应用轴功目标法合成低温分离序列

针对以乙烯深冷分离系统为代表的低温精馏过程合成问题。低温精馏系统包括精馏序列以及与之对应的换热网络和制冷系统。依据轴功目标方法,低温分离系统的能耗可以归结到制冷系统的轴功上,且过程的轴功消耗可以不经过换热网络和制冷系统的合成而直接得到。本文以轴功消耗作为优化目标建立数学模型,在模型中不包含换热网络和制冷系统结构的情况下建立精馏序列与对应轴功消耗的关系。这样,在不增加问题复杂程度的前提下实现对系统总能耗的优化。对乙烯冷端分离系统的合成的算例研究表明,通过基于轴功目标的数学模型可以高效的得到具有最低轴功消耗的精馏系统。     

以贝壳为钙源一次煅烧法制取柠檬酸钙的研究

本论文采用一次煅烧法,研究了以贝壳为钙源制备柠檬酸钙的工艺条件。通过综合利用单因素实验、正交实验对影响反应的各因素进行分析,得出制备柠檬酸钙的最佳条件是:1g煅烧后的贝壳粉加10mL水,用2mol/L的柠檬酸15mL在70℃条件下中和反应,制得柠檬酸钙的产率为73.36%,纯度为93.8%。     

竖直管内气液逆流降膜的计算流体力学模拟

建立了竖直管中降膜流动的二维模型,液体在重力作用下沿着管壁流下,气体从相反方向进入,采用多相流VOF(Volume of Fluid)模型,在流体力学软件FLUENT求解器中数值求算,模拟其中的液膜流动情况。通过改变液体和气体雷诺数,对于液膜的流体力学特征,包括液膜流动形态、液膜厚度随时间变化、流动方向液膜变化以及液膜中的速度分布等进行了分析。结果发现液膜形成过程主要可分为入口区、发展区和稳定区3个部分,液体雷诺数一定时,逆流气流对液膜形成的影响主要集中在稳定区;气相雷诺数一定时,随着液体雷诺数增大,液膜流动入口区变长,成熟区复合波中光滑液膜所占比例增加。液膜中的速度分布呈半抛物线型,速度随距离壁面距离增加增大,但在接近气液界面处略微下降。根据模拟得到的不同雷诺数的平均液膜厚度,与Nusselt理论预测值进行了比较,发现吻合良好。     

2种高剪切搅拌器流动特性的CFD模拟

采用计算流体力学模拟方法对2种用于分散混合过程的高剪切搅拌器的流动特性进行研究分析,分别是转子定子搅拌器(RS)和多级叶轮式搅拌釜(CF)。本文从流场细节和功率消耗方面对其进行考察研究,从而为解释搅拌器中气泡的分散混合过程提供理论依据。模拟结果表明,在RS中流体大致呈周向流动,且剪切速率分布相对较为均匀,较高剪切速率不仅出现在转子到壁面的径向间隙处,而且出现在转子与定子之间的轴向间隙处:而在CF中,流体呈现较为明显的旋转流动,且剪切速率分布没有RS均匀,较高的剪切速率只出现在叶轮与壁面的径向间隙处。在相同转速下,虽然这2种搅拌器所形成的平均剪切速率差别不大,但CF中所形成的最大剪切速率大于RS,这也意味着相同操作条件下CF中所能形成的气泡尺寸更小,这与实验结果是一致的。对于这2种搅拌器,在层流区功率准数与搅拌雷诺数都成反比,且CFD模拟计算得到的结果与根据实验得到的关联式的结果基本一致。然而CF的功率消耗高于RS的功率消耗。     

离子取代凝胶——ACA离子取代动力学模型

用动边界模型描述了海藻酸-壳聚糖-海藻酸(ACA)离子取代凝胶对2价离子的取代动力学过程.模型具有较好的可靠性，ACA离子取代凝胶对2价离子的取代属于颗粒扩散控制.ACA离子取代凝胶对Pb²⁺的反应级数是0.76.     

采用变压精馏回收共沸剂的正丙醇-水共沸精馏模拟研究

本文研究了一种分离正丙醇-水的新型共沸精馏工艺,通过变压精馏的方法对夹带剂乙酸乙酯进行回收。本研究采用Aspen—Plus软件中的RADFRAC精馏模块,以NRTL活度系数方程和Hayden-O'connell逸度方程为热力学模型对本工艺流程进行模拟,讨论了塔板数、进料位置、进料量、回流比和进料温度等参数对产物精馏和共沸剂回收的分离效果的影响,优化得出最佳工艺参数。结果表明,当精馏塔的塔板数为40块,进料位置为34板,回流比为8,夹带剂与进料比为0.9:常压回收塔的塔板数为20块,进料位置为4板,回流比为0.1,减压回收塔和常压回收塔的压力分别设定为0.2 aim和1 atm时,产物正丙醇的纯度为99.22 mol%,回收的共沸剂纯度达到99.87 mo1%,本文对正丙醇的工业生产具有一定指导意义。     

新型生物表面活性剂的分离和鉴定

采用超滤法分离青霉素发酵液中的表面活性物质,并将表面活性物质富集浓缩,再结合冷冻干燥等手段回收,得到了一种生物表面活性剂,同时解决了青霉素溶剂萃取过程中的乳化问题.截留分子质量为10 ku的超滤膜能有效分离料液中起生物表面活性剂作用的表面活性物质,消除了青霉素提炼过程中的乳化现象.这种生物表面活性剂在青霉素发酵液中的含量为2.659 g/L.     

有机颜料商品化及表面改性(修饰)技术

本文讨论了有机颜料商品化剂型的重要特性,颜料的表面改性（修饰）技术的基本原理,主要改性工艺技术的类型,诸如以经典表面活性剂改性（阴离子,阳离子、两性及非离子表面活性剂,松香酸、松香胺及有机烷胺等）;颜料衍生物改性技术,（添加方式及处理过程中生成）;研磨,溶剂处理及酸溶与酸胀;聚合物处理（制备物,高分子分散剂与包膜技术）及以无机化合物实施改性（包核、表面键合及低温离子溅射）。并对偶氮、酞菁及杂环三大类别主要颜料品种的商品化与改性实例进行了介绍。     

高比表面积氢氧化锆的制备

利用溶胶-凝胶法制备高比表面积氢氧化锆样品.利用BET比表面积测试,系统地研究了超声分散、陈化条件、干燥温度及反应温度等制备条件对氢氧化锆样品比表面积的影响.试验表明:采用溶胶-凝胶法可以制得比表面积较高的氢氧化锆样品,最佳制备工艺参数为:反应温度为60 ℃;超声振荡周期为1:3;超声分散的时间为15 min;陈化温度为60 ℃;陈化时间为30 min;干燥温度为100 ℃.     

磁场对丙酮-水-甲基异丁基酮萃取的影响

为探讨磁场对液-液萃取过程的影响,本研究在不同磁感应强度的磁场中,对丙酮-水-甲基异丁基酮物系的萃取过程进行了研究.研究结果表明,磁场对丙酮-水-甲基异丁基酮物系的萃取过程具有正效应,丙酮的分配系数kA及收率φA均随着磁感应强度的增加而增大.定量计算表明,在磁感应强度为0.17～0.52 T的磁场作用下,丙酮的分配系数kA提高5.29%～8.31%,丙酮的收率φA提高1.76%～3.41%.温度对磁化萃取效果有一定的影响,随着温度的升高,磁场对萃取的影响作用加强.通过对试验数据的回归分析,得出了丙酮分配系数kA的关联式.