A model for liquid-liquid extraction column performance — The influence of drop size distribution on extraction efficiency

Authors


Abstract

A precise model for predicting liquid-liquid extraction column efficiency based upon assumed hydrodynamic, axial mixing and mass transfer behaviour has been formulated and solved numerically.

The complex nature of the dispersed phase can be better described by drop-size-dependent residence time distribution (RTD). Both the variation of axial velocities due to drops of different sizes, i.e. forward mixing, and the axial dispersion for the drops of the same size have been considered in this model.

The computed results reveal that the effects of both varying velocities and dispersion of drops on extraction efficiency are appreciable and cannot be neglected, and the efficiency may be overestimated if only a forward mixing model is adopted. The comparison of the experimental values of NODP with those predicted shows that the mass transfer data obtained in RDC agree well with the values predicted by the present model for the case of solute transfer in cd direction, and are slightly higher than the predicted ones for the transfer in dc direction.

Abstract

On a formulé et résolu numériquement un modèle précis pour prévoir l'efficacité d'une colonne d'extraction liquide-liquide basé sur un comportement hydrodynamique hypothétique, le mélange axial et le transfert de masse ayant été formulés et résolus numériquement.

On peut mieux décrire la nature complexe de la phase dispersée par une distribution de temps de séjour qui dépend de la dimension des gouttes. On a considéré, dans ce modèle, à la fois la variation des vitesses axiales avec la dimension des gouttes (mélange devancé) et la dispersion axiale pour les gouttes de mêmes dimensions.

Les résultats calculés révèlent que l'effet de la variation des vitesses et celui de la dispersion des gouttes sur l'efficacité d'extraction sont appréciables et ne peuvent être négligés; l'efficacité peut être surestimée si seul un modèle de mélange devancé est adopté. La comparaison des valeurs expérimentales de Nodp avec les valeurs prédites indique que les données de transfert de matière obtenues dans RDC concordent bien avec les valeurs prévues par ce modèle dans le cas du transfert du soluté dans la direction c → d; les valeurs expérimentales sont légèrement plus élevées que les valeurs prévues dans le cas du transfert dans la direction d → c.

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