卧式单轴捏合反应器结构对流体流动与混合特性的影响

为进一步分析卧式单轴捏合反应器内流体流动与混合特性,采用有限元方法与粒子示踪技术,通过数值模拟方法研究了高黏牛顿流体在不同结构卧式单轴捏合反应器内的流动与混合过程。首先,采用有限元方法对不同结构反应器内流体流动过程进行模拟,以分析反应器结构变化对流体速度分布、剪切速率分布和混合指数分布的影响规律;然后,采用粒子示踪技术对不同结构反应器内流体混合过程进行分析,以探究反应器结构变化对流体分布混合过程、拉伸率及混合效率的影响规律。结果表明:分布混合的实验结果与数值模拟结果吻合较好;高速度、高剪切区域的面积随捏合杆侧边长度的增加而增大;反应器内混合指数分布大于0.7所占的比例,随静态捏合杆数目和捏合杆侧边长度的增加而先增大后减小;增加静态捏合杆数目有利于强化分布混合过程;平均对数拉伸率随静态捏合杆数目和捏合杆侧边长度的增加而增大;平均时均混合效率随静态捏合杆数目的增加而先增大后减小,随捏合杆侧边长度的增加而增大。该研究得到的反应器结构变化对流体流动与混合特性的影响规律,可为卧式单轴捏合反应器的优化设计提供理论指导。

催化裂化装置中反应器结构对反应过程的影响及其优化

催化裂化是炼油工艺中的一种重要技术,能够将重质油加热后裂解成低碳数的烃类产品,提高汽油产率,催化裂化装置中反应器结构是影响催化裂化效果的关键因素之一。基于此,从反应器结构对反应过程的影响、反应器结构优化两个方面进行研究,为反应器结构优化提供参考。

氟碳法合成CF_(4)反应器结构及工艺条件优化的研究

针对氟碳法合成CF_(4)因反应剧烈、放热量大而存在的安全隐患及反应收率较低的问题,以氟碳反应器为研究对象,对影响反应器安全高效性的内部结构和影响反应收率的工艺参数进行了研究。根据现有反应器的结构缺陷对其进行改进,研究新型反应器的安全生产条件。结果表明,新型反应器可以在不使用抑爆剂的条件下实现安全高效生产,极大地降低了能耗和设备成本。通过单因素试验,研究了反应温度、反应压力和氟气流量对反应收率的影响。基于单因素试验结果和因素间的交互作用,进行了两因素三水平三重复试验和方差分析,以提升反应收率为目标对工艺参数进行优化,筛选出最优的工艺参数组合。以筛选出的最优工艺参数组合进行验证性试验,结果表明使用该工艺参数组合的反应收率为94.87%,单台反应器的CF_(4)产能为13.73kg·h^(-1)、每小时电耗为242.63kW·h,具有极高的经济价值。

丙烷部分氧化制取丙烯醛Ⅱ.反应工艺条件和反应器结构与材质的影响

研究了反应工艺条件和反应器结构与材质在Ａｇ－Ｂｉ－Ｖ－Ｍｏ－Ｏ催化剂体系下对丙烷部分氧化制取丙烯醛反应的影响，确定较合适的反应工艺条件为：温度４９０℃，空速３０００毫升／（克催化剂小时），Ｃ３Ｈ８／Ｏ２＝０．７—０．８，Ｎ２含量为１０％—１５％。且研究表明反应器的结构与材质对催化剂的反应性能影响很大，反应器床层上端应有一定的自由空间，玻璃反应器比铁反应器能获得较高的丙烷转化率和丙烯醛收率。根据反应温度和反应器结构对丙烷氧化反应的影响。

脉冲电晕反应器结构对乙硫醇消除效果的影响

研究了脉冲电晕等离子体反应器结构的变化对乙硫醇消除效果的影响规律。结果表明,在反应器内设置折流板,可以增加气流的湍动程度,有利于活性粒子与污染物的充分接触,从而提高消除率。高压电极间距对电晕区范围及消毒效果有较大影响,间距较小将导致各电极产生的电场相互干扰明显,消除率减小;而电极间距过大,虽然电极间电场分布相互干扰小,但是反应器内可排布的电极数减少,总电晕区减少,消除率也减小。根据实验结果,电极间距设置为50 mm比较合理。另外,在相同的电场强度和脉冲频率下,毛刺形高压电极比线电极结构能耗低,能量利用率高。

高频介质阻挡放电反应器结构研究

甲醛,作为一种广泛使用并非常有害的有机废气,已在很多场合对人体健康构成严重威胁。笔者研究利用高频介质阻挡放电技术进行降解甲醛的实验研究,考察了反应器结构参数对甲醛降解率的影响,并对高频介质阻挡放电产生的低温等离子体去除甲醛的机理进行分析。实验结果表明,其它条件稳定不变的情况下,放电极和反应器介质管径变化对甲醛降解率有显著的非单调的影响,对于放电极直径和反应器介质管径应存在最佳尺寸配比,使得甲醛降解率最高;钨丝比铜丝和不锈钢丝更适合作为反应器内部轴线放电极;采用相对介电常数较大的99瓷作为阻挡层介质材料,甲醛降解率从41%提高到76%;在电源输出功率一定的条件下,反应器有效反应长度存在最佳值。该研究通过考察反应器结构参数变化对甲醛的降解效果的影响,从而达到反应器最优化的目的,并为该技术应用于工业废气的处理及室内空气净化打下基础。

自生动态膜-生物反应器结构优化的研究

针对自生动态膜．生物反应器内部结构进行了动力学运行的理论分析，通过能量平衡机理对自生动态膜-生物反应器体系进行了讨论，基于体系总能耗最小的原理推导出液相循环流动方程．建立的混合液流速与清水流速之间的关系模型可以很好地反映混合液流速与清水流速之间的关系．通过建立的清水流速测定方法得出反应器结构与清水膜面错流流速之间的关系：调整降流区横截面积（Ad）与底部通道截面积（Ab）的比值为0．7以及升流区横截面积（Ar）与顶部通道截面积（Au）的比值为0．9，调整降流区横截面积与升流区横截面积的比值在1．2—1．5范围内以及增加反应器的有效高度日。都可以在不改变曝气强度的条件下增加膜面错流速度，此结果与推导出的循环流动方程可以很好地吻合．

工业环管反应器结构对非均匀流动的影响

工业环管反应器的结构参数对管内液固两相流动及装置的平稳高效运行具有重要的影响。对工业聚丙烯环管反应器进行CFD模拟,发现环管反应器中存在明显的非均匀流动现象——弯管处的颗粒偏析和直管处的颗粒带。进而引入非均匀度定量表征非均匀流动,研究直管段长度和直管段数量对非均匀流动的影响。研究发现,对直管段数量为2的环管反应器,当直管段高径比超过43时,出口截面上颗粒分布的非均匀度不随高径比增加而变化;对直管段数量为4的环管反应器,直管段高径比越大,出口截面上颗粒分布越均匀;对直管段长度为39 m、高径比为65的环管反应器,直管段数量越多,出口截面上颗粒分布越均匀;与直管段数量相比,直管段长度(高径比)对出口处非均匀度的影响更显著。研究结果可为工业环管反应器的设计和优化提供指导。

电化学反应器在有机废水处理中的应用

在处理废水方面,电化学氧化技术相较于其他方法拥有诸多优势,是典型的“环境友好”技术。此外,在处理生物难降解物质方面,具有较好的降解效果。电化学反应器作为电化学氧化技术的核心部分,其结构和特点对整个处理过程至关重要。介绍了不同类型电化学反应器的结构特点,综述了各种类型的电化学反应器在处理工业废水、生活污水等有机污水方面的研究进展和实际应用情况。

IOC厌氧反应器的结构介绍及设计计算的探讨

文章介绍了内外循环厌氧反应器(IOC)的结构及工作原理,并举实例论述了IOC反应器的设计计算方法。

规整结构催化剂及反应器研究进展

介绍了一种新颖的规整结构催化剂。它在废气排放处理等气相催化反应中已表现出优于常规催化剂的优良催化性能 ,在气液固多相催化反应领域的研究也表明它能够应用于更多的催化反应。将这种催化剂和反应器结构特性与常规催化反应中应用的固体催化剂和反应器进行了比较 ,结果表明它有可能替代浆态床和固定床反应器 。

结构化多相反应器内泰勒流的液侧传质特性

采用定态溶氧法,实验测定了结构化反应器内的液侧体积传质系数。考察了表观气、液速度对液侧体积传质系数的影响,比较了三种不同孔密度的结构化载体(50、100和400 cpsi)内的液侧体积传质系数。结果表明,在实验的操作条件下,床层内的液侧体积传质系数随液体表观速度增大而增大;同一液速下,随气体表观速度增大亦增大。比较不同孔密度床层的传质系数表明,大孔密度的床层具有更高的液侧体积传质系数。通过关联分析三种不同结构化载体中液侧体积传质系数与两相摩擦压降的线性关系,比较了文献中关联式的预测值与本实验的kLa值,通过对Jepsen关联式的修正得到的关联式的预测值误差在±30%以内。

微结构反应器中CuZnAlZr催化剂CO变换反应动力学研究

在基于泡沫金属材料的微结构反应器中进行CO变换反应,考察CuZnAlZr催化剂的CO变换反应动力学。对实验数据进行最小二乘非线性回归,所得反应速率方程与实验数据吻合。利用所得到的动力学方程,针对典型醇类重整气组成,分析了为燃料电池提供氢源的CO变换反应器的体积功率密度,结果表明,CuZnAlZr微结构反应器是为小型燃料电池提供氢源的有效方案。

结构化反应器的研究现状与发展前景

介绍了结构化反应器的设计理念和催化剂的制备技术,说明了结构化反应器在废气净化、催化燃烧以及逆流操作的滴流床等方面应用的优势,并对结构化反应器的应用前景进行了评述。

液体分布器类型及催化剂布局对结构化多相反应器内液相混合特性影响的实验研究

以空气和水为体系,采用示踪-响应实验方法,通过电导探针获得浓度-时间曲线,系统考察了在胞密度为400 cpsi的催化剂床层下,以喷嘴分布器和玻璃珠静态分布器为液体分布器的整体式和分段式结构化多相反应器的液相平均停留时间和轴向扩散程度。结果表明,对以喷嘴和玻璃珠静态分布器为液体分布器的整体式和分段式结构化多相反应器,液相平均停留时间基本上都随表观气、液速的增大而减小,但对分段式结构化多相反应器,在较大的表观气速下,平均停留时间随表观气速的变化有趋于一致的趋势。表观液速对平均停留时间的影响更大。以喷嘴为液体分布器的结构化多相反应器内的轴向扩散程度比以玻璃珠静态分布器为液体分布器的结构化多相反应器内的轴向扩散程度要小。为更好地减小轴向扩散,可在结构化多相反应器内设置多重分布段。

微结构反应器在巯基乙酸甲酯合成反应中的应用

研究了微通道反应器中巯基乙酸与甲醇酯化反应过程。主要考察了管材管径、停留时间、反应温度对合成巯基乙酸甲酯酯化反应的影响,用高效液相色谱法测定甲酯的收率。

微结构反应器中连续快速制备多种萘系磺酸

针对萘的磺化过程中存在反应周期长、安全性差和产生的废酸多等问题,提出一种在微结构反应器内快速、安全、连续制备多种萘系磺酸的方法。先将溶解在壬烷中的萘与浓H2SO4输送到填有θ环的微结构反应器中,得到单萘磺酸和萘二磺酸;产物在微结构降膜反应器中与气体SO3磺化得到萘三磺酸。考察以H2SO4为磺化剂时,不同停留时间、H2SO4与萘摩尔比、反应温度对萘的转化率和产物分布的影响,并初步研究以气体SO3为磺化剂制备1,3,6-萘三磺酸的过程。结果表明:H2SO4与萘摩尔比为3∶1、反应温度为160℃、停留时间为10 min时,萘的转化率为99%,2-萘磺酸和1,6-萘二磺酸的质量分数分别为38.5%和33.6%。这2种产物与气体SO3在90℃下反应8 min后,得到的萘三磺酸总量大于99%,其中1,3,6-萘三磺酸的质量分数为71%。

在微结构反应器中制备双酚A环氧丙烯酸树脂

为了解决釜式反应器制备双酚A环氧丙烯酸树脂(EA)过程中存在温度控制难、反应周期长和稳定性差等问题,采用具有高效传热和传质能力的微结构反应器来合成EA。研究了反应温度、流速、停留时间、催化剂种类及用量、管径对反应的影响,优化出最佳制备工艺。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物EA结构进行了表征。结果表明:应用微结构反应器可以成功制备EA。最佳制备条件如下:反应温度140℃,流速3.05 m L/min,停留时间4 min,管径1 mm,催化剂选用三苯基膦且用量为双酚A环氧树脂(EP)质量的2%。在最佳制备条件下,丙烯酸和环氧基的转化率分别为99.1%和96.3%。固化涂膜的附着力、铅笔硬度和耐磨性等,均达到了使用要求。

软锰矿浆烟气脱硫反应器试验研究

研究了喷射鼓泡反应器 (JBR)的桨叶直径、桨叶埋深和气体喷射管分布等结构参数对脱硫率和锰浸出率的影响 ,从而优化了反应器结构。

微反应器中丙烯酸羟乙酯改性异氟尔酮二异氰酸酯的实验研究

丙烯酸羟乙酯改性异氟尔酮二异氰酸酯与其他丙烯酸酯类单体共聚合,可以提高聚合物的热分解温度,提高聚合物膜的硬度,改善聚合物的耐水性、自洁性、耐划伤性能及耐黄变性能。实验研究了一种采用传质传热性能优异的微结构反应器来合成丙烯酸羟乙酯改性异氟尔酮二异氰酸酯单体的方法,对反应温度、反应时间、催化剂用量、流速、管径等反应条件进行优化,并用实验室自制的聚氨酯丙烯酸树脂进行加与不加改性单体共聚的固化膜进行性能对比研究,结果表明,以管径1 mm,流速为2 mL/min,停留时间为3.5 min,反应温度为70℃,催化剂用量为1.5%的条件最优,该条件下转化率高。加丙烯酸羟乙酯改性异氟尔酮二异氰酸酯单体共聚的固化膜在耐热、硬度以及耐水性能等方面更加优异。