多相反应体系的微界面强化简述

加氢、氧化等气液慢反应过程广泛存在于现代过程工业之中,这些反应过程一般受传质速率控制。因此,对这类多相反应体系的传质强化一直是研究热点之一。但总体而言,除外场和微通道(微流控)强化等一类强化反应器外,以往的研究大多集中于界面尺度为毫-厘米级的传统反应器的搅拌与混合方式、气泡分布状态、流体流型、构效关系等方面,而鲜有将研究视角投放到传统以米为直径计量单位的反应器平台上如何构建尺度为微米级的界面体系及其特殊效应方面。探讨了多相反应体系的微界面反应强化理念,并简述了微界面的涵义、微界面反应强化与构效调控方法、微界面反应器的结构与形成原理、微界面体系的微颗粒测试与相界面表征技术、微界面反应强化面临的问题与挑战等,以与本领域同行共同研讨。

粒度对多相反应动力学参数的影响

以纳米氧化锌与硫酸氢钠溶液为反应体系,研究反应物粒度对动力学参数的影响规律.讨论了表观活化能降低的原因.结果表明:当反应物粒径、反应温度和搅拌速率一定时,纳米氧化锌与硫酸氢钠溶液的反应速率仅与反应物的浓度有关;反应物粒度对多相反应的反应级数、速率常数、表观活化能和指前因子均有较大的影响;随着反应物粒径的减小,表观活化能和指前因子减小,而反应级数和速率常数增大,并且速率常数和表观活化能与反应物粒径的倒数呈线性关系;反应物粒度是通过摩尔表面积、摩尔表面能和摩尔表面熵三个方面影响多相反应的动力学参数的.

燃煤固体产物中含钙矿物的迁移与多相反应

燃煤灰渣中含钙矿物的组成和多相反应与灰渣活性密切相关。该文对SBF试验台上煤粉与添加剂混烧后的灰样进行XRD分析,并采用F*A*C*T软件包对煤和添加剂组成的多组分系统进行热力学计算,探讨了不同条件下灰渣中含钙矿物的组成特性。结果表明,燃煤灰渣中含钙矿物主要参与固相反应和固硫反应,固相反应生成的含钙矿物主要包括CaO-SiO2、CaO-Al2O3、CaO-Fe2O3以及CaO-SiO2-Al2O3类矿物。随着CaO含量的增加,灰渣中生成的最主要矿物从莫来石→钙长石→钙黄长石→硅酸二钙过渡。在CaSO4稳定存在的温度范围内,固硫反应比固相反应更易进行;随着温度的升高,CaSO4发生分解或者进一步反应生成硫铝酸钙或硫硅酸钙从而使得钙向硅酸盐矿物迁移。

纳米氧化铜的粒度对多相反应动力学参数的影响

本文提出了纳米体系多相反应动力学活化能的模型,并以纳米氧化铜与硫酸氢钠溶液的反应为体系,研究了反应物粒度对动力学参数的影响规律,讨论了表观活化能降低的原因。结果表明:反应物粒度对多相反应的反应级数、速率常数、表观活化能和指前因子均有较大的影响;随着反应物粒径的减小,表观活化能和指前因子减小,而反应级数和速率常数增大,并且速率常数和表观活化能与反应物粒径的倒数呈线性关系;这些影响规律与理论模型是一致的。另外,还发现反应物粒度是通过摩尔表面积、摩尔表面能和摩尔表面熵影响多相反应的动力学参数的。

高碱煤含钠矿物沉积层的高温熔融及多相反应过程分析

采用纯矿物试剂模拟燃用高碱煤时炉内受热面典型的灰沉积层化学组成,利用热机械分析(TMA)、TG-DSC分析、高温煅烧实验结合XRD、SEM-EDS表征方法研究了不同Na_2SO_4含量灰沉积层的高温熔融过程及矿物间的多相反应机理。结果表明,掺混Na_2SO_4后沉积层熔化特征温度显著降低,Na_2SO_4的主要反应途径与掺混比例有关,当掺混比低于20%时,Na_2SO_4与SiO_2、CaO、Al_2O_3反应主要转变为CaSO_4和钠的硅铝酸盐;掺混比大于40%时则主要与CaSO_4生成低熔点的钠钙复合硫酸盐。富Na_2SO_4沉积层颗粒在800℃时开始黏结;900-950℃时,霞石、钠长石等钠的硅铝酸盐发生低温共熔,同时Na_2SO_4和CaSO_4生成的复合硫酸盐开始熔融,逐渐形成液相;1200-1250℃时,镁黄长石与含钙矿物发生强烈共熔,温度超过1300℃后矿物完全熔融成为自由液相。

多相反应中附加组分效应——相转移催化剂

探讨了多相反应中相转移催化剂的催化机理和影响相转移催化反应的各种因素,综述了相转移催化剂在有机化学反应中的作用和最新进展。

气固多相反应流中的煤粉颗粒相能量方程

为了合理地预测燃烧装置内煤粉颗粒的燃烧行为,从多相反应流中一般形式的颗粒相能量方程出发,导出了煤粉颗粒相的能量方程,给出了方程中反映相变引起的气固相间相互作用的源相的具体表达式,与此同时还给出了气相能量方程中代表相间相互作用的颗粒源项的一种计算式．

多相反应与沉淀CaCO_3的晶型

讨论了在多相反应系统中反应温度、CO2 浓度和搅拌速度等对沉淀 Ca CO3晶型和粒径的影响。测定了反应过程中碳化率和电导率的相关变化。实验表明 ,在 30°C以下可获得立方体 Ca CO3沉淀 ,在 30°C以上可获得纺锤型 Ca

多相反应系统Helmholtz函数随反应进度变化的图形讨论

以碳酸钙分解反应为例,推导出Helmholtz函数A与反应进度ξ的关系。利用Origin软件绘制了A-ξ曲线,通过A-ξ曲线可以直观地观察化学平衡的位置。探讨了温度和容器容积等条件对平衡位置的影响。

SO_2与铁氧化物多相反应对粒子光学特性的影响

使用DRIFTS实验装置模拟SO2在α-Fe2O3等矿质铁氧化物表面的多相化学反应过程及其对粒子光学特性的影响.结果表明,在一定氧气浓度(5%～40%)条件下,SO2与α-Fe2O3的反应随氧气浓度的升高导致8.7μm波段粒子后向散射系数和吸收系数均呈现出先增加后减小的趋势;反应120min后,氧气浓度5%,10%,21%和40%多相反应过程中的粒子吸收系数分别达到0.288,2142,4669,67km-1,后向散射系数分别为0,59685,76043,19184km-1.在一定O2和SO2条件下,多种铁氧化物的多相化学反应对8.7μm波长粒子吸收和后向散射系数表现出不同的影响,其相对大小顺序为α-Fe2O3>γ-Fe2O3>α-FeOOH>Fe3O4>β-FeOOH.此研究结果将有益于深入了解大气中SO2与矿尘多相反应对气溶胶辐射强迫的作用.

液体药火炮中多相反应流动的数值计算方法

针对再生式液体发射药火炮内弹道过程中多相反应流动的基本方程，报道了ＡＬＥ法（任意拉格朗日－拉法）在其数值计算中的具体发展和应用，并对３７ｍｍ再生式液体发射药火炮中的气液喷雾反应流动进行了计算。

分形理论在多相反应中的应用及展望——多尺度、不规则系统的表征

综述了分形理论在多相反应过程研究中的最新发展 ,包括目前感兴趣的应用领域、适用的尺度范围和存在的一些问题等。分析结果表明 ,随着一些新实验技术和方法的应用 ,分形理论将在多相反应过程研究中发挥更大的作用 。

用于气固液多相反应的回路反应器

就布斯回路反应器的构成、工作原理、特点和应用作了分析和介绍。

TG法对硼酸盐系氯化钾热化学分解循环中多相反应动力学研究

本文用热重法（简称ＴＧ法）对氯化钾的热化学分解循环中的一个多相反应的动力学进行了初步研究，得出了该反应在５６０～６８０℃之间符合相界面反应动力学方程和一级衰变定律，对等温热失重数据进行了阿累尼乌斯曲线拟合，得出在５６０～６８０℃之间反应的表观活化能为１１７．８ ＫＪ／ｍ ｏｌ，表观活化因子为１．３７×１０５Ｓ－ １，非等温法所得的结果基本以之相符。

沸石封装金属纳米颗粒提高多相反应催化性能研究进展

金属和沸石分子筛是两种广泛应用于氧化还原和酸催化反应的重要催化剂,然而,金属纳米颗粒的团聚和烧结效应通常会导致反应过程中催化性能的损失。而具有均一孔道、结构多样性以及比表面积大等优点的沸石分子筛由于缺乏金属活性位极大地限制了其在催化反应中的活性和应用范围,因此,在沸石内部封装具有催化活性的金属纳米颗粒具有重要意义。综述重点介绍了近年来沸石封装金属纳米颗粒(金属@沸石)催化剂的研究进展,通过使用带有有机基团的稳定剂或晶种法等封装金属或金属氧化物的方法,有效地结合了金属颗粒的高活性以及分子筛载体的高选择性,提高反应活性的同时体现了金属-酸位点的协同催化性、选择性、抗浸出性和抗烧结性等优异性能,这些优势使得此类催化剂具有良好的工业应用前景。

静态混合器及其在多相反应体系中的应用研究进展

介绍了静态混合器的分类与特点,并综述了其在多相反应中的应用,着重介绍了静态混合器在气液反应、气液固反应、液液反应、液固反应体系中的应用研究进展,旨在归纳总结静态混合器在多相反应体系中的研究现状,同时指出了该过程中存在的问题及其发展趋势,以期为静态混合器的进一步应用提供借鉴与参考。

概论多相反应系统的开发与设计

论述了气－液、气－液－固三相淤浆床及涡流床、气－固相固定床、气－固相流化床等多相反应系统的工业应用。并介绍了国内反应工程工业实践成果的参考索引。

颗粒多相反应

颗粒多相反应是物质转化、能源利用和环境保护过程中的核心问题。本文详细地介绍了颗粒多相反应的研究内容,国内外研究状况及发展趋势,并对如何发挥我院已有的优势,进一步搞好该领域的研究提出了具体建议。

移动网格下求解多相反应流的间断有限元方法

针对传统的数值方法很难有效解决实际应用中的激波以及界面问题,给出了一种基于网格移动技术求解质量、动量、能量守恒的一维多相反应流方程的间断有限元方法。使用高阶精度的间断Galerkin方法进行空间离散以及龙格—库塔方法进行时间离散求解控制方程组。通过数值算例比较了两种数值通量的高阶精度的误差,以及不同权重的Roe平均处理单元节点速度的效果,发现使用一阶格式时HLLC的精度更好,另外权重对误差影响不大。

国家纳米科学中心协作实验室多相反应重点实验室成立

11月7日上午，国家纳米科学中心协作实验室多相反应重点实验室揭牌仪式在中国科学院过程工程所举行。国家纳米科学中心定位于纳米科学的基础研究和应用研究，重点在具有前瞻性的和重要应用前景的纳米科学与技术基础研究。基于过程工程所在纳米材料研究方面的深厚基础和技术优势，纳米中心自成立以来，就积极同过程工程所进行合作。此次两家单位合作，正式建立协作实验室，标志着在纳米研究领域的合作步入了更高的台阶。