干法烟气脱硫反应的实验研究

本文建立了干法烟气脱硫反应的实验装置 ,对以氧化钙为脱硫剂的干法烟气脱硫反应进行了实验研究 ,并利用压汞仪分析反应过程中参与反应的固体颗粒的孔隙结构的变化情况 ,对干法烟气脱硫反应过程中的固体颗粒孔隙结构特性进行动态分析 ,揭示和确定了反应过程中固体颗粒孔隙结构变化规律和脱硫转化率。研究结果表明 ,孔隙结构 ,包括孔径分布、最可几孔半径等是决定和影响干法烟气脱硫反应的因素 ,其中孔隙率决定脱硫反应的最终转化率 ,孔隙分布则控制着反应的过程特性。

剪切力作用下颗粒的絮凝与破碎

根据实验数据探讨了剪切力作用下胶体颗粒凝聚过程的机理:颗粒聚集体在絮凝过程中经历生长和破碎两个阶段,在生长阶段主要影响因素为絮凝剂、G值和溶液的pH值。提出了表征剪切力大小的能量概念G值,并给出不同流动条件下的估算方法及物理意义。最后讨论了在快混初期出现的三个特殊现象:突变、衰减和震荡。

粗糙表面上的移动接触线和动态接触角

提出一个粗糙表面上移动接触线和动态接触角的数理模型 :毛细数较低时表观接触线前缘存在极薄的前驱膜 ,表观接触线在“湿”固体表面上移动 ,不同于传统模型中认为表观接触线在“干”固体表面上移动 .在Moffatt角区内部流动解的基础上 ,通过引入接触线特征参数表征表观接触线在前驱膜上的滑移程度 ,导出动态接触角的速度关系 .与不同研究者实验数据对比发现量纲 1特征参数反映固体材料特性和表面特性对动态湿润过程的影响 ,与液相的性质无关 .结合前期提出的滞后张力模型 ,对动态法和静态法测量静接触角产生的差异给出合理解释 .

烟气脱硫传质-反应阻力特性分析

主要分析脱硫反应中形成产物层之前的传质反应特性 .研究发现 ,可用蒂勒 (Thiele)数来描述以同时反映化学反应速率、扩散速率的影响 .脱硫剂颗粒形成产物层之前的转化率仅由蒂勒数决定 ,随其增加而降低 ,与此阶段持续时间无关 .分析表明 ,颗粒半径、孔隙率、孔隙分布方式等都可能会改变在产物层形成过程中的转化率和过程特性 .粒径较小时 ,产物层形成过程的转化率随粒径增大而降低 ;粒径增大到一定程度后 ,在较大粒径范围内转化率基本不随粒径变化而变化 ;孔隙率越大 。

楔形夹缝内部液体核态沸腾特性

针对楔形夹缝内部液体核态沸腾状况进行可视化实验研究。实验利用表面平整均匀的铜板作为加热平板,用玻璃作为盖板形成楔形夹缝。实验现象表明沸腾核化现象比较容易在狭缝中相对较大的空间中形成,而在狭缝中相对较小的空间里形成沸腾需要更高的热流密度。实验现象还表明,在同一空间尺度条件处的核化和气泡演化情况基本相同,气泡的生长速率在无量纲参数D≥0.1时受到空间尺度的明显影响。

多孔颗粒内气体传递反应双阶段描述

本文采用双阶段模型描述多孔颗粒与气体的传递反应。反应分为两个阶段:气体反应物在扩散进入颗粒内部同时与颗粒发生反应的第一阶段;形成产物层后,扩散和反应用双区域模型来描述的第二阶段。分析发现,蒂勒数是描述过程特性的重要参数,同时反映反应和扩散速度的影响,且与总阻力存在一定关系。利用TGA进行了脱硫反应实验,分析了反应温度、颗粒大小等对反应的影响,实验结果很好地证实了理论分析结论。

多孔性固体与气体传递反应过程特性研究

本文建立了多孔性固体与气体反应的流态化实验装置,进行烟气脱硫反应实验,以此分析反应过程中固体颗粒的孔隙结构变化,确定转化率等重要数据。实验表明,固体孔隙特性对反应过程起关键性作用。相同条件下,初始孔隙率越大,可使相同反应时间内达到的转化率越高,即初始孔隙率决定最终转化率,但是孔隙分布方式则影响反应过程特性,即具有相同初始孔隙率不同孔隙结构分布的固体反应物达到最终转化率的过程不同。

单向冻融处理中界面与刚性颗粒的相互作用 Ⅰ.实验现象

使用Bridgman单向冷冻实验对毫米量级刚性颗粒与界面的相互作用进行可视化研究,观察到低速冷冻、中速冷冻、高速冷冻下三种不同现象.经典润滑理论指出,颗粒与界面之间总是存在极小的间隙.颗粒被推挤时,周围流体会流入到此间隙中,以供应相变过程中的界面成长.低速冷冻时界面首先要克服底面摩擦力才能推动颗粒;中速冷冻时颗粒周围的水有足够的时间补充到颗粒与界面的间隙中,颗粒可被界面持续推挤;高速冷冻时此间隙来不及补充液体,颗粒被界面包陷.低、中速冷冻时,界面呈直线;高速冷冻时,界面出现大量针状冰晶,界面表现出在液体底表和上表面不同步的斜面,差异宽度会随冷冻速度降低而减小.

无排泥条件下的膜-生物反应器系统处理焦化废水可行性研究

小试规模浸没式厌氧/缺氧/好氧-膜-生物反应器(A1/A2/O-MBR)系统用于处理实际焦化废水,在无排泥条件下连续运行160 d.考察了长期运行条件下系统对不同污染物的去除性能,并通过亲疏水组分分离和三维荧光光谱法,对进出水焦化废水中溶解性有机物(DOMs)特征进行分析.结果表明,A1/A2/O-MBR系统能稳定去除88.0%±1.6%的COD,>99.9%的挥发酚,99.4%±0.2%的浊度和98.3%±1.9%的NH4+-N,相应的平均出水浓度分别为249 mg/L±44 mg/L、0.18 mg/L±0.05 mg/L、1.0NTU±0.2 NTU和4.1 mg/L±4.3 mg/L;最大TN去除率可达到74.9%.在系统160 d运行过程中,MLVSS/MLSS维持在90.2%±1.0%,没有出现无机物的积累;污泥的表观产率(MLVSS/COD)逐渐降低并最终稳定在0.035 kg/kg.在焦化废水DOMs的疏水酸性、疏水中性、疏水碱性和亲水物4种组分中,疏水酸性物是进出水中最主要的溶解性有机碳(DOC)和色度组分,分别占进出水总DOC的70%和67%,总色度的75%和76%.三维荧光光谱分析表明腐殖质类物质是系统出水中残留的主要难降解有机物和致色物质.

动态接触角与接触线上的应力奇点

应用经典的Moffatt解,通过引入接触线特征参数λ’,给出了接触线上的黏性剪切应力,导出了动态接触角和接触线移动速度的关系,解释了文献中两种不同测量方法所得静态接触角不一致的现象.理论所揭示的动态接触角和接触线移动速度的关系曲线和以往文献中的曲线形式基本一致.通过和Hoffman试验数据的比较发现:λ’与流体性质无关,是表征壁面性质的特征参数.初步探讨了λ’的数理意义.

汽泡扫荡现象及其机理分析

高速摄像观察记录细小铂丝上过冷核态沸腾过程,发现存在汽泡往返扫荡现象.描述了汽泡往复扫荡现象的一般过程特性和主要特点,探讨了扫荡引起的沸腾系统内部相互作用以及对换热的影响,提出了不对称温度场驱动模型并对汽泡扫荡现象进行了初步解释.