定-转子反应器制备纳米碳酸钙

结合定-转子反应器的结构及特点,提出了定-转子反应器制备纳米碳酸钙的新工艺.采用Ca(OH)2-H2O-CO2多相反应体系,考察了气液逆流及并流操作对碳化反应时间的影响.XRD分析结果表明产品为方解石型碳酸钙;通过TEM观测可知,产品为平均粒径50～60nm的立方形纳米碳酸钙.

定-转子反应器结合水热法制备碱式硫酸镁晶须

以一定浓度的MgSO4和NaOH溶液为原料,采用定-转子反应器制备碱式硫酸镁晶须前躯体,在170℃条件下进行水热反应6 h,制备出MgSO4·5 Mg(OH)2·3H2O型碱式硫酸镁晶须(MOS),研究了不同的前躯体制备设备、反应物浓度、定-转子转速对产品质量的影响,确定了采用定-转子反应器结合水热法制备碱式硫酸镁晶须的工艺条件。利用此工艺条件,通过在100 L高压反应釜中进行中试,得到了质量较好的碱式硫酸镁晶须。采用此工艺制得的晶须长径比大于50,直径0.5～1.0μm,表面光滑,分散性好。

定-转子反应器气液传质特性实验研究

采用氮气-水脱氧体系,在转子转速为300～1450r·min-1、水流量为0.75～2.0m3·h-1、氮气流量为1.5～4.0m3·h-1的实验条件下,研究了定-转子反应器(RSR)的气液传质特性,初步考察了操作参数及结构参数对RSR气液传质性能的影响。实验结果表明:液体出口氧含量随转子转速(N)、气体流量(Gv)的增加而降低,随液体流量(GL)的增加而升高,液相体积传质系数(kxa)随N,GL和GV的增加而增大。结构参数对定-转子反应器的气液传质特性具有显著的影响,定-转子反应器内部的转子层数越多,传质单元数NTU越大,传质效果越好。最后采用因次分析法推导出了定-转子反应器液相体积传质系数关联式,且进行了统计检验,所得关联式与实验数据拟合较好。

定-转子反应器传热特性

采用蒸汽-水体系,在转子转速为400～1400 r·min-1、水流量为0.1～0.5 m3·h-1、蒸汽充足的实验条件下,研究了定-转子反应器(RSR)的传热特性,初步考察了操作参数对RSR液体分布的影响。实验结果表明:总传热系数随着转速的升高而增大,随着液量的增加而增大但增幅减小。小流量(0.1～0.3 m3·h-1)与低转速(400 r·min-1)时,温升不均,表明液体分布不均。最后采用因次分析法推导出定-转子反应器总传热系数关联式,且进行了统计检验,所得关联式与实验数据拟合较好。

不同内部结构定-转子反应器气液传质实验研究

采用氮气-水脱氧实验体系,在常温常压下、转子转速(N)为500～1450r·min-1、水流量(L)为0.1～0.5m3·h-1,气量(G)为0.2～1.0m3·h-1的条件下考察了不同内部结构对定-转子反应器传质性能的影响,建立了液相体积传质系数关联式,计算结果与实验结果拟合较好。研究结果表明:不同的内部结构定-转子反应器内,液相体积传质系数Kxa均随着液量、气量、转速的增大而增大,脱除率ε随着气量、转速的增加而增大,随着液量的增加而降低。但相比较而言,SS-RH和SC-RH这两种组合的定-转子反应器传质性能较好。

定-转子反应器在乳液制备中的应用研究

介绍了一种新型过程强化设备——内循环定-转子反应器的基本结构及特点，并利用定-转子反应器制备油／水型乳液。考察了转子转速、乳化时间及乳化剂用量对乳液平均粒径和粒径分布的影响，并与相同实验条件下采用超声波乳化机制备的乳液进行了对比。研究结果表明，采用定-转子反应器可以制备平均粒径为2～31μm、分散性好、粒径分布窄的乳液。与超声波乳化机制备的乳液进行对比表明，定-转子反应器制备的乳液的平均粒径小，粒径更均匀。

定-转子反应器内液体停留时间的研究

为了更好地了解定-转子反应器内的流体动力特性,采用电导率与响应时间技术测量了定-转子反应器内液体的停留时间,考察了液体体积流量、转子转速以及定-转子层数对停留时间的影响,最后采用量纲分析法推导出了定-转子反应器内停留时间的经验关联式。预测值与实验值吻合良好,误差基本在10%以内,表明了此关联式预测定-转子反应器内液体停留时间的可行性。

定-转子反应器在水脱氧工艺中的应用研究

在定-转子反应器中采用N_2-水脱氧、CO_2-水脱氧两个体系脱除水中的溶氧,考察了转子转速、液体体积流量以及气体体积流量对脱氧率和传质系数的影响,并对比了两个水脱氧体系的脱氧效果。实验结果表明:脱氧率随转子转速和气体体积流量的增加而升高,随液体体积流量的增加而降低;传质系数随着转子转速、液体体积流量、气体体积流量的增加而增加;此外,N_2-水脱氧体系的脱氧效果要优于CO_2-水脱氧体系。

采用定-转子碳化反应器制备高活性氧化镁

探讨了以菱镁矿为原料,在定-转子反应器中进行碳化反应制备高活性氧化镁的新工艺,并考察了热解过程中热解温度、热解时间以及煅烧过程中煅烧温度、煅烧时间对氧化镁活性的影响。实验表明:采用定-转子反应器可以有效地增大气液接触面积,提高气液传质效率,其特殊结构可以处理固含量更高的浆料,有助于产能的提高;调节热解温度可以控制前驱体碱式碳酸镁的晶体形貌,从而影响氧化镁的活性;煅烧温度对氧化镁活性的影响巨大。

定-转子反应器制备LiFe_(1-x)M_xPO_4(M=Mn,Ni)粉体及其电性能研究

采用具有高效传质和微观混合性能的定-转子反应器制备了Li Fe_(1-x )Mn_(x )PO_4(x=0.0,0.1,0.2,0.3)和Li Fe_(1-x )Ni_(x )PO_4(x=0.00,0.03,0.05,0.07)粉体,分别用作正极材料制成电池后,采用电池测试系统测定了电池的电化学性能随温度的变化规律。结果表明,粉体颗粒呈类球形,尺寸分布均匀,粒径范围为5~10μm,Mn和Ni的掺杂没有改变粉体的晶体结构。以Li Fe_(0.8)Mn_(0.2)PO_4和Li Fe_(0.95)Ni_(0.05)PO_4 2种组成的粉体性能最好,在倍率0.1 C下,所得电池的首次充放电比容量在室温和50℃时,分别为153.2和155.7 m Ah/g,及156.4和160.4 m Ah/g;100次充放电循环后电池的容量保持率分别为95.4%和96.5%,及93.8%和95.0%。借助具有过程强化作用的定-转子反应器制备的Mn和Ni掺杂Li Fe PO_4正极材料的电性能得到显著提高,原因是定-转子反应器一方面可以制备颗粒尺寸均匀的粉体,另一方面又可使掺杂的Mn和Ni在粉体颗粒中均匀分布,两者同时提高了电池中Li^+的扩散速率,进而提高了锂离子电池的电化学性能和高温电性能。

硼酸镁纳米晶须的水热-熔盐焙烧合成研究

以MgCl2·6H2O、H3BO3和NaOH为原料,采用定-转子反应器合成MgBO2(OH)前驱体,水热合成MgBO2(OH)纳米棒,进而熔盐焙烧合成了直径为50～105 nm、长度为6～13μm(平均长径比为120)、高度分散的纯单斜相单晶Mg2B2O5纳米晶须。采用XRD、SEM、EDX、TEM及SAED等手段进行表征。研究发现,MgBO2(OH)纳米棒的最佳合成条件是水热温度为210℃、水热时间为8 h,该条件下可获得分散良好、形貌规则,尺寸分布范围窄的MgBO2(OH)纳米棒。

超重力尿素湿法烟气脱硝技术的研究

通过考察氮氧化物湿法吸收机理,对NOx液相吸收的传质理论进行了相关分析。采用定-转子反应器(RSR)作为新型吸收设备,对尿素溶液吸收氮氧化物废气的工艺条件进行了试验研究,考察了液体流量、进气流量、定-转子反应器转速、尿素含量及吸收温度等因素对NOx脱除率的影响,确定了脱除NOx的最佳条件。试验结果表明,对定-转子反应器内部结构为SS-RH这种组合,最佳操作参数为液体流量0.2 m3/h、进气流量0.2 m3/h、定-转子反应器转速1400 r/min、尿素溶液质量分数20%、吸收温度60℃。在此条件下,NOx的脱除率可达到63%。