拉索方法对脉冲折流板萃取柱存留分数的预测

为了获得适用性好,且便于分析的脉冲折流板萃取柱内存留分数变化的预测方程,本文使用拉索回归方法拟合分析了通过体积置换法测试的脉冲折流板萃取柱中煤油-水体系下的脉冲强度、分散相流速和连续相流速3个操作参数对存留分数的影响。并对比分析了相关文献中的多组经验关系式重新拟合的方程与使用拉索回归方法拟合出的多元二次形式的预测方程。结果表明:拉索回归方法拟合出的预测方程能够很好的贴合实验数据,并且通过分析该方程对应3个操作参数的偏导数,定量地分析不同参数在具体的操作范围内对存留分数的影响大小。本文方法同时能够很好地适用于其他文献的数据当中,拟合结果与实验数据的平均相对误差都在20%以内,能够简单直观地分析各个参数对存留分数的作用大小。

工业级脉冲折流板萃取柱CFD模拟研究

以工业级脉冲折流板萃取柱为研究对象,建立了液液两相流体CFD数学模型,利用CFD模型研究了分散相持液量、轴向扩散、湍流耗散率以及板间距对萃取柱的影响。结果表明:CFD模型预测的持液量与实验所测结果吻合良好,所建立的CFD模型有效,且CFD模型的持液量较经验公式预测结果更为准确。萃取柱轴向扩散系数随脉冲强度的增大而增大,在工程应用中脉冲强度不易过高。同时相比于分散相速度,连续相速度对轴向扩散系数的影响更大。利用CFD模型对Kummar提出的湍流耗散率经验公式常数进行了修正,常数修正为0.81,从而提高了计算结果的准确性。最后对比了不同板间距萃取柱水力学计算结果,发现萃取柱在工程设计时选取50 mm板间距更为合理。

50mm折流板脉冲萃取柱吹气法测量存留分数

在柱径为50mm的折流板脉冲萃取柱中,首先利用吹气法研究了硝酸水溶液和30%TRPO煤油水溶液体系的单相流时均摩擦压降Δpf特性.实验结果表明当A′ω≠0,且uc=0时,Δpf可以忽略;而当A′ω=0时,Δpf与uc满足Noh模型的线性关系.在Noh模型的基础上,给出了计算A′ω≠0时单相流时均摩擦压降的模型,实验结果与模型预测相一致.在单相流摩擦压降的基础上,又研究了连续相分别为硝酸溶液和30%TRPO煤油溶液体系的两相流时均摩擦压降Δpf特征.实验结果表明:两相流时均摩擦压降Δpf可用于计算分散相存留分数,其近似由连续相所对应的Noh单相流模型求得,并可用于折流板脉冲萃取柱分散相存留分数的确定.

吹气法在线测量折流板脉冲萃取柱脉冲操作参数

在柱径为38、50和100 mm的折流板脉冲萃取柱中,以30%TRPO-煤油溶液和1 mol/L HNO3溶液为体系,研究吹气法在线测量脉冲萃取柱的脉冲频率和脉冲振幅。实验结果表明:吹气法所得的瞬时压降信号可准确确定脉冲频率,而瞬时压降信号的1个周期面积可确定脉冲振幅。峰面积值与脉冲萃取柱的板数和板开孔率参数成正比,与柱径和脉冲振幅成指数关系。在此基础上,得出了30%TRPO-煤油/1 mol/L HNO3体系脉冲振幅的经验关联式,并在两相流条件下得到了验证。

φ50折流板脉冲萃取柱水力学性能

以30%TRPO煤油溶液和1mol·L-1硝酸溶液为体系,在50折流板脉冲萃取柱中考察了折流板脉冲萃取柱的操作参数(脉冲振幅、脉冲频率、流速和流比)和结构参数(开孔率和板间距)对其水力学性能(液泛通量、液泛存留分数和正常操作时分散相存留分数)的影响.结果表明:在乳化操作区,液泛通量随着开孔率增加、脉冲强度和流比的减小而增大,与板间距无关;根据液泛存留分数的结果,给出了最优开孔率为23%;此时正常操作时分散相存留分数与连续相的流速、流比和脉冲振幅呈正比,而与脉冲频率无关,浸润性的影响造成了板间距对以硝酸溶液和30%TRPO煤油溶液为连续相时的分散相存留分数影响规律不同.

折流板脉冲萃取柱的结构参数对孔收缩因子的影响

利用吹气法研究了折流板脉冲萃取柱的结构参数(板间距、柱径和板开孔率)对预测摩擦压降模型中孔收缩因子Co的影响。研究结果表明:当实验体系为硝酸溶液时,Co值随柱径、板间距和板开孔率的增加而减小;当实验体系为30％三烷基氧膦一煤油溶液且柱径不大于0．05 m时,Co值与脉冲雷诺数ReAf,和板开孔率有关,与板间距无关,而当柱径为0．1 m时,Co值与板间距和板开孔率有关,而与操作参数ReAf无关。

吹气法直接确定折流板脉冲萃取柱液泛特征

当脉冲萃取柱处于液泛操作状态时,理论分析表明,吹气法所测量的柱重时均压降信号随时间延长而增大,这一结果在以30%TBP/煤油溶液和1 mol.L-1HNO3溶液为体系的50 mm折流板脉冲萃取柱中得到了验证。在此基础上,给出了工业上应用吹气法直接确定液泛特征的实验步骤。

30%TBP-煤油/HNO_3体系在折流板脉冲萃取柱中的水力学性能

在100 mm折流板脉冲萃取柱中实验考察了30%TBP-煤油1 mol/L HNO3体系下的萃取柱操作参数(脉冲振幅、脉冲频率、流速和流比)、结构参数(板间距)对萃取柱水力学性能(液泛通量、液泛存留分数和正常操作时分散相存留分数)的影响。实验研究结果表明:液泛通量随脉冲强度的减小而增大,与流比和板间距无关,研究给出了液泛通量与脉冲强度间的关联式;操作参数和柱结构参数对液泛存留分数的影响均可忽略;正常操作时分散相存留分数与连续相的流速、流比成正比关系,而与脉冲频率无关,并随板间距和脉冲振幅的增大而增加。

折流板脉冲萃取柱水力学性能研究

以体积分数30%三烷基氧膦(TRPO)煤油溶液和1 mol/L硝酸溶液为体系,在100 mm折流板脉冲萃取柱中考察了折流板脉冲萃取柱的操作参数(脉冲振幅、脉冲频率、流速和流比)和结构参数(板间距)对其水力学性能(液泛通量、液泛存留分数和正常操作时分散相存留分数)的影响。实验研究表明:液泛通量随着脉冲强度的减小而增大,与流比和板间距无关,并给出其关联式;操作参数和柱结构参数对液泛存留分数的影响均可忽略;正常操作时分散相存留分数与连续相的流速、流比成正比关系,而与脉冲频率无关,并随板间距和脉冲振幅的增大而增大,并给出了分散相存留分数的经验关联式。

外置吹气杯测量折流板脉冲萃取柱柱重压降

在内径为0.3m和高度为5.6m的折流板脉冲萃取柱中,分别采用内置吹气杯和外置吹气杯对柱重压降信号进行了测量和比较。实验结果表明,两种吹气杯安装方式所测量的结果一致。因此,为了避免由于内置吹气杯所造成的钚纯化循环脉冲萃取柱异形下澄清段的设计和加工难度,推荐可使用外置吹气杯来测量该工段的脉冲萃取柱柱重压降。