10969

10969

بررسي اثر حضور نانوذرات بر ضرايب انتقال جرم در ستون‌هاي استخراج مايع - مايع پرشده با پركن‌هاي نامنظم

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي فرايند‌هاي جداسازي

مهرماه 1391

مهرماه 1391

دكتر احمد رهبر كليشمي

چكيده استخراج مايع مايع يكي از روش‌هاي جداسازي است كه در بسياري از صنايع شيميايي و هيدرومتالورژي بكار مي‌رود. تعيين ضرايب انتقال جرم در دستگاه استخراج كننده، يكي از پارامترهاي مهم در طراحي صنعتي مي‌باشد. در اين مطالعه اثر نانوسيالات در افزايش ضريب انتقال جرم در ستون‌هاي استخراج مايع-مايع پرشده نامنظم مورد بررسي قرار گرفته شده است. فاز پيوسته در آزمايشات انجام گرفته آب و فاز پراكنده مخلوط تولوئن، اسيد استيك و نانوذرات سيليكا با اندازه‌ ذرات مختلف 10 و30 و 80 نانومتر و درصدهاي حجمي 0، 01/0، 05/0 و 1/0 مي‌باشد. بررسي پايداري فاز پراكنده از طريق روش ساده ته‌نشيني صورت گرفته است. آزمايشات در چهار دبي و 5 نازل با قطرهاي 5/1، 3، 5/4، 6 و 5/7 ميلي‌متر انجام شده است. در هر آزمايش قطر قطره، موجودي فاز پراكنده و غلظت فاز پراكنده بعد از انتقال جرم اندازه‌گيري شده است. اثر اندازه و غلظت ذرات بر ضريب انتقال جرم در نانوسيال با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي مورد بحث قرار گرفته شده است. با استفاده از اين داده‌ها مي‌توان نتيجه گرفت كه با افزودن نانوذرات به فاز پراكنده ضريب انتقال جرم افزايش يافته و اين افزايش با كوچك‌تر شدن اندازه ذرات بيشتر مي‌شود. همچنين مشاهده شده است كه ميزان غلظت بهينه نانوسيال با بزرگتر شدن اندازه ذرات كاهش يافته به‌طوري‌كه براي ذرات با اندازه ذرات كوچك‌تر(10نانومتر) ميزان 05/0 درصد حجمي و براي ذرات بزرگ‌تر(30 و 80 نانومتر) ميزان 01/0 درصد حجمي به دست آمده است. بيشترين ميزان افزايش ضريب انتقال جرم به ميزان 42% و با استفاده از نانوذرات 10 نانومتر و در غلظت 05/0% درصد حجمي مي‌باشد. همچنين تأثير پارامترهايي از قبيل جريان حجمي فاز پراكنده و قطر نازل نيز بر روي ضريب انتقال جرم و موجودي فاز پراكنده مورد بررسي قرار گرفته شده است. نتايج تجربي به دست آمده با مدل‌هاي ديگر انتقال جرم مقايسه شده‌اند. واژه‌هاي كليدي: استخراج مايع-مايع، ستون پرشده، نانوسيال، ضريب انتقال جرم، اندازه نانوذره.