低雷诺数气液交叉流装置研究（I）——孔流液柱流动特性数值模拟

针对低雷诺数的气液交叉流气体净化过程,提出有效避免二次雾沫夹带的液柱流体力学条件。数值模拟结果表明,液柱表面随着离开孔口的距离而变化,采用公式Lb／d=2．84We^0.694能有效预测液柱的断裂行为。     

气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型

基于气溶胶中PM2.5微细颗粒物拟流体特性，对气液交叉流阵列中PM2.5在气溶胶流体传热传质边界层内热泳和扩散泳运动进行拟传质机理分析，与跟随气体的对流传质相叠加，建立了气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型，并进行了实验检验。实验在固定对流条件下，考察了不同气液相温度差导致的热泳、不同气相湿度差导致的扩散泳和颗粒粒径等因素对气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数的影响。实验数据统计值与模型表达趋势一致，在初始温差40℃、初始湿度0.118 kg/kg条件下，100排气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数模型预测值为3.33×10^-3 m/s、实验值为3.75×10^-3 m/s。     

水力旋流器内干涉沉降效应研究

研究了水力旋流器内困悬浮液浓度增大而引起的干涉沉降效应对分离效率的影响，从理论上给出了悬浮液颗粒线性浓度与旋流器分离效率之间的关系式，实验数据检验表明，该式具有良好的预测精度。     

石膏氨水悬浮液吸收二氧化碳的实验研究

本文以利用氨水脱碳净化合成氨原料气的过程实现磷石膏转化为硫酸铵为目的，模拟该体系气-液-固三相条件进行了石膏氨水悬浮液吸收二氧化碳的实验研究。探讨了反应机理，考查了原料配比和浓度对石膏转化率的影响、反应温度对反应速率的影响。初步结果表明，在适宜的工艺条件下，石膏的转化率可达96％以上。     

气—液—固三相喷射床流动特性研究

模型实验研究证明带中心导向管的气－液－固三相喷射床操作稳定，床内液固相具有连续稳定的抽向内循环运动，并可由操作参数求得循环流速为Ｕ０＝Ａ０根号２（ρｇＨ－Ｐ１）／ρ（１－Ａ＾２ ０）该技术运用于湿法冶金等液固相反应具有能耗低、效率高、操作稳定等诸多优越性。     

新型多功能复合凝胶堵漏性能评价

文章系统地介绍了一种能有效对付在钻井中常见的井漏问题的新型多功能复合凝胶堵漏材料。纯粹的聚合物凝胶力学强度相对较低，而新型多功能复合凝胶的力学强度相对较高，能有效的解决井下地层漏失。在纯粹的聚合物凝胶中添加刚性无机材料制备成的复合凝胶堵漏材料有着独特的堵漏机理：复合凝胶聚合物分子链段上的功能性基团能与刚性无机材料有着特殊的相互作用--在凝胶体系内的刚性无机材料起到了增强凝胶刚度与强度的作用；井下岩石与凝胶产生较大的静切力，这两方面的共同作用从而能有效的保证复合凝胶堵漏成功。在凝胶中加入桥接堵漏材料和刚性无机材料后，更能有效地解决超大裂缝的漏失问题。     

传热推动力损耗的温度场熵分析

运用物理场熵的概念,以传热推动力在空间温度场中不可逆损耗,定量表达传热过程不可逆程度,并将温度场熵分析法应用于矩形散热翅片效率的研究,得到温度场熵与翅片长度成正比、与厚度和导热系数成反比的定量关系。并通过与翅片散热效率曲线对比表明,温度场熵不仅反映了传热过程中系统的热力性能和热效,而且揭示了翅片热效变化的内在机理,对优化此类热力系统的设计具有实际应用价值。     

化工过程熵增指数及其在磷复肥清洁生产评价中的应用

从热力学第二定律出发, 指出清洁生产的热力学本质是控制物质由有序结构向无序转化并从中获取最大效益, 其优劣可由过程熵增反映。 引用复杂体系非平衡定态过程最小熵产生原理,推导出依据与外界交换的物流和热流信息定量计算化工复杂系统过程熵增的方法, 并定义过程熵增指数ζ 。 评价了化工过程对环境热力学状态的综合影响。选择以硫和以氨为载能原料的磷复肥工艺为例进行了计算和对比,其过程熵增指数分别为6.753和4.571,反映出载能原料硫作为废物排放对环境热力学状态产生更大的影响。     

城市垃圾渗滤液烟气脱硫体系气液吸收与解吸过程的数学模拟

针对垃圾渗滤液烟气脱硫体系气液吸收和解吸过程反应复杂的特性,基于经典双膜传质理论,建立了填料塔内湿法烟气脱硫模型,包括填料塔反应器模型和烟气SO2在垃圾渗滤液中吸收并伴随氨的解吸过程的数学模型。模型将系统内复杂的多组分反应分解为独立的离子反应,从而在确定的独立反应的条件下,可使模型的数值求解不依赖于特殊的假设条件以及可变的操作条件。根据工艺研究的实验条件对模型赋初值,结合模型参数估值确定适宜的边界条件,采用Maple 8.0对模型方程进行求解,得到了液膜内各组份的浓度分布特性曲线,以及气相分压、pH值、传质阻力、传质速率、吸收增强因子等沿塔高的分布特性,结果表明模型预测结果和实验结果吻合良好。所建立的模型为本工艺过程和其它湿法烟气脱硫过程的传质-反应现象提供了一个定量的理论分析和工程设计基础。     

二水硫酸钙在硫酸铵溶液中的溶解度测定

采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定了二水硫酸钙在硫酸铵溶液中(298.15~348.15 K)的溶解度,利用E-DH方程对实验数据进行关联,总平均相对偏差为2.81%;并考察了E-UDH方程的理论预测值,与实验值对比,总平均相对偏差为4.13%。实验和理论研究结果表明:在同离子效应和盐效应协同影响下,二水硫酸钙在(NH4)_2SO_4-H_2O体系中溶解度随硫酸铵浓度增加先降低后又增大,在298.15~348.15 K温区内,溶解度突变点硫酸铵浓度为0.07~0.08 mol·kg~(-1);随溶液中硫酸铵浓度增加,温度对二水硫酸钙溶解度的影响更趋显著。研究结果对磷石膏矿化烟气CO_2的过程设计具有指导意义。