模式性能改进的效果。档板使气体流向发生改变，产生局部运行的错流状态，从而可以有效地减少目前实验中经常发现的壳程沟流现象，并促进管内液相流动以及两相沿膜的传质，提高膜填料的分离效果。有挡板膜接触器的HTU值最低可达5.4cm，无档板膜接触器的HTU值范围与Sulzer公司性能较好的Gauze BX相当，而有档板膜接触器的分离效果则始终优于Gauze BX。在膜结构参数方面，实验结果表明，对大多数气／液膜接触器而言，总传质系数K随中空纤维膜填充密度加大而变小。据此可作为膜接触器结构设计的判据，即当膜接触器填充密度较低时，其传质性能主要受中空纤维膜分布不均匀度影响；而当填充密度高时，组器结构对传质的主要影响因素应为沟流和死区。实验还发现，与其它同类型的液／液膜萃取接触器相比，膜填料精馏过程的总传质系数值要高出约5-10倍。在以上具体分离实验的基础上，本文进一步探讨了新型膜结构填料在精馏分离中的传递学内容。结果表明，在膜接触器气、液、膜三相传质阻力中，液相分传质阻力在不同操作条件下变化很小，三种醇的液相分传质阻力均占总传质阻力的50％左右；膜相分传质阻力随着F因子的增加而增大，气相分传质阻力则随着气相负荷因子的增大而减小。对总传质系数K值而言，虽然实验值和根据现有理论所预测的K值都随着气速增大而增大，但两者之间存在着一定的差距，实验值约为理论值的2倍左右。同样地，按现有理论预测，档板的增设与否对传质系数变化不大，但实验结果却清楚表明挡板对壳层传质和分离效率提高有明显的作用。因此，现有经验理论不能很好地解释精馏分离实验的结果。将实验中的Sherwood数与Graetz数进行关联后发现，所有从液相侧传质方程计算所得的实验Sherwood数均高于基于Lévěque传热关联式所得出的理论值，但当Graetz数较低时，两者之间差距趋于缩小。尽管目前普遍认为Lévěque传热关联式对于管程流动的有效性，但和其他研究所得到的结论一样，本实验的数据也表明，只有关联式中系数1.62适当变大，才能使实验值与理论值更接近。由于在精馏分离过程受到溶剂和温度效应的双重作用，有机高分子膜填料材料结构的变化对壳程和管程传质的影响可能会比较大，因此，对传递理论的修进，需要在进一步研究工作中加以继续验证并量化分析。
参考文献：
[1]. 萃取过程中气液液流体特性研究[D]. 孔滔. 北京化工大学. 2000
[2]. 气—液—液反应萃取制备过氧化氢基础研究[D]. 吕树祥. 天津大学. 2004
[3]. 高含硫气藏特殊流体相态及硫沉积对气藏储层伤害研究[D]. 杨学锋. 西南石油大学. 2006
[4]. 多级环流装置的流体力学研究与其在分离过程中的应用[D]. 郄思远. 天津大学. 2014
[5]. 微通道中气—液—液三相流流型及传质研究[D]. 荀涛. 天津大学. 2016
[6]. 氧气—苯甲醛—NaOH水溶液三相氧化萃取过程传质的研究[D]. 刘传强. 天津大学. 2005
[7]. 微通道内气—液、液—液传质及液相传热特性的研究[D]. 孟昊. 天津大学. 2007
[8]. 静态混合器对萃取中流体力学及传质性能影响的研究[D]. 邵亚军. 大连理工大学. 2005
[9]. 降膜式脱挥器中粘性流体脱挥特性的研究[D]. 赵会. 上海交通大学. 2012
[10]. 新型疏水性中空纤维膜结构填料及其精馏分离机理与特性的研究[D]. 张国亮. 浙江大学. 2007
标签：无机化工论文; 有机化工论文; 工业通用技术及设备论文; 超临界流体萃取论文; 微通道论文;