煤溶剂萃取动力学研究
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阶段 的说法 较为牵 强 ； ③从数 学上 看 ， 任何 函数 不
用 ｍ 、 分 别 表 示 萃 取 时 所 用 溶 剂 和 煤 的 质量 ， ｃ 。 用 表示 煤 的初始 蜡 含量 ， 间 歇式 操作 对 装 置 内蜡 组分 进行 物料 恒算 后有 ：
， Ｃ【 ”（ 、 ０一 Ｃｃ）一 ｍ Ｃ （ ２）
ｖ一
ｃ
溶剂萃 取 过程 是 溶 剂 与煤 作 用 时 ， 剂 分 子 溶 取代煤 结 构 中 电子 给 予 接 受 （ Ｄ 络 合 体 的 Ｅ Ａ）
一
部 分将其 分开 的过 程 。影响 萃取率 的物理 因素
因 而
一
（） ５
主要 是渗 透 与 扩 散 效 应 。溶 剂 必 须 能 渗 透 到
煤 溶剂 萃 取 动 力学 研 究
胡 光 洲 ， 亚 非 ， 志宏 胡 秦
（ 国矿 业 大 学化 工学 院 ， 苏 徐 州 ， ２ １ ６ 中 江 ２１１）
摘 要 ： 据 传 质 理 论 建 立 煤 溶 剂 萃 取 动 力 学模 型 ， 可 萃 取 物 在 煤 中的 最 大含 量 作 为 模 型 参 数 ， 参 数 可 由 实 根 将 该 验 数 据 趋 势值 和 最 大 实验 值 两种 方 法 求 取 。 以 苯 对 富 舍 低 分 子 物 质 褐 煤 的 萃 取 数 据 对 模 型 进 行 检 验 ， 果 袁 结
＝ ：： 一
㈩
好 符合 这一 结论 的解 释是 ， 萃取 过程 为两 个 阶段 ， 每个 阶段具 有 不 同的一 级 萃 取 动 力 学 。然 而 ， 此
式 中 ： ｃ 分 别 为萃 取 物 在 溶 剂 中 和 煤 中的 质 ｃ 、
量 分数 ， 为 萃取 时间 。 ｔ
观 点存 在 以下 ３个 疑 问 ： 缺 少符 合 一 级 反 应 动 ① 力 学模 型依 据 ； 由于 萃 取 过 程 中 的外 界 条 件 除 ② 时间外 基本 没有 发生 变 化 ， 因而 萃取 过 程 是 两个
含量 ｃ。 和萃取 阻 力 Ｒ。 由式 （ ） 见 ， 固质 量 ６可 液 比越 大 ， 取 率 越 高 。实 际 萃取 时 往 往 使 用较 大 萃
基 金 项 Ｉ 国 家 自然科 学 基 金 资 助 项 目（ ０ ７ １ ８ ； 国 矿业 大 学 校 青 年 基 金 资 助 项 目（ Ｂ： ５８４０）中 ＯＨ０ ０ ０ ） ６ １ ５ 作 者 简 介 ： 光 洲 （ ９８） 男 ， 胡 １ ７～ ， 中国 矿 业 大 学博 士生 ． ｉ ｇ ａｇｈ ｕ ｕ １ ３ ｃｍ Ｅ ｍａｌ ｕ ｎ ｚｏ ｈ ＠ ６ ．ｏ ：
ห้องสมุดไป่ตู้
管其 曲线形 状 如 何都 可 以分 成 若 干 段 近 似直 线 ，
因而不能 仅 因为其 中两段 一级 模 型能较 好地 模拟
间歇 式操作 中 ， 、／ ７ 为常数 ， ７ 令 一ｍ ／ ， 将式
（ ） 人式 （ ）整理 得 ： ２代 １，
数 据就 证 明 萃 取 过程 是 两 个 阶 段 。对此 ， 笔者 从 萃取 的传 质过 程 出 发 ， 研究 煤 溶 剂 萃 取 过 程 中合
适 的动力 学模 型 ， 望 能对实 际生产 有 指导 意义 。 希
警一 ｄ ￡
边 界 条件 为 ：一０ Ｃ 一０ 对 式 （ ） ｔ ， ， ３ 积分 得 ：
ｃ ＝ ： ： （ １一 Ｐ 一 ）
㈣
（） ４
１ 萃 取理 论 模 型
１ １ 模 型 的 建 立 ．
实 际测 量 时 ， 一般 以萃 取率 表示 萃取 能力 ， 若 以 表示 萃取 率 ， 即
２１ ０ ０年 第 ６期
胡 光 洲 ， ： 溶 剂 萃 取 动 力 学研 究 等 煤
明， 该模 型 能 较 好 地 拟 合 试 验 数 据 ， 最 大 实验 值 法 求取 的模 型 参 数 拟 合 程 度 更 好 。 用 关键词 ： ； 质 ； 煤 传 萃取 ； 力 学 动 中 图 分 类 号 ： Ｑ５ ６ １ Ｔ ３ ． 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ４３ ４ （ ０ ０ ０ — ６ ２０ １ ７ — ６ ４ ２ １ ） ６０ ４ —４
煤 的网络结 构 中与 可 萃 取 物发 生 作 用 ， 解 于 溶 溶
剂 中的物质 还必 须 尽 快 向外 扩 散 ， 鲜 溶 剂继 续 新
． ： Ｔ— １一 一 ） ） ： ｖ： ， （ — ，
（ ０， ６）
渗 透 到孔 中使溶解 作用 不 断进行 。由于萃 取物 成 分 较 为 复杂 ， 成 分 的萃 取 机理 不 尽 相 同 ， 此 ， 各 对
本 模 型作 出 ３个 假 设 ： 萃 取 物 可 用单 一 的伪 组 ① 分 来描 述 ； 萃 取 器 内 的温度 、 ② 压力 不 变 ； 萃 取 ③
收 稿 １ ：０ Ｏ ０ １ ３期 ２ ｌ 一 ５ ３
１ ２ 模 型的 简化 ． 模 型有 ３个参 数 ： 固质量 比 、 的初 始蜡 液 煤
第３ ３卷 第 ６期 ２１ ０ ０年 １ ２月
武
汉
科
技
大
学
学
报
Ｖｏ ． ３。 ｉ ３ Ｎｏ． ６ Ｄｅ ． ０１ ｃ２ ０
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｕ ａ ｉｅ ｓ ｔ ｆ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＷ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｙ
关于煤 溶 剂萃取 的研 究 主要集 中于分析 该溶 剂对 煤 的萃 取 能力 和萃取 物 的种类 口 ， 而有 关萃
取 动力 学 的研 究 报 道较 少 。众 多 研 究［ ４ 剐将 萃 取
过 程 视 为 一 级 反 应 过 程 ， 对 于 试 验 结 果 不 能 很 但
阻力 为常 数 。传质 的推 动力 为萃 取物在 煤 中和溶 剂 中的浓 度 差 ， Ｒ 表 示 各 组 分 传 质 平 均 阻 力 ， 用 传 质 速率 可表示 为
用 ｍ 、 分 别 表 示 萃 取 时 所 用 溶 剂 和 煤 的 质量 ， ｃ 。 用 表示 煤 的初始 蜡 含量 ， 间 歇式 操作 对 装 置 内蜡 组分 进行 物料 恒算 后有 ：
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主要 是渗 透 与 扩 散 效 应 。溶 剂 必 须 能 渗 透 到
煤 溶剂 萃 取 动 力学 研 究
胡 光 洲 ， 亚 非 ， 志宏 胡 秦
（ 国矿 业 大 学化 工学 院 ， 苏 徐 州 ， ２ １ ６ 中 江 ２１１）
摘 要 ： 据 传 质 理 论 建 立 煤 溶 剂 萃 取 动 力 学模 型 ， 可 萃 取 物 在 煤 中的 最 大含 量 作 为 模 型 参 数 ， 参 数 可 由 实 根 将 该 验 数 据 趋 势值 和 最 大 实验 值 两种 方 法 求 取 。 以 苯 对 富 舍 低 分 子 物 质 褐 煤 的 萃 取 数 据 对 模 型 进 行 检 验 ， 果 袁 结
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好 符合 这一 结论 的解 释是 ， 萃取 过程 为两 个 阶段 ， 每个 阶段具 有 不 同的一 级 萃 取 动 力 学 。然 而 ， 此
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量 分数 ， 为 萃取 时间 。 ｔ
观 点存 在 以下 ３个 疑 问 ： 缺 少符 合 一 级 反 应 动 ① 力 学模 型依 据 ； 由于 萃 取 过 程 中 的外 界 条 件 除 ② 时间外 基本 没有 发生 变 化 ， 因而 萃取 过 程 是 两个
含量 ｃ。 和萃取 阻 力 Ｒ。 由式 （ ） 见 ， 固质 量 ６可 液 比越 大 ， 取 率 越 高 。实 际 萃取 时 往 往 使 用较 大 萃
基 金 项 Ｉ 国 家 自然科 学 基 金 资 助 项 目（ ０ ７ １ ８ ； 国 矿业 大 学 校 青 年 基 金 资 助 项 目（ Ｂ： ５８４０）中 ＯＨ０ ０ ０ ） ６ １ ５ 作 者 简 介 ： 光 洲 （ ９８） 男 ， 胡 １ ７～ ， 中国 矿 业 大 学博 士生 ． ｉ ｇ ａｇｈ ｕ ｕ １ ３ ｃｍ Ｅ ｍａｌ ｕ ｎ ｚｏ ｈ ＠ ６ ．ｏ ：
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１ 萃 取理 论 模 型
１ １ 模 型 的 建 立 ．
实 际测 量 时 ， 一般 以萃 取率 表示 萃取 能力 ， 若 以 表示 萃取 率 ， 即
２１ ０ ０年 第 ６期
胡 光 洲 ， ： 溶 剂 萃 取 动 力 学研 究 等 煤
明， 该模 型 能 较 好 地 拟 合 试 验 数 据 ， 最 大 实验 值 法 求取 的模 型 参 数 拟 合 程 度 更 好 。 用 关键词 ： ； 质 ； 煤 传 萃取 ； 力 学 动 中 图 分 类 号 ： Ｑ５ ６ １ Ｔ ３ ． 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ４３ ４ （ ０ ０ ０ — ６ ２０ １ ７ — ６ ４ ２ １ ） ６０ ４ —４
煤 的网络结 构 中与 可 萃 取 物发 生 作 用 ， 解 于 溶 溶
剂 中的物质 还必 须 尽 快 向外 扩 散 ， 鲜 溶 剂继 续 新
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渗 透 到孔 中使溶解 作用 不 断进行 。由于萃 取物 成 分 较 为 复杂 ， 成 分 的萃 取 机理 不 尽 相 同 ， 此 ， 各 对
本 模 型作 出 ３个 假 设 ： 萃 取 物 可 用单 一 的伪 组 ① 分 来描 述 ； 萃 取 器 内 的温度 、 ② 压力 不 变 ； 萃 取 ③
收 稿 １ ：０ Ｏ ０ １ ３期 ２ ｌ 一 ５ ３
１ ２ 模 型的 简化 ． 模 型有 ３个参 数 ： 固质量 比 、 的初 始蜡 液 煤
第３ ３卷 第 ６期 ２１ ０ ０年 １ ２月
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Ｖｏ ． ３。 ｉ ３ Ｎｏ． ６ Ｄｅ ． ０１ ｃ２ ０
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关于煤 溶 剂萃取 的研 究 主要集 中于分析 该溶 剂对 煤 的萃 取 能力 和萃取 物 的种类 口 ， 而有 关萃
取 动力 学 的研 究 报 道较 少 。众 多 研 究［ ４ 剐将 萃 取
过 程 视 为 一 级 反 应 过 程 ， 对 于 试 验 结 果 不 能 很 但
阻力 为常 数 。传质 的推 动力 为萃 取物在 煤 中和溶 剂 中的浓 度 差 ， Ｒ 表 示 各 组 分 传 质 平 均 阻 力 ， 用 传 质 速率 可表示 为