刮膜式分子蒸餾器的氣液傳質(zhì)研究.pdf

1、刮膜式分子蒸餾器的氣液傳質(zhì)研究StudyonGasLiquidMassTransferofWipedfilmMolecularDistillation學(xué)科專(zhuān)業(yè)：制藥工程研究生：王字指導(dǎo)教師：許松林副研究員天津大學(xué)化工學(xué)院二零一零年六月|l～摘要分子蒸餾(MolecularDistillation)也稱(chēng)短程蒸餾(ShortPathDistillation)，是一種特殊的液液分離技術(shù)。與傳統(tǒng)蒸餾過(guò)程不同，分子蒸餾是根據(jù)輕、重分子運(yùn)動(dòng)的平均自

2、由程的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)分子量不同的物質(zhì)的分離。自上世紀(jì)中葉問(wèn)世以來(lái)，受到了人們的高度重視。近幾十年來(lái)在國(guó)際上發(fā)展迅速，已成功地在石油化工、食品、化妝品、制藥等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)階段對(duì)于分子蒸餾的研究大多是針對(duì)某種特定物料的分離條件來(lái)展開(kāi)，純粹的傳質(zhì)研究并不多見(jiàn)。本文利用富氧水的解吸實(shí)驗(yàn)對(duì)刮膜式分子蒸餾器的氣液傳質(zhì)進(jìn)行了研究，通過(guò)對(duì)富氧水中溶解氧含量的測(cè)定，對(duì)轉(zhuǎn)子刮膜器的傳質(zhì)性能進(jìn)行了初步探討。實(shí)驗(yàn)中考察了不同操作參數(shù)，包括操作溫度、進(jìn)料速度

3、、刮膜器轉(zhuǎn)速等因素對(duì)氣液傳質(zhì)的影響。利用對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式GA=NAS=kcS(CAbCAs)計(jì)算了刮膜式分子蒸餾器中的氣液傳質(zhì)系數(shù)‰，總結(jié)出了氣液傳質(zhì)系數(shù)‰的特殊發(fā)展規(guī)律，即：溫度和進(jìn)料速度對(duì)氣液傳質(zhì)的影響較為明顯，氣液傳質(zhì)系數(shù)與溫度和進(jìn)料速度呈正比關(guān)系，隨著溫度的升高和進(jìn)料速度的增大而增大；轉(zhuǎn)速的變化對(duì)氣液傳質(zhì)系數(shù)‰的影響較小。利用數(shù)學(xué)擬合對(duì)‰的計(jì)算公式進(jìn)行了數(shù)值修正，得到了修正后的經(jīng)驗(yàn)公式。考慮到了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與進(jìn)料速度對(duì)與氣液接

4、觸面的影響，使得該經(jīng)驗(yàn)公式更加適用于刮膜式分子蒸餾器的‰公式。并且通過(guò)三個(gè)無(wú)量綱參數(shù)砌，＆和船，建立了傳質(zhì)方程的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式。依據(jù)雙膜理論，建立了二維分子蒸餾的物理模型，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)所得出的傳質(zhì)系數(shù)建立兩相逆流流動(dòng)的傳質(zhì)模型，編寫(xiě)UDS方程和UDF方程，成功的實(shí)現(xiàn)了兩相的傳質(zhì)模擬。在模擬過(guò)程中首先通過(guò)網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證，選取了網(wǎng)格數(shù)為40000，這樣既保證了模擬的準(zhǔn)確性，又節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。通過(guò)模擬可知，液相主體氧氣的摩爾分?jǐn)?shù)沿著流動(dòng)方向逐漸減小