基於被動式反饋振盪微混合器的多級逆流微萃取系統

《基於被動式反饋振盪微混合器的多級逆流微萃取系統》是依託清華大學，由徐聰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於被動式反饋振盪微混合器的多級逆流微萃取系統
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：徐聰
• 項目類別：面上項目

項目摘要

由於放射性，核電乏燃料後處理中的萃取設備以無可動部件、小容積和高傳質效率為最佳設計原則，但迄今尚無“完美”的萃取設備。本申請提出了一個新穎的多級逆流微萃取系統，可解決迄今從未被解決的難題——被動式微混合器如何被用於以生產為目標的逆流萃取操作。兩個關鍵問題得到解決：（1）高通量、高效的液液混合器——雙向被動式反饋振盪微混合器。該微混合器利用附壁流動效應在振盪腔內形成周期振盪，產生的非定常橫向流動可在層流下形成混沌對流混合，從而實現高通量下的相間高效傳質；（2）包括相分離在內的多級逆流操作——利用重力和電聚並使分散相液滴快速聚並而分相，同時結合獨特的脈衝進料實現微通道中的兩相逆流流動。本申請通過因素影響實驗、計算流體力學模擬、示蹤技術和萃取實驗等方法對該新型微萃取器的單級和多級結構的水力學特徵和傳質性能進行研究永諒兆。提乎設出的微萃取系統是一種非常規的傳質設備，可滿足乏燃料後處理萃取設備的最佳設計原則。

結題摘要

由於放射性，核電乏燃料後處理中的萃取設備以無可動部件、小容積和高傳質效率為最佳設計原則，但迄今尚無“完美”的萃取設備。本申請首創了一個新穎的混合式逆流微萃取系統，可解決迄今從未被解決的難題——如何在微尺寸下實現被動式逆流微萃取，解決了兩個關鍵問題：（1）發明了適用於逆流微萃船循組取的、高通量液液微混合器——雙向被動全享捉紋式反饋振盪微混合器。該微混合器利用附壁流動效應在振盪腔內形成周期振盪，產生的非定常橫向流動可在層流下形成混沌對流混合，從而實現了求捉贈高通量下的相間高效傳質；（2）提出了新型多級逆流操作方幾重蜜元法——利用級間集成的一體化微型沉降器實現分散相液滴的快速聚並而分相，同時結合獨特的脈衝進料實現了微通道中的兩相逆流流動。本申請通過因素影響實驗、示蹤技術和萃取實驗等方法對該新型微萃取器的單級和多級結構的水力學特徵和傳質性能進行了研究兵尋舉,證明該新型逆流微萃取系統具有通量大、效率高、全被動式操作的優點，在乏燃料後處理以及其它化工、生物製藥等領域具有極大的套用潛力。