【正确答案】该公司在流场测量和计算流体力学模拟的基础上,在塔径为100mm的转盘萃取塔内进行了传质实验。根据己内酰胺萃取塔的操作特点,进行了针对性的传质实验。传质实验结果表明,安装挡板的新型转盘塔传质效率平均提高了15/%~25/%。之后,该公司在己内酰胺7万吨/年扩能改造项目中用NRDC实施了转盘萃取塔的改造。
改造后,转盘萃取塔的处理能力由5万吨/年扩大至7万吨/年,塔底水相己内酰胺含量由设计值0.5/%降低到0.2/%~0.3/%,且操作稳定,获得了很大的经济效益。
【答案解析】清华大学萃取实验室利用激光多普勒仪测量了转盘萃取塔内在各种操作条件下单相流动(连续相)的速度场。结果发现,转盘萃取塔内的流动形态在有无流动状态下相差很大,同时也证实了影响转盘塔传质性能主要是级间的轴向返混和沟流这一推断。为了消除转盘塔内的级间返混,提高传质效率,该实验室发明了新型转盘萃取塔(NRDC,一种装有级间转动挡板的转盘萃取塔),即在转盘塔内的固定环平面增加筛孔挡板以抑制轴向返混,提高传质效率。从速度场的测量和计算流体力学模拟的结果来看,增加筛孔挡板后有效地抑制了级间的轴向返混,同时级内的混合强度增加,有利于转盘塔内两相间的传质。