不同黏度下气液体系流体力学行为的PBM模拟

基于Euler-Euler双流体模型,分别采用均一气泡尺寸和PBM方法对鼓泡床内气液两相流体系中的流体力学行为进行了数值模拟,经与实验结果比较表明,采用PBM方法获得的模拟结果更为准确,表明了PBM方法的优越性。采用PBM模型模拟了不同黏度气液体系中的流体力学行为,获得了包括平均及局部气含率分布、气泡尺寸分布、循环液速和大小气泡的空间分布等流体力学信息,并将模拟结果与相应操作条件下的实验结果进行了比较,吻合较好,说明PBM方法不仅可以用于鼓泡床反应器内气液两相流体系的模拟研究,还能对不同液相黏度下气液体系中的流体力学行为作出正确的预测和描述,为多相流反应器的设计和放大提供了有益的参考。

真空制盐结晶过程影响因素分析

本文针对真空制盐生产过程,就制盐界关心的增加产品粒度的问题,从结晶机理角度分析了各因素对产品粒度的影响,指出研究生产大颗粒产品盐的方向。

正丁醇和表观气速对外环流反应器内气泡特征的影响

用双探针电导探头测量了外环流反应器内空气–水和空气–正丁醇水溶液体系中气含率、气泡平均(Sauter)直径、气泡上升速度、气泡尺寸分布以及气液相界面积.考察正丁醇浓度和气速对流型和气泡特征的影响规律,用流体动力学理论和聚并机理对其进行分析.得到实验条件下正丁醇水溶液浓度影响气含率的临界浓度Ccrit.

固体颗粒对搅拌罐中气液传质的影响

在带有Rushton搅拌桨的搅拌罐中,研究了恒定温度和恒定气体流量条件下不同粒径的固体颗粒和搅拌速率对气液传质速率的影响.结果表明:固体体积分数小于0.08%,时,石英砂(41.1,μm和640,μm)对气液体积传质系数kLa没有影响;而对于碳酸钙颗粒(5.07,μm),当其体积分数大于0.4%,时,k_La随着固体含量的增加而增大.通过对实验数据的拟合,得到一个含有功率输入、浆液有效黏度、颗粒粒径和固含量的半经验公式,该公式能够很好地表达颗粒对气液传质的影响.

煤化工高浓盐废水蒸发处理工艺进展

在愈来愈严格的发展"绿色工业"要求的环境下,煤化工工业废水"零排放"逐渐成为发展趋势,而高盐废水处理成为实现这一目标的关键突破点。与生化处理、交换树脂分离技术以及超滤、反渗透等膜技术相比,利用蒸发技术处理煤化工高浓盐废水技术成熟,应用广泛,而且更适用于从盐度较高的有机废水中制取大量回用水。分析并比较了自然蒸发、多效蒸发、机械压缩蒸发、多效闪蒸及膜蒸馏法用于高浓盐废水浓缩的优劣和应用现状,针对煤化工高浓盐废水处理所出现的问题提出相关改进建议和思路。

双探针电导探头测量气泡参数的信号质量

制作了一种用于测量多相流气泡参数的双探针电导探头,研究了探针参数、测试电路和采样方法对气泡信号质量的影响,并提出了改进方法.实验结果表明,探针导通距离越小,信号响应越快,当导通距离小于0.025mm时,对信号响应影响不明显.将探针电极与测试电路输入端的负极相连,以保护探针电极,避免其因电氧化腐蚀而减短使用寿命.选取小阻值探针,并根据其在液相中的阻值大小对外接限流电阻进行优化,可实现采样电路的电阻匹配,从而获得理想的信号响应幅值.通过对所分析的各影响因素进行控制后,得到了电压幅值变化达3V、噪音小且响应快的电导探针气泡信号.

城市污水处理厂污泥处置的现状及研究进展

随着中国经济和城镇化的迅速发展,城市污水处理量大幅增加,污水处理厂产生的污泥也随之增长.由于污水厂污泥产量增长迅速、成分复杂等特点,若处理不当,不仅会对环境造成二次污染,同时也是对污泥中所含营养资源的一种浪费.不同的国家根据本国的国情对污泥处置的方法各有不同的特点和侧重.本文对各国污水处理厂污泥处理的现状进行了比较和分析.同时对世界各国污泥处理的研究及最新进展工作进行了梳理和介绍,特别着重介绍了厌氧消化技术与其他技术结合处置城市污泥研究进展和技术创新.同时结合国内实际,指出了污泥处理的发展趋向.

十水硫酸钠冷却结晶动力学的研究

在混合悬浮混合排料(MSMPR)结晶器中利用连续稳态法研究了十水硫酸钠冷却结晶动力学。以粒数衡算方程为基础,利用非线性最优化方法直接拟和由实验所得的数据,确定了十水硫酸钠冷却结晶的成核和生长速率方程。结果表明,十水硫酸钠晶体生长速率与粒度相关,而且实验数据符合MJ-2模型,即G(L)=3.96×10-4exp(-2.20×104/RT)ΔC0.13[1-exp(-1.53×104L)]。

气升式外环流反应器流体力学参数的轴径向分布

The axial and radial profiles of the gas holdup and bubble parameters in an external-loop airlift reactor of inner diameter 0.09 m and height 1.8 m were measured with the differential pressure method and dual-tip electrical conductivity probe at different superficial gas velocities.Air and water were used as the gas and liquid phases,respectively.The experimental data of the average and local gas holdups,bubble size and its distribution,bubble rising velocity,bubble frequency and gas-liquid interfacial area were obtained,and were analyzed based on the gas-liquid flow field and bubble-bubble interaction.The local gas holdup was correlated in terms of superficial gas velocity,axial height and radial position based on the experimental data.

低温多效海水淡化系统的Aspen Plus模拟

应用Aspen Plus软件,模拟低温多效蒸发海水淡化系统的操作单元,建立完整的系统模型,并对模型进行分析.用法国SIDEM公司的四效低温多效海水淡化系统,对建立模拟系统的可信性进行验证.

反应结晶制备碳酸锂的粒度及形貌控制

碳酸锂的粒度及形貌决定其性能和应用。通过考察反应结晶温度、进料速率、晶种用量和搅拌速率对碳酸锂产品平均粒径的影响以及添加剂的用量对产品形貌的影响,提供了一种经过优化的制备碳酸锂的反应结晶工艺。通过正交实验确定了反应结晶制备碳酸锂的最佳实验条件:200 m L质量浓度为90 g/L的氯化锂溶液一次性加入反应结晶器内,质量浓度为260 g/L的碳酸钠溶液的加料速率为0.5 m L/min,晶种用量为2%(占碳酸锂理论产量的分数),搅拌速率为400 r/min,反应温度为80℃,添加剂六偏磷酸钠用量为2%(占碳酸锂理论产量的分数)。在此条件下制得的碳酸锂为平均粒径为132μm、变异系数为51.53%的密实球形产品。研究表明,反应温度对晶体粒度的影响最大,添加剂对晶体的粒度和形貌起到调控作用。

五味子木脂素超声循环提取工艺条件的优化

采用超声循环提取的方法从五味子中提取五味子醇甲等木脂素类有效成分,考察溶剂、超声时间、超声功率、液固比和温度对提取工艺的影响.结果表明采用85%的乙醇作为提取溶剂,在单因素实验的基础上通过正交实验得出最佳工艺条件:超声功率500,W,超声时间10,min,温度30,℃,液固比20,五味子木脂素提取率达到80.84%.

响应面法优化钡盐转化法重铬酸钠的制备工艺

应用响应面法对通过钡盐转化法制备重铬酸钠的工艺进行了优化,在单因素试验基础上,选定反应温度、反应时间和液固比为影响因子,以铬酸钡的转化率为响应值,采用Design-Expert软件设计三因素三水平的响应面分析方法,由此得到最优工艺参数为:反应温度80℃、反应时间400 min、液固比9∶1(体积质量比mL/g)。在此条件下进行试验,得到铬酸钡的转化率实际值是95%,与预测值非常接近,响应面法可有效用于钡盐转化法制备重铬酸钠工艺的优化。

工业结晶过程的多相流与粒数衡算的CFD耦合求解

考虑不同尺寸的晶体为不同的分散相,通过有限体积法差分不同尺寸组的晶体求解粒数衡算方程,建立了质量衡算与粒数衡算之间的联系,在考虑晶体成核和生长的条件下,建立了稳态结晶过程的粒数衡算方程与多相流方程的耦合求解方法,得到了工业结晶过程的计算流体力学模拟模型。使用商业软件ANSYS CFD,采用该模型对DTB型工业结晶器中氯化钾-水体系的结晶过程进行了模拟,最终获得不同尺寸晶体的流场和固体含量的分布信息,从而实现结晶过程的仿真模拟。对部分模拟结果与实验值进行了比较,结果表明模拟结果与实验结果吻合较好。

粗级碳酸锂提纯工艺过程研究

碳酸锂产品在陶瓷、冶金、能源、医药等行业应用广泛,实际应用中对碳酸锂产品的纯度要求很高。由于生产技术和盐湖卤水自身条件的限制,直接提取的碳酸锂产品都很难达到要求。基于实际应用的需求,以从卤水制备而得的粗级碳酸锂产品为原料,通过氢化分解法对其提纯,研究了氢化反应中的二氧化碳气体流速、氢化时间、氢化温度及固液比4个氢化条件对粗级碳酸锂溶解的影响。结果表明,采用这项简单工艺可使粗级碳酸锂产品的纯度由88%提高到99%以上,一次性产率达到75%以上。

新型高压水射流原盐粉碎设备研制

为提高高压水射流原盐粉碎设备的生产能力,降低能耗,通过采取改进物料混合喷嘴、改进加料和射流工作方式等措施,改进了单射流——物料侧进式高压水射流原盐粉碎设备的结构,设计开发出多射流——物料中进式高压水射流原盐粉碎设备。实验结果表明,多射流——物料中进式高压水射流原盐粉碎设备生产能力达到7.50t/h,产率为54.63%,比能耗降低到4.22kW.h/t,泵电机的效率达到93%。多射流——物料中进式高压水射流粉碎设备的研制成功为原盐水力粉碎新技术的工业化奠定了基础。

MgSO_4-Na_2SO_4-H_2O三元体系100℃沸腾蒸发非平衡态成盐特征

采用140℃恒温热源,对MgSO4-Na2SO4-H2O体系溶液进行100℃恒温沸腾蒸发,蒸发强度为140～160g/(h.L),监测初始析盐点和固相析出后固液相组成随蒸发进程的变化,总结成盐特征,提出反映非平衡态成盐特征的初级成盐区、扩展成盐区等概念.研究发现(1)平衡相图上的同成分复盐3Na2SO4.MgSO4和Na2SO4.MgSO4.2.5H2O变为异成分复盐;(2)对Na2SO4和3Na2SO4.MgSO4的平衡共饱和液蒸发,首先析出的是Na2SO4,其单固相析出率为60.86%,3Na2SO4.MgSO4和Na2SO4.MgSO4.2.5H2O的共饱和液也具有相同特征;(3)蒸发过程的初级成盐区与溶解平衡相区有显著区别.用硫酸钠的耶涅克指数表示相区宽度,Na2SO4初级成盐区宽度从平衡态的21.02扩大到32.76;而Na2SO4.MgSO4.2.5H2O则从41.40缩减为25.71;(4)在晶种存在的条件下,各种盐的成盐区比初级成盐区有不同程度的扩展,如Na2SO4,3Na2SO4.MgSO4等盐的成盐区分别扩展了7.72和8.81.扩展成盐区与初级成盐区的交叠形成了非平衡条件下特有的条件成盐区,析盐种类取决于晶种的种类.

DTB结晶器的流体动力学状态及其对KCl结晶过程的影响

使用计算流体力学(CFD)的方法,以光卤石冷分解制取氯化钾结晶过程为基础,对DTB型结晶器内的流体动力学状态进行模拟.考察不同搅拌速度下不同流体的动力学状态,以及不同晶体粒径在不同搅拌速度下的悬浮状态,从而分析结晶器内的流体力学状态对结晶过程的影响.结果表明,搅拌速度对液体、固体流场和晶体悬浮状态都有显著的影响.

MgSO_4-K_2SO_4-H_2O三元体系在75℃沸腾蒸发非平衡态的成盐特征

采用105℃恒温热源,75℃恒温沸腾,蒸发强度为240～260 g/（h·L）等控制条件,对MgSO4-K2SO4-H2O体系进行蒸发结晶实验,研究了该体系在沸腾蒸发条件下的成盐规律,根据实验现象,定义并确定了实验条件下的初级成盐区,扩展成盐区和条件成盐区.实验结果表明：（1）该体系K2SO4,Leonite,langbenite和MgSO4·H2O等盐能够形成初级晶核的初级成盐区与溶解平衡相区存在明显偏离,其中K2SO4成盐区域缩小,而Leonite和MgSO4·H2O结晶区域均有不同程度的增大;（2）在蒸发结晶过程中,成盐晶种的存在使该盐的成盐区比初级成盐区有所扩展;（3）由于成盐区的扩展,使成盐区域出现不同程度的交错.在交错区域成盐的种类取决于晶种的种类,即存在条件成盐区,这是非平衡态成盐相关系区别于平衡相图和介稳相图的特征区域.

北五味子挥发油的优化提取条件及过程动力学

目的:确定五味子挥发油最佳提取工艺及过程动力学模型。方法:以挥发油提取量为指标,通过单因素试验及响应面法研究了浸泡时间、液固比和提取时间等因素对提油率的影响,优选最佳试验条件。并采取内扩散控制和气膜控制模型对优化条件下的数据进行拟合。结果:最佳提取工艺工艺条件为:浸泡时间为4.3h,液固比10.1,提取时间5.5h,在该条件下挥发油得率为1.3mL/100g。内扩散控制模型拟合结果为:V/1.461=1-exp(-7.02×10-3t),R2=0.9916气膜控制模型拟合结果为:V=5.12×10-3t,R2=0.8658。结论:五味子挥发油的提取过程为内扩散控制,服从一级动力学方程。