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環(huán)隙式離心萃取分離技術(shù)研究進(jìn)展

2012-12-22 15:04:44張保棟張艷紅白志山
合成纖維工業(yè) 2012年4期
關(guān)鍵詞:環(huán)隙轉(zhuǎn)筒傳質(zhì)

徐 艷,張保棟,張艷紅,白志山*

(1.華東理工大學(xué)化工機(jī)械研究所,上海200237;2.中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司,山東 淄博255434)

環(huán)隙式離心萃取分離技術(shù)研究進(jìn)展

徐 艷1,張保棟2,張艷紅1,白志山1*

(1.華東理工大學(xué)化工機(jī)械研究所,上海200237;2.中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司,山東 淄博255434)

綜述了國(guó)內(nèi)外環(huán)隙式離心萃取分離技術(shù)的研究進(jìn)展,包括環(huán)隙式離心萃取器的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)、結(jié)構(gòu)改進(jìn)、流態(tài)及速度分布、水力學(xué)特性和傳質(zhì)特性等;介紹了環(huán)隙式離心萃取分離技術(shù)在核燃料后處理、石油化工及濕法冶金領(lǐng)域的應(yīng)用;指出環(huán)隙式離心萃取分離技術(shù)是未來(lái)萃取技術(shù)的發(fā)展方向,環(huán)隙間傳質(zhì)因素及轉(zhuǎn)子和堰區(qū)域的分離因素等是其今后的研究方向。

環(huán)隙式離心萃取器 水力學(xué)特性 傳質(zhì)分離 己內(nèi)酰胺

離心萃取技術(shù)是借助離心力場(chǎng)實(shí)現(xiàn)液-液兩相的接觸傳質(zhì)和相分離,其設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊、處理能力大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、功耗低、清洗維護(hù)方便等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、石油、制藥以及核燃料后處理等領(lǐng)域。但是,早期開(kāi)發(fā)的離心萃取器存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工要求高、制造成本高、維修清洗不方便等缺點(diǎn),因此,其應(yīng)用也受到了一定程度的限制[1]。

隨著核工業(yè)的發(fā)展,各國(guó)在離心萃取器研究方面也取得了很大進(jìn)展。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出了環(huán)隙式離心萃取器,無(wú)論從制造方面還是操作運(yùn)行方面都公認(rèn)是最簡(jiǎn)單的,也是目前國(guó)內(nèi)外研究最多的一種離心萃取器[2-3],與其他離心萃取器相比,其集傳質(zhì)和分離于一體,制造簡(jiǎn)單,轉(zhuǎn)鼓上懸,解決了動(dòng)密封問(wèn)題,消除了液體的泄漏,適用性強(qiáng)。環(huán)隙式離心萃取分離器不僅具有一般離心萃取器的優(yōu)點(diǎn),而且在很大程度上克服了一般離心萃取器的不足,引起了萃取技術(shù)工作者越來(lái)越多的關(guān)注。

1 環(huán)隙式離心萃取器結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

1.1 結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)

在環(huán)隙式離心萃取器工作過(guò)程中,互不相溶的兩相從各自入口進(jìn)入環(huán)隙,借助轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的表面摩擦力而快速混合。混合液從轉(zhuǎn)筒底部的入口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部,在離心力作用下分相。重相被甩至轉(zhuǎn)筒壁處,經(jīng)過(guò)重相堰流入重相收集室,從重相出口流出。輕相則被擠至轉(zhuǎn)筒中心處,經(jīng)輕相堰和水平通道流入輕相收集室,從輕相出口流出,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 環(huán)隙式離心萃取器結(jié)構(gòu)示意Fig.1 Schematic diagram of annular centrifugal contactor

1.2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

L.L.Macaluso[4]發(fā)明了帶原位清洗裝置的環(huán)隙式離心萃取器。該環(huán)隙式離心萃取器的軸為空心結(jié)構(gòu)且軸上布置了高壓噴嘴,這些高壓噴嘴的清洗范圍覆蓋了整個(gè)轉(zhuǎn)筒以及轉(zhuǎn)筒上的重相通道。該裝置在清洗過(guò)程中可全自動(dòng)進(jìn)行,且不需要拆裝離心萃取器,使清洗更方便。還提出了適用于制藥業(yè)易于清洗的環(huán)隙式離心萃取器[5]。

由于在核工業(yè)的應(yīng)用中需遠(yuǎn)距離操作和維修,P.Rivalier[6]提出了模塊式設(shè)計(jì)。熱室實(shí)驗(yàn)用環(huán)隙式離心萃取器可分為3個(gè)模塊,即外殼模塊、轉(zhuǎn)筒模塊、電機(jī)模塊,模塊之間采用磁力耦合驅(qū)動(dòng),無(wú)需螺釘和螺栓即可完成安裝。而之后的熱室實(shí)驗(yàn)?zāi)K化設(shè)計(jì)也出現(xiàn)了采用2個(gè)模塊結(jié)構(gòu),即外殼模塊、軸承座模塊(包括了轉(zhuǎn)筒和電機(jī))[7]。模塊化設(shè)計(jì)使環(huán)隙式離心萃取器可以通過(guò)簡(jiǎn)單的上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速拆裝,為遠(yuǎn)距離安全操作提供了條件。

1.3 串聯(lián)方式

由于單級(jí)萃取的萃取率低且需要消耗大量的萃取劑,往往不能滿足實(shí)際工藝過(guò)程的要求,因此為了獲得較好的萃取效率和產(chǎn)品性能,洗滌、反應(yīng)和萃取過(guò)程往往需要多級(jí)過(guò)程,因此需要把單級(jí)設(shè)備串聯(lián)成多級(jí)逆流萃取設(shè)備[8]。

國(guó)內(nèi)外的研究者對(duì)多級(jí)逆流萃取進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。D.H.Meikrantz等[9]研究了 φ 71 mm三級(jí)逆流串聯(lián)環(huán)隙式離心萃取器的萃取效率,在不同的流比下對(duì)含丙酮的有機(jī)溶液進(jìn)行水洗,其中三級(jí)萃取效率高達(dá)99%,能有效地提高生產(chǎn)效率。于文東等[10]用環(huán)隙式離心萃取器連續(xù)逆流提取氫化可的松,用醋酸丁酯從發(fā)酵液中萃取氫化可的松,其萃取率可達(dá)到91% ~93%,降低了萃取劑耗量。

2 水力學(xué)特性和傳質(zhì)特性

2.1 界面半徑

環(huán)隙式離心萃取器分相時(shí)輕重兩相之間的界面應(yīng)位于澄清段頂部的輕相堰和重相堰上流通道口之間,否則會(huì)發(fā)生異常情況。界面控制是保證環(huán)隙式離心萃取器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要手段,因此,界面半徑的變化規(guī)律對(duì)解決相夾帶問(wèn)題十分重要。

D.S.Webster[11]提出了空氣堰壓力調(diào)節(jié)界面的方法,即在第一重相堰處,通過(guò)重相與軸中心孔的壓縮空氣平衡來(lái)調(diào)節(jié)界面,另外設(shè)置第二個(gè)重相擋板和重相堰,使空氣堰的壓縮空氣在離心力的作用下密封??諝庋邏毫φ{(diào)節(jié)兩相界面是連續(xù)微分式的,在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可以通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮空氣壓力來(lái)連續(xù)改變相界面位置,而不需要停車和拆卸轉(zhuǎn)鼓。

趙百仁等[12]采用“快速放液法”擬合了φ 20 mm環(huán)隙式離心萃取器的界面半徑經(jīng)驗(yàn)公式,且計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值吻合較好,平均誤差僅3.03%。

2.2 最大分離容量

環(huán)隙式離心萃取器的最大分離容量的影響因素主要有流比、轉(zhuǎn)速等。流比對(duì)最大分離容量的影響較為復(fù)雜,而提高轉(zhuǎn)速可提高分離因素,即提高了分離兩相混合液的能力,從而導(dǎo)致設(shè)備最大分離容量的提高。

B.D.Kadam[13]實(shí)驗(yàn)研究了轉(zhuǎn)速、直徑和環(huán)隙大小等參數(shù)對(duì)分離容量的影響。其中分離容量的大小以分散數(shù)來(lái)表示。在φ 250 mm離心器中,實(shí)驗(yàn)得出分離容量隨著轉(zhuǎn)速和環(huán)隙寬度以及密度差和界面張力的增加而增加,且在較低轉(zhuǎn)速下分離容量受界面張力的影響較大,而較高轉(zhuǎn)速下受密度差的影響較大。另外,由于黏度增加使液滴滑移速度減小,造成分離容量減小。

2.3 傳質(zhì)特性

環(huán)隙式離心萃取器的傳質(zhì)特性與設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)還有萃取過(guò)程的原理以及操作特點(diǎn)有關(guān)。結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)傳質(zhì)效率的影響主要是由于其影響混合強(qiáng)度,這些結(jié)構(gòu)參數(shù)包括轉(zhuǎn)筒和外筒之間的環(huán)隙、槳葉與轉(zhuǎn)鼓底部的間隙和槳葉厚度等。而兩相接觸面積直接影響擴(kuò)散速度,對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度也有一定影響。增加攪拌強(qiáng)度,強(qiáng)化分散程度,減小液滴直徑,提高兩相接觸面積,就可以強(qiáng)化萃取過(guò)程,降低傳質(zhì)達(dá)到平衡的時(shí)間。

早期的研究者測(cè)量了環(huán)隙式離心萃取器的傳質(zhì)影響因素。研究了不同轉(zhuǎn)速、不同結(jié)構(gòu)參數(shù)以及不同流量情況下傳質(zhì)的變化以及他們和傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系式,并得到了設(shè)備的特征速度和萃取效率公式。

G.Baier[14]通過(guò)在環(huán)隙式離心萃取器一相進(jìn)口處添加追蹤劑,然后在兩相出口流體中測(cè)量其濃度來(lái)測(cè)量其傳質(zhì)特性,研究表明當(dāng)環(huán)隙間開(kāi)始出現(xiàn)漩渦時(shí),軸向擴(kuò)散為最小值且界面?zhèn)髻|(zhì)開(kāi)始增加,萃取性能和傳質(zhì)系數(shù)隨著泰勒(Taylor)渦的增強(qiáng)而提高,由滲透理論和漩渦速度與強(qiáng)度的非線性分析可知,傳質(zhì)系數(shù)基本和轉(zhuǎn)速成線形比例關(guān)系。

3 流態(tài)和速度分布

在環(huán)隙式離心萃取器中,混合和傳質(zhì)是在固定外筒和高速旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒之間的環(huán)隙中完成,環(huán)隙間的流動(dòng)是一種典型的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)問(wèn)題,環(huán)隙間的流動(dòng)隨著泰勒數(shù)(Ta)的增大從穩(wěn)態(tài)層流發(fā)展為湍流并表現(xiàn)出典型的非線性動(dòng)力學(xué)行為。1923年 G.J.Taylor[15]采用實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法研究了離心不穩(wěn)定發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律,他在實(shí)驗(yàn)中觀察到了泰勒渦的存在并確定了渦距。Taylor用線性理論得到了無(wú)量綱數(shù)Ta,并定義Ta為離心力和粘滯力之比;發(fā)生離心不穩(wěn)定時(shí)的Ta被稱為臨界泰勒數(shù)(Tacr);Taylor還發(fā)現(xiàn)由于粘性力抑制湍流,粘性流體的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)穩(wěn)定的。隨后,S.Chandrasekhar[16-17]給出了Ta和波數(shù)比值的穩(wěn)定性曲線,曲線的最小值為Tacr,他還拓展了線性穩(wěn)定性理論使之應(yīng)用于寬間隙圓筒,并用伽遼金(Galerkin)法確定了軸向雷諾數(shù)(ReZ)到100 范圍內(nèi)Tacr的變化。A.Davey[18]使用傅里葉變換研究了寬間隙的非線性軸對(duì)稱泰勒渦流,并根據(jù)漩渦波幅的變化推導(dǎo)出了Tacr的表達(dá)式。

同心旋轉(zhuǎn)圓筒環(huán)隙間流場(chǎng)的測(cè)試最先是采用干擾式的測(cè)試方法進(jìn)行。P.R.Fenstermacher[19]用激光多普勒技術(shù)(LDV)測(cè)量間隙比為0.877、Ta為幾十倍Tacr時(shí)的流體流動(dòng)形式,發(fā)現(xiàn)徑向速度分量存在14個(gè)旋渦,且在Ta較高時(shí)的湍流狀態(tài)下仍能保持流動(dòng)的環(huán)形結(jié)構(gòu)。S.T.Wereley[20]用粒子圖像測(cè)速技術(shù)(PIV)測(cè)量了環(huán)隙式離心萃取器的軸流速度場(chǎng),實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)軸向速度是內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)頻率的兩倍,證明了內(nèi)筒轉(zhuǎn)速和渦流的軸向運(yùn)動(dòng)存在耦合關(guān)系。R.Oliver等[21]用LDV測(cè)出了波渦、調(diào)制波渦及湍流在子午面上周向速度的時(shí)均等值線圖。K.Kose等[22]用快速 NMR成像測(cè)試了波狀渦流徑向速度的二維空間特性;D.Jonathan等[23]采用激光誘導(dǎo)熒光(LIF)的方法,研究了雷諾數(shù)(Re)為330的非波狀泰勒渦流區(qū)域的混合特性。這些測(cè)試工作得到了環(huán)隙式離心萃取器環(huán)隙間的流場(chǎng)特性。

近年來(lái),采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法對(duì)離心萃取器環(huán)隙間流場(chǎng)特性的研究也逐漸獲得重視,K.A.Meyer[24]對(duì)泰勒渦流的時(shí)間特性進(jìn)行模擬研究。R.D.Moser等[25]將譜數(shù)值方法應(yīng)用于同軸圓筒之間Navier-Stokes方程的流場(chǎng)研究。S.Vedantam等[26]在小間隙條件下用有限差分法模擬了有軸向流的軸對(duì)稱泰勒渦流的流場(chǎng)。B.Haut等[27]通過(guò)用CFD模擬波狀渦流區(qū)域和泰勒渦流區(qū)的流動(dòng)研究了環(huán)隙式離心萃取分離器在生物工程中的應(yīng)用,數(shù)值求解了湍流運(yùn)動(dòng)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)κ-ε方程,模擬所得的兩種形式的速度剖面與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合。S.H.Sandesh等[28]模擬了環(huán)隙式離心萃取器環(huán)隙內(nèi)的流體流動(dòng)狀況及停留時(shí)間分布。

4 應(yīng)用

環(huán)隙式離心萃取分離技術(shù)廣泛用于不含固體或含少量固體體系的液-液萃取領(lǐng)域,特別適用于密度較小,易乳化,難分離的物料的連續(xù)萃取,在核工業(yè)、化工、冶金、制藥等有重要的應(yīng)用。

4.1 核燃料后處理

核燃料后處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的高放廢液,由于環(huán)隙式離心萃取器萃取停留時(shí)間短,有利于核幾何臨界安全和減輕萃取劑的輻照降解,因此十分適用于核燃料后處理過(guò)程。目前,美國(guó)、日本、法國(guó)、中國(guó)等采用分離法處理高放廢液時(shí)一般采用環(huán)隙式離心萃取器,都取得了滿意的效果。

美國(guó)國(guó)立阿貢研究所曾設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)鼓直徑為90 mm的核用環(huán)隙式離心萃取器。還為薩凡那河工廠提供了處理輕水堆燃料環(huán)隙式離心萃取器,其轉(zhuǎn)鼓直徑為250 mm,處理量為10 t。

清華大學(xué)核能和新能源技術(shù)研究院研制了不同規(guī)格的環(huán)隙式離心萃取器,其中φ 10 mm和φ 50 mm微型離心萃取器已用于我國(guó)處理高放廢液的三烷基氧膦(TRPO)流程的熱實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并取得了滿意效果[29]。段五華等[30]將 φ 70 mm 核用離心萃取器在TRPO流程冷實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上實(shí)驗(yàn),此次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了核用離心萃取器生產(chǎn)規(guī)?;?。

4.2 石油化工

近年,環(huán)隙式離心萃取器在石油化工行業(yè)取得了很大進(jìn)步。許金全等[31]用φ 20 mm的環(huán)隙式離心萃取器研究了處理含酚廢水時(shí)不同操作條件對(duì)夾帶量和傳質(zhì)級(jí)效率的影響。在實(shí)驗(yàn)的操作條件下,單機(jī)設(shè)備兩相出口液中的夾帶量低于0.3%,傳質(zhì)級(jí)效率都高于90%。而多級(jí)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)的三級(jí)萃取試驗(yàn)和反萃取試驗(yàn)中酚的萃取率達(dá)到97%,反萃取率接近100%[32]。

蘇華等[33]用φ 570 mm的環(huán)隙式離心萃取器對(duì)己內(nèi)酰胺裝置酰胺化液的兩相分離進(jìn)行了研究,并與重力分離效果比較。結(jié)果表明采用環(huán)隙式離心萃取器應(yīng)用于酰胺化液的分離是可行的,可提高分離效果,有效減少了環(huán)己烷羧酸和硫酸、三氧化硫發(fā)生磺化副反應(yīng)的機(jī)會(huì),提高裝置效率。其工業(yè)裝置已用于中國(guó)石油化工股份有限公司石家莊煉化分公司。

華東理工大學(xué)針對(duì)延遲焦化裝置汽油帶堿難題,將環(huán)隙式離心萃取器應(yīng)用于中國(guó)石化股份有限公司齊魯分公司二焦化液化氣脫硫醇裝置的溶劑水洗水分離,可以將汽油中堿含量約從80 μg/g降低到5 μg/g 以下。

環(huán)隙式離心萃取器還可以用在人造絲工廠的含鋅廢水,不銹鋼的酸洗廢水,含油有機(jī)廢水等。

4.3 濕法冶金

在濕法冶金采用萃取工藝時(shí),特別是當(dāng)需要級(jí)數(shù)很多或可以采用非平衡萃取時(shí),環(huán)隙式離心萃取器的應(yīng)用也有良好前景。

周嘉貞等[34]對(duì)19級(jí)環(huán)隙式離心萃取器逆流串聯(lián)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并與19級(jí)分液漏斗的串級(jí)試驗(yàn)進(jìn)行比較,結(jié)果表明在相同的工藝條件下,兩種串級(jí)方法稀土濃度隨級(jí)號(hào)的變化規(guī)律基本相同,而總的傳質(zhì)效果也基本一致,而離心萃取器從啟動(dòng)到平衡只需3 h時(shí)間,而分液漏斗實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間40 h??芍?,環(huán)隙式離心萃取器可較快地獲得工藝方面的數(shù)據(jù),并顯著提高工作效率。

Zhou Xiuzhu等[35]采用非平衡萃取法進(jìn)行了銦和鐵的分離研究。首先采用兩臺(tái)φ 230 mm的環(huán)隙式離心萃取器進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示銦的萃取率為95.6%,而鐵的萃取率低于5%,實(shí)現(xiàn)了銦和鐵的有效分離。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于廣西某工廠,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

從實(shí)驗(yàn)效果看,已試驗(yàn)過(guò)的幾種元素級(jí)效率都大于90%,環(huán)隙式離心萃取器用于濕法冶金具有較好的前景,其在國(guó)內(nèi)的濕法冶金萃取過(guò)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

環(huán)隙式離心萃取技術(shù)是一種高效的溶劑萃取技術(shù),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、處理能力大、兩相停留時(shí)間短、功耗低、適應(yīng)范圍廣、占地面積小、投入低等優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)萃取技術(shù)的發(fā)展方向,在未來(lái)核工業(yè)、冶金、化工、制藥等行業(yè)中有良好的應(yīng)用前景。相信隨著對(duì)環(huán)隙間傳質(zhì)因素以及轉(zhuǎn)子和堰區(qū)域的分離因素進(jìn)行微觀尺度的深入研究,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)不斷擴(kuò)大。針對(duì)環(huán)隙式離心萃取技術(shù)的研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題,今后的研究方向集中起來(lái)主要可歸納為以下3個(gè)方面:

(1)研究轉(zhuǎn)子和堰區(qū)域的流體動(dòng)力學(xué)。轉(zhuǎn)筒的分離區(qū)影響分界面的形成和位置,而分界面的位置對(duì)分離性能有很大的影響。現(xiàn)有的文獻(xiàn)中沒(méi)有關(guān)于此區(qū)域的流態(tài)圖以及速度圖等流體動(dòng)力學(xué)的研究。因此,有必要對(duì)轉(zhuǎn)筒和堰區(qū)域內(nèi)的流體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究。

(2)測(cè)量分界面的有效面積和壓力,并研究其對(duì)分離性能的影響。雖然已經(jīng)測(cè)量出了界面半徑并得出了經(jīng)驗(yàn)公式,但是界面的有效面積和壓力對(duì)兩相的分離也有非常重要的影響,因此有必要對(duì)此進(jìn)行研究。

(3)研究液滴的傳質(zhì)行為和湍流狀態(tài)控制等細(xì)觀尺度。氣液和氣固分離還沒(méi)有受到足夠的重視,但又在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用,因此仍需要更深入的研究。需要確定液滴的傳質(zhì)行為、液滴-界面的聚合,確定流場(chǎng)中顆粒的受力與運(yùn)動(dòng),湍流狀態(tài)控制等微觀尺度。

[1]Boelo S,Jozef W,Johannes V,et al.Experimental and modeling studies on the enantio-separation of 3,5-dinitrobenzoyl-(R),(S)-leucine by continuous liquid-liquid extraction in a cascade of centrifugal contactor separators[J].Chem Eng Sci,2010,65(15):4682-4690.

[2]Masaumi N,Kazunori N.Extraction and stripping of actinide elements with changes in supply flow rate and nitric acid concentration using centrifugal contactors in single cycle solvent extraction system[J].Chem Eng Sci,2011,66(4):740 -746.

[3]Kadam B D,Joshi J B,Koganti S B,et al.Dispersed phase hold-up,effective interfacial area and sauter mean drop diameter in annular centrifugal extractors[J].Chem Eng Res Design,2009,87(10):1379-1389.

[4]Macaluso L L,Meikrautz D H.Self cleaning rotor for a centrifugal separator:US,5908376[P].1999 -06 -01.

[5]Meikrantz D H,Macaluso L L,F(xiàn)lim W D,et al.A new annular centrifugal contactor for pharmaceutical processes[J].Chem Eng Commun,2002,189(12):1629-1639.

[6]Rivalier P,Lanoe J Y.Development of a new miniature shortresidence-time annular centrifugal solvent extraction contactor for tests of process flowsheets in hot cells[C].France:Atalante,2000.2 -28.

[7]Duan Wuhua,Cheng Qin,Zhou Xiuzhu,et al.Development of a φ20 mm annular centrifugal contactor for the hot test of the total TRPO process[J].Prog Nucl Energy,2009,51(2):313-318.

[8]李洲,李以圭,費(fèi)維揚(yáng),等.液-液萃取過(guò)程與設(shè)備[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1991:176-183.

[9]Meikrantz D H,Meikrantz S B,Macaluso L L.Annular centifugal contactors for multiple stage extralction processes[J].Chem Eng Commun,2001,188(1):115-127.

[10]于文東,段五華,張成群,等.用離心萃取器連續(xù)逆流提取氫化可的松的研究[J].精細(xì)化工,2001,18(10):611-613.

[11]Webster D S,Winsche W E.Centrifugal extractor:US 3332614[P].1967 -07 -25.

[12]趙百仁,周秀珠,周嘉貞等.環(huán)隙式離心萃取器界面半徑的測(cè)定與關(guān)聯(lián)[J].化學(xué)工程,1997,25(2):21-26.

[13]Kadam B D,Joshi J B,Koganti S B,et al.Hydrodynamic and mass transfer characteristics of annular centrifugal extractors[J].Chem Eng Res Design,2008,86(3):233 -244.

[14]Baier G.Liquid-liquid extraction based on a new flow pattern:two-fluid Taylor-Couette flow[D].Madison:University of Wisconsin,2000.

[15]Taylor G I.Stability of a viscous liquid contained between two rotating cylinders[J].Phil Trans R Soc Lond A,1923,223(1923):289-343.

[16]Chandrasekhar S.The stability of viscous flow between rotating cylinders[J].Proc Roy Soc Lond A,1958,246(1246):301-311.

[17]Chandrasekhar S.The stability of spiral flow between rotating cylinders[J].Proc Roy Soc Lond A,1962,265(1321):188.

[18]Davey A.The growth of Taylor vortices in flow between rotating cylinders[J].J Fluid Mech,1962,14(3):336 - 368.

[19]Fenstermacher P R,Swinney H L,Gollub J P.Dynamical instabilties and the transition to chaotic Taylor vortex flow[J].J Fluid Mech,1979,94(1):103-128.

[20]Wereley S T,Lueptow R M.Velocity field for Taylor-Couette flow with an axial flow[J].Phys Fluids,1999,11(12):3637-3649.

[21]Oliver R,Heike H,Bettina K C.Effect of the rotor shape on the mixing characteristics of a continuous flow Taylor vortex reactor[J].Chem Eng Sci,2008,63(13):3504 -3513.

[22]Kose K.Spatial mapping of velocity power spectra in Taylor-Couette flow using ultrafast NMR imaging[J].Phys Rev Lett,1994,72(10):1467-1470.

[23]Jonathan D,Stavroula B.Mixing in a Taylor-Couette reactor in the non-wavy flow regime[J].Chem Eng Sci,2009,64(13):3103-3111.

[24]Meyer K A.Time-dependent numerical study of Taylor vortex flow[J].Phys Fluids,1967,10(9):1874 -1879.

[25]Moser R D,Moin P,Leonard A.A spectral numerical method for the Navier-Stokes equations with applications to Taylor-Couette flow[J].J Comput Phys,1980,52(3):524 -544.

[26]Vedantam S,Joshi J B,Koganti S B.CFD simulations of RTD and mixing in the annulus region of Taylor-Couette contactor[J].Indus Eng Chem Res,2006,45(18):6360 -6367.

[27]Haut B,Ben Amor H,Coulon L,et al.Hydrodynamics and mass transfer in a Couette-Taylor bioreactor for the culture of animal cells[J].Chem Eng Sci,2003,58(3):774.

[28]Sandesh S H,Mayur J S,Jyeshtharaj B J.Residence time distribution and flow patterns in the single-phase annular region of annular centrifugal extractor[J].Indus Eng Chem Res,2009,48(1):37-46.

[29]周嘉貞.10毫米微型環(huán)隙式離心萃取器的性能研究[J].化學(xué)工程,1984,12(6):25-29.

[30]段五華,于文東,周秀珠,等.φ70 mm離心萃取器.Ⅰ.機(jī)械性能和水力學(xué)特性[J].原子能科學(xué)技術(shù),2001,35(1):51-55.

[31]許金全,段五華,于文東,等.環(huán)隙式離心萃取器處理含酚廢水的研究.Ⅰ.單級(jí)實(shí)驗(yàn)[J].石油煉制與化工,1999,30(9):48-51.

[32]許金全,于文東,段五華,等.用環(huán)隙式離心萃取器器處理含酚廢水的研究.Ⅱ.多級(jí)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算[J].石油煉制與化工,1999,30(12):46-50.

[33]蘇華,白志山.離心萃取分離機(jī)在酰胺化液分離中的應(yīng)用[J].化工進(jìn)展,2010,29(11):2203-2206.

[34]周嘉貞,脹志庚,唐定芳,等.微型環(huán)隙式離心萃取器的性能和應(yīng)用[J].核科學(xué)與工程,1983,3(3):245 -250.

[35]Zhou Xiuzhu,Zhou Jiazhen,Zhang Chengqun.Application of annular centrifugal contactor on separating indium from iron[J].Sep Sci Tech,1997,32(16):2705 -2713.

Research progress in annular centrifugal extract separation technology

Xu Yan1,Zhang Baodong2,Zhang Yanhong1,Bai Zhishan1
(1.State Key Laboratory of Chemical Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai200237;2.SINOPEC Qilu Branch,Zibo255434)

The research progress of annular centrifugal extract separation technology was reviewed in China and abroad,including the structure and parameters of annular centrifugal contactor,structure modification,flow state and speed distribution,hydraulic characteristics and mass transfer characteristics.The application of annular centrifugal extract separation technology was introduced in the fields of nuclear fuel reprocessing,petrochemical industry and hydrometallurgy.It was pointed out that the future trend of extract technology development should be annular centrifugal extract separation technology,and the research focus in the future should be the annular mass transfer factor and the separation factor of rotors and weir region.

annular centrifugal contactor;hydraulic characteristics;mass transfer separation;caprolactam

TQ342.2

A

1001-0041(2012)04-0049-05

2011-12-09;修改稿收到日期:2012-05-13。

徐艷(1988—),女,碩士研究生.研究方向?yàn)榉蔷鄠鬟f與分離。E-mail:demi.yxu@gmail.com。

中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金、高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(20100074120005);上海市青年科技啟明星計(jì)劃(10QA1401700);上海市教育委員會(huì)科研創(chuàng)新項(xiàng)目(12ZZ055)。

* 通訊聯(lián)系人。E-mail:fbaizs@yahoo.com.cn。

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