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| 离子交换法由于具有良好的选择性和较高的产品回收率,在海水提钾领域已得到广泛应用。随着离子交换设备的不断发展与更新,连续离子交换技术开始应用于海水提钾工艺中。计算机技术的迅猛发展使连续离子交换分离技术进行模拟研究成为可能。由于数学模型的设计和优化不受实验条件的限制,因此更有利于分离过程复杂机理的研究。连续离子交换法海水提钾过程模拟研究是以单柱吸附和洗脱过程的模拟为基础进行的,因此本文分别对单柱吸附和洗脱过程进行模拟研究,考察不同操作参数和因素对实验的影响,为连续离子交换法海水提钾工艺的模拟研究提供理论支持与参考。通过查阅文献选取数学模型和模拟所需的相关参数,在此基础上利用COMSOL仿真模拟软件对单柱钾离子吸附和洗脱过程分别进行模拟。将模拟结果与实验结果相对照,可见平衡扩散模型的模拟效果要优于理想模型。在单柱吸附模拟过程中,选定进料浓度、柱长、柱径和离子交换等温线方程的基础上,随着孔隙率的减小,穿透曲线的穿透时间基本保持不变,保留时间不断增大;而随着传质系数的增大,穿透曲线的穿透时间不断减小,保留时间基本不变;不同流速对穿透曲线的影响较为复杂,随着进料流速的增大,穿透时间不断减小,保留时间也不断减小。单柱洗脱模拟过程与吸附类似,但所得结果有不同。孔隙率的变化对模拟结果的影响不大,但使流出曲线发生平移的总趋势还是存在的,不影响其穿透时间;而随着传质系数的增大,穿透时间减小的速率不断减小。 |
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