Revista de ingeniería química y tecnología de procesos
Acceso abierto

abstracto

Modelado de la transferencia de masa durante la formación y el ascenso de gotas orgánicas individuales

Esko Lahdenperä, Jussi Tamminen, Tuomas Koiranen, Toni Kuronen, Tuomas Eerola, Lasse Lensu y Heikki Kälviäinen

Se realizó la extracción reactiva de cobre de la solución acuosa ambiental a gotas orgánicas mediante experimentos con gotas individuales. El extractante fue Agorca M5640 hidroxioxima en Exxsol D80. Se utilizó un método basado en el análisis de imágenes para determinar la concentración de gotas directamente después de la formación y ascenso de las gotas. La transferencia de masa durante la formación se correlaciona utilizando la literatura. Se utilizó el método de seguimiento de la interfaz Level Set para encontrar la hidrodinámica de la formación y, como resultado, se pudo validar la suposición de un campo de velocidad no circular. Esto también fue respaldado por los criterios de circulación basados en el número de Reynolds de la aguja. Un modelo para estimar la tasa de extracción en función del número de Fourier de las gotas se basó en una correlación bibliográfica y se encontró que un modelo en el que se describía el efecto de la interfaz utilizando el parámetro de movilidad de la interfaz podía predecir satisfactoriamente la transferencia de masa. Para un modelo de tapa estancada de gota ascendente se utilizó. Los volúmenes de tapa estancada se estimaron a partir de imágenes de gotas. Se usó un modelo CFD de una gota ascendente que no se deforma con una interfaz rígida para ajustar la constante cinética de la reacción interfacial. El valor ajustado fue mucho menor que el determinado experimentalmente por un reactor de alto cizallamiento. Los coeficientes de transferencia de masa calculados a partir del modelo CFD y estimados utilizando las correlaciones de la literatura concordaron bien. Al aplicar un modelo de dos películas, se demostró que la mayor parte de la resistencia se encuentra en la interfaz entre las fases.