秸秆生物质旋转床反应器热解载气试验

为研究旋转床反应器在不同载气条件下的秸秆生物质热解影响,在无载气、以尾气作为载气、以N2作为载气的情况下,进行了秸秆生物质在旋转床反应器中的热解反应。分别收集了生物炭、生物油以及合成气,进行了产量测算;对生物炭进行了热值与元素分析,对生物油进行了热值、含水率和元素分析;分析了合成气有机物组成与含量。结果表明:通尾气能够减少生物炭产率,增加生物油产率,并且生物炭的热值、含碳量较高,分别为22.99 MJ/kg、51.24%;生物油的含水率降低30.45%、有机物质量分数升高11.11%,但是生物油的热值下降,合成气中轻质有机物质量分数最高,为67.04%;尾气能够更加快速带走热解气或者参与热解的二次反应,生物质反应最充分,能够增加H的活性,减少水含量,但是无法去除氧元素,氧元素保留在生物油中;通N2能够减少生物炭产率,增加生物油产率,并且生物炭的热值较高,为22.28 MJ/kg,含碳量较高,为55.86%,生物油的含水率和有机物含量变化不大,但是生物油的热值升高到12.25 MJ/kg;合成气中轻质有机物质量分数最小,为64.07%;通N2能够减少热解二次反应的发生,热解气能够快速离开反应器。

撞击流—旋转填料床反应器的微观混合性能研究

采用化学偶合法 ,对撞击流—旋转填料床反应器内微观混合进行了实验研究 ,得到了转速、喷嘴间距、射流速度及浓度等因素对离集指数Xs的影响规律 ,并对其进行了定性的分析。结果表明撞击流—旋转填料床反应器中微观混合能被极大地强化 。

超重力反应结晶法制备纳米ZnS正交试验研究

本文采用超重力反应结晶法制备纳米硫化锌粒子,以反应物浓度、反应温度、初始pH值、RPBR转速、气液流量比为影响因素,分别选取2个水平,进行正交试验研究,考察了各因素对产品粒径影响的程度。结果表明:各因素对产品粒径影响的显著性顺序为:反应温度>气液流量比>RPBR转速>初始pH值>反应物浓度。其中,反应温度和气液流量比对产品粒径有显著影响,RPBR转速和初始pH值对产品粒径有一定影响,而反应物浓度则基本无影响。这为制备可控粒径的纳米ZnS提供了理论依据。

高黏附性Pd/SiO_(2)/NF整体式催化剂的制备及加氢性能研究

旋转填充床反应器(RPB)中液体的高速冲刷和较强的离心力容易导致整体式催化剂的涂层和活性组分从基体表面脱落造成损失,限制了整体式催化剂在RPB反应器中的应用。因此,研究整体式催化剂涂层和活性组分的黏附性,以提升催化剂在RPB反应器中的催化活性和使用寿命具有重要意义。基于此,采用超重力喷涂法在泡沫镍(NF)基体表面负载氧化硅(SiO_(2))涂层,制备了具有高黏附性的Pd/SiO_(2(x))/NF整体式催化剂,通过超声振荡、BET、XRD、SEM和XPS等对整体式催化剂进行测试和分析。当RPB反应器的转速为1200 r/min时,整体式催化剂具有优异的黏附性能,涂层的脱落率为4%。以对硝基苯甲醚(PNA)催化加氢制备对氨基苯甲醚(PA)为探针反应,RPB反应器中Pd/SiO_(2(1200))/NF整体式催化剂具有较好的催化活性,180 min时PNA转化率为98.9%。本工作可为开发高黏附性的整体式催化剂提供新的途径。

基于分子筛催化剂的玉米秸秆与聚丙烯催化共热解

采用双金属(Zn,Al)改性MCM-41催化玉米秸秆与聚丙烯共热解制备芳香烃,并基于旋转床反应器研究玉米秸秆与聚丙烯催化共热解的产物分布。结果表明:催化剂的添加对热解产物的分布影响显著,在质量分数为1%的Zn和3%的Al共改性MCM-41的催化作用下,芳香烃(24.31%)含量最高,含氧化合物(12.37%)含量最低。旋转床催化共热解实验中,随着反应温度(500~800℃)的增加,生物油的产率逐渐下降,生物油中烯烃和含氧化合物含量的下降使得芳香烃的含量显著增加。随着催化剂添加量(1∶0~1∶10)的增加,生物油的产率逐渐减少。热解油中芳香烃的含量显著增加,烯烃和含氧化合物的含量下降。随着转速(0~20 r/min)的增加,生物油的产率呈现先减小后增大的趋势,生物油中芳香烃、烯烃和含氧化合物含量的最值均在15 r/min时获得。

混合过程强化及其设备的研究进展

流体流动和混合是影响化学反应的重要因素,离集指数是表征流体混合程度的常用参数,平均停留时间及停留时间分布是衡量反应器内流体返混的一个量度。文中分析了反应器内流体的混合机理,介绍了两种实验测定离集指数的方法以及数学模拟法;在微观混合的基础上提出了过程与设备的强化方法,借助外界能量或改变流体流动型态和流速等方法强化流体的混合程度,总结了搅拌釜反应器、撞击流反应器、静态混合反应器、超重力旋转床反应器等设备的混合机理及其优缺点。

纳米硫化锌的制备及光谱分析

采用超重力反应结晶法制备了纳米硫化锌粒子,并通过透射电子显微镜（TEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、紫外-可见光分光光度计（UV-Vis）和X射线能谱仪（EDX）对纳米硫化锌的形貌、结构、组成和光谱性能进行了细致分析。结果表明：超重力反应结晶法制备的纳米硫化锌粒子为球形,平均粒径为42 nm;XRD图谱表明纳米硫化锌呈现较好的闪锌矿晶型;XPS能谱表明纳米硫化锌的S（2p）的电子结合能为162.6 eV,Zn的2p3/2,2p1/2的电子结合能分别为1021.4,1044.6 eV。红外光谱研究表明纳米硫化锌在400-4000 cm^-1范围内具有良好的红外透过率。紫外-可见光谱研究发现纳米硫化锌在200-340 nm的紫外区域有较强的吸收,其禁带宽度为3.57 eV。EDX能谱表明该法制备的纳米硫化锌具有较高的纯度。

盐矿卤水净化联产超细碳酸钙的工艺设计研究

报道一种新的盐矿钙镁泥处理方法:引进旋转床反应器新技术,对卤水进行强化传质、快速碳化,可实现盐矿卤水净化联产超细碳酸钙和碳酸镁。新方法只增加两个旋转填料床反应器,若干过滤、干燥、包装辅助设备,优先保证制盐工艺要求,小投资就可解决盐矿钙镁泥的回收处理问题。

旋转床CO还原澳大利亚PB粉特性及动力学研究

采用自主研制的小型旋转床反应器,结合化学分析和X射线衍射分析等技术对CO还原澳大利亚PB粉进行了直接还原实验研究。结果表明:CO流量为200 mL/min,矿粉粒径范围为0.044~0.089 mm,还原时间为60 min,还原温度为1 000℃时,还原产物还原度和金属化率达到最大值,分别为92.70%和86.28%;在700~1 000℃内基于收缩未反应核模型对澳大利亚PB粉还原反应进行动力学分析,得出反应前期(t<30 min)还原过程由气体内扩散和界面化学反应混合控制;反应后期(t>30 min)还原反应的限制性环节为气体内扩散,指前因子A为0.006 72 s^(-1),表观活化能E为10.043 kJ/mol。

超重力氧化-真空脱气法从一次钌盐酸溶液中赶锇

研究了超重力氧化-真空脱气方法从一次钌盐酸吸收液中选择性氧化-真空脱气赶锇,以反应温度、H2O2反应用量、液体流量和超重力旋转填料床反应器(RPBR)转速为影响因素,选用L9(34)进行正交试验研究。考察了各因素对赶锇效率影响的程度。实验结果表明:各因素对赶锇率影响的显著性顺序为:H2O2反应当量倍数>反应温度>液体流量>RPBR转速。这为RPBR高效氧化-真空脱气赶锇、制备含锇量为ppm级的钌盐酸溶液提供了理论依据。

纳米CaCO_3合成及原位改性的研究

在旋转填充床反应器中合成了纳米CaCO3悬浮液,利用pH计跟踪Ca(OH)2碳化反应过程, 研究了碳化反应过程原理。结果表明:旋转填充床能极大地强化相间传质与微观混合,提高体系中CaCO3的过饱和度,增大其成核及生长速率。加入适当的添加剂对纳米CaCO3进行原位改性; 利用TEM照片研究了原位改性过程中纳米CaCO3的成核生长机理,并考察了添加剂的作用机理。

用于溅射靶材的高纯钌粉的制备工艺研究

采用超重力旋转填料床反应器氧化减压蒸馏装置,从一次钌盐酸吸收液中氧化蒸馏赶锇、提钌。氧化蒸馏出的Ru O4经盐酸吸收还原,制得纯的钌盐酸溶液;经氯化铵结晶沉淀,所得的氯钌酸铵沉淀物在氢气氛围下煅烧还原,制得高纯海绵钌;海绵钌经王水与氢氟酸混合酸煮洗,在氢气氛围下干燥后制得纯钌粉。经辉光放电质谱法——GDMS分析,钌粉纯度达到99.999%以上,可直接用于溅射靶材。该工艺采用物理与化学、湿法与火法相结合的提纯技术,制得用于溅射靶材的高纯钌粉。超重力旋转填料床反应器氧化蒸馏具有可连续化作业、操作时间短、提钌率高、制备高纯含钌盐酸溶液产品质量稳定的特点。