مطالعه تجربی توزیع اندازه قطره در ستون استخراج کوهنی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه طراحی فرآیند، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

2 پژوهشکده چرخه سوخت، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق میانگین اندازه قطره در ستون استخراج کوهنی نیمه صنعتی به صورت تجربی و تئوری مورد مطالعه قرار گرفت. در انجام آزمایش‌های تجربی اندازه قطره از دو سیستم شیمیایی استاندارد تولوئن- آب(کشش سطحی بالا) و نرمال بوتیل استات-آب(کشش سطحی متوسط) استفاده گردید. آزمایشات تجربی در شرایط مختلف عملیاتی شامل سرعت روتور، دبی فازهای گسسته و پیوسته انجام شده است. اندازه قطرات در دور همزن‌های90 تا rpm 240 و در دبی‌های 18 تا lit/hr 42 از فازهای پراکنده و پیوسته اندازه‌گیری شده است. برای اندازه‌گیری میانگین اندازه قطره از روش عکس‌برداری و پردازش تصویر استفاده شده است. نتایج نشان داد که متوسط اندازه قطرات با افزایش دور همزن کاهش یافت. همچنین نتایج نشان داد که شدت جریان فازهای پراکنده و پیوسته باعث افزایش اندازه میانگین قطر قطره شده است. مقایسه اثر پارامترها نشان داد که اثر شدت جریان فازهای پراکنده و پیوسته بر میانگین اندازه قطره به مراتب ضعیف‌تر از اثر دور همزن موتور بر میانگین اندازه قطره می‌باشد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Study of Drop Size in Kuhni Extraction Column

نویسندگان [English]

  • Ahad Ghaemi 1
  • Ahmadreza Shirvani 1
  • meysam Torab-Mostaedi 2
1 Department of Chemical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this research, mean drop size in a bench scale Kuhni column was experimentally and theoretically investigated. To measure the mean droplet size the imaging and image processing techniques were used. Two standard systems include toluene-water (high surface tension) and normal butyl acetate-water (mean surface tension) used in the experiments. Continues and dispersion phases flow rate and rotor speed are examined as variable in this study. Drop size was measured in rotor speed range 90-240 rpm and continues and dispersion phase flow rate range 18-24 lit/hr. The results showed that mean drop size was decreased with increasing rotor speed. Also the results showed that mean drop size was increased by increasing of continues and dispersion phases flow rate. The comparison of parameter effects on mean drop sized showed that continues and dispersion phases flow rate are very weaker than rotor speed.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drop Size
  • Liquid-Liquid Extraction
  • Kuhni Extraction Column
  • Toluene-Water
  • Butyl Acetate-Water
  • Kuhni Extraction

[1]. Aoun Nabli M. S., Guiraud P. and Gourdon C., “CFD contribution to a design procedure for disc and doughnut extraction columns,” Chemical Engneering Research and Design (Part A), Vol. 76, pp. 951–960, 1998.##

[2]. Al-Rahawi A. M. I., “New predictive correlations for the drop size in a rotating disc contactor liquid–liquid extraction column,” Chemical Engineering Technology, Vol. 2, pp. 184–192, 2007.##

[3]. Kumar A. and Hartland S., “Unified correlations for the prediction of drop size in liquid–liquid extraction columns,” Industrial Engineering Chemical Research, Vol. 35, pp. 2682–2695, 1996.##

[4]. Oliveira N. S., Moraes Silva D., Gondim M. P. C. and Borges Mansur M., “A study of the drop size distributions and hold-up in short Kuhni columns,” Brazilian Journal Chemical Engineering, Vol. 25, pp. 729–742, 2008.##

[5]. Chen H. S. and Middleman S., “Drop size distribution in agitated liquid-liquid systems,” AIChE Journal, Vol. 13, pp. 989, 1967.##

[6]. Brown D. E. and Pitt K., “Drop size distribution of stirred non-coalescing liquid-liquid system,” Chem. Eng. Sci. 27, 577, 1972.##

[7]. Chang-Kakoti D. K., Godfrey J. C. and Slater M. J., “Drop sizes and distributions in rotating disc contactors used for liquid-liquid extraction,” Journal of Separation and Process Technology, Vol. 40, 1985. ##

[8]. Logsdail D. H. and Slater M. J., Pulsed perforated-plate columns, In Handbook of Solvent Extraction, pp. 355-372, Wiley, New York, 1983.##

[9]. Calabrese R. V., Chang T. P. K. and Dang P. T., “Drop Breakup in turbulent stirred tank contactors, part I, effect of dispersed phase viscosity,” AIChE Journal, Vol.  32, pp. 657, 1986.##

[10]. Hinze J. O., “Fundamentals of the hydrodynamic mechanism of splitting in dispersion processes,” AIChE Journal, Vol. 1289, 1955.##

[11]. Rincon-Rubio L. M., Kumar A. and Hartland S., “Characterization of flooding in wirz extraction column,” The Canadian Journal of Chemical Engineering, Vol. 71, pp. 844-851, 1993.##

[12]. Rincon-Rubio L. M., Kumar A. and Hartland S., “Drop size distribution and average drop size in a wirz extraction column,”Chemical Engneering Research and Design, Vol. 72, pp. 493, 1994.##

[13]. Syll O., Mabille I., Moscosa – Santillan M, Mamadou T. and Jacquse A. “Study of Mass Transfer and Determination of Drop Size Distribution in a Pulsed Extraction Column,” Chem.Eng. Research and Design, Vol. 89, pp. 60 – 68. 2011.##

[14]. Torab-Mostaedi M., Ghaemi A. and Asadollahzadeh M., “Flooding and drop size in a pulsed disc and doughnut extraction column,” Chemical Engneering Research and Design, Vol. 89, pp. 2742-2751, 2011.##

[15]. Gholam Samani M., Haghighi-Asl A., Safdari J. and Torab-Mostaedi M., “Drop size distribution and mean drop size in a pulsed packed extraction column,” Chemical Engneering Research and Design, Vol. 90, pp. 2148-2154, 2012.##

[16]. Torab-Mostaedi M., Safdari J. and Torabi-Hokmabadi F., “Prediction of mean drop size in pulsed packed extraction columns,”Iranian Journal of Chemical Engineering, Vol. 8, No. 4, pp. 3-10, (autumn) 2011.##

[17]. Torab-Mostaedi M., Safdari. J. and Asadollahzadeh and M., “Mean drop size and drop size distribution in a hanson mixer-settler extraction column,”Iranian Journal of Chemical Engineering, Vol. 9, No. 2, pp. 54-65 (Spring), 2012.ر##