聚氨酯合成革、农药、医药等行业的生产会产生大量的含DMF(N,N-二甲基甲酰胺,简称DMF)废水,这些废水的处理一直是工业上十分重视的技术难题。对废水中DMF的回收有着重要的现实意义,不仅可使含DMF废水达到可排放标准,还能实现DMF循环利用以降低成本。本文以工业DMF废水处理为目标,进行氯仿萃取水溶液中DMF的传质过程研究,具体的研究内容如下:(1)采用单液滴法测定了氯仿-DMF-水高密度差体系的传质系数,为了模型具有通用性还测定了另一高密度差体系——氯仿-乙醇-水的传质系数,探究了分散相浓度、液滴粒径、温度等条件对萃取传质过程的影响。研究结果表明:①在以上两个体系中,传质系数随温度的升高而增大;传质系数随分散相的溶质浓度增加而减小,这是由于Marangoni效应的增强和液滴粒径减小对传质系数的影响存在竞争作用而导致的;同一分散相浓度下,液滴粒径越大,传质系数也越大,这是由于液滴粒径越大时其变形和内部湍动越剧烈。②在单液滴实验测定的传质系数基础上,采用双模模型,建立刚性小球的传质系数模型,引入传质增强因子F表征液滴变形和内部湍动对传质的增强效果,将计算得到的增强因子F关联为Re、We两相密度比、Sc等的函数。(2)液滴界面不稳定性的实验观测。以氯仿-DMF-水体系为研究对象,采用OCA20光学接触角测量仪观测了液滴的不稳定性,分别考察了分散相浓度和液滴粒径对液滴不稳定性的影响。结果表明:同一分散相浓度下,液滴粒径越大,Marangoni效应越强;分散相浓度越大,出现Marangoni效应的液滴粒径越小。(3)应用VOSET方法捕获相界面,对氯仿-DMF-水体系单液滴传质过程进行数值模拟。模拟结果显示,分散相浓度越大,同粒径液滴的形变越显著;液滴上升的瞬时速度先加速后出现振荡,分散相浓度越高,液滴粒径越大,振荡越剧烈,说明Marangoni效应的影响越大。(4)对氯仿萃取分离DMF水溶液进行工艺研究。考察了进料流量、进料DMF浓度、相比等条件对萃取过程的影响。结果表明:相比相同时,萃取率随着进料流量的上升先增大后减小,较适宜的进料流量为7mL/min;同一连续相流量下,萃取率随相比减小而不断增大;适宜进料浓度为10%(质量分数)。