T形微混合器内的混合特性

以VillermauxDushman快速平行竞争反应为模型体系,研究了宽600μm、深300μm的T形微通道内的微观混合特性,着重考察了不同进出口结构、微通道长度、体积流量比等对微通道内流体微观混合效果的影响.实验结果表明:P啨clet数在7.0×106～2.0×108之间,无返混;体积流量比愈小,离集指数Xs愈小,微观混合效果愈好.不同进出口结构尺寸、体积流量比对微观混合的影响取决于Reyonlds数的大小,Re<Rec时,影响较大,且随Re增加,Xs减小,微观混合效果愈好;Re>Rec时,Xs趋于定值,约为2.7×10-4,接近理想微观混合效果.

“碳中和”背景下《化工工艺学》课程教学改革与探索

“碳达峰”和“碳中和”已成为世界范围密切关注的焦点问题,实现碳达峰碳中和目标将推动我国经济社会的低碳绿色发展。“碳中和”背景下,对化工类工程人才培养提出了新的要求。针对目前《化工工艺学》课程的教学现状和存在的问题,围绕课程特点,探讨了教学改革的措施。希望可以通过课程的改革改善教学质量,提高学生的“碳中和”素养和意识,使学生具备低碳的工程实践能力和创新意识,以满足培养碳中和新工科人才的需求。

微化工技术在化学反应中的应用进展

微化工技术是当前化学工程领域的研究前沿与热点。本文就微化工技术在均相、气-液和液-液两相反应体系中的应用,结合具体研究范例阐释微反应器内进行化学反应的可行性。与传统化工设备相比,微化工技术及其设备具有很大的开发潜力和广泛的应用前景。

教育认证背景下“化工安全与环保”课程教学改革与实践

“化工安全与环保”是一门化学工程与工艺专业的核心专业基础课程,也是一门理论联系实际且应用性较强的课程,在化工专业人才培养方案中有效支撑了工程与社会、环境与可持续发展等毕业要求指标点。围绕工程教育专业认证的以学生为中心、成果为导向、持续改进三大核心理念,以问题导向式教学、应用案例教学、提高教师的工程技术背景和优化课程考核方式等方面为着手点,探讨了课程教学改革措施,提高了课程的教学质量。

基于OBE理念的化工仪表及自动化课程教学改革研究

“化工仪表及自动化”是一门应用型课程,目的是为化工生产培养专业人才。针对目前教学中存在的教学内容抽象、教学与实践结合性较弱、教学内容更新速度慢和课堂互动少等问题,基于OBE理念,提出了多媒体辅助教学、结合仿真实训、加强与其它课程的联系、融入课堂思政和建立考核为主的新型评价体系等的教学改革方法,旨在形成以学生产出为导向的教学模式,以提高学生培养质量。

球团配加铝厂赤泥铁粉的试验研究

在实验室进行了球团配加赤泥铁粉的试验。试验结果表明:随着赤泥铁粉配比的增加生球落下强度升高,造球成球率降低,生球抗爆性能无明显变化,球团矿抗压强度降低,碱金属有害元素等增加。但在赤泥铁粉配比15%时,球团矿抗压强度和碱金属含量都能满足高炉要求,又能取得良好的经济效益,可认为是最佳配比。

Sabatier反应器的小型化研究

针对中长期载人航天CO2处理与02循环再生问题,在Sabatier反应热力学分析的基础上,通过优化反应器高低温区的反应温度及进出口温度并预测冷却气体的最佳流量及出口温度,提出了适于载人航天的Sabatier反应流程及基于微化工技术的微反应器设计方案,制造出一套地面Sabatier反应试验样机.在H2/CO2摩尔比为3.5、原料气流量为4.3L/min、高温反应器温度为260-268℃、低温反应器温度为210-235℃的条件下,头现了4500小时稳定运行、耳转化率大于98%、系统压力降小于4kPa的结果,为未来实用微反应器的设计奠定了技术基础.

济钢球团配加炼钢污泥的技术进步与发展

以济钢球团厂为例介绍了球团配加炼钢污泥的技术发展,对该厂先后采取的造球喷加污泥水、浓缩膏状污泥的加工与配加、污泥饼的加工利用等3种工艺的流程、特点、运行效果、存在的问题以及投资和运行成本进行了详细的介绍和分析,介绍了该厂使用干化污泥的方法和效果。指出采取高速强力混匀工艺提高污泥饼的粉碎分散和混匀效果、采用管道全封闭工艺输送炼钢污泥替代汽车运输和加强污泥在球团生产中的作用研究是球团配加炼钢污泥技术发展的3个重要方向。

竖炉球团富氧焙烧工业性试验研究

为了研究燃烧废气含氧量及助燃风含氧量与抗压、转鼓强度、日生球量的关系，在济钢2^#球团竖炉进行了富氧焙烧的工业试验。结果表明，随氧浓度的升高，炉内的气氛更加活跃，球团矿抗压、转鼓强度和产量增加，在氧浓度达到7．5％时达到综合最佳水平，如氧浓度再继续增加，反而会降低；废气含氧量在7．5％-11．26％时比较适于球团生产，废气含氧量在7．5％时，年市场经济效益为613．24万元。

微化工过程中的传递现象

微化学工程是现代化学工程学科前沿,主要研究微时空尺度下流体流动、传热、传质现象与反应规律。着重介绍近十年来微通道内气-液、液-液两相流体流动、混合与传质的理论和实验的最新研究进展,并对微化工技术的发展进行展望。

T形微通道中互不相溶两相流数值模拟

采用摄动有限体积(PFV)算法和水平集(level set)技术对T形微通道内互不相溶两相流动进行了数值模拟研究。考察了两相界面张力和微通道壁面润湿性对流动的影响,精确地捕捉到了油水两相流动的界面。对一些典型的T形微通道油水两相流动进行了数值计算,模拟结果和实验结果吻合较好。分析总结出了微通道内两相流动过程中的一些基本规律,为微通道内的液液两相流动实验设计和工业应用提供了新的数值预测手段。

微尺度下液-液流动与传质特性的研究进展

微化学工程是现代化学工程学科的前沿,主要研究微时空尺度下流体流动、传热、传质现象与反应规律。着重介绍近十年来微通道内单相流体流动、互溶液-液两相流体流动与混合、互不相溶液-液两相流体流动与传质的理论和实验的最新研究进展。

球团竖炉料层情况对气流运动影响的试验研究

在冷态模型实验台上研究料层情况对炉内气流分布的影响规律 ,得出 :1)料层高度增加 ,上行冷却风趋势减小 ,下行焙烧风趋势增大 ;2 )料层倾角由 0°增加到 3 4°时 ,上行冷却风趋势增大 ,下行焙烧风趋势减小 ,气流均匀性得以改善 ;实验条件下 ,较佳的料层倾角为 2 9°～ 3 4° ,现有球团竖炉的料层倾角基本适合 ;3 )料层高度增加 ,风机出口流量减小 ,出口压力增加 ,在一定范围内料层高度与竖炉进风量接近线性关系 ;降低炉内粉尘量是提高进风量、降低风机出口压力的关键。生产实际中调整料层高度时 ,一定要兼顾其对炉内气流运动的影响 ,并有效地利用之 ;在生产可调范围内改变料层高度 ,进风量改变较小 ,一般通过风机自身能力的调节来保证进风量。

炼钢污泥对造球的作用及其替代膨润土比例的研究

实验室试验表明,配加炼钢污泥能够改善生球质量,随炼钢污泥配比的增加,生球落下强度和抗压强度增加;未充分粉碎、分散的小污泥块粒对实验室间断式造球的成球率影响显著,但少量小污泥块粒的存在可以作为母球促进工厂造球生产;在造球生产中污泥可以部分替代膨润土,根据试验求得的回归方程计算出目前济钢球团原料条件下的替代比K为4.77倍;润磨工艺对含有炼钢污泥的混合料造球及生球质量有显著的改善作用,能够提高生球落下强度、抗压强度和成球率。

球团返矿二次利用新途径

为了合理利用济钢球团厂的球团返矿,根据球团返矿的特性,进行了冷固结压团试验研究,以寻求适合压团的原料粒度组成及添加剂。试验结果表明:将球团返矿破碎至小于4mm的粒级,另配加部分铁精矿进行压团,同时配加两种不同的添加剂,压球的强度和铁品位都达到了较理想的指标。

济钢2号球团竖炉高效化技术改造

采用现场热工测试、冷态实验、过程解析与模拟等手段 ,找出目前 2号竖炉存在的主要问题 ,并对竖炉的操作参数和结构参数进行调整和改进 ,竖炉的产量提高了近 3 0 % ,工序能耗也有所降低 ,并实现了洁净生产。

降膜微反应器中液体的分布特性

采用水平分布通道对降膜微反应器内的流体进行液体的分布,通过驱泡设计以保证分布通道内始终充满流体。实验研究了水平分布通道横截面积、进口方式及微通道数对流体分布的影响规律。结果表明,流体分布均匀度随分布通道横截面积增加而有所改善,随流量和降膜微通道数的增加而劣化;采用垂直进口方式时,流体分布均匀度有所提高。在实验范围内,流体分布的相对标准偏差小于10%,反映了所设计的分布通道可实现降膜微反应器内流体的均匀分布。

微通道内气-液弹状流动及传质特性研究进展

气-液弹状流,又称Taylor流,是一种以长气泡和液弹交替形式流动的流动形态。微通道内气-液弹状流因其气泡与液弹尺寸分布均一、停留时间分布窄、径向混合强等优点,是一种适于强化气-液反应的理想流型。本文首先介绍了微通道内气泡的生成机理、气泡和液弹长度,以及气泡生成阶段的传质特征。其次系统综述了主通道中弹状流动及传质过程的研究进展,包括气泡形状与液膜厚度、液弹内循环和泄漏流特征、气-液传质系数的测量与预测,以及物理与化学吸收过程中的传质特性等方面内容。最后阐述了当前研究的不足并展望了气-液弹状流的研究方向。

微反应器中甲苯液相SO_3磺化工艺研究

以具有快速强放热特性的甲苯液相SO3磺化为目标反应,利用微反应器热、质传递能力强的优点,以提高反应性能和过程可控性。针对微反应器内的甲苯液相SO3磺化工艺进行了研究,考察了反应温度、SO3质量分数、SO3与甲苯物质的量之比、空速(LHSV)、产物放置时间、溶剂极性和母液循环次数对产物选择性的影响。结果表明,在温度为28℃、LHSV为13 000 h-1、1,2-二氯乙烷为溶剂的条件下,通过母液多次循环,磺酸异构体产物中对甲苯磺酸的选择性高达96.54%,间甲苯磺酸选择性则降低至0.33%。

微反应器中十二烷基苯液相SO_3磺化过程

石油磺酸盐和重烷基苯磺酸盐是三次采油用重要阴离子表面活性剂,其主要成分是烷基苯磺酸盐。本研究以十二烷基苯(DDB)液相SO3磺化为模型反应,研究微反应器内的烷基苯磺酸合成反应过程特性,考察了液体流量、反应温度、磺化剂中SO3含量、反应通道长度、SO3与十二烷基苯物质的量比、微反应器结构、搅拌时间等参数的影响。结果表明,十二烷基苯磺化过程受传质控制,微反应器对反应初始阶段的强化作用明显,在SO3与十二烷基苯物质的量比为1.1时,采用微反应器与釜式反应器串联模式合成十二烷基苯磺酸,收率高达93.7%,为微反应器生产重烷基苯磺酸的路线提供了重要基础。