液-液非均相反应器研究进展

化学工业生产过程中涉及众多液-液非均相反应体系,因其反应过程发生于两相界面,反应效果通常取决于相间传质效率及混合程度。由于大多数液-液非均相反应过程复杂,所用反应器的传质和混合性能对反应过程有很大影响。近年来,可通过强化液-液非均相反应进而提升产品质量,液-液非均相反应器的研发备受关注。综述了用于液-液非均相反应体系的传统反应器及过程强化反应器的研究进展,通过对比传统反应器及过程强化反应器的特性,总结了各类反应器的适用范围和优化策略,提出了采用过程强化技术助力液-液非均相反应安全性提升的可行途径。

外场强化作用下分子筛合成的研究进展

综述了各种外场作用(包括微重力技术、超重力技术、旋转液膜技术、超声波技术、微波技术、紫外和电场)对分子筛合成过程、结构特性和催化/吸附应用性能影响,以及作用机制等方面的研究进展。结果表明:外场作用下有利于合成小粒径、大比表面积、高孔隙率和多活性位点的分子筛吸附/催化材料,结合自身应用前景,超重力技术、微波技术和旋转液膜技术为高效绿色合成高性能分子筛提供了新的技术支持。

超重力反应强化技术及工业应用

面向国家节能减排和产业转型升级的重大需求,围绕超重力反应强化新方向,以"新理论-新装备-新技术-工业应用"为主线,经过近30年的系统创新研究,开创了超重力反应工程新学科方向,发明了超重力强化反应结晶、多相反应及反应分离等系列新工艺,取得了国际原创性的成果。在新材料、化工、海洋工程、环保等流程工业领域成功实现了大规模工业应用,产生了显著的节能、减排、高品质化和增产成效。

微纳介尺度气液反应过程强化

阐述了微纳介尺度气液反应过程强化的研究背景,分析了该领域面临的微纳介区域中介质分散机制的关键科学问题及研究思路。以超重力反应器、膜反应器为例,介绍了我国在气液反应过程强化方面的基础研究以及潜在的工业应用,并提出了未来的发展方向。

超重力反应强化技术在酸性气体尾气处理中的工业应用

超重力技术作为化工过程强化的典型技术,在化学过程工业中发挥了重要作用。本文介绍了超重力技术的基本原理,以及超重力技术的发展概况,并以电厂烟气CO2捕集与利用、硫酸厂尾气SO2脱除、炼厂气选择性吸收H2S为例,阐述了超重力反应强化技术在酸性气体尾气处理中的应用,证明了超重力技术是一项有重要工业应用的反应强化技术。

碘化物-碘酸盐体系离集指数计算式的修正

During the preparation of the iodide-iodate solution I - was oxidized,which caused large deviation of calculated segregation index from experimental value.In this paper, the concentrations of I-<sub>3,I- and I2 in as-prepared solution were determined through concentration analysis of I- <sub>3 by spectrophotometer, and then the oxidized amount of I- was calculated. A modified expression of segregation index for iodide-iodate reaction system wa s deduced and verified by experiments, indicating that the deviation between exp erimental results and the modified expression was within ±15%.

定-转子反应器制备纳米碳酸钙

结合定-转子反应器的结构及特点,提出了定-转子反应器制备纳米碳酸钙的新工艺.采用Ca(OH)2-H2O-CO2多相反应体系,考察了气液逆流及并流操作对碳化反应时间的影响.XRD分析结果表明产品为方解石型碳酸钙;通过TEM观测可知,产品为平均粒径50～60nm的立方形纳米碳酸钙.

同向双螺杆挤出过程中聚合物颗粒熔融问题的探讨Ⅱ:聚合物颗粒熔融的影响因素

双螺杆挤出过程中影响聚合物颗粒熔融的因素众多 ,本文针对螺杆构型和几何尺寸、运转条件及物料确定的双螺杆挤出过程 ,将影响聚合物颗粒熔融的因素归纳为六个方面 ,利用相变分数法对这些影响因素分别进行了探讨。

同向双螺杆挤出过程中聚合物颗粒熔融问题探讨 Ⅰ.相变分数法与实验验证

在双螺杆挤出过程中 ,聚合物颗粒挤出熔融过程中较为常见的一种固、液两相共存的形式可以用“海 -岛”模型来描述。提出了“海 -岛”模型的一种简化模型———中间模型 ,通过引入“相变分数”对粘性耗散热进行分配 ,得出了固相分数及熔体平均温度沿螺槽方向的变化规律。通过实验对相关结果进行了验证 。

有限厚度的无限大板熔融问题

采用近似分析方法对熔融物完全排除的有限厚度的无限大板熔融问题进行了较为细致的探讨。针对具有恒热流边界的情况 ,得出了熔融位置随时间变化的无量纲关系式 ,并讨论了不同边界条件、初始条件及不同斯蒂芬数 (Ste)对熔融曲线的影响。

硅烷偶联剂对溶胶凝胶法纳米二氧化硅复合材料制备及应用的影响

研究了在溶胶-凝胶法原位制备纳米二氧化硅复合材料过程中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅间的作用机理,硅烷偶联剂量的变化对机理的影响以及对在环氧树脂清漆中应用性能的影响。结果表明:溶胶凝胶法纳米二氧化硅复合材料的形成机理是纳米二氧化硅表面的物理吸附水和硅羟基被硅烷偶联剂的有机部分所代替,生成分散均匀的纳米复合材料。当硅烷偶联剂的用量适当时该复合材料在环氧树脂清漆中具有良好的应用性能,表现出纳米材料特有的既增强又增韧特性,有很好的应用前景。

超重力反应强化技术最新进展

由于可数量级强化传质和分子混合过程,超重力技术成为最受关注的化工过程强化技术之一。综述了北京化工大学教育部超重力工程研究中心近几年在超重力反应器基础研究及超重力反应强化技术在硫化氢脱除、氧化、卤化等方面的研究进展及工业应用情况,并对超重力反应强化技术的发展趋势进行了展望。

聚合物接枝改性超细二氧化硅表面状况及形成机理

在超细二氧化硅表面复合接枝聚合改性工艺的基础上 ,对改性前后超细二氧化硅的表面状况进行了研究 ,证明通过该工艺能够实现对超细二氧化硅表面接枝聚合改性 ,能够有效分散超细二氧化硅聚集体 ,其原因是苯乙烯与预先接枝在超细二氧化硅表面上硅烷偶联剂的双键发生了自由基聚合反应。

ABS/改性纳米CaCO_3复合材料的微观结构和力学性能

制备了改性纳米CaCO3/ABS复合材料,采用SEM和TEM对复合材料的微观结构进行了分析,同时,对复合材料的力学性能进行了考察。结果表明,改性纳米CaCO3可以在ABS塑料中与树脂充分结合,同时改性纳米CaCO3在复合材料中呈纳米分散。复合材料的断面产生了大量的网状结构。分散在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中的改性纳米CaCO3可提高复合材料的裂缝引发能和裂缝增长能。其单缺口冲击强度达到36.77kJ/m2,与未添加纳米CaCO3的相比提高了44%;邵氏硬度达到34.87N,提高了23.5%。

Ba_(1-x)Sr_xTiO_3纳米粉体的直接沉淀法合成、结构与介电特性

以TiCl4、BaCl2、SrCl2作为钛、钡、锶源,NaOH作沉淀剂,采用直接沉淀法获得了Ba1-xSrxTiO3系列纳米粉体。经TEM和BET比表面积分析发现,Ba1-xSrxTiO3粉体的形貌为球形。实验发现:BaTiO3掺Sr后,粒径随掺Sr量增加而减小,但都小于100nm。XRD分析证明,Ba1-xSrxTiO3(0≤x≤1)粉体晶相皆为立方相,该固溶体为完全互溶固溶体,结果符合Ve gard定律。介电分析表明,BaTiO3掺Sr后,当掺锶量在0%～50%之间,居里点温度随掺Sr量增加线性前移,居里点介电常数都有提高,而室温介电常数随掺锶量先增加后减少,当掺锶量为15%时,钛酸锶钡的室温介电常数达到最高,为6700左右,同时介电损耗都较纯钛酸钡有降低。

超重力场内气液传质强化研究进展

气液传质过程广泛存在于化学工业当中。气液传质强化技术的研究,对缩短工艺流程、缩小设备尺寸、降低投资和运行成本等具有重要的意义。以旋转床为核心装备的超重力技术,是气液传质过程强化的有效技术之一。经过30多年的发展,超重力过程强化技术在基础和应用研究方面都取得了长足的进展,特别是在受混合和传递限制的过程中得到广泛应用。本文从旋转床转子结构出发,综述了整体旋转式、双动盘式、动静结合式等转子结构的超重力旋转床气液传质强化的研究进展和理论成果,并展望了超重力旋转床气液强化传质的发展方向。

超重力法制备纳米二氧化钛影响因素的研究

以四氯化钛和氨气为原料,在新型的超重力反应器(旋转填充床)中采用中和水解法合成出20～30nm的TiO2纳米粉体。研究结果表明旋转填充床中的超重力环境有利于形成颗粒大小均匀一致、分散效果良好的球状纳米TiO2,并且通过实验确定超重力法制备纳米TiO2的适宜工艺条件为:四氯化钛浓度0.5mol/L,旋转床转速1200～1600r/min,反应终点pH值7～9,反应温度30℃。这一工艺具有简单、高效、易于放大的优点。

超重力烟气脱硫的实验研究

超重力旋转床(RPB)是一种高效强化传质的设备。以亚硫酸钠溶液为吸收剂,采用并流操作方式在RPB中进行了模拟烟气脱硫的实验研究,考察了吸收液中钠离子浓度、旋转床转子的转速、气液比(l=G/L)等工艺参数对二氧化硫脱除率的影响。实验结果表明:当钠离子浓度小于0.20 mol·L-1时,SO2的脱除率随钠离子浓度的升高迅速上升,而在钠离子浓度大于0.20 mol·L-1后,二氧化硫脱除率的升高速率变缓;二氧化硫脱除率随超重力设备转子转速的增加而增大,随气液比的增大而减小。在吸收液中钠离子浓度为0.25 mol·L-1,模拟烟气中SO2浓度为3420～3580 mg·m-3,超重力设备转子转速为900 r·min-1,气液比为1140的情况下二氧化硫的脱除率仍可达到90%以上,表明超重力技术在脱硫方面具有良好的工业应用前景。

超重力旋转填充床用于高黏聚合物脱挥的研究进展

针对高黏聚合物体系脱挥过程的特点,指出聚合物脱挥技术推广的关键是开发高速表面更新的新型高效传质设备。工业上常规的脱挥设备存在不同的使用限制,本文提出了设计新型旋转填充床用于高黏聚合物脱挥的可能性,并类比螺杆挤出机结构介绍其脱挥机理。结果表明,相比常规的脱挥设备,旋转填充床脱挥效率高,能耗低。采用该技术对丙烯腈系聚合物进行两次循环脱挥处理,丙烯腈脱除率达到99%以上。在脱挥过程中,解吸的挥发分气体在第一时间离开填料层,并迅速由真空泵抽走,防止了挥发分的二次溶解。

乙醇胺为主体的CO_2吸收剂的复配研究

以改善乙醇胺(MEA)水溶液吸收负荷、吸收速率、再生程度和防腐蚀等性能为目标,对以MEA为主体的复配吸收剂的性能进行了研究。结果表明,在MEA水溶液中加入哌嗪(PZ)或者2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)能提高MEA水溶液吸收CO2的负荷、平均吸收速率和再生性能。在溶液中加入少量氧化膜型缓蚀剂能有效抑制吸收剂溶液对碳钢的腐蚀,吸收剂溶液对碳钢的腐蚀速率从无缓蚀剂条件下的1.96 g/(m2.h)可降低到0.2 g/(m2.h)左右,极大地改善了吸收剂溶液的防腐蚀性能,对碳钢材料起到了较好的保护作用,缓蚀效果为偏钒酸钠>铬酸钾>重铬酸钾>亚硝酸钠>硝酸钠>磷酸钠>亚硫酸钠。