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系統識別號 U0002-2405201114355500
中文論文名稱 多行程順流式薄膜萃取器中質量傳送之改良型修正因子分析
英文論文名稱 Modified Correction-Factor Analysis on Mass Transfer in Cocurrent-Flow Multipass Membrane Extractors
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 化學工程與材料工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Chemical and Materials Engineering
學年度 99
學期 2
出版年 100
研究生中文姓名 江瓊勝
研究生英文姓名 Chiung-Sheng Chiang
學號 698400404
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2011-05-17
論文頁數 82頁
口試委員 指導教授-葉和明
委員-蔡少偉
委員-鄭東文
委員-葉和明
中文關鍵字 薄膜萃取  多行程操作  並流  改良型修正因子分析 
英文關鍵字 membrane extraction  multipass operation  parallel flow  modified correction-factor analysis 
學科別分類
中文摘要 本文主要探討薄膜萃取器中質量傳送速率之改良型修正因子分析。由於薄膜萃取器的質量傳送理論分析可類比於熱交換器的熱量傳送理論,因此利用熱交換器之理論基礎為架構來進行質量傳送系統之理論推導。其討論之要點有:單行程順流、雙行程順流、三行程順流及四行程順流四種的流動方式,而使用體積流率、質傳面積、分配係數和整體質量傳送係數等參數,來繪出方便使用的改良型修正因子圖表,因此,可以不必要使用到繁雜的疊代法,就可以很容易地計算出萃取速率。
理論結果發現:不論進料濃度大小,在四種行程中萃取率的高低,是四行程>三行程>雙行程>單行程。並且可得萃取率與能量消耗率的比較,以單行程為基準,萃取率大約可以提高30%;至於能量消耗率雖然隨著行程數的增加而提高,但其值仍不大。
英文摘要 The expressions of heat- and mass-transfer rates in the multipass heat- and mass-exchangers derived by the conventional correction-factor analysis are implicit and the results should be calculated by using try-and-error method. In the present study, a modified correction-factor analysis was introduced, and the expressions of mass-transfer rate and modified correction-factor charts for membrane extraction in parallel-flow multipass rectangular devices are explicit. The results can be readily calculated without using try-and-error method. The correction factors for multipass operations are plotted in the modified correction-factor charts, they are function of flow rate, mass-transfer-area, distribution coefficient and overall mass-transfer coefficient. Experimental results confirm the predicted values for the extraction of acetic acid from aqueous solution by methyl isobutyl ketone in the double-pass device.
論文目次 誌謝……………………………………………………………………….Ι
中文摘要………………………………………………………………...II
英文摘要………………………………………………………………..III
目錄……………………………………………………………………..IV
圖目錄…………………………………………………………………...VI
表目錄………………………………………………………………….VIII
第一章 緒論…………………………………………………………… 1
1-1 前言……………………………………………………………1
1-2薄膜萃取技術之介紹………………………………………… 3
1-3液膜分離方法之發展及其應用………………………………11
1-4研究目的………………………………………………………17
第二章 文獻回顧………………………………………………………19
第三章 理論分析………………………………………………………24
3-1質量傳送係數…………………………………………………24
3-2萃取率計算公式…………………………………………… 30
3-3出口濃度計算公式…………………………………………33
3-3-1單行程薄膜萃取系統………………………………33
3-3-2雙行程薄膜萃取系統………………………………36
3-3-3三行程薄膜萃取系統………………………………41
3-3-4四行程薄膜萃取系統………………………………48
3-4改良型修正因子圖表………………………………………55
3-4-1單行程裝置…………………………………………… 55
3-4-2雙行程與多行程裝置………………………………55
第四章 範例計算………………………………………………………62
第五章 結果與討論……………………………………………………66
5-1雙行程平板式薄膜萃取系統實驗結果與理論分析之比較…66
5-2改良型修正因子分析之優點…………………………………66
5-3行程數對萃取率的影響………………………………………67
5-4行程數對動力能量消耗的影響………………………… 68
第六章 結論……………………………………………………………75
符號說明……………………………………………………………… 76
參考文獻……………………………………………………………… 79
圖 目 錄
圖1 分液漏斗……………………………………………………………4
圖2 液液萃取塔…………………………………………………………5
圖3 疏水性微孔薄膜系統………………………………………………7
圖4 親水性微孔薄膜系統……………………………………………....8
圖5 乳化型液膜……………………………………………………… 14
圖6 支撐式液膜……………………………………………………… 15
圖7平板多孔薄膜系統………………………………………………...25
圖8平板多孔薄膜系統濃度梯度示意圖…………………………….. 26
圖9 單行程並流式平板薄膜萃取系統示意圖……………………… 34
圖10 雙行程並流式平板薄膜萃取系統示意圖………………………37
圖11 三行程並流式平板薄膜萃取系統示意圖………………………42
圖12 四行程並流式平板薄膜萃取系統示意圖………………………49圖13雙行程平板薄膜萃取系統的改良型修正因子圖表…… 56
圖14雙行程平板薄膜萃取系統的改良型修正因子圖表
( b/a = 0.1~1.0 ) ………………………………………………………57
圖15三行程平板薄膜萃取系統的改良型修正因子圖表…… 58
圖16三行程平板薄膜萃取系統的改良型修正因子圖表
( b/a = 0.1~1.0 ) ………………………………………………………59
圖17四行程平板薄膜萃取系統的改良型修正因子圖表…… 60
圖18 四行程平板薄膜萃取系統的改良型修正因子圖表
( b/a = 0.1~1.0 ) ………………………………………………………61
圖19 在Ca,i = 0.5 kg mol/m3時,質量傳送速率實驗值與理論值
的比較………………………………………………………………… 64
圖20在Ca,i = 2.0 kg mol/m3時,質量傳送速率實驗值與理論值
的比較………………………………………………………………… 65
圖21在Ca,i = 0.5 kg mol/m3時,各種不同行程數對於質量傳送
速率的比較……………………………………………………………70
圖22在Ca,i = 0.5 kg mol/m3時,各種不同行程數對於質量傳送
速率的比較……………………………………………………………71
表 目 錄
表1水-醋酸-MIBK系統中的萃取率與能量消耗率, 與 ………………………………...…72
表2水-醋酸-MIBK系統中的萃取率與能量消耗率, 與 ……………………………………73
表3 水-醋酸-MIBK系統中的萃取率與能量消耗率, 與 ……………………………………74

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