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學科專業(yè)：制藥工程研究生：王字指導教師：許松林副研究員天津大學化工學院二零一零年六月|l～摘要分子蒸餾(MolecularDistillation)也稱短程蒸餾(ShortPathDistillation)，是一種特殊的液液分離技術(shù)。與傳統(tǒng)蒸餾過程不同，分子蒸餾是根據(jù)輕、重分子運動的平均自

2、由程的不同來實現(xiàn)分子量不同的物質(zhì)的分離。自上世紀中葉問世以來，受到了人們的高度重視。近幾十年來在國際上發(fā)展迅速，已成功地在石油化工、食品、化妝品、制藥等行業(yè)得到廣泛應用?，F(xiàn)階段對于分子蒸餾的研究大多是針對某種特定物料的分離條件來展開，純粹的傳質(zhì)研究并不多見。本文利用富氧水的解吸實驗對刮膜式分子蒸餾器的氣液傳質(zhì)進行了研究，通過對富氧水中溶解氧含量的測定，對轉(zhuǎn)子刮膜器的傳質(zhì)性能進行了初步探討。實驗中考察了不同操作參數(shù)，包括操作溫度、進料速度

3、、刮膜器轉(zhuǎn)速等因素對氣液傳質(zhì)的影響。利用對流傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗公式GA=NAS=kcS(CAbCAs)計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：溫度和進料速度對氣液傳質(zhì)的影響較為明顯，氣液傳質(zhì)系數(shù)與溫度和進料速度呈正比關系，隨著溫度的升高和進料速度的增大而增大；轉(zhuǎn)速的變化對氣液傳質(zhì)系數(shù)‰的影響較小。利用數(shù)學擬合對‰的計算公式進行了數(shù)值修正，得到了修正后的經(jīng)驗公式?？紤]到了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與進料速度對與氣液接

4、觸面的影響，使得該經(jīng)驗公式更加適用于刮膜式分子蒸餾器的‰公式。并且通過三個無量綱參數(shù)砌，＆和船，建立了傳質(zhì)方程的經(jīng)驗表達式。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)實驗所得出的傳質(zhì)系數(shù)建立兩相逆流流動的傳質(zhì)模型，編寫UDS方程和UDF方程，成功的實現(xiàn)了兩相的傳質(zhì)模擬。在模擬過程中首先通過網(wǎng)格無關性驗證，選取了網(wǎng)格數(shù)為40000，這樣既保證了模擬的準確性，又節(jié)省了計算時間。通過模擬可知，液相主體氧氣的摩爾分數(shù)沿著流動方向逐漸減小