搅拌式浆态光催化反应器对偶氮染料X-3B的降解特性研究

构建了体积为5 L的搅拌式浆态光催化反应器,以偶氮染料活性艳红X-3B为目标污染物,进行光催化降解特性研究。结合对X-3B在小规模反应器中悬浮TiO2表面的吸附行为研究,考察了TiO2投加量、搅拌速率和曝气量等对光催化效果的影响,分析了光催化过程的降解动力学,并从传质的角度对搅拌强度和初始反应速率进行了关联。实验结果表明,在搅拌式浆态光催化反应器中,Langmuir模型和Freundlich模型均能较好地描述TiO2对X-3B的吸附行为;在催化剂最佳浓度0.5 g.L 1的条件下,初始反应速率r0随搅拌雷诺数Re的增加呈现先增大后稳定的趋势,进一步增加空气曝气量可以显著提高初始反应速率。根据相关理论推导得出在该反应器光催化降解X-3B时,氧的传质是影响初始反应速率r0的关键因素。

气升式浆态床外环流反应器流体力学性能研究

针对气含率和浆液循环流速两个关键流体力学参数,系统研究了气升式浆态床外环流反应器的流体力学特性,掌握了气含率与浆液循环流速的变化规律。验证了体积膨胀法、压差法和电导探针法测量气含率的方法准确性。研究了气体分布器结构对气升式浆态床外环流反应器流体力学特性的影响,结果表明开孔向下双环管分布器的综合性能最优。气含率与浆液循环液速之间存在线性关系,建立了预测浆液循环流速的计算式,计算误差基本小于20%。

浆态光催化反应器有机模拟废水光催化氧化特性与动力学

采用循环式浆态光催化反应器对苯甲酰胺模拟废水光催化氧化特性和动力学进行了研究,系统地考察了操作条件对模拟污染物光催化降解的影响,并与搅拌式和鼓泡床式浆态光催化反应器中苯甲酰胺的降解效果进行对比.结果表明,循环式浆态光催化反应器中光催化剂的用量、污染物的初始浓度和初始pH值对模拟污染物光催化降解性能的影响存在适宜值;体系中H2PO-4、Cl-、Cu2+、Al3+对其光催化降解过程有明显的抑制作用.与传统的搅拌式和鼓泡床式浆态光催化反应器相比,循环式浆态光催化反应器中催化剂和废水的混合效果较好,光利用率高,较大程度上减少催化剂的用量和提高废水处理能力.同时,对不同催化剂的用量和污染物初始浓度下的光催化氧化反应动力学研究表明,此过程符合拟一级动力学,催化剂表面反应速率常数k0和催化剂吸附平衡常数KTiO2分别为0.0279min-1和17.99L·g-1.

反应器型式对有机废水光催化氧化特性的影响

采用浆态光催化反应器对苯甲酰胺模拟废水光催化氧化特性进行了研究。探讨了催化剂的用量、污染物的初始浓度、反应时间、空气流量等操作参数对鼓泡式、循环式等形式的浆态光催化反应器内苯甲酰胺模拟废水光催化氧化特性和动力学的影响。结果表明,浆态光催化降解过程中污染物的浓度越低效果越好,催化剂的用量存在适当值;不同操作条件对不同形式浆态光催化反应器内苯甲酰胺模拟污染物光催化降解性能的影响不近相同。在所考察的污染物初始浓度、催化剂量和空气流量范围内,反应器中苯甲酰胺光催化氧化速率均符合拟一级动力学方程。与鼓泡式浆态光催化反应器相比,所开发的循环式浆态光催化反应器在空气作用下能更好地改善催化剂与气体和废水的混合效果,进而提高了光催化剂的利用效率,能更有效降解有机污染物;而且空气利用量小,能够大大降低浆态床光催化氧化处理废水的运行成本。

连续搅拌釜式丙烯聚合反应器的模拟（Ⅱ）反应器的动态模拟

建立了丙烯液相本体聚合连续搅拌釜式反应器的动态数学模型，通过计算机模拟，研究了进夹套冷却水流量、丙烯蒸汽冷凝量、催比剂浓度及进料温度４个变量在矩形波和阶跃两种干扰方式下反应器的动态行为，为反应器控制系统的设计提供了定量依据。

浆态床外环流反应器流体力学行为研究

以氮气、柴油和固体颗粒为实验体系对浆态床外环流反应器流体力学行为进行研究,考察重要流体力学参数随操作条件和体系物性的变化规律。结果表明:滑移速度随气含率的增加而增加,说明反应器内的流型处于非均匀鼓泡区,上升管平均气含率和浆液循环速度均随体系压力和表观气速的增加而增加,随固含率的增加而降低。建立了相应的模型关联式,对滑移速度、上升管平均气含率和浆液循环速度进行预测,模型计算值与实验值的相对误差均在10%以内。

气-液-固三相浆态反应器冷模考察

由于气—液—固三相浆态反应器有温度易控制等独特的优点,近年来在化学反应工程上得到广泛的研究和实际应用,我们结合浆态反应工艺的开发,对气—液—固三相浆态反应器进行了比较系统的冷模考察,关联了气含率与各种影响因素的经验方程,确定了有关参数,这对实际反应器的设计提供了有价值的依据。

三相鼓泡浆态反应器冷模考察

由于气—液—固三相浆态反应器具有温度易控制等独到的优点,近年来在化学反应工程上得到广泛的研究和实际应用。我们结合合成丁炔二醇浆态反应工艺的开发,对气-液-固三相浆态反应器进行了比较系统的冷模考察,关联了气含率与各种影响因素的经验方程,确定了有关参数。这对实际反应器的设计提供了有价值的依据。

浆态搅拌釜中FT合成的动力学研究

在自制的５００ｍｌ浆态搅拌釜内采用模试鼓泡浆态反应器无载体沉淀Ｆｅ－Ｃｕ－Ｋ催化剂进行了ＦＴ合成动力学研究。在２５０～２８０℃，１．５ＭＰａ，１－２．５ｌ／ｇｃａｔ．ｈ和Ｈ２／ＣＯ＝１．０９（ｍｏｌ）范围内，排除传质效应的条件下，得到了本征动力学数据，实验结果用线性和非线性参数估计方法按照速率常数ｋ、活化能Ｅ和吸附平衡常数Ｋ均为正值，筛选了不同的动力学模型。由烯醇机理推导的动力学模型较好地关联了实验结果，其速率表达式为－ＲＨ２＋ＣＯ＝６．０×１０３ｅｘｐ（７１．０／ＲＴ）ＣＨ２１＋０．３１８ＣＨ２ｏ／Ｃｃｏ它关联实验数据的最大误差在±１１％范围内，活化能７１ｋＪ／ｍｏｌ，落在文献报导的６３～１０９ｋＪ／ｍｏｌ之间。

气升式内环流浆态床流动特性实验及数值模拟

为实现1,3-丙二胺系列精细化工产品的连续化生产,研发一种气升式内环流浆态床,从实验和数值模拟计算两个方面对设备内部流体动力学特性开展研究。实验结果表明,表观气速由0.007增至0.028 m/s,4种固含率工况下,气含率均呈线性增加,增大固相浓度会降低同等操作条件下升液管的气含率,并增大流型转变气速。压力对气含率和流型转变气速影响较小,因压力引起的气泡特性变化是产生差异的主要原因。采用三欧拉法及RNG k-ε湍流模型建立环流浆态床的数值模型,模型计算结果与实验数据吻合较好,最大气含率偏差8.9%,流型转变气速偏差5.0%。模拟结果表明,在表观气速0.007~0.028 m/s范围内,增大固相浓度会降低同等操作条件下降液管中液相循环速率,压力对液相循环速率的影响很小。

对二甲苯氧化鼓泡反应器性能研究

对内径786mm，高3000mm的2种环管开孔率进气的PX氧化鼓泡反应器的性能进行了研究。实验结果表明。该反应器接近全混流，固体颗粒在反应器内悬浮均匀．锚桨搅拌转速以n=8-19r／min为佳，侧线进气以下侧线5％。10％比例为宜，开孔率0.842％环管分布器气含率高于开孔率0．647％环管分布器气古率。固体颗粒存在会导致气古率降低，并得到可应用于工业PX氧化反应器的设计和放大带下侧线的气含率关联式。

射流搅拌器流体力学行为及结构优化

通过考察工艺操作所需要的流场,并运用射流卷吸原理,确定了光催化反应器的釜体和射流式搅拌器的结构形式。通过计算流体力学软件FLUENT对优化方案的模拟,显示了模拟结果并进行了分析,从而证明了本文设计的三维射流式搅拌器结构形式切实可行,尺寸参数完全合理。通过工业生产验证,反应除砷效率较实验室中有明显提高。

不同波段紫外光在TiO_2悬浊液中的消光特点

为确定TiO2 催化剂悬浊液对不同波段紫外光的消光规律 ,本试验以 4 CBA Na为模型污染物 ,针对催化剂/污染物悬浊液体系在不同催化剂投加量下 ,对UVA、UVB和UVC波段光子的消光效果进行了测定 .结果表明 ,各悬浮体系对各波段紫外光的消光基本上符合比耳定律 ,即随着入射光程的增加 ,光强呈现负指数衰减 ;紫外光在催化剂悬浊液中的消光系数随催化剂投加量的增大而增加 ,其增加规律可以用二次多项式表示 ;污染物溶液本身对UVB和UVC紫外光有吸收 ,UVB和UVC紫外光在催化剂 污染物悬浮体系中的消光系数可视为污染物与催化剂颗粒的消光系数之叠加 .催化剂悬浊液对紫外光的消光系数随紫外光波长的减小而增大 ,这意味着使用短波长的UVC作为光催化降解光源可以提高能量利用效率 .

BR生产中首釜桨型选择问题的探讨

根据合成高聚物的桨型选择的基本原则,以首釜液体不属于高粘液体为前提,提出了BR生产中首釜聚合工艺对混合的三要素。通过小试用框式桨和螺带桨的混合状态及混合时间的测定,生产装置操作数据与产品性能的分析,指出首釜由框式桨改为螺带桨是有效的。并提出了开发大尺寸轴向流较之螺带式桨相当或稍逊,而微尺寸混合较强的新桨型的建议。

生产染料中间体的新工艺及设备

介绍了侧链氯化、氧化、重氮化和偶合的工艺及设备。侧链氯化可采用连续光催化氯化和氯化精馏法;氧化工艺采用气液固系搅拌式氧化反应器,可由对二甲苯氧化直接制备聚合级对苯二甲酸;汽巴公司发明了用极性电压法控制连续重氮化过程中亚硝酸盐加入速度的探测系统,赫斯特公司发明了连续式偶合装置。