同向環流萃取裝置的存留分數和液泛研究

王小穎，王成習，楊秋月

(浙江大學 化學工程與生物工程學院，浙江 杭州 310027)

1 前 言

篩板萃取塔具有結構簡單、安裝方便、設備和操作費用低、軸向混合低、處理量大、適用于易腐蝕物料等優點，在萃取設備的研究和應用中十分廣泛[1]。但是，普通篩板萃取塔也存在一些局限與不足：其一，塔內空間大，連續相流速小，停留時間分布不均造成塔板效率不高；其二，較難適用于兩相流比相差較大或兩相界面張力變化范圍大的體系；其三，萃取塔內兩個相鄰傳質單元的連續相逆向流動，塔板整體的傳質推動力不高。

對于篩板萃取塔的研究，在設備結構上，國內近年出現了一些復合結構的塔板類型，如在篩板之間增加聚集板的萃取塔結構[2]以及在篩板間增加網架填料的萃取塔結構[3]。在進料方面，為了促進分散與聚集，也有采用輕重相交替進料的篩板萃取塔[4]。然而，在兩相流體流動方向上，鮮有學者研究，但對于篩板精餾塔，美國多篇專利[5-7]相繼提出了相鄰塔板液體同向流的分離方法和塔板結構，研究發現這種同向流的方式可以有效提高塔效率。

對于同向流的塔板結構，可推廣至萃取過程的應用中，進而提出了一種同向環流篩板萃取裝置[8]。對這種同向環流萃取裝置，本文研究其分散相存留分數和液泛速度。分散相存留分數反映了流體流動的狀態，是計算特性速度的關鍵流體力學參數。并且，分散相存留分數和液滴平均直徑的結合可以直接計算出傳質比表面積，對裝置的傳質效果和萃取效率有著重要的評估作用。……