旋转管微滤膜中不同流型下膜分离特性研究

对于内筒旋转的同心圆筒微滤膜分离器,环隙间流体的流动在周向流、轴向流和渗透流的综合影响下会发生流型的转化和过渡;提出用三相异步电动机的输入电磁转速与电动机的实际转速之差的变化情况来表征流型的转化和过渡;用渗透通量的倒数在恒压操作过程中,将过程阻力分解成洁净膜阻力、不可逆膜污染阻力和可逆膜污染浓差极化阻力三部分,洁净膜阻力和不可逆膜污染阻力在很短的试验操作条件下可以视为常数,从而阻力随转速的变化在加上不同的常数后,可以表征出不同流型下的膜分离特性。在试验基础上,将流型划分为库特层流、随机层流涡流、紊流波涡流和完全紊流等四种类型,并分别讨论了这四种流型所产生的膜分离特性。试验表明,完全紊流区的可逆膜污染浓差极化阻力最小。

湍流泰勒涡流特性的数值模拟

利用数值解截断误差所形成的小扰动在雷诺应力方程(RSM)的数值迭代过程中的发展,求解具有内筒旋转和固定端面的同轴圆筒环隙间的湍流泰勒涡流;然后在数值模拟出湍流泰勒涡流的基础上,定量分析湍流泰勒涡流的周向速度的波动性及其壁面附近的速度陡降特性、沿半径向外的强射流特性、轴向速度周期分布特性、压力周期波动特性、壁面切应力极化特性和强湍动射流特性;对比前人对湍流泰勒涡流进行实测的结果,数值模拟湍流泰勒的流动特性误差在30%以内。

水力旋流器短路流消除方法

通过对水力旋流器内流场和短路流的分析 ,提出了用螺旋溢流管解决水力旋离器中短路流并改善水力旋流器内流场的方案。实验证明 ,用螺旋溢流管可使水力旋流器分离效率提高 5 %～7% ,能耗降低 13 6 6 % ,效果良好。

液相射流吸收耦合气相旋流分离烟气脱硫

在传统的除雾型旋风分离器基础上进行改进,使其同时具备液相射流、气液吸收反应以及气液分离功能,并将这一新型旋风分离器用于烟气脱硫实验。实验中气相为含SO_2烟气,液相为Na OH或Na2CO3碱液吸收剂,通过调节吸收剂浓度、烟气含硫浓度、烟气喷射速度、吸收剂喷射速度、吸收剂固含率等参数得到其相应脱硫率的变化。实验研究表明：脱硫率随吸收剂浓度的增加先增加,达到一定浓度后脱硫率几乎不变;脱硫率随SO_2进口浓度的升高而下降;随进口气速的增大,脱硫率也一定程度增大;随液体喷射速度的增加脱硫率先增大,增大到一定程度后脱硫率趋于不变;Na OH作为吸收剂所得最佳脱硫率可达85%,Na2CO3作为吸收剂,最佳脱硫率可达77%;当其他参数一定时,加入一定量的Ca CO3固体微粒,可以提高脱硫效率1%~2%。该液相射流吸收耦合气相旋流分离装置不仅脱硫效率高,而且脱硫剂损失少,投资成本与运行维护费用均低于相同处理量的烟气脱硫塔,具有良好的应用前景。

错流膜分离强化技术的理论分析

本文通过对一般高剪切错流膜分离强化方式和简谐运动错流膜分离强化方式所产生的流场进行分析,从错流膜分离的抗污染机理入手,对比了这两种错流膜分离强化方式的流场特性,能量消耗方式,分析出作者所提出的简谐运动错流膜分离强化方式较一般高剪切错流膜分离强化方式优越。

废弃印刷电路板焊锡离心分离过程的试验研究

电子废弃物的快速增加,已带来了巨大的环境问题。废弃印刷电路板作为电子废弃物的核心组件,是电子废弃物中最难处理的部分。提出了一种废弃印刷电路板焊锡的热熔离心分离回收方法及其装置。从理论上分析了印刷电路板离心分离过程中焊点脱焊不完全的问题,提出了临界分离半径的概念,并通过试验研究了旋转时间、加热温度和转速对临界分离半径的影响。试验结果表明:旋转时间超过60s后,临界分离半径的大小与旋转时间无关;加热温度或者转速的增加都会导致临界分离半径的减小。最后拟合得出了不同操作条件下印刷电路板焊锡脱离的临界分离半径,解决了印刷电路板离心分离过程中焊点脱焊不完全的问题,对新工艺装备的推广应用具有指导意义。

简谐运动膜分离过程及其强化机理

提出了一种新型的膜分离强化方式,即通过膜自身做简谐运动来达到以高剪切方式强化膜分离过程的目的.在层流状态下简化纳维-斯托克斯方程并推导出该强化方式所产生的流场及压力场的解析式;通过对流场分析,论证了该强化方式的膜运动的角速度和膜表面受到的黏性剪应力之间具有不同步性,该方式可以产生优异的自净性能,使强化能的消耗具有空间上的针对性;论证了该强化方式产生的流场具有不稳定性,容易转化为湍流;通过对压力场的分析,论证了该强化方式可产生脉冲性.

解决膜污染技术的理论探讨

用解析的方法分析了膜作简谱振动时,膜间流体的速度场分布,用数学的形式说明了污染颗粒在膜表面受交变应力作用,从而使污染颗粒从膜表面脱离下来,产生自净效果。

重组人血小板生成素对凝血酶诱导血小板凋亡的调节作用

目的探讨重组人血小板生成素(rhTPO)对凝血酶(TMB)诱导的血小板凋亡的调节机制。方法常规制备洗涤血小板,分组如下:Normal组、TMB组、rhTPO(低、中、高)剂量组。检测各组血小板中线粒体的完整性、细胞凋亡率以及ROS的含量,检测Opa1、Bcl-xl、Mfn2、Fis-1、Drp-1、Cyt-c和Bak的表达。结果与Normal组相比,TMD组、rhTPO(低、中、高)组中血小板中完整线粒体的比例及Opa1、Bcl-xl、Mfn2的mRNA和蛋白的表达明显降低,细胞的凋亡率和ROS的含量及Fis-1、Drp-1、Cyt-c和Bak的m RNA和蛋白的表达明显升高,rhTPO(低、中、高)剂量组能明显逆转这些趋势,并且具有明显的剂量依赖性,差异均具有统计意义(P<0.05)。结论rhTPO能明显抑制TMD诱导的血小板的细胞凋亡,这可能与抑制ROS的富集,改善线粒体功能有关。

冲渣水用板式换热器渣水通道传热流动特性研究及应用

我国每年炼钢冲渣生成大量的高炉冲渣水,其中蕴含庞大的中低品位余热资源,可以因地制宜用于北方的冬季采暖,但关键装备冲渣水换热器的发展制约了余热采暖技术的推广应用。在凹坑相关研究理论的基础上,对凹坑侧流道内冲渣水的传热流动特性进行了数值模拟分析,在通过试验验证模拟精度后,对模拟得到的数据进行处理并拟合出努塞尔数和范宁摩擦因子的特征数关系式,为该板型流道在冲渣水余热回收应用中的优化提供了理论支持;同时针对冲渣水特性改进了板式换热器的结构,并基于某余热采暖项目开发出了600 m 3/h新型板式换热器,且已成功运营多个采暖季,运营结果表明,该设备对冲渣水具有良好的适应性,在设计许可的压降下具有优于普通板式换热器的换热效率。

旋转强度对旋转管式微滤膜分离器强化性能的影响

在分析旋转管式微滤膜分离器所具有的高切变特性、离心压差特性和传质机理特性基础上,将影响旋转管式微滤膜透过能力的因素归纳成能够反映微滤膜不可逆污染并随时间增加的结构透过因子、膜管静止时的可逆污染因子和膜管旋转产生的强化因子等3个要素.提出以膜管静止时的透过能力为比尺来度量膜管旋转强化时的透过能力,并将其定义为相对强化因子以表征膜管旋转产生强化作用的程度.在实验的基础上考察了不同浓度、不同压力和不同传质控制机理下旋转管式微滤膜的相对强化因子随旋转Taylor数的变化关系及其特性,进而分析产生其特性的原因,获得了旋转Taylor数对分离强化性能影响的辩证认识.

旋转管式微滤污染膜的低压旋转再生技术及其特性

提出了一项适合于旋转管式微滤污染膜的低压旋转再生新技术,并介绍了该技术在旋转管式微滤膜中的实施办法和实施过程;通过不同低压旋转再生条件下得到的再生膜在不同操作压力、静膜以及不同旋转状态下的衰减性能试验,证明了低压旋转再生技术的有效性;通过对再生过程的详细观察和流动特性分析,确认了低压旋转再生微滤污染膜技术的根源在于污染物受到旋转离心力、流体对膜表面的高速冲刷力以及低压旋转产生的空化对污染物的空蚀等多种机理的作用;最后归纳了旋转管式微滤膜低压旋转再生技术具有针对性、自限性、低振动性和多机理性等特性;低压旋转再生技术因其简单可行,在一定条件下可以成为反冲洗再生微滤污染膜的替代技术。

干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化过程的实验研究

介绍了干湿壁温差推动膜蒸馏过程的基本原理,采用商业化的聚四氟乙烯疏水微孔平板膜搭建了配制海水的淡化实验装置,利用该装置分别探索了:一定相对湿度条件下,渗透通量与干球温度的变化规律;一定干球温度条件下,渗透通量与相对湿度的变化规律;一定湿球温度条件下,渗透通量与相对湿度的变化规律.试验表明:该装置能够有效地从环境中提取能源以推动膜蒸馏海水淡化过程的进行.

小型太阳能膜蒸馏海水淡化系统运行特性

针对传统海水淡化方法由于高能耗在电力缺乏地区无法应用的问题,提出了太阳技术与膜蒸馏技术的相结合,并组装了1套小规模太阳能膜蒸馏海水淡化装置。研究了流量、进口温度、太阳光照度等因素对集热管出口温度的影响,和太阳照度、流量对膜蒸馏淡水通量的影响。结果表明,可以通过采用多集热管、低流速的方法,使得在总流量不变的情况下提高集热管出口温度。在照度为64 klx条件下,质量流量为2.054 g/s时膜蒸馏淡水通量最大,为168.9 g/(m2·h)。装置效果良好,实现了利用太阳能进行海水淡化的过程,可为缺水缺电的海岛及海洋平台的淡水供应提供一个选择。

FeCl3废蚀刻液封闭循环再生及铜资源的工业回收

FeCl3蚀刻液由于具有强氧化性和腐蚀能力,因而被广泛应用于惰性加工过程中,然而加工过程中产生大量的废蚀刻液,不仅污染环境而且浪费材料。为了解决与含Cu的FeCl3废蚀刻液再生循环有关的问题,本研究改进了某企业的结晶再生过程,并以CuCl2·2H2O的形式回收铜。在原始方法的基础上,加入水力旋流器以预分离浆料,通过研究不同浓度下入口流量和入口压力下水力旋流器分离效率的变化,确定最佳入口压力约为0.25 MPa。实验结果表明,离心机的工作量减少了约80%,CuCl2晶体的平均比表面积减少了50%,洗涤过程后CuCl2晶体副产物的产量增加了约20%。

硅晶切割砂绿色再生工艺装备的运行特性研究

针对硅晶切割过程中产生的切割废砂浆的资源化回收问题,建立了每小时处理1 t废砂饼的绿色再生工艺装备。通过工业试运行,实现了水资源的循环利用,回收的硅晶切割砂纯度达到97%,6~11μm粒径切割砂的集中度大于78%,6μm以上的切割砂全部实现了回收。该工艺过程不消耗酸碱,节约了化学资源的消耗,从源头上消除了废酸、废碱的污染,是回收硅晶切割砂的一种理想工艺装备。

旋流器流场的数值模拟及对流场特性的分析

旋流器内的流场对分离性能有很大的影响,由于受到各种因素的制约,各使用条件下的旋流器内部流场不可能完全由试验的方式来确定,因此采用数值模拟不失为一种有效的方法,在此液相采雷诺应力模型(RSM)和SIMPLEC算法,对水力旋流器内部流场进行了数值模拟计算,根据计算结果对旋流器内三维速度分布提出了一些新的认识,并分析了旋流器内出现速度缓变区原因,这将导致颗粒富集而出现高浓度区进而影响分离效率;此外,模拟结果显示除了进出口区域外,在分离主体部分的流场也存在着不对称性和不稳定性,这种不对称性和不稳定性受进口速度、进口结构布置以及旋流器锥角的影响;模拟结果还显示在空气柱中心处从底流口至溢流口方向上存在着压力梯度,这将是空气在空气柱内流动的推动力之一,以上的这些特性对进一步充分认识旋流器的分离机理提供了一些依据。

钻井污水处理工艺的实验研究

钻井污水是石油、天然气开采过程中产生的成分复杂、CODCr高、色度大的废水,其达标排放是环境保护中较难解决的问题。实验研究发现,采用PAC絮凝剂絮凝和Fenton试剂化学氧化两步方法可使钻井污水达到排放标准。介绍了实验过程,通过正交实验方法给出了最佳操作条件,分析了絮凝和化学氧化的各个因素对结果的影响。实验结果表明,采用“絮凝和化学氧化”两步方法可使钻井污水的色度和CODCr同时达标,CODCr去除率达95%。