超重力强化O3/Fe(Ⅱ)氧化降解硝基苯废水

在旋转填料床中进行Fe^(2+)/O_3降解硝基苯废水的实验研究,并考察了初始pH、超重力因子β、液体流量、Fe^(2+)浓度对硝基苯去除率的影响。结果表明,在硝基苯质量浓度为175 mg/L、臭氧质量浓度为40 mg/L、气体流量为75 L/h、pH为3.5、超重力因子β=80、液体流量为140 L/h、Fe^(2+)浓度为0.4 mmol/L、循环处理40 min的条件下,硝基苯去除率和COD去除率分别为99.5%和67.97%。相同实验条件下,与O_3-RPB相比,该工艺的硝基苯去除率和COD去除率分别提高了7.1%和27.51%;与Fe^(2+)/O_3/BR工艺相比,该工艺的硝基苯去除率和COD去除率分别提高了27.2%和32.55%。表明将超重力技术与均相催化臭氧技术相结合,可实现硝基苯的高效降解。

颗粒特性对超重力湿法除尘性能的影响

工业锅炉粉尘成分复杂,颗粒物性差别很大,若采用常规除尘器,无法达到高效脱除。超重力旋转填料床是一种新型的除尘设备,能耗低,除尘效率较高。为探究粉尘颗粒物性对超重力湿法除尘性能的影响,选取吹风气锅炉粉尘和生物质锅炉粉尘两种工业锅炉粉尘,以错流旋转填料床为除尘设备,进行了除尘实验。实验分别测定了粉尘颗粒的粒径、有效密度和润湿性,并采用单因素实验方法,考察了粉尘脱除效率随超重力因子、气量和液量的变化规律。研究结果表明:从粉尘物性角度分析,两种粉尘差异较大,吹风气锅炉粉尘更适用于湿法除尘技术,相应的,在相同的操作条件下,吹风气锅炉粉尘的脱除效率高于生物质锅炉粉尘。但在各自的最适宜操作条件下,两者的脱除效率分别可达91.48%、90.23%。可见,超重力湿法除尘技术受粉尘颗粒特性的影响较小,能够高效脱除工业锅炉粉尘,应用前景广阔。

超重力环境下O3/Fenton法处理含硝基苯废水

在旋转填充床（RPB）中超重力环境下采用O3/Fenton法处理含硝基苯废水,考察了Fenton试剂投加次数、超重力因子β、液体流量、初始pH值、Fe2＋投加量、H2O2与Fe2＋摩尔比对硝基苯去除率的影响.结果表明,在硝基苯浓度175 mg/L、反应温度25℃、气体流量75 L/h、臭氧浓度40 mg/L、分3次投加Fenton试剂、溶液初始pH值4.5、超重力因子β=80、液体流量140 L/h和Fe2＋总投加量1 mmol/L、摩尔比H2O2：Fe2＋=5、循环处理40 min的条件下,硝基苯去除率和化学需氧量（COD）去除率分别为99.6%和87.6%.相近条件下,与RPB-Fenton法相比,硝基苯去除率和COD去除率分别提高了36.3%和4.5%,与RPB-O3法相比分别提高了7.2%和47.1%,与BR（鼓泡反应器）-O3/Fenton法相比分别提高了11.3%和47.8%.

错流旋转填料床传质特性影响因素的实验研究

采用CO_2-Na OH体系,在中试规模的实验装置上进行传质实验,考察了气速、液体喷淋密度、超重力因子、气液接触时间对错流旋转填料床的总体积传质系数KLa及有效传质比表面积a_e的影响.结果表明,K_La和a_e均随气速、液体喷淋密度和超重力因子增加而增大,K_La随气液接触时间增加先缓慢增大后急剧下降,a_e则随气液接触时间增加而缓慢下降.最佳操作条件为:气速1.69 m/s,液体喷淋密度32 m^3/(m^2×h),超重力因子104,气液接触时间0.1 s.错流旋转填料床在处理大气量气体时传质效果增强,是同类文献错报道的1.52~2.32倍.对各操作参数下所得实验数据进行回归,得关联式K_La=1.8221(atD_L/d_p)Re_L^(0.6371)GrL^(0.0548)Sc_L0.0623和a_e/a_t=2980.9Re_L^(0.2349)Fr_L^(-0.045)WeL0.5023f^(-0.5).

旋转填料床中2种填料压降和传质特性的对比

分别以空气-水和磷酸钠溶液吸收模拟烟气中SO2为实验体系,对装填有θ环和波纹丝网填料的逆流旋转填料床压降和传质特性进行了对比研究,结果表明:在实验操作范围内,逆流旋转填料床的湿床压降随气量、超重力因子的增大而增大,受液量的影响很小;2种填料的湿床压降相差不大,且均低于750 Pa。2种填料的Kya均随喷淋密度、空床气速和超重力因子的增加而增大,当U=6 m3/(m2·h),u=0.73 m/s,β=85及更高的操作范围时,θ环填料的Kya比波纹丝填料高25%以上,说明θ环填料的传质性能明显优于波纹丝填料;最后得到装填θ环和波纹丝填料的旋转床湿床压降和体积传质系数的经验关联式。文中的研究结果对旋转填料床的设计和选型有重要意义。

共沉淀法制备钴锰层状双金属氢氧化物及其电化学性能

通过共沉淀法制备钴锰层状双金属氢氧化物(CoMn-LDH)。在制备过程中,考察了钴锰摩尔比、碱浓度、晶化时间对材料形貌与电化学性能的影响。结果表明,当钴锰摩尔比为2∶1、碱浓度为2 mol/L、晶化时间为21 h时,在1 A/g的电流密度下,CoMn-LDH的比容量为952 F/g;经过1 000次充放电,比容量保持在92. 7%;电流密度从0. 5 A/g增加至10 A/g,比容量保持在79. 8%。

新型错流旋转填料床气相流场的三维CFD模拟

目前鲜有关于错流旋转填料床结构改进研究方面的报道。以自主研发的错流旋转填料床为计算模型,建立了三维物理模型,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,填料层用多孔介质模型,运用CFD方法对其内部气相流场进行了模拟,研究了转速和气量对速度场和干床压降的影响规律,并通过实验进行了验证。由结果可知:干床压降几乎不受转速的影响,模拟值与实验值相对误差在11.2%以内;旋转填料层内气相流场主要以旋流场为主,切向速度与填料线速度大小相当,且不受气量的影响。轴向速度值受气量的影响,其径向分布受转速的影响。与切向速度和轴向速度相比,径向速度小1—2个数量级,说明气体在径向的偏移量很小;中间静止填料层能够有效减小气旋,强化气相流场扰动,表明新型错流旋转填料床能够强化气相传质。

微撞击流制备多级孔ZSM-5分子筛及催化应用

通过微撞击流反应器(MISR)结合加盐晶种法制备多级孔ZSM-5分子筛,探索硅胶流量、含晶种的铝源混合液流量、循环时间以及晶化时间对多级孔ZSM-5分子筛粒径大小和孔径结构的影响规律。并与传统方法合成的多级孔ZSM-5分子筛作为催化剂应用于甲苯与氯化苄烷基化反应中,从催化活性、选择性以及反应温度3方面进行对比。结果表明,利用微撞击流强化混合过程制备多级孔ZSM-5分子筛的最佳操作条件为:硅胶流量为40 m L/min,含晶种的铝源混合液流量为20 L/h,循环时间为5 min,晶化时间为6 h。在甲苯与氯化苄烷基化反应中对比发现,氯化苄的转化率都随着温度的增大而增大,但微撞击流反应器合成的多级孔ZSM-5分子筛的催化活性、选择性优于使用磁力搅拌器合成的多级孔ZSM-5分子筛。

多层填料错流旋转填料床深度净化烧结烟气

针对钢铁冶炼行业中烧结烟气的特点及目前工业生产中所面临的困难,采用多层填料错流旋转床为吸收设备,Na OH为吸收剂,开展了超重力因子β、液气比L/G和不同进口SO2浓度对脱硫率η的影响实验研究。结果表明,在β=55、L/G=2. 0 L/m3、CSO增加到CSO粉尘的出口浓度低于10 mg/m3,实现同时深度脱硫除尘,达到超低排放标准。

液体初始分散对错流旋转填料床传质性能的影响

为提高错流床传质性能,从液体初始分散的角度出发,设计了四种不同结构的中心管式液体分布器,喷液孔数量分别为4,6,8,10.以NaOH-CO_2为实验体系,测定了不同超重力因子、液量和气量下的有效传质比表面积a_e和液相体积传质系数k_la_e.结果表明:随各操作参数的增大,a_e和k_la_e先增大后减小.超重力因子、液量增大,喷液孔数目为6时传质最好;不同气量下,传质性能在喷液孔数目为8时最佳,但下降趋势明显,6孔的传质稳定.本实验中液体分布器最合适喷液孔数目为6.经数据回归得出a_e和k_la_e的关联式,平均误差均小于15%.

湿法烟气脱硫设备的研究进展

综述了脱硫吸收塔的改进及新脱硫反应装置,如降膜式反应器、撞击流反应器、旋转填料床等应用于湿法烟气脱硫的研究进展,对比了各自的优缺点,认为化工过程强化技术是解决传统塔设备传质效率低、投资成本高等难题的新途径,其中旋转填料床进行湿法烟气脱硫具有很高的应用价值.开发既能处理大气量、又能强化气相传质过程的旋转填料床将成为其工业化应用的研究方向.

分层填料错流旋转床吸收甲醇气体的传质性能

在分层填料错流旋转床中用水吸收挥发性有机物甲醇气体,研究了超重力因子（β）、空床气速（u）、液体喷淋密度（q）和甲醇气体进口浓度等操作参数对甲醇气相总体积传质系数KGa的影响.结果表明,甲醇气体的KGa值随β,u和q增加而增加,随甲醇气体进口浓度增大变化较小.在β=100, u=0.9 m/s, q=17.6 m^3/（m2×h）和甲醇气体进口浓度14000 mg/m^3时,甲醇气体的吸收率为97%,KGa达27 s^-1以上,是挡板填料逆流旋转床的1.1-3.9倍,是挡板填料错流旋转床的2-7.7倍,表明分层填料错流旋转床可有效减小气膜控制为主的传质阻力.当甲醇气体入口浓度稳定时,在u大、q小的情况下,β对甲醇气体的KGa影响较大,有效强化了吸收甲醇过程中的传质效率.分层填料错流旋转床中u达1 m/s,是挡板填料错流旋转床中的3-12倍.

旋转填料床中活性炭上间苯二酚的脱附行为及动力学

以旋转填料床为脱附设备,采用准二级动力学模型研究了间苯二酚在活性炭上的脱附行为及动力学,并与传统固定床进行了对比.结果表明,在温度20℃、液体流量50 L/h、超重力因子32.63及pH值11、脱附剂乙醇40wt%、脱附时间90 min的优化条件下,间苯二酚脱除率达93.90%,比传统固定床提高了58.54%,超重力强化了液固传质,对脱附有利;脱附速率常数随液体流量和超重力因子增大而增大,由以超纯水为脱附剂时的13.27×10^-3g/（mg×min）提高到以乙醇为脱附剂时的25.48×10^-3g/（mg×min）.