页岩气压裂返排液膜蒸馏处理

页岩气开采过程中产生的压裂返排液处理难度大是其开采成本较高的主要原因之一。对长宁地区返排液进行了理化指标检测,用PTFE双向拉伸微孔膜搭建了平板型真空膜蒸馏装置,保持真空侧绝对压力为10KPa,探究了雷诺数及料液温度等主要操作条件对膜蒸馏过程的影响。结果表明该PTFE双向拉伸微孔膜蒸馏能有效处理这类页岩气压裂返排液,料液温度对膜通量影响显著。在料液温度335K,流动雷诺数为800的条件下,膜通量能达到30.3kg.m~(-2).h~(-1);产水的电导率均小于20μS.cm~(-1),计算脱盐率大于99.9%,产水COD均小于15mg.L~(-1),去除率达到93%,产水达到一级国标。     

膜生物反应器 CCCF 过程中酵母细胞生长特性研究

渗透汽化膜生物反应器CCCF过程乙醇发酵中酵母细胞的生长表现出五个不同的阶段,即：快速生长期、乙醇抑制期、二次生长期、平衡期和衰亡期。采用摇瓶实验对发酵副产物（主要为有机酸和甘油）的抑制行为进行检测,结果表明随着副产物浓度的增加,抑制作用越来越强,细胞生长表现出较长的迟滞期和较低的细胞浓度。当副产物浓度达到膜生物反应器中发酵后期的浓度时,细胞的比生长速率和得率仅分别为0．061和0．024。     

基于分离效率的卧螺离心机CFD分析

从分离效率的角度对卧式螺旋卸料离心机转鼓内的流场进行数值分析.通过剖析推料螺旋与转鼓溢流堰的结构特点可知,转鼓内流体在轴向为薄层流动,在径向由于涡流产生向内流动导致颗粒上浮,这两者对离心机分离效率有决定性的影响.结合CFD数值分析和颗粒的Stokes沉降运动关系,提出将薄层流动与上浮临界粒度应用于离心机分离能力计算的理论和方法.文章通过定义沉降粒度和上浮临界粒度,进一步把分离能力计算与分离效率相关联,使该方法更接近离心机分离工艺的实际情况.通过对工业中典型离心机进行实例计算,证明了该方法的可行性和准确性.     

竖直管降膜流动的CFD分析

建立了竖直管降膜流动的二维模型,采用RNG κ-ε湍流模型、VOF模型,对管内的降膜流动进行了CFD研究,得到了稳定前后的液膜、速度分布。研究发现,沿管长方向的流动稳定后,依次分为平稳区、小幅波动区、大幅震荡区,在给定流速下平稳区、波动区膜厚为0.63 mm、0.23~1.5 mm。在平稳区不同位置处液膜流速在膜厚方向变化一致,沿管长有增大趋势,最大速度在膜内,流动稳定后分布变化不大。最后将模拟得到的膜厚与学者数据进行了对比,结果可靠。     

膜生物反应器封闭循环乙醇发酵残液的处理技术研究

硅橡胶膜生物反应器封闭循环乙醇发酵系统能长时间平稳运行，发酵罐中乙醇浓度、酵母浓度和乙醇产率维持稳定，乙醇产率较传统间歇发酵可提高4．5倍，但系统长期运行的周期受制于酵母细胞的老化。我们目前的实验连续运行记录是500h。系统运行周期结束时，发酵罐中的残液成为需要处理的发酵废弃物，其总量约为传统间歇发酵工艺的1／6，但性态差别很大。对残液进行后处理，有效利用废弃物并实现发酵工艺的废掖零排放，成为该系统的又一主要工艺技术问题。本文对系统运行及工艺技术、残液性态、残液处理工艺路线和设备进行了研究，提出了解决方案。     

适合硅橡胶膜生物反应器乙醇发酵的酵母选育（Ⅰ）

从水果中筛选出一株野生型酵母S3,并将其运用于膜牛物反应器封闭循环乙醇发酵.运用酵母S3进行了3次摇瓶发酵实验,得到细胞浓度、乙醇产率以及葡萄糖转化率的最大值分别为:5.37g/L,1.90g/(L·h),87.9%;将S3菌株接人膜牛物反应器封闭循环发酵系统,进行了524.4 h的封闭循环发酵实验,整个发酵过程乙醇产率为1.48g/(L·h).葡萄糖消耗速率为3.55g/(L·h),发酵结束时,细胞存活率为30%,葡萄糖转化率为81.4%,均高于菌株SO的发酵结果,乙醇-细胞比产率以及乙醇-细胞得率分别为0.148 g/(g·h)和77.63 g/g,分别是菌株SO的1.57倍和1.71倍.结果表明,酵母菌在膜生物反应器封闭循环发酵过程中有被定向驯化以适应此发酵环境的可能性,并且野生酵母S3比工业安琪酵母SO更容易被定向驯化.     

碳分子筛填充硅橡胶膜用于渗透蒸发分离稀醋酸-水溶液

From the reference[1] it is known that the addition of silicalite-1 in silicone rubber membranes results in an increase of both flux and selectivity for alcohol in the separation of alcohol/water by pervaporation.In order to enhance performance of pervaporation toward the aqueous solution of acetic acid,incorporation of carbon molecular sieve(CMS)into a PDMS membrane was investigated. CMS is widely used in adsorption processes because of its high selectivity toward certain compounds[2]. It was assumed that the flux and selectivity of pure PDMS membrane could be enhanced owing to the preferential adsorption of CMS to organics.CMS content in the membrane and several important pervaporation operation parameters, including feed concentration of acetic acid, and feed temperature, were investigated.     

新型硅橡胶复合膜用于分离干红葡萄酒的研究

利用一种自行研制的新型的PDMS平板复合膜对12%vol的"云南红"全汁干型红葡萄酒(2003年酿,国宴供酒)进行渗透汽化脱醇实验,并用气相色谱法对膜上渗余液和膜下冷凝液进行定性和定量分析.在反应罐温度30℃,采用一级冷凝,温度-30℃,渗透池下游保持绝压在真空泵的极限真空度0.1MPa的实验条件下,干红葡萄酒经过8h渗透汽化脱醇后获得了酒精含量为5%vol左右的膜上渗余液和39%vol左右的膜下冷凝液.实验结果发现,新型PDMS平板复合膜对葡萄酒的乙醇及其风味物质表现出了良好的选择分离性能和机械性能.通过一系列分析得知:渗透汽化膜对乙醇的通透量极大;对风味物质的选择性大小为醇类＞酯类,且碳原子数越多,选择性越大.实验表明,渗透汽化膜用于分离干红葡萄酒具有良好的效果,可以预见将其应用于生产低醇葡萄酒和高度的白兰地是可行的.     

化工储罐群池火灾连锁效应分析

池火灾连锁效应是引发化工储罐群重大灾害性事故的主要原因之一。本文参考国内外关于连锁效应的研究结果,从连锁效应发生的机制对化工储罐群的池火灾连锁效应进行了分析,选择了较为合理的连锁效应阈值和辐射模型,计算出二次目标设备的本质安全距离,提出了相应的安全防护措施,为预防化工储罐群事故连锁效应的发生和扩展提供了依据。     

PDMS复合膜薄层流动膜组件中的渗透蒸发传质动力学

用自制的高性能矩形平板PDMS复合膜构造了薄层流动水力学结构的渗透蒸发膜组件,并进行了乙醇溶液的渗透蒸发传质动力学研究.实验得到了很好的渗透通量与浓度推动力之间的动力学关系.根据膜渗透蒸发的串联阻力概念,把液相边界层传质的Sherwood模型计算值与实验测量的总传质系数相结合,得出了渗透蒸发的膜内传质系数.分析表明,在料液温度25℃时,膜内传质阻力对渗透蒸发传质总阻力的贡献超过70%,说明膜内传质阻力是整个渗透蒸发过程的控制因素.对不同流动状态和不同温度下的传质动力学行为进行了实验测量和分析,结果显示,矩形平板PDMS复合膜与薄层流动膜组件的结合优于我们原来研究过的圆形膜及膜器,可以充分发挥膜的高性能.这一结果对PDMS复合膜和膜组件构形及其渗透蒸发过程的设计和运行具有重要意义.