液-液萃取是化工过程中一种非常重要的分离操作,其主要应用于处理能力比较强的柱形萃取设备。在乏燃料后处理领域中,脉冲萃取柱的应用比较广泛。本文在液滴群平衡概念的基础上对脉冲萃取柱进行模拟,考虑萃取过程中液滴的破碎与聚合行为。内容主要包括两部分:(1)探讨了群体平衡微分方程的三种数值解法;(2)用分级模型模拟脉冲萃取柱在稳态情况下的水力学行为。本文介绍了群体平衡连续方程的三种数值解法:固定点(Fixed Pivot)技术,Attarakih 2004法和单元平均(Cell Averaged)法。在求解破碎方程时,针对固定点技术在第一区间数密度突变的问题作了适当的修正,得到的结果与整体分布曲线及另两种方法的计算值很好的吻合。在求解聚合方程时,探讨了固定点技术并分析了其在液滴数密度变化比较明显的地方存在的过度预测问题。三种方法得到的常微分方程组均采用定步长的四阶龙格-库塔法求解,由C语言编写相应的计算程序。破碎方程计算结果表明,通过缩小子区间宽度的方法可以明显提高固定点技术和Attarakih2004法的计算精度。同时,在区间宽度相同的情况下上述两种方法的计算结果几乎完全吻合。单元平均法即使在区间宽度比较大的情况下计算结果仍能与解析解吻合较好,该法比上述两种方法有更高的精度和计算效率。通过对脉冲筛板柱在轴向进行分级的方法来建立液滴群数量或体积平衡方程。通过自行开发的软件——脉冲萃取柱模拟系统(PSEMODUL),可以求解不同直径液滴的速度、每一块级板上液滴的概率密度分布、Sauter直径和存留分数。本文所模拟的柱径为80mm,筛板孔径为4mm。实验体系为欧洲化学联合会(EFCE)所推荐的醋酸丁酯-水体系。在不考虑传质的情况下对稳态过程进行模拟,得到不同高度处液滴概率密度分布,分析结果表明其符合高斯正态分布。对液滴的终端速度进行修正,计算结果与实验值基本完全吻合。存留分数模拟值与实验数据比较偏差约为10%,Sauter平均直径的偏差为5%。