مطالعه تجربی موجودی فاز پراکنده و سرعت لغزشی در ستون استخراج کوهنی

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد- دانشگاه علم و صنعت ایران

2 هیات علمی دانشگاه علم و صنعت ایران

3 هیات علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

4 دانشجوی دکترای دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

در فرآیندهای استخراج مایع- مایع، موجودی فاز پراکنده و سرعت لغزشی از پارامترهای مهم هیدرودینامیکی ستون‌های استخراجی محسوب می‌شوند. در این تحقیق موجودی فاز پراکنده و سرعت لغزشی در ستون استخراج کوهنی به طور تجربی مطالعه شده است. آزمایشات تجربی استخراج در یک ستون کوهنی نیمه صنعتی با دو سیستم شیمیایی تولوئن- استون-آب و بوتیل استات- استون-آب در حالت با و بدون انتقال جرم انجام شده است. اثر متغیر‌های عملیاتی شامل دور همزن، دبی فاز‌های پراکنده و پیوسته و همچنین جهت انتقال جرم بر موجودی فاز پراکنده و سرعت لغزشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که موجودی فاز پراکنده با افزایش شدت اختلاط، دبی فاز‌های پراکنده و پیوسته افزایش می‌یابد در حالی که افزایش دور همزن موجب کاهش سرعت لغزشی می‌گردد. همچنین نتایج حاکی از آن است که جهت انتقال جرم تأثیر قابل توجهی بر روی موجودی فاز پراکنده و سرعت لغزشی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Study of Holdup and Slip velocity in a Kuhni Extraction Column

نویسندگان [English]

  • Ebrahim Arab 1
  • Ahad Ghaemi 2
چکیده [English]

In the liquid-liquid extraction processes, hold up of disperse phase and slip velocity are important hydrodynamic parameters. The parameters depend on column geometry and characteristics of phases and were used in the calculation of mass transfer and phases velocities. In this research, holdup and slip velocity of disperse phase in Kuhni column were investigated experimentally. The experiments were carried out in a pilot scale Kuhni column with two chemical systems including Toluene- Acetone-Water and butyl acetate-Acetone-Water without mass transfer. The effects of operating parameters including rotor speed disperse and continue phase flow rate on hold up and slip velocity were investigated. The results showed that hold up of disperse phase increases with mixing and phases flow rates whereas slip velocity was decreased with increasing of rotor speed. Also the results indicate that mass transfer effects on hold up of disperse phase and slip velocity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dispersed phase holdup
  • Slip velocity
  • Kuhni Extraction Column
[1] Aoun Nabli, M.S., Guiraud, P.Numerical experimentation a tool to calculate the axial dispersion coefficient in discs and doughnuts pulsed solvent extraction column,Chemical Engineering Science, Vol.52, 1997, pp. 2353–2368.

[2] Torab-Mostaedi, M., Ghaemi, A., Asadollahzadeh, M.Flooding and drop size in a pulsed disc and doughnut extraction column,Chemical Engineering Research And Design,Vol. 89,2011, pp. 2742-2751.

[3] Gois,L.M.N., SÁ,R.M.,Cavalcanti, C.F.Dispersed phase holdup in a liquid- liquid extraction column", Latin American Applied Research, Vol. 40, 2010, pp. 373-376.

[4] Godfrey, J.C., Slater, M.J. Liquid-Liquid Extraction Equipment, John Wiley and Sons, New York, 1994.

[5] Kalaichelvi, P.,Murugesan, T.Prediction of slip velocity in rotating disc contactors, Chemical Technology and Biotechnology, Vol. 69, 1997, pp.130-136.

[6] Camurdan, M.C.,Baird, M.H.I., Taylor, P.A. Steady state hydrodynamics and mass transfer characteristics of karr extraction column,The Canadian Journal of Chemical Engineering, Vol. 67, 1989, pp.554-559.

[7] Kirou, V.I., Tavlarides,L.L., Bonnet, J.C., Tsouris, C.Flooding, holdup, and drop size measurements in multistage column extractor, AIChEJournal, Vol. 34, 1988, pp.283-292.

[8] Napeida, M., Haghighi Asl,A. Holdup and characteristic velocity in a Hanson mixer- settler extraction column, Chemical Engineering Research And Design, Vol. 88, 2010, pp. 703-711.

[9] Asadollahzadeh, M., Jalilvand, H. Slip velocity in pulsed disc and doughnut extraction column,Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly,Vol. 17(3), 2011, pp.333-339.

[10] Asadollazadeh, M., Safdari, j., Dispersed phase holdup and characteristic velocity in a pulsed packed extraction column,Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly, Vol. 18 (2), 2012, pp. 255-256.

[11]­Kumar, A., Hartland, S.A unified correlation for the prediction of dispersed phase holdup­­­ in liquid-liquid extraction column,Industrial Engineering Chemical Research, Vol.34,1995, pp. 3925-3940.

[12] Pietzsch, W., Eckhart, B. A new model for the prediction of liquid pulsed sieve tray extractors, Chemical Engineering Technology, Vol.10, 1987, pp. 73-86.

[13] Chen, J., Fu, R., Xu, S., Wu, Q.,Song, C.Measurement of interface level,holdup,pulsation frequency,and amplitude in a pulsed column by air purge,Institute of Nuclear Energy TechnologyVol. 41,2002, pp. 1868–1872.

[14] Ribeoro, M.M.M., Concolves, C., Regueiras, P.F., Guimaraes, M.M.L., CruzePinto, J.J.C.  Measurements of toluene-water dispersions holdup using a non-invasive ultrasonic technique,Chemical Engineering Journal, Vol. 118, 2006, pp.47–54.

[15] Giraldo-Zuniga, A.D., Coimbra, J.S.R., Minim, L.A., Garcia Rojas, E.E. Dispersed phase hold-up in aGraesser raining bucket contactor using aqueous two-phase systems, Journal of Food Engineering, Vol. 72, 2006, pp. 302-309.

[16] Hemmati, A., Torab-Mostaedi, M. and Asadollahzadeh, M. Mass transfer coefficients in a Kühni extraction column, ChemicalEngineeringResearch and Design, Vol. 93, 2014, pp. 747-754.

[17] Gourdon, C., Casamatta, G. Influence of mass transfer direction the operation of a pulsed sieve-plate pilot column,ChemicalEngineeringScience, Vol. 46, 1991, pp.2799-2808.